Цемент
Цеме́нт (нім. Zement, від лат. caementum — щебінь, битий камінь) — загальна назва мінеральних в'яжучих порошкоподібних матеріалів, які після затворення їх водою, з рідкого або тістоподібного стану переходять у твердий каменеподібний стан при звичайній температурі і використовується для зв'язування з іншими матеріалами.
До цементів відноситься велика група гідравлічних речовин, головною складовою частиною яких є силікати кальцію і алюмінати кальцію, які утворюються в результаті випалу до спікання сировинної суміші належного складу. До цементів належать: портландцемент, пуцоланові цементи, романцемант, шлакові цементи і ін.
Один з основних будівельних матеріалів, в'яжучий засіб при виготовленні бетону.
Зміст |
Виробництво[ред.]
У виробництві цементу використовуються переважно легкоплавкі глини, аргіліти і глинисті сланці, що складають частину цементної шихти. Другою основною її складовою є карбонатні породи.
Сировиною для виробництва цементу служать вапняк і глина, які змішують у певному співвідношенні (75—80% вапняку і 20— 25% глини) випалюють до спікання при температурі близько 1450 °C. Випалювання проводять у спеціальних циліндричних печах, викладених всередині вогнетривким матеріалом. Сучасні потужні цементні печі досягають у довжину 185 м і мають внутрішній діаметр до 5 м їх встановлюють дещо нахиленими. Шихту завантажують у верхній кінець печі. Піч повільно обертається, і завантажений матеріал, пересипаючись, рухається до нижнього кінця, назустріч розжареним газам — продуктам горіння палива (розпиленого вугілля або горючих газів).
При обпаленні в цементному матеріалі послідовно відбуваються такі головні хімічні перетворення. При 100—120°С випаровується волога. При 500 °C вигоряють органічні домішки. При 800—1000°С розкладається вапняк:
- CaCO3 = CaO + CO2 ↑
При 1000—1300°С оксид кальцію взаємодіє з діоксидом силіцію SiO2 і Al2O3 з глини з утворенням силікатів і алюмінатів кальцію:
- 3CaO + SiO2 = 3CaO • SiO2 (Ca3SiO5)
- 2CaO + SiO2 = 2CaO • SiO2 (Ca2SiO4)
- 3CaO + Al2O3 = 3CaO • Al2O3 (Ca3(AlO3)2)
При 1300—1450°С відбувається спікання утворених силікатів і алюмінатів кальцію.
Куски спеклої цементної маси, яку називають клінкером, вивантажуються з нижнього кінця печі і після охолодження розмелюються, внаслідок чого утворюється сіро-зелений порошок, який і називають цементом.
Склад цементу виражають звичайно процентним вмістом CaO, SiO2, Al2O3 і Fe2O3. До складу цементу як домішки входять і інші речовини. Звичайний, або так званий силікатний, цемент містить: CaO (60—67%); SiO2 (17—25%); Al2O3 (3—8%); Fe2O3 (0,3-6%).
Застосування[ред.]
Цемент звичайно використовують у суміші з піском. На одну частину маси цементу беруть 3—5 частин піску. З такої суміші разом з водою виготовляють напіврідку тістоподібну масу, яку називають цементним розчином. Цементний розчин через деякий час тужавіє, а потім твердне в каменеподібну речовину. Твердіння цементного розчину при звичайній температурі продовжується майже місяць. Обумовлюється це явище складними хімічними реакціями, головніші з яких можна зобразити такими рівняннями:
- Ca3SiO5 + 5H2O = Ca2SiO4 • 4H2O + Ca(OH)2
- Ca2SiO4 + 4H2O = Ca2SiO4 • 4Н2О
- Ca3(AlO3)2 + 6H2O = Ca3(AlO3)2 • 6Н2О
Змішування цементного розчину з гравієм і щебенем дає бетон. Якщо бетоном наповнити залізний каркас (залізні стержні, дріт тощо), то тоді його називають залізобетоном. Цемент (бетон) дуже міцно зв'язується з залізом і має однаковий з ним коефіцієнт теплового розширення, при цьому бетон має високий опір до стиснення, а металоконструкція — до розтягу. Бетон і залізобетон мають дуже високу твердість і механічну міцність. їх широко використовують при будівництві гідроелектростанцій, мостів, каналів, заводських корпусів і в житловому будівництві.
Історія видобутку і застосування[ред.]
Технології добування були відомі у стародавньому Єгипті. Вважається також, що єгипетські піраміди були побудовані з бетонних блоків, на основі гіпотези, що серед кам'яних брил пірамід було знайдено волосину.
Цікаві факти[ред.]
У Стародавній Індії для скріплення каменів при будівлях каменярі використовували вапно, розмішане соком цукрової тростини, що і надавало вікову міцність старовинним баштам і храмам[1].
Примітки[ред.]
- ↑ Верзилин Николай Михайлович // «По следам Робинзона», «Сады и парки мира» — Ленинград, 1964, — 574 с. Формат 84Х108 1/16 Уч.-изд. л. 39,98 + 16 вклеек = 43,39 Тираж 50 000 екз.
Див. також[ред.]
Джерела[ред.]
ВікіСховище має мультимедійні дані за темою: Цемент- Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
 |
Цю статтю потрібно вікіфікувати, щоб привести її вигляд до стандартів Вікіпедії. (Грудень 2008) |
