Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И МАТЕРИАЛЫ НА ИХ ОСНОВЕ⇐ ПредыдущаяСтр 29 из 29
Классификация и свойства минеральных ^, вяжущих веществ ; 1_^ Минеральными (неорганическими) вяжущими называют порошкообразные вещества, образующие с водой пластичную клейкую массу, которая под влиянием физико-химических процессов превращается в искусственное камневидное тело. В строительстве они применяются для скрепления стеновых материалов в монолитные конструкции, приготовления отделочных растворов и производства безобжиговых материалов (бетона, железобетона, силикатного кирпича, асбоцементных изделий и др.). Смесь минерального вяжущего вещества с водой называется тестом. При добавлении к тесту песка образуется раствор, а если вводится и более крупный заполнитель (щебень, гравий, керамзит) — бетон. Бетон с металлической арматурой называется железобетоном. Если до затвердевания бетонной смеси натянуть металлическую арматуру, а после затвердевания отпустить,, то получится напряженный железобетон. 237 В зависимости от условий затвердевания и сохранения прочности минеральные вяжущие вещества подразделяются на воздушные и гидравлические. К воздушным вяжущим относятся вещества, способные затвердевать и длительно сохранять свою прочность только на воздухе. К ним относятся воздушная известь, гипсовые и ангидритовые вяжущие и другие вещества. Гидравлические вяжущие — это вещества, способные затвердевать и длительно сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде. К ним относятся портландцемент и его разновидности, шлаковые и пуццолановые вяжущие вещества, гидравлическая известь. Вяжущие вещества автоклавного твердения наиболее эффективно затвердевают при автоклавной (гидротер-мальной) обработке под давлением насыщенного пара при температуре свыше 100 °С. К ним относятся извест-ково-зольные, известково-пуццолановые и другие вяжущие. I ( Ь Свойства минеральных вяжущих веществ определяют в порошке, тесте, растворе и камне. Насыпная масса, удельная масса, влажность, тонкость помола (дисперсность), химический (минералогический) состав — свойства, определяемые в порошке. К свойствам, определяемым в тесте, относятся нормальная густота (количество воды в процентах от массы вяжущего, необходимое для получения теста нормальной пластичности) и сроки схватывания, в том числе начало схватывания (время в минутах от затворения вяжущего водой до начала потери им пластичности) и конец схватывания (время в минутах от затворения до полной потери пластичности). К свойствам, определяемым в растворе и камне, относятся равномерность изменения объема при твердении, тепловыделение, а также механические свойства. По механической прочности минеральные вяжущие вещества подразделяются на марки. Марка отражает предел прочности при сжатии или изгибе (МПа) образцов, изготовленных из данного вяжущего. > "3 Ассортимент минеральных вяжущих веществ Наиболее широко применяемыми в строительстве гидравлическими минеральными вяжущими веществами являютсяцементы. Их получают высокотемпературной (до частичного или полного плавления) обработкой сырье' вых материалов, состоящих в основном из силикатов и алюминатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинкером. По виду клинкера и вещественному составу различают портландцемент, портландцемент с активными минеральными добавками (до 20 %), шлакопортландцемент (с добавлением свыше 20 % гранулированного шлака), пуццолановый портландцемент (свыше 20 % активных минеральных добавок), гипсоцементно-пуццолановое вяжущее, глиноземистый, высокоглиноземистый и гипсогли-ноземистый (на основе глиноземистого клинкера) цемент. По прочности на сжатие (МПа) цементы выпускаются высокопрочные (марок 55 и выше), повышенной проч- I/' \} ности (марка 50), рядовые (марок 30—40) и низкомарочные (ниже марки 30), по скорости твердения—обычные (твердеют в течение 28 сут), быстро-твердеющие (3—28 сут) и особобыстротвердеющие (1 сут и менее), а по срокам схватывания—медленносхватывающиеся (начало схватывания через 1,5 ч и более после затворения), нормально схватывающиеся (от 45 мин до 1,5 ч) и быстросхватывающиеся (менее 45 мин). Кроме этого, цементы классифицируются по сульфа-тостойкости, объемной деформации при твердении (безусадочные, расширяющиеся, напрягающиеся) и декоративным свойствам (цветные и белые). Основным представителем цементов является портландцемент и его разновидности. Портландцемент получают размолом клинкера, производимого на основе смеси известняка, глины и некоторых других добавок. Сырьевая смесь обжигается при температуре 900—1500 °С в специальных вращающихся печах, представляющих цилиндр из листовой стали, облицованный внутри огнеупорным материалом. Печь установлена под углом 3,5—4° к горизонту. Сырьевая смесь загружается в верхнюю часть печи и постепенно перемещается к нижнему концу, откуда вдувается топливо (мазут, пылевидный уголь, природный газ). При горении топлива образуются горячие газы, движущиеся навстречу сырьевой смеси и нагревающие ее. Образующийся таким образом раскаленный клинкер быстро охлаждают, 10—15 дней выдерживают на складе, после чего разма-239 Лывают и упаковывают в бумажные мешки массой пи 50 кг или загружают в специально оборудованные транспортные средства. Обычный портландцемент представляет собой тонкий порошок серо-зеленого цвета. Он выпускается марок 40, 50, 55 ибО (МПа). Портландцемент с активными минеральными добавками выпускается пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сульфатостойкий, тампонажный, расширяющийся, напрягающийся, белый, цветной, шлаковый и пуццолановый. Пластифицированный портландцемент содержит поверхностно-активную добавку, повышающую пластичность цементного теста и его морозостойкость. Гидрофобный портландцемент длительно сохраняет активность и не комкуется при повышенной влажности, так как содержит поверхностно-активную добавку, уменьшающую способность цемента смачиваться водой. Он отличается также повышенной пластичностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью. Пластифицированный и гидрофобный цементы выпускаются марок 30, ..., 40 (МПа) и предназначены для изготовления растворов и бетонов. Их применение снижает расход цемента на 5—8 %. Быстротвердеющий цемент (БТЦ) отличается тонкостью помола. Благодаря этому, а также наличию минеральных добавок он твердеет в течение 3 сут с момента затворения. Выпускается также сверхбыстротвердею-щий цемент (СБТЦ), распалубка изделий из которого возможна уже через 1—4 ч. Быстротвердеющие цементы выпускаются марок 40,...,50 (МПа) и применяются для производства железобетонных конструкций, а также при зимних бетонных работах. Их недостатками являются повышенное тепловыделение, а также быстрая порча даже при кратковременном хранении. Сульфатостойкий портландцемент обладает повышенной стойкостью к действию агрессивных вод и пониженной теплоотдачей при затворении и твердении. Он выпускается марок 40, ..., 50 (МПа), предназначен для получения гидротехнических бетонов. Тампонажный портландцемент предназначен для цементирования нефтяных и газовых скважин. Он выпускается утяжеленный (повышенной плотности), песчанистый (повышенной коррозионной и термостойкости), со- Л лестойкий (повышенной стойкости к воде, содержащей хлористые соли) и низкогигроскопичный. Расширяющийся портландцемент (РПЦ) отличается равномерным приращением объема при твердении в условиях повышенной влажности и отсутствия усадки при твердении на воздухе, благодаря чему получаемый бетон не имеет трещин. Он характеризуется также высокой плотностью и водонепроницаемостью. Напрягающийся портландцемент обладает свойством расширяться и повышать напряжение железобетона, поэтому его используют для изготовления бетонных покрытий аэродромов, напорных труб, резервуаров для воды и др. Белый портландцемент получают из мрамора или известняков и белых каолиновых глин, содержащих минимальное количество окрашивающих окислов металлов. По степени белизны он выпускается трех сортов, а по прочности — марок 40 и 50 (МПа). Цветные портландцементы получают помолом белого клинкера и минеральных пигментов. Белые и цветные цементы используют для изготовления облицовочных и архитектурных деталей, а также отделочных работ. Шлаковый портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и гранулированного доменного шлака. Он выпускается обычный, быстротвердеющий и сульфатостойкий, марок 20,...,50 (МПа) и применяется для гидротехнического строительства, а также сооружения конструкций, эксплуатируемых во влажной среде, кроме подвергаемых частому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию. Пуццолановый портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и добавок вулканического происхождения (диатомита, трепела, вулканического пепла и др.). Он выпускается марок 20, ..., 40 (МПа), отличается повышенной водостойкостью, меньшими водопроницаемостью и тепловыделением. Пуццолановый портландцемент используют для изготовления массивных подводных и подземных бетонных конструкций, кроме таких, которые подвергаются частому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию. Принципиально новым цементом является гипсоце-ментно-пуццолановое вяжущее, получаемое смешиванием гипса, портландцемента, а также добавок, содержа- 241 щих кремнезем. Оно отличается быстро1'011 твердения, простотой производства, водостойкость^' повышенной сульфатостойкостыо. Гипсоцементно-пуц^0'421"0806 вя" жущее выпускается марок 10 и 15 (МПа) и применяется при изготовлении панелей для внутренний стен, оснований полов и др. Глиноземистые цементы получают пом^0^ линкера, производимого из бокситов и извести. О^1 а131"^1,^101'^ с добавками или без них, марок 40, 50 и i30, (]'illa^• I ли' ноземистые цементы отличаются быстрот011 твердения в условиях повышенной влажности и прн н^Р^-^ьнои температуре, стойкостью к действию агресс"1^111^ ^^ и термостойкостью, однако обладают зтчп^^^™ тепло-выделением, разрушаются щелочами. Он0 применяются при срочных ремонтных работах, для фу^Ро^и тепловых аппаратов, травильных ванн, тампо^Р0^™" неч)' тяных и газовых скважин, гидроизоляций шзэт {гипсо-глиноземистый расширяющийся цемент} и ДP• „ Особую группу составляеткислотвуп0?"1'111 У^бнт,изготовляемый из измельченного кварц'®801'0 песка и кремнефтористого натрия. Он затворяете^ ЖИДKИM стеклом и выпускается типов I (для кислоупоР111'^ замазок) и II (для кислотоупорных растворов и басков), марок 50, .... 60 (МПа). Такой цемент стоек к ки-с^там (кроме фтористо-водородной, кремнефтористо-в0'110?0'^11011 и фосфорной), однако теряет прочность в вс?^ и Щ^то4^- К гидравлическим вяжущим веществ311 относится такжегидравлическая строительная извес^- г-е получают обжигом кальциево-магниевых картон атяых пород с содержанием глинистых примесей 6—25 °/с? "Р" температуре 900—1000 °С. В последнее время ее зьшуск сокращается, что обусловлено наращиванием производства портландцемента. К воздушным вяжущим веществам отно^1'^ ноздуш-ная строительная известь, жидкое стекло, ^ также гипсовые, ангидритовые и магнезиальные вяжу!!^*6' Воздушная строительная известь — эт(Р продукт обжига при температуре 1000—1200 °С извес?1'"511^' мела и других карбонатных пород с содержание^ глинистых примесей до 6 %. В результате получают ROi^oayK) известь (в виде каменистых кусков), когор'^10 в Р^очее состояние превращают либо помолом (чол!07^ известь), либо взаимодействием с водой — гашешем^ ^ап^ная известь). В процессе гашения выделяете! ф^^06 коли- Ш чество тепла, превращающее часть воды в пар. Поэтому гашеную известь называют также кипелкой. В зависимости от количества воды, добавляемой к комовой извести, гашеная известь подразделяется на известковое тесто (известковое молоко), где воды в 3—4 раза больше, чем извести, и пушенку—воды 40—70 % массы извести. По скорости гашения известь подразделяется на быстрогасящуюся (менее 20 мин) и медленно-гасящуюся. Строительная воздушная известь используется для приготовления строительных растворов и бетонов, получения силикатных материалов, а также в текстильной, лакокрасочной, сахарной и других отраслях промышленности. Жидкое (растворимое) стекло представляет собой силикат натрия NasO-SiOa или калия l^O-SiOz, получаемый сплавлением кварцевого песка и кальцинированной соды или сульфата натрия и поташа при температуре 1400 °С. После охлаждения расплава получают куски стекла, называемые силикат-глыбой. Жидкое стекло применяют в виде вязкой жидкости темно-желтого или коричневого цвета, представляющей собой коллоидный раствор двуокиси кремния в едкой натриевой или калиевой щелочи. Жидкое натриевое стекло используют для уплотнения грунтов, укрепления бетонной и каменной кладки, приготовления жаро-, огне- и кислотоупорных бетонов и растворов, огнезащитных обмазок. Жидкое калиевое стекло дороже и применяется реже натриевого. Оно используется для приготовления кислотоупорных бетонов и растворов, а также силикатных красок.
|