Цемента как химический элемент

Цемент — сообщение доклад по химии 9 класс

Цемент — основной материал для строительства, измельчённый клинкер с различными добавками. Химически это выглядить так: оксида кальция (СаО), он занимает самое большое количество процентов 67%, 22 % диоксида кремния (SiO₂), окиси алюминия 5 % (Al₂О₃), 3 % оксида железа (Fe₂O₃) и 3 % других составляющих.

Его можно купить в любом строительном магазине и на рынках. Порошок продают в больших объёмах 10, 25, 50 и даже 100 килограммов. При взаимодействии с водой раствор застывает. Но в отличие от гипса, застыть цемент может только на воздухе. Портландцемент один из видов цементов, он обычно используется в строительстве. Он получается при нагревании известняка с глиной, при нагревании до температуры +1450…+1480 °С, происходит расплавление, и образуются маленькие кусочки клинкера. Чтобы получить порошок, клинкер размалывают совместно с 5% гипса. Из него делают бетон, а он в свою очередь используется для плит, заборов, фундаментов, штукатурки и многое другое. Один из множества рецептов бетона: 1 цемента, 1.8 песка, 3.5 щебня или гравия и воды. После этого нужно все тщательно смешать для однообразной массы, чтобы вышла густая консистенция. Можно использовать различные формы для заливки, для точности прочётов и красоты.

Цемент есть разных марок (200, 300, 400, 500, 550, 600). Они отличаться качеством, прочностью (какая цифра, столько же может выдержать килограммов тот или иной цемент) и, конечно же, ценой. Марка 400 самая популярная она используется для небольших строительных робот. М 500 долее быстро застывает и прочнее предыдущей. Она нужна для больших сооружений они, как правило, будут долговечны и надёжны. Срок годности порошка 2 месяца потом он теряет свои свойства, и марку. Если он будет находить в сыром месте, то срок становиться значительно меньше. Например, если цемент М 600, то через время он станет М 500 и так далее. Так что нужно рассчитывать, сколько цемента нужно для работы.

Важно знать, что в зависимости от температуры цемент по-разному застывает. Летом не более 2-3 часов, а уже при температуре 0 процесс будет длиться 20 часов. Чтобы ускорить его, нужно добавлять различные добавки.

Если правильно использовать материал, то результат будет отменный. В строительстве такой материал считается крайне необходимым, поскольку в его основу закладывается крепость и надежность любой конструкции.

Вариант 2

Цемент является наиболее популярным материалом для строительства. Из него сооружают высокопрочные сооружения. конструкции и различные изделия. В первоначальном виде цемент – сыпучий, серого цвета, с мелкой фракцией. В результате добавления воды он становится пластичной и однородной массой, которая постепенно затвердевает.

При производстве цементного вещества используют высокотемпературный отжиг до +1500 0 С, из-за чего меняется структура вещества, и формируются гранулы клинкера. Спекшийся клинкер измельчают в порошкообразную массу и добавляют примеси: известняк, глину, уголь, гипс и другие вещества.

Химическая формула цемента: 67% оксида кальция; 22% диоксида кремния; 5% окиси алюминия; 3% оксида железа и 3% другие составляющие.

В состав цементной смеси кроме основы клинкера должно входить два и более компонента. Это могут быть минеральные добавки для ускорения процесса затвердевания или наполнители для увеличения прочности состава.

Классификация цемента зависит от вида сырья, используемого, как основа.

— портландцементы из цементного клинкера, гипса и силикатов кальция;

— шлаковый цемент – помол гранул доменного шлака с известью, гипсом и ангидритом;

— пуццолановый цемент с активной кремнеземистой добавкой для высокой стойкости;

— белый цемент из маложелезистого клинкера с минеральными добавками;

— водонепроницаемый цемент из глиноземистой основы с различными расширяющими компонентами;

— безусадочный водонепроницаемый цемент, в составе которого 85% глиноземистого вещества, а в остатке известь и гипс для быстрого затвердевания;

— магнезиальный цемент — с основой оксида магния и добавками хлорида и сульфата магния;

— специальные цементные смеси (быстротвердеющий, особобыстротвердеющий, сверхбыстротвердеющий, пластифицированный и гидрофобный портландцемент).

Главные свойства цемента:

— морозостойкость и способность к многократному процессу замораживания;

— устойчивость к коррозии;

— не подвержены воздействию водной среды;

Время схватывания цементной массы 60 минут, а полное застывание до 10 часов. Прочность конструкции увеличивается во влажной среде.

Цемент используют в строительстве для изготовления бетонной смеси, железобетонных конструкций, сооружений и различных изделий. При помощи цемента прочно скрепляются отдельные детали конструкции.

Интересные темы

• Писатель Николай Карамзин. Жизнь и творчество Российская история богата различными событиями. Она также богата биографиями людей, писавших, собственно, об истории нашей страны. Один из таких людей — Николай Михайлович Карамзин – известный русский писател
• Значение слова дедлайн что это такое В нашем мире абсолютно все не стоит на месте, мир движется вперед. Технологии постоянно обновляются. Люди меняются, учатся. Города строятся, расширяются. Так же и в нашем общении появляются новые слова и термины.
• Искусство Древнего Египта — сообщение доклад (5, 10 класс) В Африке вблизи реки Нил в середине 4 века до н.э. образовалось государство Древний Египет. Государство очень быстро развивалось, и было известно своей культурой и искусством.
• Жизнь и творчество Гюстава Флобера Гюстав Флобер (1821-1880 гг.) представляет собой крупнейшего французского прозаика, работавшего в жанре реализма и создавшего собственный литературный стиль, названный «точным словом».
• Писатель Леонид Леонов. Жизнь и творчество Леонид Максимович Леонов (1899-1994 гг.) относится к представителям литературы советского периода отечественной истории, считающимся талантливым прозаиком в жанре социалистического реализма.

© 2022 sochinite.ru
Мир искусства

Источник

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЦЕМЕНТА

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 гидратационной активности. Роль C 4 AF в процессе схватывания аналогична С 3 А, но влияние C 4 AF в высокой степени зависит от температуры и содержания добавок. Из табл. 11.1 видно, что основные компоненты цемента имеют вид ангидридов. Добавление воды к цементу превращает эти компоненты в гидраты, а получившаяся в результате смещения жидкость называется цементным раствором. ГИДРАТАЦИЯ ЦЕМЕНТА Когда цементный раствор размещается вокруг обсадной колонны, то он подвергается действию высокого дифференциального давления, направленного в сторону горных пород стенки скважины. При этом происходит фильтрация воды в пласт за счет гидратации и испарения. Во время фильтрации воды в пласт гидратные соединения формируют взаимосцепляющуюся структуру, которая образует цементное кольцо между обсадной колонной и породами, слагающими ствол скважины. Механизм образования цементного кольца сложен и зависит от типа цементируемых поверхностей. Например, цемент соединяется с породой за счет роста кристаллов, которые входят в поровое пространство породы. Аналогично цемент контактирует с обсадной колонной, заполняя неровности, раковины в теле обсадных труб и их муфт. СТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТА К СУЛЬФИДНОЙ АГРЕССИЙ Соли серной кислоты (сульфаты), такие как сульфат магния и сульфат натрия, оказывают отрицательное влияние на схватившийся цемент. Природные сульфаты реагируют с известью из состава цемента и образуют в результате реакции гидроиды магния и натрия и сульфат кальция [I]. Сульфат кальция, реагируя с компонентом С 3 А, образует сульфоалюминат, который вызывает расширение и нарушение целостности цементного камня. В основном это происходит вследствие того, что частицы сульфоалюмината по размерам больше частиц С 3 А, которые они замещают, что ведет к разрушению цементного камня. Сульфатные минералы в большом количестве содержатся в некоторых подземных водах, которые могут войти в контакт со схватывающимся цементом двумя путями: а) через перфорационные отверстия; б) через микроскопические каналы в схватившемся цементе в результате неэффективного вытеснения бурового раствора цементным. Стойкость к сульфатной агрессии может быть увеличена за счет снижения содержания С 3 А и свободной извести в цементе или давлением пуццолана. Пуццолановые добавки реагируют с известью, тем самым снижая количество извести, способной вступить в реакцию с сульфатом магния. СНИЖЕНИЕ (РЕГРЕСС) ПРОЧНОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ СИЛИКАТНОЙ МУКИ При температуре в скважине менее 110 °С цемент продолжает гидратировать и набирать прочность в течение длительного периода (от нескольких дней до нескольких лет), пока не будет достигнута предельная прочность. При температуре выше 110 °С цемент набирает максимальную прочность в течение первых нескольких недель, а затем прочность начинает уменьшаться. Это явление обычно известно как регресс прочности. li В некоторых случаях снижение прочности может продолжаться до точки разрушения и интенсивность этого снижения увеличивается с ростом температуры. Причина уменьшения прочности—превращение основных компонентов схватившегося цемента, известных как гидросиликат кальция (тоберморит) и двухкальциевый гидросиликат, при температуре около 121 °С. Новое соединение имеет большую пористость, чем тоберморит и, следовательно, больше подвержен агрессии пластовых флюидов. Известно, что добавление 30—40 % силикатной муки в сухой цемент предотвращает образование двухкальциевого гидросиликата [1] и способствует образованию монокальциевого гидросиликата (ксонолита), который имеет меньшую пористость и прочнее двухкальциевого. Силикатную муку обычно используют при цементировании скважин со статической температурой более 110 °С. СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА ВРЕМЯ ЗАГУСТЕВАНИЯ Реакция между различными компонентами начинается сразу при добавлении к цементу воды, что способствует росту вязкости цементного раствора. Время загустевания Т З определяется в лаборатории для конкретного цемента, равно времени жидкого состояния раствора и служит критерием сравнения различных цементов [З], определяя срок прокачиваемо — сти. Таким образом, вязкость может использоваться как критерий сравнения времени загустевания. Время загустевания определяется как время, в течение которого цементный раствор достигает 100

24.08.2019 9.7 Mб 129 Бурение 1989.pdf

Источник

ЦЕМЕНТЫ

ЦЕМЕНТЫ, порошкообразные минер. вяжущие материалы, образующие при взаимод. с водой или водными р-рами солей пластичную массу, превращающуюся со временем в твердое камневидное тело; осн. строит. материал.
Наиб. распространение получил т. наз. портландцемент (от назв. г. Портленд в Великобритании), содержащий гл. обр. высокоосновные силикаты кальция. Хим. состав портландцемента (без добавок), в % по массе: 62-76% СаО, 20-23% SiO₂, 4-7% А1₂О₃, 2-5% Fе₂О₃, 1-5% MgO; минералогич. состав, в % по массе: твердые р-ры на основе 3CaO x SiO₂, или Са₃SiO₅ (алкит, 45-65%), 2CaO x SiO₂, или Ca₂SiO₄ (белит, 15-30%), алюминат кальция ЗСаО x А1₂О₃ (3-14%), алюмоферрат(III) кальция 4СаО x А1₂О₃ x Fе₂О₃ (10-18%). Известны отличающиеся составом и назначением разл. виды портландцемента, напр, высокопрочный, быстротвердеющий, гидрофобный и др., его смеси с гранулированным шлаком (шлакопортландцемент) и горн. породами — пуццоланами — трепелом, туфом, пемзой (пуццолановый портландцемент). Другие распространенные виды цементов- глиноземистый, гипсоглиноземистый расширяющийся (табл. 1).

Получение. Сырьем для получения цементов служат прир. материалы (известковые, глинистые, мергелистые, гипсовые, глиноземистые породы) и пром. отходы (металлургич. и топливные шлаки, золы от сжигания углей, белитовый шлам, отходы от переработки нефелиновых пород и др.).
Произ-во цементов включает приготовление сырьевой смеси (дробление исходных материалов, их тонкий помол, перемешивание, корректировка хим. состава смеси), обжиг сырьевой смеси, тонкий помол обожженного продукта (клинкера) до порошкообразного состояния вместе с небольшим кол-вом гипса, активными (шлак, зола, гемза) и неактивными при взаимод. с водой (кварц, карбонатные породы) минер. добавками и др. в-вами, придающими цементам нужные св-ва (напр., пластификаторы, гидрофобные добавки).
В зависимости от метода приготовления сырьевой смеси различают сухой, мокрый и комбинир. способы произ-ва. При сухом способе сырье (известняк и глина) в процессе дробления и помола в мельницах высушивается и превращается в сырьевую муку, после чего мука поступает на обжиг. При мокром способе помол сырьевых компонентов осуществляют в мельницах в присут. воды, к-рую вводят для понижения твердости, интенсификации процесса помола и уменьшения удельного расхода энергии. Влажность сырьевой смеси (шлама), поступающего на обжиг, при мокром помоле составляет 34-43% по массе; для снижения влажности шлама к сырьевой смеси добавляют сульфитно-дрожжевую бражку, триполифосфат Na или ПАВ. При комбинированном способе сырьевая смесь готовится по предыдущей схеме, затем обезвоживается на вакуум-фильтрах или вакуум-прессах, формуется в гранулы и поступает на обжиг.
Обжиг сырьевой смеси осуществляют при 1450 °С во вращающихся (редко шахтных) печах, представляющих собой наклонный стальной цилиндр, в загрузочную часть к-рого подается сырьевая смесь, а со стороны выгрузки (головки) печи через форсунку — топливо (см. Печи). Сырьевая смесь движется по направлению к головке печи, подвергаясь действию нагретых топочных газов. Вращающуюся печь условно разделяют на неск. технол. зон. В зоне сушки под действием отходящих топочных газов сырьевая смесь подсушивается, в зоне подогрева нагревается до 500-600 °С и переходит в зону кальцинирования (900-1200 °С), в к-рой происходит разложение СаСО₃. Получающийся СаО в твердом состоянии взаимод. с составными частями глины и железистого компонента с образованием в экзотермич. зоне 2CaO x SiO₂, 5СаО x 3А1₂О₃, 3СаО x А1₂O₃, 4CaO x Al₂O₃ x Fe₂O₃, 2CaO x Fe₂O₃, а также СаО, MgO и др. оксидов.
В зоне спекания при т-ре 1450 °С обжигаемый материал (клинкер) частично плавится; в этой зоне образуется главный минерал клинкера ЗСаО x SiO₂. При дальнейшем прохождении по печи клинкер попадает в зону охлаждения (т-ра 1000-1200 °С). Холодный клинкер дробят и тонко измельчают вместе с гипсом и др. добавками в барабанных шаровых мельницах, а затем транспортируют в железобетонные цилиндрич. емкости — т. наз. цементные силосы.

Свойства. При взаимод. цементов с водой — гидратации, затворении — первоначально образуется пластичное цементное тесто, к-рое со временем на воздухе или в воде уплотняется, теряет пластичность и превращается в т. наз. цементный камень. Безводные минералы клинкера превращаются при этом в соответствующие гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферраты(III) Са, напр.:

ЗСаО x SiO₂ + 2H₂O Ca₂SiO₄ x Н₂О + Са(ОН)₂
Ca₂SiO₄ + Н₂О Ca₂SiO₄ х Н₂О ЗСаО х А1₂О₃ + 6Н₂О ЗСаО х А1₂О₃ х 6Н₂О

Образовавшийся Са(ОН)₂ под действием СО₂ воздуха постепенно превращается в СаСО₃, гидроалюминаты Са с гипсом в присут. воды дают двойные основные сульфаты, напр. Са₆А1₂(ОН)₁₂(SО₄)₃ x26Н₂О и Ca₄Al₂(OH)₁₂SO₄ x6H₂O. При получении бетона образовавшийся Са(ОН)₂ с СО₂ воздуха и SiO₂ превращается в очень прочную массу, состоящую из карбонатов и силикатов Са.

Табл. 1.-ОСНОВНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Источник

«Цемент» сообщение по химии

Научные доклады

Автор J.G. На чтение 3 мин Обновлено 5 февраля, 2022

Цемент доклад по химии, кратко изложенный в этой статье, расскажет Вам много полезной информации об этом полезном материале для строительства. Также из статьи Вы узнаете, как делают цемент и где применяют цемент.

«Цемент» сообщение по химии

Сегодня трудно себе представить такую область строительства или его этап, где цемент не применялся бы. Начиная обустройством фундамента и заканчивая отделкой помещения. Аналогов ему нет.

Цемент из чего делают?

Цемент представляет собой измельченный порошок клинкера. В него введены наполнители и модифицирующие добавки. В сухом виде это однородная сыпучая масса серого окраса. Если ее развести водой, то получается пастоподобный вяжущий материал, который легко нанести даже на шероховатые поверхности. Когда цемент застывает, то получается достаточно прочное соединение. Оно характеризуется высокой прочностью, как у камня. Поэтому искусственные камни делаются именно из этого материала.

Химическая составляющая

Если нагреть глину и известняк до 1450 0 С, то можно наблюдать структурные изменения в материале – начинает образоваться клинкера и гранулы. Они смешивают с гипсом, а после перемалываются до порошкообразного состояния. Химическая формула цемента: СаО (оксид кальция, 67%), SiO₂ (диоксид кремния, 22%), Al₂О₃ (окись алюминия, 5%), Fe₂O₃ (окись железа, 3%) и прочие составляющие (3%).

Техническая характеристика

Основная техническая характеристика цемента – это его марка. Она обозначается буквой «М» с цифровым показателем. Он указывает на прочность на сжатие, то есть на максимальную нагрузку на определенный объем застывшего материала в кг. Если цемент может выдержать вес в 300 кг, то ему присваивается марка М300.

Также на упаковке указывают процентный состав добавок, обозначающий буквой «Д». Если в смеси цемента введено 10 % добавок, то маркировка будет «Д10». Добавки улучшают водонепроницаемость, повышают устойчивость к коррозии и морозостойкости.

Из цемента изготавливают бетонные плиты, блоки, лестничные конструкции, фундаменты, колодезные железобетонные кольца, тротуарные плитки, балки, плиты перекрытия и другие изделия.

Свойства цемента

• Активность. Мы уже говорили об этом свойстве выше. Оно характеризует способность застывшего цемента выдерживать определенный вес. Активность зависит от интенсивности помола, активности клинкерных гранул, наличия добавок.
• Плотность. Наименьшей плотностью обладает свежеприготовленный цемент. Также на некоторые частички оказывают влияние электростатические силы, которые отталкивают частички от собратьев. После хранения и перевозки цементная смесь уплотняется и слеживается. Плотность зависит от уровня измельчения клинкерных гранул и от условий, в которых хранится материал.
• Объемный и удельный вес. Удельный вес материала определяет его соотношение веса к занимаемому объему. Это необходимо для того, чтобы правильно составить пропорцию цементного раствора. Объемный вес рассчитывают по средней плотности цемента. При транспортировке или слеживании он увеличивается.
• Срок годности. Он характеризуется ограниченным сроком годности. При нормальных условиях материал сохраняется 2 месяца. Если ему обеспечить герметичное хранение, то цемент может храниться и год.
• Насыпная плотность. Обозначает соотношение рыхлой массы материала к его объему.
• Время застывания. Цементный раствор после приготовления быстро схватывается и застывает. В летнее время этот процесс происходит за 2-3 часа. В зимнее время цемент застывает на протяжении 10 часов.
• Тонкость помола. Чем меньше цементные частицы, тем быстрее затвердеет раствор.

Применения цемента

Сфера применения цемента просто огромна. Из цемента делают фундамент, блоки, штукатурные смеси, кладки печей и бассейнов, армированные конструкции, садовые скульптуры, уличные вазы, дорожки для сада и дачи, столбы и заборы, искусственные камни и строительные конструкции, панели, плиты и многое другое.

Надеемся, что сообщение «Производство цемента» помогло Вам узнать что-то новое об этом строительном материале. А сообщение на тему «Цемент» Вы можете расширить через форму комментариев ниже.

Источник