Тонкость помола цемента

Известно, что помол клинкера с добавкой гипса является одним из последних этапов в производстве цемента. Так как гидратация начинается с поверхности цементных частиц, то суммарная площадь их поверхности будет определять количество материала, способного прогидратироваться. Таким образом, скорость гидратации зависит от тонкости помола цемента, и для быстрого нарастания прочности необходима высокая тонкость помола. С другой стороны, затраты на тонкий помол цемента весьма велики, к тому же чем выше тонкость помола цемента, тем быстрее он снижает свою активность при хранении на воздухе. Тонкомолотый цемент характеризуется ускоренной реакцией щелочей с реакционноспособными заполнителями, вызывает в тесте повышенную усадку и больше предрасположен к трещинообразованию. Однако тонкомолотый цемент имеет меньшее водоотделение, чем грубомолотый.

С повышением тонкости помола увеличивается требуемое количество гипса для регулирования сроков схватывания, так как в тонкомолотом цементе большее количество С3А способно к ранней гидратации. Содержание воды в тесте стандартной консистенции больше в случае тонкомолотого цемента, но увеличение тонкости помола цемента повышает удобоукладываемость бетонной смеси. Это кажущееся несоответствие может частично объясняться тем, что при определениях консистенции цементного теста и удобоукладываемости измеряются различные свойства цементного теста; к тому же случайно вовлеченный воздух влияет на удобоукладываемость цементного теста, а цементы различной тонкости помола могут содержать различное количество воздуха.

Очевидно, что тонкость помола — важнейшее свойство цемента, поэтому ее следует тщательно контролировать. Ранее тонкость помола характеризовалась просеиванием через сито. Остаток по весу на британском стандартном сите № 170 не должен был превышать у обычных портландцементов 10% и у быстро-твердеющих портландцементов 5%. Цемент, удовлетворяющий этим условиям, не будет содержать избытка крупных зерен, которые из-за своей сравнительно небольшой удельной поверхности слабо участвуют в процессах гидратации.

Однако ситовой анализ не дает информации о размере зерен более мелких, чем размер отверстий британского стандартного сита № 170, хотя именно более мелкие зерна оказывают огромное влияние на гидратацию в раннем возрасте. Попытки использовать сита -с меньшими размерами отверстий, вплоть до № 300, были безуспешными из-за засорения чрезвычайно мелкой сетки сита. Поэтому стандартом BS 12:1958 предусматривается испытание по определению удельной поверхности цемента, т. е. общей площади поверхности зерен в см2 на 1 г. В США удельную поверхность цемента определяют с помощью турбидиметра Вагнера.

В соответствии с требованиями BS 12:1958 удельная поверхность обычного портландцемента должна быть не менее 2250 см2/г и быстро-твердеющего — не менее 3250 см2/г. Минимальная удельная поверхность шлакопортландцемента составляет 2250 см2!г (BS 146: 1958) и портландцемента с умеренной экзотермией —3200 см2/г (BS 1370: 1958). В течение последних 20 лет набюдается общая тенденция размалывать цемент более тонко, поэтому обычный товарный портландцемент, производимый в Англии, имеет удельную поверхность большую, чем минимум, указанный в BS 12 : 1958. Среднее значение в настоящее время составляет 3000 см2/г.

Глиноземистый цемент обычно размалывается более грубо, чем портландцемент. В соответствии с требованиями BS 915: 1947 удельная поверхность глиноземистого цемента должна быть не менее 2250 см2/г; на практике встречаются лишь немногим более высокие значения.