1.Классификация строительных материалов и изделий Обширная номенклатура м-лов, их разнообразие по технологиям получения затрудняет их изучение, поэтому для удобства их классифицируют по различным признакам. Наиболее удобным классиф. признаком является классификация по технологии получения м-лов. В основу этой кл-ции положены вид сырья, их к-го изготовляются м-лы, и технологические приёмы, обеспечивающие их получение. Т. о., классиф. группа объединяет м-лы с общими свойствами. Согласно этой кл-ции м-лы делятся на: 1)Природные каменные м-лы. Их получают из горн. пород и м-лов вулканического, осадочного, метаморф. происхождения, используют в виде штучных изделий, сырья для получения др. м-лов или отдельных компонентов др. м-лов. 2)Минеральные вяжущие вещества. М-лы этой группы явл-ся продуктами обжига прир. сырья или иск. подобранной сырьевой смеси с последующим измельчением в порошок (гипс, известь). 3)Керамические м-лы и изделия – получают из глины путём формовки и обжига. 4)Бетоны и изделия из них. Вкл. бетоны на неорганич. основе, ЖБИ, ЖБК. 5)Строительные растворы. Разновидность бетона без крупного заполнителя, дополнит. классифицируется по назначению. 6)Иск. каменные, необжиговые м-лы. Изделия на основе неорганич. вяж-х автоклавной технологии (силикат, бетон и кирпич, грунтобетоны, асбестоцементные изделия). 7)М-лы из стекла и др. расплавов. Стекло и каменное литьё. 8)М-лы и изделия из древесины. 9)Органич. вяжущие вещества, м-лы на их основе. Битумные и дёгтевые вяжущие, рулонные, кровельные, гидроизоляционные, асфальто-бетонные. 10)Металлы и изделия из них. Чёрные и цветные металлы и их сплавы. 11)м-лы и изделия из пластмасс. В их составе имеются полимеры. 12)Теплоизоляционные и аккум. м-лы. Плёнообразующие м-лы, применяемые для защиты от коррозии др. м-лов и их отделки. Понятие о стандартизации и унификации СМ и изделий Несмотря на разнообразие м-лов, способов их пр-ва, важнейшие требования, предъявляемые к ним, в большинстве случаев общие. К числу таких общих требований относят прочность, долговечность, теплопроводность, корроз. стойкость и др. Т. е. каждый м-л должен обладать комплексом свойств, обеспечивающих его надёжность в процессе эксплуатации. Свойства м-ла оцениваются числовыми показателями, устанавливаемыми при испытаниях м-ла по соответствующим стандартам. Существуют различные стандарты. По сфере действия стандарты делятся на категории: международные (ИСО), государственные (ГОСТ), республиканские (РСТ), отраслевые (ОСТ), стандарты предприятий (СТП). В области СМ и изделий наиболее распространены стандарты: технических условий, технических требований, типов изделий и их основных параметров, методов испытаний. правил приёмки, маркировки, упаковки, транспортирвоаня и хранения. Одна из особенностей государственной системы стандартизации с строительстве состоит в том, что здесь кроме стандартов действует система нормативных документов, объединённых в строительные нормы и правила (СНиП). СНиП представляет собой свод нормативных документов по проектированию, строительству и строительным материалам, обязательный для всех предприятий и организаций. Методическую основу стандартизации размеров при пр-ве СМ, проектировании и при возведении сооружений составляет единая модульная система (ЕМС), в основу к-рой положен 1 модуль (1М = 100 мм). ЕМС представляет собой совокупность правил координации размеров эл-тов зданий, строит. изделий и конструкций, оборудования, что позволяет унифицировать и сокращать число типоразмеров стр. изделий, обеспечивает их взаимозаменямость при отсутствии требуемого м-ла или к-ции. В ЕМС входят также производные модули, к-рые получают путём умножения осн. модуля на целые или дробные к-ты. Основные свойства материалов Свойство – способность м-ла определённым образом реагировать на отдельный фактор или чаще действующий в совокупности с др. внешн. или внутр. факторами. Применяя м-лы в стр-ве, нужно знать не только их эксплуатационные св-ва, но и принимать во внимание среду, в к-рой работает м-л. Так, например, прочность м-ла д. соотв-ть величине напряжений, возникающих в м-ле от внешн. нагрузки. Но даже очень прочный м-л, напр., сталь, быстро разрушится, если поместить его в агрессивную среду, т. е. м-л должен обладать помимо прочности стойкостью в определённых условиях эксплуатации. Ряд свойств м-лов, таких как прочность, ср. плотность. пористость – одинаково важны для всех м-лов, как при оценке их кач-ва, так и для технико-экон. расчётов. Совокупность свойств различных СМ обобщается термином строительно-технические свойства. Их условно делят на 4 группы: физические, механические, технологические, химические. Св-ва м-лов связаны с особенностью их строения (структурой). В меньшей мере зависят от хим. и минерал. состава. Любые изменения на микро- и макро-уровне (х-ра пористости. вида пористости, степени кристаллизации, размеров кристаллов) приводят к изменению строительно-технических свойств м-ла. Для определения и оценки свойств м-лов существуют лабораторные и полевые испытания. Методики испытаний предусмотрены стандартами. в зависимости от полученных показателей свойств м-лы делят на классы, марки, сорта. 7.Породообразующие минералы ПКМ(прир. камеррые мате-риалы) использ. в строительстве после соответств. обработки: раскалывания, распиливания, обтёсывания, полировки, дробле-ния, шлифовки, литья, в рез-те чего изготовляются штучные изделия: плиты, камни, щебень, песок. Кроме того, из ПКМ изготовляются все строительные м-лы на основе минерального сырья. ПКМ - это породообразующие м-лы и горные породы. Породообраз. м-лы - вещ-ва, образ-еся в рез-те физ.-хим. про-цессов, происход. в земной коре. Минералы обладают определ. хим. составом, однородным строением и характерными физ.-хим. св-вами. Им присущи опред. Признаки: блеск, спайность, твёрдость, цвет. Больш. из них - кристаллические тела. Горная порода - скопл. минеральных масс. Структурные св-ва горных пород определ. минералогич. составом, т. е. зависят от св-в ми-нералов, из которых сост. породы. Большое влияние оказ. и ст-руктура горной породы, к-я предопредел. условиями образова-ния.Большое разнообр. горных пород можно изучить, если их
2.Физические свойства Физическое состояние СМ достаточно полно характериз-ся плотностью, ср. плотностью, насыпной плотностью (для сыпучих м-лов), пористостью. Эти параметры принято называть параметрами состояний. Плотность (ист. плотность) – масса вещ-ва м-ла в единице абс. объёма.
Определяют плотность по стандартной методике, где предусматривается измельчение пробы высушенного м-ла в порошок, проходящий сквозь сетку с отверстиями 0,25 мм. Абс. объём определяют с помощью пикнометра (объёмометра) по объёму вытесненной порошком жидкости. Ср. плотность - масса в ед. объёма в ест. состоянии, включая пустоты и поры.
Ср. насыпная плотность:
Ср. плотность большинства СМ меньше их плотности, за исключением очень плотных м-лов, не имеющих пор (стекло, металл), где
Относит. плотность хар-т собой степень заполнения объёма м-ла в-вом.
d=1 у плотных м-лов без пор и d<1 у пористых м-лов Плотность м-ла в отнош. пл-ти воды при 4ºС - безразмерная величина. Пористость - является дополнением к плотности до единицы объёма.
Поры представляют собой ячейки, не заполненные структ. м-лом. По величине они м. б. от нескольких ангстрем ( Важной характеристикой пористости является средний радиус капилляров (λ) и к-т однородности пор (α). Характеристики порового пространства определяются различными методами. Наиболее распространены методы ртутной порометрии, основанные на определении величины давления, при котором ртуть заполняет поры м-ла. Чем выше давление. тем в более мелкие поры закачивается ртуть. Размеры пор вычисляют по формуле:
где Р - давление ртути, d - диаметр поры, σ - поверхностное напряжение ртути, θ - угол смачивания ртутью тв. пов-ти. Другой способ определения размера пор - по кинетике водонасыщения. 6. Химическая стойкость - способность м-ла сопротивляться действию агрессивных сред, не разрушаясь. Хим. стойкость м-ла зависит от многих факторов, в первую очередь от хим. состава м-ла и его плотности. Стойкость м-ла в кислой или щелочной среде можно оценить по модулю основности:
Если Мо<1, то м-л кислотостоек. Если Мо>1, то м-л щёлочестоек. Атмосферостойкость - свойство противостоять длительное врем атмосферным воздействиям: вода, кислород воздуха, кислые газы, попеременное увлажнение и высыхание, замораживание и оттаивание. Долговечность и надёжность. Долговечн. измер. сроком слу-жбы м-ла без потери эксплуатационных качеств. По сроку слу-жбы различают 3 степени долговечн.: 1) 100 лет; 2) 50 лет; 3) 20 лет. Надёжность - св-во м-ла сохр. работоспособность до определённого срока. Это общее свойство, состоящее из долговечности, безотказности, ремо-нтопригодн. и сохраняемости эксп-луатац. характеристик на весь срок эксплуатации. 9 классифицировать по услов. образов., т. к. кл-ция даёт пре-дставл. об их строении и свойствах.Согласно кл-ции А. П. Кар-пинского, горные породы раздел. на три группы: I. Извержен-ные (магматические, первичные): 1) глубин. (гранит, сиенит, диорит, габбро, лабрадорит); 2) излившиеся (порфиры, базальт, диабаз, трахит, андезит); 3) вулканического происхождения (туфы, брассы, лавы, пемза); II. Осадочные (вторичные): 1) ме-ханические осадки: а) рыхлые (валуны, галька, гравий, песок, глина); б) цементированные (конгломераты, брекчии, песчаник, мергель); 2) химические осадки (мономинеральные чистые по-роды, гипс, ангидрит, магнезит, известняк, доломит); 3) органо-генные: а) зоогенные (известняк-ракушечник, мел); б) фитоген-ные (диатомит, трепел, опока); III. Метаморфич. (третичные) (мрамор, глинистые сланцы, гнейсы, кварцит).
3.Свойства м-лов по отношению к действию воды. Влажность - хар-т кол-во воды, к-рое содержится в порах образца м-ла и адсорбировано на его поверхности и удаляется при высушивании м-ла при темп. ≤105˚С.
где m1 - масса высушенного образца, m2 - масса образца до сушки. Гигроскопичность - спос-ть м-ла поглощать и конденсировать водяные пары воздуха. Эта способность обусловлена молекулярной адсорбцией и капиллярной конденсацией. Этот процесс носит название сорбция и является обратимым. Капиллярная конденсация возможна в очень малых капиллярах радиусом менее 1000Å. 1Å=10-8см Макс. гигроскопич. увлажнение хар-ся величиной отношения массы поглощённой влаги при относит. влажности 100% и t=20ºС к массе сухого м-ла (в %). В связи с обратимостью процессов различают равновесную влажность, комнатно-сухую, воздушно-сухую. Водопоглощение - спос-ть м-ла поглощать и удерживать воду при непосредственном контакте с ней. Различают водопоглощение: по массе по объёму
где m2 - масса насыщенного образца, m1 - масса сухого образца, V - объём образца, ρо - плотность образца. Важным показателем для прогнозирования морозостойкости м-ла явл-ся коэф-т насыщения, характеризующий собой степень заполнения пор водой: Кнас. где П - общая пористость. При Кнас.=1 все поры насыщены водой, м-л не морозостойкий. Для морозостойких м-лов Кнас. не может составлять более 0,8. Коэф-т размягчения м-лов хар-ет водостойкость, т. е. спос-ть м-лов сопротивляться снижению прочностных свойств при увлажнении. Кразм.= Водопроницаемость и паропроницаемость - спос-ть м-ла пропускать воду под давлением. Хар-ся коэф-том фильтрации Кф.= где Vв - объём воды, проходящей через стенку толщиной а=1м площадью S=1м2, Р2 - Р1 = 1 ат., t=1 ч. Водонепроницаемость - обратная величина водопроницаемости. М-лы хар-ся маркой по водонепроницаемости, обозначающей собой одностороннее гидростатическое давление (Па), при кот-м стандартные образцы при испытании начинают фильтровать через себя воду. В2, В4, …, В18 W2, W4, …W18 Паро- и газопроницаемость - спос-ть м-ла пропускать через свою толщу водяной пар или газы. Оценивается аналогичными коэф-тами. Влажностные деформации. При изменении влажности м-лы изменяют свои размеры и объём. Усадка (усушка) - уменьшение размеров и объёма м-ла при высыхании вследствие сближения частиц за счёт капиллярных сил. Деформация набухания - увеличение объёма вследствие увеличения водных оболочек вокруг частиц м-ла. Частая смена деформаций усадки и набухания ведёт к расшатыванию структуры и потере прочности. 4.Теплопроводность, теплоёмкость, огнеупорность, огнестойкость Теплопроводность - спос-ть м-ла передавать тепло через толщу от одной поверхности к другой. Характеризуется коэф-м теплопроводности:
где Q - кол-во тепла, проходящего через стенку м-ла толщиной а=1 м и площадью S=1м2, за время z=1ч., при разности температур t1 - t2 = 1˚C. К-т теплопроводности - важнейшая х-ка м-лов, используемых в ограждающих конструкциях. Теплоёмкость - спос-ть м-ла поглощать при нагревании тепло. Оценивается к-том теплоёмкости или удельной теплоёмкостью = кол-ву тепла, к-е необходимо для нагревания 1 кг м-ла на 1˚С. Удельная теплоёмкость используется при расчётах теплоустойчивости ограждающих конструкций. Огнестойкость и огнеупорность. Огнестойкость - спос-ть м-ла противостоять действию открытого огня в течение длительного времени. Огнеупорность - свойство м-ла выдерживать длительное воздействие высоких температур, не размягчаясь и не деформируясь. По огнестойкости м-лы делятся на: несгораемые (гранит, бетон, кирпич); трудносгораемые (асфальтобетон); сгораемые (древесина незащищённая, др. органические м-лы, полимеры). По огнеупорности м-лы делятся на 3 группы: мягкоплавкие (tпл.≤1350˚С); тугоплавкие (tпл.= 1350 ÷ 1580˚С); огнеупорные (tпл. 1580 ÷ 1770˚С (жаростойкие м-лы - tпл.>1000˚С; особо огнеупорные - >2000˚С). Химическая стойкость - способность м-ла сопротивляться действию агрессивных сред, не разрушаясь. Хим. стойкость м-ла зависит от многих факторов, в первую очередь от хим. состава м-ла и его плотности. Долговечность и надёжность. Долговечность измеряется сроком службы м-ла без потери эксплуатационных качеств. По сроку службы различают 3 степени долговечности: 1) 100 лет; 2) 50 лет; 3) 20 лет. Надёжность - свойство м-ла сохранять работоспособность до определённого срока. Это общее свойство, состоящее из долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости эксплуатационных характеристик на весь срок эксплуатации.
5. Механические свойства(прочность на сжатие и изгиб) - способность м-ла сопротивляться разрушению и деформированию, под воздействием внешних сил. Внешние силы, действующие на м-л, стремятся его деформировать, т. е. изменить взаимосрасположение атомов, из к-х состоит м-л, и довести эти изменения до величины, при которой м-л разрушается. Прочность - способность м-ла сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям, возникающим под действием внешних нагрузок и др. факторов. Прочность явл-ся основным стр. свойством, т. к. все м-лы испытывают воздействие, вызывающее напряж. состояние (сжатие, изгиб, растяжение, срез). Выбор м-ла, расчёт сечения конструкции зависят от его прочностных показателей. Оценивается прочность м-лов пределом прочности. Предел прочности соответствует макс. напряжению, возникающему в м-ле к моменту его разрушения. Предел прочности при сжатии и растяжении определяют формулой:
где Р - разрушающая нагрузка, F - площадь. 1МПа = 9,81 кгс/см2 ≈10 кгс/см2 Практически Rсж. определяют нагружением стандартных образцов до разрушения на спец. прессах. Рез-ты испытаний зависят от формы образца (куб, цилиндр, призма), размеров образца и условий испытаний (скорость приложения нагрузки). Для некоторых м-лов (таких как бетон, кирпич, природные каменные м-лы) предел прочности на растяжение ориентировочно определяют при раскалывании образцов цилиндров или призм по схеме
На изгиб испытывают образцы м-лов в виде балочек, расположенных на 2-х опорах по схеме
M=PC
Вычисленные по формулам значения предельной прочности явл-ся стандартной прочностной характеристикой м-ла. В расчётах СМ на прочность допускаемые напряжения составляют лишь часть установленного при стандартных испытаниях предела прочности. В рез-те создаётся запас прочности материалов конструкции, установленный нормативными документами. Это обусловлено условн. значением предела прочности, т. к. прочность м-лов в конструкциях будет различаться из-за неоднородности м-ла, его строения, действия многих не учитываемых факторов. 5. Механические свойства(истираемость, твёрдость, хрупкость, износ) Твёрдость - способность сопротивляться проникновению в этот м-л других более твёрдых тел. Для пластич. м-лов твёрдость измеряют методами Бринеля, Роквэлла, Виккерса. Для хрупких м-лов твёрдость определяют по шкале Мооса, к-рая представляет собой 10 специально полобранных минералов, расположенных по мере нарастания твёрдости: тальк, гипс, кальцит, плавиковый шпат, апатит, полевой шпат, кварц, топаз, корунд, алмаз. Истираемость - спос-ть м-ла сопротивляться внешн. нагрузкам, прилагаемым к нему по касательным. Испытывают на спец. кругах истирания и опр-т по ф-ле:
где m1 - масса м-ла до истирания, m2 - масса м-ла после истирания, F - площадь истирания. Износ - складывается из ударной вязкости и истираемости. Ударная вязкость = работе, к-рую надо затратить на образование новой поверхности раздела. Хрупкость определяется как свойство м-ла разрушаться внезапно без видимых пластических деформаций. Пластичность (вязкость) - способность м-ла под воздействием возрастающих нагрузок деформироваться, изменять свою форму и объём, а затем разрушаться. 10. Повышение долговечности каменных материалов М-лы из природного камня будут длительно служить только при условии правильной эксплуатации и защиты камня от коррозии. Разрушение каменных м-лов происходит в рез-те мех. воздействий, атмосф. факторов (выветривание) - под воздействием влаги, ветра, перепада темп-р, в рез-те хим. воздействий (растворяющее действие СО2, SO2, H2O), расшатывающего воздействия на структуру камня различных микроорганизмов, извлекающих из камня щёлочи и выделяющих кислоты (мхи, лишайники). Защищают камень от коррозии с помощью конструктивных и хим. методов. Констр. методы предусматривают защиту путём устр-ва стропов, придания камню гладкой поверхности. Хим. методы связаны с созданием водонепроницаемого слоя на поверхности камня или с гидрофобизацией поверхности. Непроницаемый слой создают методами флюотирования (карбонатные породы обрабатывают солями кремнефтористой кислоты - в рез-те образуются нерастворимые соединения CaF2, MgF2, SiO2, к-е, откладываясь в порах, создают непроницаемый слой). Некарбонатные породы подвергают аванфлюотированию (сначала пов-ть камня обрабатывается растворами соды и хлорида кальция, в рез-те реакции образуется CaCO3, затем обрабатывают флюатом MgSiF6). Новейший метод защиты различных материалов, в т. ч. и каменных, разработан японскими специалистами, и заключается в создании тончайшего защитного слоя из прозрачной керамики. Для придания пов-ти камня водоотталкивающей плёнки её покрывают растворами кремнеорганических жидкостей (ГКЖ-11, ГКЖ-94, ГКЖ-10), спртовыми растворами калийного мыла, растворимым стеклом с хлористым кальцием
11.Керамические изделия Керамич. изд-я - иск. камен. м-лы, изготовленные из глин или их смесей с органическими и минеральными добавками, путём формования и обжига. М-л, из к-го сост-т керамич. изд-е после обжига, - черепок. По структуре черепка керамику разделяют на пористую и плотную. К плотной относят изд-я, пористость к-рых не превышает 5%, к пористой - более 5%. По конструктивному назначению керамич. м-лы делят на: стеновые, облицовочные, кровельные, санитарно-технич., теплоизоляц., заполнители для бетона, кислотоупорные, водоупорные. Х-ки сырья для керамич. м-лов: формовочную массу для керамич. изд-ий изгот-т из пластичных м-лов (глин и каолинов) и непластичных (выгорающих, отощающих добавок). Кроме глин и каолинов, исп-ся природн. алюмосиликаты, породы осадочн. происх-я. Разл-я между глинами и каолинами закл-ся в том, что каолины на 100% состоят из минерала каолинита, а глина - смесь минералов, где присутствуют наряду с каолинитом галлуазит, монтмориллонит, блейерит и др. Кроме того, в глинах присутствуют кварц, полевой шпат, серный колчедан, оксиды железа, карбонаты, слюды и др. Состав глин оказывает большое влияние на важнейшие их свойства: пластичность, воздушную и огневую усадку, связующую сп-ть, огнеупорность. 12. Хар-ки глины для керамич. материалов: формовочную массу для керамич. изд-ий изгот-т из пластичных м-лов (глин и каолинов) и непластичных (выгорающих, отощающих добавок). Кроме глин и каолинов, исп-ся природн. алюмосиликаты, породы оса-дочн. происх-я.Разл-я между глинами и каолинами закл-ся в том, что каолины на 100% состоят из минерала каолинита, а гли-на - смесь минералов, где присутствуют наряду с каолинитом галлуазит, монтмориллонит, блейерит и др. Кроме того, в гли-нах присутствуют кварц, полевой шпат, серный колчедан, окси-ды железа, карбонаты, слюды и др. Состав глин оказывает бо-льшое влияние на важнейшие их свойства: пластичность, воз-душную и огневую усадку, связующую сп-ть, огнеупорность. Пластичность - спос-ть глиняного теста деформироваться под влиянием внешн. мех. воздействий без нарушения сплошности (без разрывов и трещин) и сохранять заданную форму после прекращения действия нагрузки. Пластичность хар-ся либо чис-лом пластичности, либо кол-вом воды для получения удобофор-муемой массы. Пл =Wт - Wр, где Пл - число пластичности, Wт - кол-во воды текучей глины, Wр - кол-во воды для раскатывания глины в жгут. При Пл >15% глина жирная, высокопластичная. При Пл <7% глина тощая, плохо формуется. Строит. глины: 7% <Пл <15%. По водопотребности глины делятся на: пластичные (>28%); среднепластичные (20-28%); малопластичные (<20%). Пластичность глины можно регулировать, вводя добавки, жирные глины, подвергая глины вылёживанию и др. способами. Огнеупорность - свойство выдерживать выс. темп-ры без деформаций. Глины вследствие неоднородности состава не имеют опред. точки плавления, они размягчаются постепенно. По мере размя-гчения их делят на: легкопл. (1350’С); тугопл. (1350 – 1580’С); огнеупорные (1580’С). 13.Общая схема производства керамических изделий Осн. этапы пр-ва керам. изд-й таковы: 1) добыча сырья; 2) подготовка формовочной массы; 3) формование изделия-сырца; 4) сушка; 5) обжиг. 1)Добычу глины осущ-т в карьерах открытым способом, доставляют на завод автотранспортом. 2)Подготовка формовочной массы имеет своей целью разрушить природн. структуру глины, удалить камневидные включения и вредные примеси, довести влажность глины до нужной констистенции, ввести необх. добавки. Для этого (при необходимости) глину подвергают вылёживанию или обработке паром, пропускают через камневыделительные вальцы, обрабатывают на бегунах и глиномешалках, вводят вводят отощающие, выгорающие добавки и плавки. 3)После подготовки полученная масса поступает на формовку. Выбор вида формования зависит от свойств исходн. сырья и вида формуемых изд-й. Наиб. распространённым способом формования явл-ся пластический, к-й осуществляют на ленточных прессах. Влажность формов. массы 15-26%. Ленточный пресс имеет внутри лопастной шнек и мундштук, через к-й выдавливается масса в виде бруса, затем разрезается на штучные изделия. 4)Затем изд-е напр-ся на сушку. При сухом способе формования сырьевые м-лы подсушиваются, дробятся, размалываются, затем смешиваются и увлажняются водой или паром до влажноcти 2-8%. Если влажность сырьевой массы 8-12%, то это полусухой способ. Отдозированная формовочная масса поступает в пресс-форму, где формовка осущ-ся под давлением ≈15МПа. Достоинствами сухого и полусухого прессования явл-ся: чёткие геом. формы изд-й, экономия энэргозатрат на сушку. Но производительность этого способа меньше пластического. По шликерному способу изг-т изд-я тонкостенные или сложной конфигурации. Измельчённые в тонкий порошок сырьевые м-лы смешивают в 40% воды и полученный шликер отливают в формах, движущихся по конвейерной линии. Формы изг-ся из пористого м-ла - гипса. Толщина изд-й, формуемых таким способом, м. составлять 2 мм. 4)Сушка изд-й явл-ся важным технологическим этапом, т. к. трещины и брак возникают на этой стадии. Перед обжигом изд-я должны иметь влажность не более 5-6%. Глина трудно отдаёт влагу. Наружные слои, рёбра изд-й высыхают быстрее, а внутренние - медленно. Из-за перепада влажности возникают напряжения, ведущие к возн-ю искривлений и трещин. Чтобы этого избежать, сушка д. произв-ся медленно (обычно 16-36 ч.). Нач. т-ра подаваемого воздуха не более 120-150˚С. Сушку проводят в спец. камерах-сушильнях. 5)При обжиге высушенного сырца образуется структура иск. камен. м-ла, к-я опред-т физ.-техн. свойства. Формирование структуры происх-т в глине под воздействием выс. темп-р. В зоне нагрева печи при t=110˚С из глины удаляется свободная вода, и она становится непластичной. При 500-700˚С глина дегидратируется и выгорают органич. добавки. При дальнейшем повышении т-ры происходит распад кристаллической решётки и образование аморфной смеси оксидов кремния и алюминия. При 1110˚С образуется промежуточное вещ-во - силимонит (Al2O3·SiO2), к-рый при ≈1300˚С переходит в муллит (2Al2O3·3SiO2). При этом часть легкоплавких соед-й образуют жидкую фазу - расплав, к-й обволакивает ч-цы муллита и благодаря своему поверхностному натяжению стягивает их. После охлаждения образуется твёрдый керамический камень - черепок. Температурный интервал между началом появления жидкой фазы (начало спекания) и т-рой огнеупорности глины наз-ся интервалом спекания глины. Макс. т-ра обжига должна нах-ся в этом интервале. Есть глины с коротким, средним, длинным интервалами спекания. Обжиг изд-й производят в туннельных (реже в кольцевых) печах. 14.Стеновые керамические м-лы Стеновые керамические м-лы: кирпич глиняный обыкновенный, одинарный, модульный. Модульный выпускают массой не более 4 кг, с круглыми или щелевыми пустотами. Согласно требованиям ГОСТ 350-80 выпускают кирпич марок: 75, 125, 100, 150, 200, 250, 300. Эффективная керамика Пустотелый кирпич: имеет сквозные щелевидные или круглые отверстия в кол-ве 13 -31. В зависимости от значений ср. плотности выпускают планов Б (ср. плотн. 1000 - 1300) и В (ср. плотн. 1300 - 1450). Марки: 75 - 150. Одинарный, полуторный. Пористо-пустотелый кирпич: аналогичен пустотелому, но в состав массы вв-ся выгорающие добавки. Выпускают класса А (ср. плотн. 700 - 1000, марки 75, 100). Непригоден для кладки фундаментов. Лёгкий пористый кирпич: изг-т из глины, трепела или диотонита с выгорающими добавками. Классы: А, Б, В. Марки 50 - 100. Керамические пустотелые стеновые камни: отличаются от кирпича большими размерами (280х288х138). Класс В. Марки 75 - 150. Крупные стеновые блоки и панели Для ускорения и механизации стр. работ на заводах изготовляют из единичного кирпича однослойные и двухслойные стеновые панели размером на комнату. Двухслойная панель состоит из кирпича, утеплителя и 3-з слоёв раствора. Наружная сторона облицовывается плиткой. Однослойные панели изгот-ся из пустотелых камней без утеплителя и 2-х слоёв раствора, армируются. Блоки меньше панелей по размерам.
15.Архитект. строит. керамика Керрам е изд-я для наружной облицовки Кирпичные камни лицевые. Сплошной и пустотелый. Отлич. от обыкновенного кирпича большей точностью разме-ров и пор, а также однородностью. Изг-т из высококачеств. глин. Получают кирпич белого, кремового, коричневых цве-тов.Двухслойный кирпич. Основа кирпича из местных красных глин и тонкий слой (3 - 5 мм) из белой или окраш. глины. Анго-бированный кирпич имеет лицевую пов-ть, покрытую ангобом в виде шликера, нанесён. на отформованное изд-е и закреплён-ного обжигом. Сост. ангоба: 80% бе-лой глины, 15-20% порош-ка стекла, 5 - 7% красителя. Глазурованный кирпич получают пульверизацией на сырец глазурной фриты, закрепляемой затем обжигом.Фасадные плитки по сп-бу крепления м. б. прислон-ные и закладные. Прислон.плитки крепятся к повти на растворе, поэтому им. рифлёную внутреннюю пов-ть. Закладные им. выступ, к-й закладывается в растворный шов при кладке. Выра-батываются плитки различных размеров. Кроме ангобирован-ных и глазурованных выпускают терракотовые плитки. По фак-туре гладкие или рифлёные. По размерам: крупноразмерные (250х140х10); малогабаритные, они же кабанчик (120х65х7); цокольные (150х75х7). Также брекчии (изготовл. из отходов, набранные на крафт-бумаге).Ковровая керамика - мелкоразм. керамич. плитки разного цвета (глазурованные и неглазур.), на-клеен. лицевой стороной на крафт-бумагу, подобран. в виде определённых (ковровых) рисунков: 48х48; 22х22; 48х22. Изделия для внутренней облицовки Для облицовки стен изг-т плитки из мерегелистых глин (майолика) или из огеупорных глин с добавлением песка и плавней (фаянс) разл. размеров. По форме они бывают рядовые, квадратные, прямоугольные, плин-тусные, карнизные. По фактуре: рифлёные, плоские с много-цветным рисунком (нанесённым методом шелкографии). Тол-щина 6 - 10 мм. Черепок пористый, поэтому плитки покрывают глазурью.Для полов плитки изг-т из каолиновых глин и отоща-ющих добавок (плавней и красителей), обжигают до полного спекания, чтобы водопоглощение черепка не превышало 4%. Изг-т по форме: квадратные, прямоугольные, шестигранные, восьмигранные, треугольные. Толщина 10 - 13 мм. Мозаичные плитки выпуск.: квадратные, прямоугольные (23х48 мм, толщ. 6 - 8 мм). Наклеив. в виде ковров на крафт-бумагу. 16.Санитарно-технические изделия Раковины, ванны, унитазы - из фаянса, полуфарфора, фарфора. Сырьё: беложгущиеся глины и каолиниты в кол-ве 50% от массы, остальное - кварц и полевой шпат. Разное соотношение кварца и полевого шпата позволяет получать: полуфаянс, фаянс, фарфор (т. е. м-лы разной пористости). Наибольшая пористость - у фаянса, поэтому его обязательно покрывают глазурью. Водопоглощение у фаянса 10 - 12%, Rсж. примерно 100 МПа. У полуфарфора: водопогл. 3 - 5%, Rсж. прим. 150 - 200 МПа. У фарфора соотв. показатели 0,2 - 0,5% и 500 МПа. Изделия изг-т методом литья. Керамические трубы. Из огнеупорных глин с отощителями или без них. Покрываются кислотоупорной глазурью. На одном конце формуется раструб. Обжигают при 1300˚С до спекания. Размеры: диаметр 150 - 600 мм, длина 800 - 1200 мм. Сорт трубы зависит от водопоглощения по массе: 1 с. - не более 9%; 2 с. - не более 11%. Давление не ниже 2-х атмосфер (0,2 МПа). Дренажные трубы изг-т из местных кирпичных глин на горизонтальных ленточных прессах. Выпускают неглазурованные без раструбов, круглые или шестигранные; м. иметь перфорацию на стенках. Осн. требования: водопогл. по массе не более 15%, марка по морозостойкости не менее F25. 19.Листовое стекло: 1)Оконное. Листы тол-щиной 2; 2,5; 3; 4; 5; 6 мм. Сорт зависит от наличия дефектов (свиль, пузырь). Свето-пропускание: до 90%. 2)Витринное. Толщ. 5 - 12 мм (5 - 6 мм – неполирован. оконное, 7 - 12 мм – полирован.). Светопропуск. 75%. 3)Закалённое. Прочность при ударе в 10 раз выше обычной, при изгибе - в 8 раз. Безопасное - при повреждении рассыпается без острых углов. Применяют для устройства витрин, дверей, перегородок, в производстве стеклянной мебели. 4)Светорассеивающее: узорчатое - получают методом проката на гравировальных вальцах; матовое - на пескоструйных машинах. Через трафарет м. получать рису-нок. 5)Армированное – методом проката запрессованной металической сетки. Бывает плоское и волнистое. 6)Теплопоглощающее - поглощает до 75% инфракрасных лучей, за счёт содержания оксидов железа, никеля, обальта. 7)Увиолевые – пр-опускают до 75% ультрафиолетовых лучей, т. к. практически не содержат оксида железа, титана, хрома. 8)Термостойкие - боросиликатные, содержат оксиды рубидия, лития. К-т темпер. расширения в 2 раза меньше, чем у силикатного стекла. Выдерживает т-ру до 200’С. 9)Электропроводящие - изг-ся с помощью напыления солей метал. серебра с послед. нагревом до 500 - 700?С. Такое стекло не запотевает. Если в сост. напыления введ. люминофоры, получ. отражающее стекло.
17-18.Сырьё для получения стекла. Получение изделий из ст. расплавов. Основные свойства Сырьё. Для получения стекла исп-т силикатные, боратные, фосфатные и др. расплавы. Названию стекла соответствует название стеклообразующего оксида. В стр-ве исп-ся в осн. силикатные стёкла, основными компонентами к-рых явл-ся оксиды кремния, кальция, магния, натрия, калия, алюминия. Ок-сид кремния вводят в стекло в виде кварц. песка, к-й д. сод-ть незначит. кол-во железа, хрома, титана, снижающих светопро-пускание. Оксид алюминия вводится полевыми шпатами в виде чистого глинозёма. Оксиды и кремния, и алюминия повышают тугоплавкость и хим. стойкость стекла. Оксид натрия вводится содой (NaCO2), оксид калия - поташом (K2CO3). Они снижают т-ру плавления шихты, увеличивают светопропускание, блеск, но снижают хим. стойкость. Оксиды кальция и магния вводят в стекло доломитом, мелом, известняком; они повышают хим. стойкость стекла, оксид магния снижает сп-ть стекла к кристаллизации. В спец. стёкла вводят дополнительные компоненты (добавки осветлителей, глушителей, фосфорные и фторные соединения, красители). Пр-во стекла: 1)подготовка сырьевой сме-си; 2) получение гомогенной шихты; 3) варка стекломассы; 4) выработка изделий, их термич., механич. или иная обработка. Варка стекломассы - главная и самая сложная операция стекольного пр-ва. Её производят в ваннах или горшковых печах. Бас-сейны печей выложены огнеупором, а т-ра создаётся за счёт сжигания газообразного или жидкого топлива. при нагревании шихты до т-ры 1100 - 1150˚С происходит образование силика-тов в твёрдом виде, а затем в расплаве. При нагревании шихты до 1500˚С в расплав переходят все оксиды, при 1500 - 1600˚С происходит гомогенизация.После этого производится охлажде-ние до выработочной т-ры (1300 - 1400˚С). Выработку произво-дят методами вертикального или горизонтального вытягивания, проката, выдувания, прессования, литья или методом плаваю-щей ленты. Вытягивание стекла производят лодочным и безло-дочным способом. Закрепление формы изделий осуществляют быстрым охлаждением, однако затем, для снятия возникших при охлаждении напряжений, требуется термич. обработка – от-жиг (медленный постепенный нагрев до 600˚С и медленное ох-лаждение). Свойства стекла: Стекло в конструкциях подверга-ется растя жению, изгибу, удару, реже сжатию. Поэтому осн. мех. свойствами стекла явл-ся прочность при ратяжении и хрупкость. Прочность на сжатие высокая - до 1000 МПа, на рас-тяжение - 35-85 МПа, на изгиб - 0,2МПа. Улучшают мех. св-ва стекла в 5 - 15 раз путём закалки (нагрев до 650˚С и резкое ох-лаждение). Увеличить сопротивляемость удару м. введением ок-сидов магния и бора. Твёрдость стекла: 5 - 7. Оптич. свойство х-ся светопропусканием (прозрачность, рассеяние, отражение, светопреломление). Силикатные стёкла пропускают всю види-мую часть спектра, кроме ультрафиолета и инфракрасных лу-чей. Показатель преломления: 1,5 - 1,52. Тепло-ёмкость: С=0,63 - 1,05 кДж/кг˚С. Теплопроводность: λ=0,4 - 0,82 Вт/м˚С. Мо-дуль упругости: Е=83000 МПа. 20.Стекл. изделия. 1)Стеклянные блоки - получают спрессовыванием половинок, им-ющих на внутренней стороне светопро-пускание не менее 65%, теплопроводность 0,4 Вт/м’С, свето-рассеяние - 25%. 2)Стеклопакеты - изг-т из 2 - 3-х листов стекла, соединённых по периметру метал. обоймой. Между слоями - герметичн. воздушн. По-лость шир. 15 - 20 мм. 3)Стекло-профили – имеют коробчатое строение, длиной до 6 м, светопропускание 40 - 70%. Исп-ся для устр-ва несущих стен, внутренних перегородок, остекления фонарей в зданиях. 4)Стеклянные трубы. Разных диаметров, из силикатных и хим. стойких стёкол. Преимущества - гладкая пов-ть, низкий к-т тре-ния, гигиеничн., прозрачн., хим. стойкость
| 21.Стеклокристаллич. м-лы (ситалы). Если изг-т из шлаковых расплавов, то это шлакоситалы, если из стекл. - просто ситалы. Их получают путём направленной кристаллизации стёкол или шлаковых расплавов, протекающей во всём объёме отформован-ных изд-й. Объём кристаллических образований состт 5 - 10%, эти образования равномерно распределены в изделии. Кристал-лизацию осущ-т при термич. 2-стадийной обработке, причём на 1-ой стадии т-ра соответствует т-ре зарождения кристалла, на 2-ой - т-ре макс. скорости роста кристаллов. Крист-ция шлаков и стёкол становится возможной за счёт введения катализаторов кристаллизации, добавок флюоридов, фосфатов, циркония, ще-лочных и щелочно-земельных металлоав, к-е вв-ся в кол-ве 4 - 5%. По сравн. со стеклом, ситалы приобретают выс. мех. проч-ность, термостойкость, твёрдость, диэлектрич. свойства. При-мен. в дорожном стр-ве, космич. технике, гидротехнич. сооруж. 30. Методы исп. Виды и примен. воздушной извести В завис. от содерж. ок-сида магния воздушная известь раздел. на кальциевую (МgО ≤ 5%), магнезиальную (МgO=5-20%) и высокомагнезиальную, или доломитовую (МgO=20-40%). Наиболее важные показатели качества извести: активность - процентное содержание оксидов, способных гаситься; кол-во непогас. зерен (недожог и пережог); время гашения.В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь с временем гаше-ния до 8 мин, среднегасящуюся - время гашения не превышает 25 мин и медленногасящуюся с временем гашения более 25 мин. Строительные растворы на воздушной извести имеют не-высокую прочность. Так, известковые растворы через 28 сут. воздушного твердения имеют прочность при сжатии: на гашеной извести 0,4 - 1 МПа, на молотой негаш. извести до 5 МПа. Поэтому сорт воздушной извести устанавливают не по прочности, а по характеристикам ее состава (табл. 5.1). Чем меньше глинистых и других примесей в исходном известняке, тем выше активность извести, быстрее происходит ее гашение и больше выход известкового теста. высокой прочности 31.Строительный гипс изготовляют низкотемпературным обжигом гипсовой породы (гипсового камня) в варочных котлах или печах. В первом случае гипсовый камень сначала размалывают, а потом в виде порошка нагревают в варочных котлах. Имеются промышленные установки, в которых совмещены помол и обжиг. При обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой, вода из сырья удаляется в виде пара, и гипсовое вяжущее состоит в основном из мелких кристалл. β-μодификации СаS04*0,5Н2О; содерж. также некот. кол-во ангидрита СаS04 и частицы неразложивш. сырья. 32.Магнезиальные вяжущие в-ва (каустический магнезит и каустический доломит) – тонкие порошки, главной составной частью кот, явл. оксид магния. Магнезиальное вяжущее полу-чают умеренным обжигом (при 750 – 850'С) магнезита (реже доломита). Магнезиальное вяжущее ча-ще всего затворяют водным раствором хлорида магния (или других магне-зиальных солей). Это ускор. твердение и значительно повы-шает прочность, так как наряду с гидратацией оксида магния происх. образ. гидрохлорида магния ЗМgО•МgСl2•6Н2О. При затвор. водой оксид магния гидратируется очень медл.Магне-зиальное вяжущее относят к воздуш. вяж. в-вам. Оно отлич. высокой прочностью, достигающей при сжатии 60 – 100 МПа, хорошо сцепл. с деревом, поэтому его можно примен. для изгот. фибролита и магнезиально-опилочных (ксилолитовых) полов – монолитных и плиточных. 33.Жидкое стекло представл. собой коллоидный водный р-р силиката натрия или силиката калия, имеющий плотность 1,3 – 1,5 при содержании воды 50–70 %.Состав щелочных сили-катов выражается формулой R2О*mSiО2, где R – Nа или К; m – модуль жидкого стекла; m натриевого стекла составляет 2,6 – 3,5; m калиевого стекла – 3 – 4. Натриевое стекло варят из кварцевого песка и соды в стеклоплавильных печах, как обычное стекло, и когда расплав застывает, образуются твердые прозрачные куски с желтоватым, голубоватым или слабо зеленым оттенком, называемые силикатглыбой. Жидкое стекло получают, растворяя раздробленные куски силикатглыбы в воде при повышенной температуре и давлении 0,6 – 0,7 МПа. Натриевое стекло применяют для изготовления иcлотоупорных и жароупорных бетонов, для уплотнения грунтов. Калиевое сте-кло, более, дорогое, применяют преимуществ. в силикатных красках. Жидкое стекло относят к воздушным вяжущим ввам. Силикаты натрия и калия в воде подверг. гидролизу с участием СО2 воздуха Nа2SiО3 + 2Н2О + СО2 = SiО2*2Н2О+ Nа2СО3. Выделяющийся гель кремневой кислоты SiO2*2Н2О обладает вяжущ. св-вами, а водный р-р имеет щелочн.реакцию. Для уско-рения твердеиия жидкого стекла к нему добавл. кремнефторид натрия, ускор. выпадение геля кремневой кислоты и гидролиз жидк. стекла. Кислотоупорный кварцевый цемент – это порошкообразный материал, получ. путем совместного помола чистого кварцевого песка и кремнефторида натрия (возможно смешение раздельно измельченных компонентов). Кварцевый песок можно заменить в кислотоупорном цементе порошком бештау-нита или андезита. Кислотоупорный цемент затворяют водным раствором жидкого стекла, которое и является вяжущим в-вом; сам же порошок вяжущими свойствами не обладает. Кислотоупорный цемент применяют для изготовления кислотостойких растворов и бетонов, замазок. При этом берут кислотост. заполн.: кварцевый песок, гранит, андезит. Прочность при сжатии кислотоупо-рн. бетона достигает 50 – б0 МПа. Будучи стойким в кислотах (кроме фтористоводородной,кремнефтористоводо-родной и фосфорной), кислотоупорный бетон теряет прочность в воде, а в едких щелочах разрушается. Из кислотоупорного бе-тона изготовляют резервуары, башни и другие сооружения на химических заводах, ванны в травильных цехах.Кислотоупор-ные растворы применяют при футеровке кислотоупорными пли-тками (керамическими, стеклянными, диабазовыми) железобе-тонных, бетонных и кирпичных конструкций на предприятиях химической промышленности.
34.Гидравлическая известь. Такую известь получ. обжигом в шахтных печах не до спекания (900 - 1100'С) мергелистых известняков с содерж. глины 6 - 20 %.Полученную известь размалывают и применяют в виде порошка либо гасят в пушонку. В процессе обжига мергелистых звестняков после разложения кар-боната кальция (900 'С) часть СаО остается в свободном состоя-нии, а часть соединяется с оксидами SО2, А12О3 и Fе2Оз, вхо-дящ. в сост. глинистых минералов. При этом образ. низкооснов-ные силикатц, алюминаты и ферриты кальция, которые и при-дают извести гидравлические св-ва.Гидравлич. известь начинает твердеть на воздухе (в первые 7 сут) и продолж. твердеть и уве-лич. свою прочность в воде. Предел прочности при сжатии после 28 сут комбинированного хран. образцов из раствора 1: 3 по массе (7 сут во влажн. воздухе и 21 сут в воде): а) слабогид-равлической извести не менее 1,7 МПа; б) сильногидравличес-кой извести не ниже 5 МПа. Гидравлическая известь твердеет медленно: нач. схватыв.0,5 - 2 ч; конец 8 - 16 ч. Растворы и бето-ны на гидравлич.извести облад. удовлетворит.долговечностью в сухих и влажных условиях, поэтому ее примен.для изготовл. кладочных и штукатурных р-ров и бетонов невысоких марок и бетонных камней. Ее хранят в закрытых помещениях, при перевозке предохраняют от увлажнения. Романцемент – гидравличес-кое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом обожжен-ных не до спекания (900'С) известняковых и магнезиальных мер-гелей, содержащих 25% и более глины.Образующиеся при об-жиге низкоосновные силикаты и алюминаты кальция придают романцементу гидравлические свойства.В романцементе нор-мального обжига нет свободной извести или она содержится в небольшом количестве (2 - 3 %). Романцемент измельчают (пос-ле обжига) в шаровых мельницах, нередко совместно с гипсом (3 - б %) и активными минеральными добавками (10 - 15 %). Сх-ватывание и твердение романцемента обусловлено гидратацией силикатов и алюминатов, образовавшихся при его обжиге. Ро-манцемент выпускают трех марок (МПа): 2,5; 5 и 10; он должен выдерживать испытание на равномерность изменения объема. Прим. для изготовл. строит, р-ров, бетонов, бетонных камней. 35.Портланцемент и его разновидность являются основными вяжущими в современном мире. Сырьё для производства: смесь, содержащая глины и известняк в соотношении 1:3; глины 22% - 25%, известняка 75-78 %. Сырьё обжигается до температуры спекания (1300-1450оС) и продукт спекания называется клинкером. Он представляет собой гранулы серо-зеленого цвета, размер 4-25 мм. При его помоле вводится 3-5 % природного гипса для регулирования сроков схватывания. Портланцемент - продукт тонко измельченного клинкера, получен при спекании глино - известнякового сырья с добавками. Получение портланцемента: 1) мокрый способ - сырьё мел, известняк и глины предварительно дробят и затем загружают в емкости балтушки. Затем подается вода (36-42 %). Здесь сырье разм.-ся и перемешивается. Полученная однородная сметанообразная смесь называется шламом. Его подают в трудноймельнице, после которых он поступает в вертикальные шламбассейны (ж/б резервуары), где корректируется химический состав и вводятся добавки. После корректировки шлам поступает в горизонтальные шламбассейны (емк. до 8 тыс. м. куб.), где постоянно поддерживается однородность шлама с помощью вращающихся лопостей и карамысел. Далее гидротранспортом шлам подается на обжиг в печь. 2) сухой способ - дробленые и высушенные сырьевые материалы раздельно тонко измельчают в помольных агрегатах, а затем перемешивают в сухом виде. с помощью сжатого воздуха («кипящий слой»). Смешивается мука заданного химического состава шнеками, элеваторами или пневмотранспортом подается в печь. 3) комбинированное сырье готовится по мокрому способу, шлам обезвоживают, и полученные гранулы отправляют в печь. Обжиг сырья производится во вращающихся печах (горизонтальных) или при сухом способе в шахтных. Вращающиеся печи представляют собой стальной барабан, футерованный огнеупорами. d = 5-7 м, длина 180-230 м; укладывается барабан на ролики под L= 3-4о к горизонту и вращается до V= 1-2 об/мин. Сырье поступает в верхний приподнятый конец печи и самотеком постепенно продвигаются к нижнему. Над сырьевой смесью на встречу ей движутся топочные газы, образующиеся и в другом конце печи. При обжиге сырье проходит 6 основных зон: 1) зона сушки tо = 70 - 200о С 2) испарение воды и подогрева сырья tо до 700о С 3) кальцинирование и декарбонизация tо =700 - 1100о С 4) экзотермические реакции tо =1100 - 1300о С и происходит образование Si, Аl, Fе кальция. 5) спекание и образование основносновн. минир. п/ц алита tо =1300 - 1450о С 6) охлаждение клинкера tо до 1000о С. После охлаждения клинкера до tо до 50о С он поступает на склады и после выдержки в течении 1-2 недель на помол. 37.Свойства портландцемента: Средняя плотность 900 – 1000 кг/м3, размер зёрен 20 – 40 микрон, удельная поверхность S = 1800 – 2000см2, марки: 400, 500, 550, 600 начало схватывания 25 мин. конец – 12 часов Химический состав: CaO – 62…68℅, SiO2 – 21…24℅, Al2O3 – 4…8℅, Fe2O3 – 2…5℅ Минералогический состав: 1 CaO. SiO2 – белит 20…30℅; 2 CaO. SiO2 – алит 45…60℅ 3 CaO. Al2O3 – алюминат 4…14℅ 4 CaO. Al2O. Fe2O3 – алюмофирит 10…20℅
38. Твердение Характерной особ-тью минералов портландцемента (алит, белит, трёхкальциевый алюминат, четырёхкальциевый алюмоферрит) явл-ся их спос-ть вступать в реакцию с водой и создавать такие структуры, к-е обладают достаточной силой когезии и адгезии, способны создавать в рез-те твердения монолитное тело, приобретающее с теч. времени выс. прочность. Процессы, происходящие при этом, сложны и м. б. в приближении рассмотрены с 2-х точек зрения – химич. и физ.-хим. По Байкову (1923 г.), набор прочности при твердении цемента объясняется совокупностью процессов коллоидации и кристаллизации: всякое гидратационно твердеющее вяжущее проходит стадию коллоидного состояния, даже если оно в итоге даёт ясно выраженный кристаллический сросток. Байков делил процесс твердения вяжущих на 3 периода: 1)Растворение. Образуются насыщенные растворы, в к-х начинают возникать зародыши новых фаз (ГСАК). 2)Коллоидация (гелеобразование). Ощущается недостаток свободной воды, образуется коллоидная масса, происходит схватывание. Этот этап х-ся прямым присоединением воды к вяжущему и образованием гидратных соединений высокой коллоидной дисперсности. 3)Кристаллизация. Происходит перекристаллизация гелей, образуются кристаллические сростки (монолиты). Эти периоды наступают не в стройной последовательности, а налагаются друг на друга, т. е. могут протекать - но, с преобладанием того или иного из них, в соответствии с действующими перенасыщениями. Установлено также, что образующиеся гидраты выделяются в непосредственной близости от пов-ти цемента и по мере развития процессов гидратации новообразования создают вокруг зёрен исходного цемента гидратные оболочки, состоящие в основном из гелевидных гидросиликатов, в среде к-х различаются более крупные кристаллы – гидраты. В рез-те зёрна цемента разбухают, увеличиваются в объёме и через нек-рое время начинают непосредственно контактировать др. с др. Водная прослойка исчезает. В рез-те возникает структура – пространственная сетка, называемая коагуляционной структурой, - и образуется она путём беспорядочного сцепления отдельных сальватированных зёрен цемента с пом. вандервальсовых сил молекулярного притяжения. Этот момент соотв-т началу схватывания. Образовавшаяся структура явл-ся непрочной, её можно легко разрущить механическим встряхиванием, вернуть всё обратно в жидко-текучее состояние, однако сразу после прекращения встряхиваний структура моментально восстанавливается. Такой перевод можно повторить многократно. Это явление наз-ся тиксотропия и на нём основана технология уплотнения бетонной смеси. 39.Коррозия цементного камня вызывается действием агрессивного железа и ч.на составные части п/ц и главным образом на СаН2О и 3 СаСАl2О3 х 6Н2О. Причины коррозии 1) разложение составных цементного камня, растворение и вымывание Са(ОН)2 2)образование легко растворимых солей, в результате взаимодействия цементного камня с агрессивным железом и 3) образование в порах цем. камня новых соединения, которые занимают больший, по сравнению с исходными компонентами, объем, что вызывает появление внутр.напряж. и растрескивание. Коррозия 1-го вида - выщилачивания Са(ОН)2. Идет интенсивно при действии мягкой воды (пресной,дождевой, ресной); характеризуется появлением белых подтеков: для ее снижения ограничивают содержание СЗS до 50%; Увеличением цем.камня, примен.минер.добавки, которые связывают Са(ОН)2 в малорастворимые соединения, примен.предварит. выдерживание на воздухе (карбонизация). Са(ОН)2 + СО2 СаСО3 +Н2О Коррозия 2-го вида в результате обменных реакций с компонентами цементного камня образуются легко растворимые соединения или аморфн. вещества не обладающие связывающими свойствами, которые потом вымываются водой (углекислотная коррозия). СаСО3 + СО + Н2О Са (НСО3 )2 свобод. гидрокарбон.Са Общекислотная коррозия возникает при действии на цем.кам.Vх к-т с показат. рН меньше 7, кроме кремнефторист., кремнесилик. Са(ОН)2 + 2 НСl CaCl2 +Н2О хлорид Са легкораств.соед. Магнезиальная коррозия возникает при действии на цем.камень солей Mg Са(ОН)2 + MgCl2 CaCl2 +Mg (ОН)2 легко раст. аморф.соед. соед. Са(ОН)2 + MgSО4 + 2Н2О CaSО4 + 2Н2О +Mg (ОН)2 Коррозия, возникает при действии минеральных вод. Воды, которые содержат минеральные удобрения(особенно опасны аммиачные) ведут к обменным реакциям с образованием легко растворимых веществ. Коррозия, под действием органических веществ. Наиболее агрессивными являются: винный, молочный, уксусн., жирн., насыщ. и ненасыщ. к-ты, масла и их сост-щие. Нефтепродукты бетон не разрушают, хотя и проникают сквозь него (если не содерж. соедин. серы и нефтяных к-т) Кам. угольный дёготь. Коррозия 3-го вида. Сульфатоалюминиевая возникает при действии на цемент каменных вод, содержит: сульф., ионы (грунтовые воды, морские воды, сточные). В этом случае образуется гидросульф. Аl-т Еа (эттрингит или цементная бацилла). Оказывает разрушающее воздействие на цем.камень. Щелочная коррозия - под действием конц-х щелочей, которые при высыхании взаимодействуют с углекисл. газом природ. и образ. в порах воды и поташа (Са2СО3); в Vе, растрескивание. Щелочи содержащиеся в цем.камне являются активными сост-ми заполнит., образ.студенист. отлож.(светло-белого цвета), образ. трещ., вспучив. и шелушение цем.камня и бетона. Защита сульфо Аl кор. это примен. спец. сульфатост. цементов. Общие меры борьбы с коррозией: мин. водосм. отнош., устройство водоотвода и дренажей, введение активных минеральных добавок, применение защитных облицов. и покрыт. из керам. стекла,
40.Известково-шлаковый цемент Получают на основе смеси извести (5-8℅), шлака(92-95℅) и 7℅ воды. Процесс гашения осуществляется силосным способом. Изделия прессуют под давлением 150-200 и отправляют в автоклав; средняя плотность = 1400-1600 кг/м3, коэффициент теплопроводности = 0,5-0,6, прочность на сжатие = 25, 75, 50; применяется в малоэтажном строительстве. 41. Глиноземистый цемент - быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Однокальциевый алюминат СаО Аl203 определяет быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты кальция (СаО-2А1203) и алюмосиликат кальция - геленит 2СаО А1203SiО2. Силикаты кальция представлены небольшим количеством белита. Для получения клинкера глиноземиетого цемента сырьевую смесь, составленную из известняка СаСО3 и боксита А1203 пH 2 О, подвергают спеканию (при температуре около 1300'С) или плавлению (при 1400'С). Глиноземистый клинкер размалывается труднее, чем клинкер портландцемента, поэтому на помол затрачивается больше электроэнергии. Кроме того, бокситы представляют собой ценное сырье, используемое для производства алюминия. Эти и другие обстоятельства повышают стоимость глиноземистого цемента и ограничивают его выпуск. Сырьевая база для выпуска глиноземистого цемента может быть расширена путем использования некоторых отходов промышленности, содержащих в своем составе глинозем. В СССР разработан способ производства глиноземистого цемента путем плавки в доменной печи бокситовой железной руды с добавкой известняка и металлического лома. При этом доменная печь одновременно выдает чугун и шлак, представляющий собой клинкер глиноземистого цемента. Глиноземистый цемент обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной температуре (не выше 25'С), поэтому глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке. В процессе твердения глиноземистого цемента образуется высокопрочное вещество – двухкальциевый гидроалюминат: Двухкальциевый гидроалюинат выделяется в виде пластинчатых гексагональных кристаллов, а гидроксид алюминия представляет гелевидную массу. Если же температура бетона превысит 25 - 30'С, то наблюдается переход двухкальциевого гидроалюмината в кубический трехкальцие-вый гидроалюминат ЗСаО А120з 6Н2О, который сопровождается возникновением внутренних напряжений в цементном камне и понижением прочности бетона в 2 - 3 раза. Замечательным свойством глиноземистого цемента является его необычно быстрое твердение. Марки глиноземистого цемента, определяемые по результатам испытания образцов 3-суточного возраста: 400, 500 и 600. Как известно, портландцемент набирает такую.прочность только через 28 сут нормального твердения. При столь быстром твердении глиноземистый цемент обладает нормальными сроками схватывания, почти такими же, как и портландцемент. Начало схватывания глиноземистого цемента должно наступать не ранее чем через 30 мин (портландцемента не ранее чем через 45 мин), а конец - не позднее чем через 12 ч от начала затворения. Расширяющ. и безусад. цементы Портландцементный камень при твердении на воздухе высыхает и претерпевает усадку, которая нередко является причиной усадочных трещин. Чтобы плотно заделать шов между сборными элементами конструкций и получить практически непроницаемый раствор, или бетон, необходимо использовать вяжущее вещество, способное после затворения в начальный период твердения увеличивать свой объем без структурных нарушений. Расширяющиеся цементы обладают контролируемым расширением, которое, проявляясь в стесненных условиях, вызывает самоуплотнение цементного камня (и бетона). Растворы и бетоны на расширяющихся цементах практически непроницаемы для воды и нефтепродуктов (керосина, бензина и др.), которые вследствие малого поверхностного натяжения легко просачиваются через капиллярные поры портландцемертного камня. Расширяющийся портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением следующих компонентов (%, по массе): портландцементного клинкера 58 – 63; глиноземистого шлака или клинкера 5 – 7; гипса 7 – 10; доменного гранулированного шлака или другой активной минеральной добавки 23 – 28. Расширяющийся портландцемент отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня, а также способностью расширяться в водных условиях и на воздухе при постоянном увлажнении в течение первых 3 сут. 22.Металлами называют вещества, характерными признаками которых при обычных условиях являются высокая прочность, пластичность, тепло- и электропроводность, особый блеск, называемый металлическим. Такие признаки металлов обусловливаются их электронными межатомными связями и кристаллическим строением. При очень высоких давлениях свойства металлов могут меняться. Металлические элементы составляют почти ¾ всех существующих в природе элементов, но не все находят широкое применение в технике и строительстве. Некоторые из них встречаются очень редко. Из наиболее ценных и важных для современной техники металлов лишь немногие содержатся в земной коре в больших количествах: алюминий – 8,8 %, железо – 4,65 %, магний – 2,1 %, титан – 0,63 %. Дата добавления: 2015-08-28; просмотров: 42 | Нарушение авторских прав
|
[кг/м3]
[кг/м3, т/м3]
или 
.
хар-т многие спец. свойства м-ла (теплозащитные, прочностные, морозостойкость), а также необходима при определении подъёмно-транспортных средств, веса зданий и сооружений. 
колеблется в широких пределах, от 10 до 10000 кг/м3.
) до нескольких см. По содержанию в м-ле кол-во пор может быть от 0 до 98%. От величины пористости, её размеров и формы, равномерности распространения по объёму, структуры пор - зависят практически все эксплуатационные свойства м-лов. Поэтому все сведения о пористости позволяют более надёжно выбрать м-л для той или иной среды эксплуатации. Различают следующие виды пористости: общая, интегральная (открытая), закрытая, дифференциальная.
,
м/г
Вт/м˚С,
[МПа (кгс/см2)],
