Исследование влияния добавок карбонатных пород на структуру и свойства цементного камня

Слово “цемент” относится к собирательным понятиям — он объединяет
различные виды вяжущих материалов, полученных путем обжига некоторых
горных пород и подвергнутых измельчению. Вяжущими их назвали за способность
соединять (связывать) в единое целое как отдельные частицы мелких
наполнителей, так и более крупные фрагменты.
В распоряжении древних прорабов пирамид, мавзолеев и прочих
циклопических построек были только строительный гипс да воздушная известь,
получаемые в результате обжигания гипсового камня и известняка. На протяжении
нескольких тысячелетий бетоны и растворы на их основе были единственно
известными вяжущими материалами (не считая глины), а кизяк да птичьи яйца —
первыми модифицирующими добавками. Огромный купол «Всем-богам-храма»
(древнего римского Пантеона: 43 метра в пролете); растянувшаяся на 5000 км самая
большая ограда в мире — Великая Китайская стена; бетонная галерея легендарного
лабиринта в древнем Египте; массивные культовые сооружения индусов — все эти
строительные шедевры создавались путем использования «прабабушек» и
«прадедушек» современных цементов. Шло время, и уже другие вяжущие
материалы, получаемые искусственным путем и способные при затворении
(замешивании) водой превращаться в пластичную массу, отвердевая при этом не
только на воздухе, но и в водной стихии, были созданы пытливыми умами
человечества.
Цемент не является природным материалом. Его изготовление – процесс
дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того – на выходе получают
один из самых популярных строительных материалов, который используется как
самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных
материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило,
находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства
цемента.
В России же производство портландцемента было расширено лишь в конце
XIX в. Над его созданием и совершенствованием много работал А. Р. Шуляченко,
которого называют “отцом русского цементного производства”. Его заслуга
состоит в том, что высококачественные отечественные портландцементы
вытеснили цементы иностранного производства. В России первый завод по
производству портландцемента был построен в 1856 г., а к началу 1-й Мировой
войны уже работало 60 цементных заводов общей производительностью около 1,6
млн т цемента в год.
Цемент – всегда актуальный строительный материал, он стоит наравне с
новыми модными изделиями, производством которых все бросились заниматься, в
результате чего появилась огромная конкуренция. Так как цемент является не
только самостоятельным материалом, но и основой многих изделий для
строительства, спрос на него никогда не иссякнет. Тем более что темпы
строительства с каждым годом набирают оборотов.
На сегодняшний день в России насчитывается 58 цементных заводов с
суммарной производственной мощностью порядка 106 млн. тонн цемента в год.
Производителей цемента на российском рынке условно можно разделить на три
группы: российские холдинги, объединяющие несколько заводов; российские
заводы, не входящие в состав промышленных групп; зарубежные холдинги,
осуществляющие свою деятельность на территории России.
К крупнейшим российским холдингам относятся «Евроцемент груп»,
«Сибирский цемент»; ведущие зарубежные производители представлены на
российском рынке компаниями LafargeHolcim, Heidelberg. Российские заводы, не
входящие в состав промышленных групп, выпускают, как правило, небольшие
объемы цементной продукции [2].
Цель работыРазработка эффективных карбонатсодержащих
композиционных портландцементов. Использование композиционных
портландцементов (КПЦ) с минеральными добавками – один из наиболее
эффективных и простых на сегодняшний день путей уменьшения клинкерной
части, позволяющий одновременно снизить ресурсо-, энергозатраты, и
отрицательное воздействие на экологию при производстве портландцемента.
Разработка добавок-заменителей на основе местного сырья, поможет решить
проблему дефицита портландцемента в регионах, где отсутствует собственное его
производство.
В России, несмотря на принятие более десятилетия назад ГОСТа 31108-2003
«Цементы общестроительные. Технические условия», замененного в 2017 году на
ГОСТ 31108-2016, согласно которому разрешается одновременное введение в
портландцемент до трех минеральных добавок различного минерального состава и
происхождения, выпуск таких цементов только начинает осваиваться. Это связано
как с отсутствием опыта производства таких вяжущих и малой изученностью
влияния нескольких одновременно вводимых добавок на свойства получаемого
цемента, так и с территориальной ограниченностью (золы, шлаки, глиежи) и
высокой стоимостью (микрокремнезем) некоторых из них [2].