гашения менее 70 оС) воздушные извести.
4. В зависимости от скорости гашения различают извести:
. Быстрогасящуюся (время гашения менее 6 минут)
. Среднегасящуюся (время гашения от 6 минут до 20 минут)
. Медленногасящуюся (время гашения более 20 минут)
Процесс гашения извести:
1) CaO + H2O ------> Ca(OH)2 + Q^
2) Ca(OH)2 + CO2 -----> CaCO3 + H2O
Производство извести.
Состоит из стадий:
1. Добыча сырья
2. Подготовка сырья (дробление, рассев по фракциям)
3. Обжиг
Применение извести.
1. Изготовление известковых растворов и бетонов
2. Изготовление силикатного кирпича и силикатных бетонов
3. Окрасочный материал (побелка стен, потолков)
Магнезиальные вяжущие вещества.
Сырье- MgCO3 (магнезит), MgCO3*CaCO3
800 oC
1) MgCO3 ----------> MgO + CO2
2) MgCO3*CaCO3 -------> MgO + CO2 + CaCO3
в виде балласта
Магнезиальные вяжущие вещества затворяют не водой, а растворами
магнезиальных солей.
Применение:
1. Наливные полы
2. Стеновые каменные блоки
Кислотоупорный цемент.
Состоит из трех компонентов:
1. кислотоупорный наполнитель (тонкоизмолотый кварц, гранит)
2. жидкое стекло (натриевое Na2O*nSiO2 или калиевое K2O*mSiO2, где n=2-3,
m=1.5-2)
3. интенсификатор твердения (кремнефтористый натрий, 6-8% от массы
жидкого стекла)
Гидравлические вяжущие вещества.
Портланд-цемент.
Изобретен в 1824 году английским каменщиком.
Портланд-цемент- это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким
помолом портланд-цементного клинкера с небольшим количеством гипса.
Портланд-цементный клинкер- это зерна серого или зеленого цвета, диаметром
от 5 до 30 мм, получаемые обжигом сырьевой смеси, состоящей из известняков
и глины (75% CaCO3, 25% глины)
Гипс в количестве до 5% добавляют к клинкеру для регулирования сроков
схватывания.
Химический и минералогический состав портланд-цемента:
CaO – 57-63% известняк
SiO2 – 25-30% составная глины
Al2O3 – 4-10% составная глины
Fe2O3 – 4-8% составная глины
Минералы:
3CaO*SiO2 или C3S – алит (45-60%)
2CaO*SiO2 или C2S – двукальциевый силикат (белит, 20-30%)
3CaO*Al2O3 или C3A – трехкальциевый силикат (4-10%)
4CaO*Al2O3*Fe2O3 или C4AF – 10-20%
[pic]
,где R- прочность, t- время.
Процесс производства портланд-цемента:
1. Добыча известняка и глины
2. Приготовление сырьевой смеси (дробление, помол, корректировка состава
сырья)
4. Помол клинкера совместно с гипсом
5. Магазинирование
В зависимости от способа подготовки сырья существует три способа
производства цемента:
1. Сухой
2. Мокрый
3. Комбинированный
Сухой способ производства портланд-цемента.
Известняк и глина измельчаются при влажности 2-4%. Измельчение проводится в
шаровых дробилках (шаровых мельницах).
Мокрый способ.
Известняк и глину измельчают в мокром состоянии при влажности 50-60%
Комбинированный способ.
Сырьевые компоненты измельчаются в мокром состоянии, а перед обжигом
высушиваются.
Обжиг сырьевой смеси.
Осуществляется во вращающихся печах длиной 70-240 метров и диаметром 3-4
метра.
Стадии твердения.
1. Растворение компонентов цемента в воде
2. Образование пересыщенного раствора или геля
3. Кристаллизация
При твердении цемента образуются:
. Гидросиликаты
. Гидроаллюминаты
. Гидроферриты кальция
. Гидроксид кальция
Разновидности портланд-цемента.
1. Быстротвердеющий пртланд-цемент (БТЦ, ОБТЦ)
Отличия от обыкновенного цемента:
. Повышенное содержание C3S (>60%)
. Повышенная тонкость помола
. Повышенная удельная поверхность S=3500 см2/г (у обыкновенного
S=2500 см2/г)
Имеет нормированную прочность на третьи сутки.
2. Пластифицированный портланд-цемент.
Обладает пониженной водопотребностью за счет введения небольшого
количества (до 3%) пластифицирующих добавок.
Добавки:
. ССБ- сульфитно-спиртовая барда
. АДБ- сульфитно-дрожжевая бражка
. ЛСТ- лигно-сульфанат технический
. Продукты переработки древесины на ЦБК
3. Гидрофобный портланд-цемент
Гидрофобные добавки:
. Асидол
. Мылонавт
. Олеиновые кислоты
4. Томпонажный портланд-цемент
Для гидроизоляции нефтяных и газовых скважин.
5. Белый и цветные портланд-цементы.
Белый цемент получают путем обжига беложгущихся глин.
Делится на три сорта по белизне:
. Белый
. Менее белый
. Еще менее белый
На основе белых цементов можно получить цветные путем введения
щелочестойких пигментов.
Цветные цементы используются для изготовления полов.
6. Пуццолановый портланд-цемент.
Содержит до 60% активных минеральных добавок (АМД).
Активные минеральные добавки связывают гидрат окиси кальция в
нерастворимые соединения.
Такой цемент лучше работает под водой, нежели на воздухе.
7. Шлако-портланд-цемент.
Содержит до 40% тонкомолотого доменного гранулированного шлака.
8. Расширяющийся портланд-цемент.
9. Напрягаемый портланд-цемент.
10. Безусадочный портланд-цемент
Коррозия цемента.
В процессе эксплуатации цементный камень может достаточно быстро
разрушаться под воздействием растворов кислот, солей, агрессивных газов и
других активно-влияющих химичесих соединений.
Виды коррозии:
1. Разрушение происходит за счет вымывания составляющих цемента, в
основном гидроксида кальция, мягкими водами.
2. Разрушение цемента под воздействием растворов кислот и солей с
образованием легко растворимых соединений.
3. Образуются соединения, конечный объем которых в несколько раз
превышает суммарный объем исходных компонентов.
При коррозии третьего вида надо использовать сульфатостойкий портланд-
цемент.
Органические вяжущие вещества.
Органические вяжущие вещества- это смеси высокомолекулярных углеводородов и
их неметаллических производных.
К органическим вяжущим веществам относятся битумы и дегти.
Битумы бывают природные и искусственные.
Дегти- только искусственные.
Органические вяжущие вещества при нагревании размягчаются, при охлаждении
затвердевают.
Для них характерны следующие свойства:
. Нерастворимость в воде и водонепроницаемость
. Атмосферная стойкость.
. Хорошее сцепление с поверхностью каменных материалов
. Кислото- и щелочестойкость
. Растворимость в бензоле, хлорофилле, четырехфтористом углероде.
Химический состав органических вяжущих веществ:
. Углерод 80%
. Водород 10%
. Кислород 5%
. Азот 3%
. Сера 2%
Битумы состоят из следующих групп углеводородов:
1. Масла- это жидкости с высокомолекулярной массой (300-500)
2. Смолы- это вязкие вещества с молекулярной массой 500-1000
3. Асфальтены- это твердые вещества с молекулярной массой 1000-5000
Структурный состав битумов:
Масла придают битумам текучесть, смолы- вязкость, а асфальтены- твердость и
температурную стойкость.
Дегти содержат кроме вышеперечисленных веществ еще фенолы и свободный
углерод.
Искусственные битумы получают путем переработки нефти. В зависимости от
способа получения искуссвенные битумы бывают:
. Остаточные
. Окисленные
. Крекинговые
. Компаундированные
Дегти получают путем деструктивной переработки твердого топлива, напр.,
каменного угля, торфа, древесины.
Битумы и дегти подразделяются на марки, которые определяются по следующим
свойствам:
. Пенетрация
. Дуктильность
. Температура размягчения
. Температура хрупкости (определяется по прибору Фрааса)
Применение битумов:
. Примерно 80% органических вяжущих веществ используется в дорожном
строительстве (асфальтовые бетоны, асфальтовые раствор)
. Кровельные материалы (в виде рулонных, листовых материалов и в виде
мастик)
. Стеклорубероид (основой рубероида является стеклоткань, а не картон)
. Фольгаизол (на фольгу с одной стороны наносят слой битума)
. Изол, бризол (наполнитель автопокрышки)
Гидроизоляционные материалы.
Служат для изоляции стен, фундаментов, труб.
Выделяют:
. Лакокрасочные материалы (черные лаки, краски)
. Гидроизоляционные материалы для наклейки линолеума, плиток ПВХ.
Бетоны.
Бетон- это искусственный каменный материал, получаемый в результате
твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, крупного (щебня
или гравия), мелкого (песка) наполнителей и воды.
Классификация бетонов.
1. По средней плотности (?):
. Особо тяжелые ?>2500 кг/м3
. Тяжелые ?=2200-2500 кг/м3
. Облегченные ?=1800-2200 кг/м3
. Легкие ?=500-1800 кг/м3
. Особо легкие ?<500 кг/м3
2. По виду вяжущего вещества:
. Известковые
. Гипсовые
. Полимерцементные
. Полимербетоны (на основе полимерных вяжущих веществ)
. На основе шлако-щелочных вяжущих веществ
. Асфальтобетоны (на основе органических вяжущих веществ)
3. По назначению:
. Конструкционные (изготовление колонн, балок)
. Гидротехнические (плотины, мосты, дамбы, набережные)
. Теплоизоляционные
. Дорожные (бетоны для полов)
. Специальные (жаростойкие, кислотостойкие и др.)
4. По виду наполнителя:
. На плотных наполнителях
. На пористых наполнителях
Материалы для бетона и требования к ним.
1. Цемент.
Для бетонов разрешается применять портланд-цемент и все его
разновидности с учетом того, что марка цемента должна быть выше марки
бетона
|Rб |50 |100 |150 |200 |300 |400 |500 |600 |
|Rц |300 |300 |300-400|400 |400-500|500 |550 |600 |
2. Вода.
Для бетонов разрешается применять питьевую воду (pH>4). Нельзя
применять для бетона: болотные и сточные воды, воды горных рек
(содержание солей в воде должно быть не более 2500 мг/л, содержание
сульфатных солей не более 2200 мг/л).
Вода для бетона не должна содержать в себе масел, сахара, органических
примесей, ила и т.д. все это снижает прочность бетона.
3. Песок- рыхлая смесь зерен размерами от 0,14 до 5 мм.
Для бетона допускается применение речных, морских, овражных, дюнных,
барханных песков. Содержание пылевидных и глинистых примесей в песке
должно быть не более 1%.
Важное значение для бетона имеет зерновой состав песка.
Зерновой состав песка определяется путем просеивания через набор сит.
|5 |100 |
|2,5 |100 |
|1,25 |100 |
|0,63 |100 |
|0,316|100 |
|0,16 |50 |
Просеивают вначале определенный частный остаток на сите А.
mi
A=----------------*100%
mобщ
100
А2,5=------------*100%=10%
1000
Полный остаток на сите А=Аi+(А(вышестоящие сита)
А0,63=10%+40%=50%
Модуль крупности песка Мк
А2,5+А1,25+А0,63+А0,316+А0,16
Мк=-------------------------------------------
|Мк | |
|Мк>2.5 |Крупный песок |
|2<Мк<2.5 |Песок средней |
| |крупности |
|1.5<Мк<2 |Мелкий песок |
|Мк<1.5 |Очень мелкий песок|
Для бетона высокой прочности допускается применение только крупных и
средних песков.
Кривая просеивания песка
4. Крупный заполнительный элемент- это рыхлая смесь зерен размерами от 5
до 70 мм (гравий, щебень)
Гравий имеет окатанную форму зерна, щебень же- угловатую.
Определение зернового состава для щебня.
|70 |
|40 |
|20 |
|10 |
|5 |
Содержание пыли и глины в щебне или гравии должно быть не более 2%.
Содержание пластинчатых и игольчатых зерен в крупном заполнителе не
должно превышать 30%.
Прочность щебня должна быть в 2-4 раза выше прочности бетона.
Прочность щебня оценивают по показателям дробления. Через сито
определяют, сколько раздробилось и определяют плотность по показателям
дробления.
Свойства бетонной смеси.
. Смесь компонентов до начала процесса твердения и схватывания
Бетонная смесь- вязко-упруго-пластичное тело.
. Бетонная смесь обладает тиксотропией- это способность материала
разжижаться при приложении нагрузки и отвердевать при ее снятии.
. Бетонная смесь должна обладать удобоукладываемостью и водоудерживающей
способностью. Удобоукладываемость характеризуется подвижностью и
жесткостью. Подвижность определяется с помощью стандартного конуса.
Если осадка конуса более 10-12 см, то смесь литая, от 7 до 10 см-
подвижная смесь, от до 6 см- малоподвижная смесь, 0 см- жесткая смесь.
В строительства применяют жесткие смеси.
. Водоудерживающая способность- это способность бетонной смеси не
расслаиваться.
Свойства бетона.
. Прочность- характеризуется маркой бетона или классом.
Марка бетона- это прочность стандартных образцов размерами 15Х15Х15 см,
хранящихся при нормальной температуре (20о) и влажности (90-100%).
Определение в возрасте 28 суток.
Класс бетона- определяется на тех же образцах по пределу прочности.
Прочность бетона зависит от 5 факторов.
Факторы, влияющие на прочность бетона.
1. Качество применяемых материалов
2. Активность цемента Rц
3. Водоцементное отношение В/Ц
4. Степень уплотнения (прессование, вибрирование)
5. Условия твердения (температура и влажность), при понижении температуры
в минус твердение не происходит.
Формула Паламея-Семортаева.
Rб28=ARц(Ц/В(0,5)
Rб28- марочная прочность бетона
А- коэффициент качества заполнения
Rц- активность, марка цемента
Ц/В- цементно-водное отношение
0,5-эмпирический коэффициент
-----------------------
l
b
h
P
C3S
C2S
C4AF
C3A
R
t
Страницы: 1, 2
