Гипсовые вяжуще делятся на: низкообжиговые (< 200С; CaSO4 * 0.5H2O) и высокообжиговый (>600C; СaSO4s). Строительный гипс – из природного гипса (CaSO4 * 2H2O). Из сырья: Жженый гипс – дробление в щебень – обжиг; вареный – дробление – помол – обжиг. В результате обжига:? – гипс и? – гипс.? При удалении воды в виде жидкости.? Его кристаллы имеют большие размеры, а следовательно меньшую водопотребность (в/г) и большую прочность. Мелкие кристаллы, с большей удельной пов-ю, водопотребность гораздо больше, а следовательно прочность меньше. Обжиг – CaSO4 * 2 H2O – (начало при 650 обжиг при 170 - 190) – CaSO4 * 0.5H2О (полуводный гипс) + 1.5 H2O и CaSO4 * 0.5H2O + 1.5 H2O – CaSO4 * 2H2O По принципу Ле-Шателье 2 этапа – 1й этап это Растворение полуводного гипса. 2й этап – Получение раствора, насыщенного по отношению к двуводному гипсу. 3й этап – Получение перенасыщенного раствора к двуводному гипсу. Процесс упрочнения гипсового камня идет в 2 этапа: Кристаллизация водного гипса и сушка гипсового камня. Св-ва: при твердении гипс увеличивается в объеме, а цемент в объеме уменьшается. Коэффициент размокания к = 0.35 до 0.45. Тонкость помола через просеивание. Для опред прочности – балочки 16 на 4. Применение – штукатурные растворы (сухая штукатурка, гипсопрок), гипсолитовые перегородки (8 -10 – 14 см толщина), плавающие полы (насып гипс), пено и газогипсовые изделия (теплоизоляционные блоки), искусственный мрамор(гипс + вода + мрам мука + клеевой раствор + пегмент).
2. Формовочный гипс – полуводный гипс с нормальными сроками твердения и тонким помолом. Высокопрочный гипс – гидротермальная обработка (135гр). Под давлением гипс разлагается на полуводный гипс. CaSO4 * 2H2O – CaSO4 * 0.5H2O + 1.5H2O.? – гипс.
Водопотребность 0.35 – 0.45 – более прочный. Гидротация: CaSO4 * 0.5H2O + 1.5H2O – CaSO4 * 2H2O. Испытывают балки 16 на 4 на 4. Ангидритовое вяжущее в-во. Сырье – природный гипс. Схема гидратации CaSO4 * 2H2O – (650гр) – CaSO4 (безводный) * 2H2O. Для ускорения твердения добавляют катализаторы, напр 3-5% известняка, 5 -8% природного доломита, 10 -15% гранулированного шлака. Сроки схватывания от 10 до 24 часов. Обладает меньшей водопотребностью 0.3 – 0.35. Применение – штукатурные растворы (сухая штукатурка, гипсопрок), гипсолитовые перегородки (8 -10 – 14 см толщина), плавающие полы (насып гипс), пено и газогипсовые изделия (теплоизоляционные блоки), искусственный мрамор (гипс + вода + мрам мука + клеевой раствор + пегмент). Высокообжиговый гипс – большая водостойкость. Сырье: природный гипс CaSO4 * 2H2O, дробленый в щебень. Обжиг: CaSO4*2H2O – (1000gr) – CaSO4 + H2O. CaSO4 – CaSO4 + SO3. Чем выше температура, тем больше извести. Процессы при гидротации – CaSO4 + H2O – CaSO4*2H2O двуводный гипс. CaO(известь, катализатор твердения) + H2O – Ca(OH)2. Большая водостойкость. Большая водостойкость. Понятие коэффициент размокания – отношение прочности влажного материала к прочности сухого. Кр = 0.4 – 0.5. Прочность примерно 20 – 40 МПа. Сроки схватывания от 2х до 36 часов. Применение: бесшовные полы, искусственный мрамор. Дальнейшая износостойкость.
3. Строительная известь (воздушная). Сырье: любая порода, которая состоит из CaCO3 и дробление извести. m = CaO% / (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) % > 9. Обжиг (процесс декарбонизации) CaSO3 – (1000 – 1200%) – CaO + CO2 (помовая известь). Пересыпная печь. Измельчение в порошок: - измалывают помолом и получают порошок извести, который состоит из CaO, очень активное вещество, которое называют известь – кипелкой (смирновка). – измельчение гашением, для получения извести – пушонки, нужно взять 70 % воды от массы извести. Гашение в пушонку: 1. дробление комовой извести 2. гашение дезинтегратором 3. гашение в шламбассейнах (1-2 сут)
4. отсев непогасив частиц. Если воды 100 – 150% - известковый камень, 250% - известковое тесто, 500% - известковое молоко. Чем больше глины, тем хуже будет гаситься известь. Чем больше глины – тем хуже гасится, тем дольше процесс и меньше активность извести. Процессы при гидротации: Известь пушенка: Сa(OH)2 1. высыхание 2. кристаллизация 3. карбонизация Ca(OH)2 + CO2 – CaCO3 + H2O. Известь кипелка СаО 1. Гидротация CaO + H2O – CaO*2H2O – Ca(OH)2 + Q + V. 2, 3, 4 – как 1, 2, 3 у пушонки. Технология изготовления силикатного кирпича (известь 6-8%, песок 92-94%, вода 10% от тверд в-ва.). Дозировани, формирование, автоклавирование (при давлении 10 атм, t-180гр, 8-10 суток). Ca(OH)2 + SiO2 * CaO * H2O. Известь набирает прочность за счет гидротации. Автоклавирование – прочность в 6 раз. Свойства: известь-пушенка 1. высыхает медленно 2. твердеет медленно 3. прочность – 0.5МПа. 1й сорт CaO + MgO >= 67%. 2й сорт CaO + MgO <= 67%. Известь-кипелка 1. высыхает очень быстро 2. твердеет быстро 3. 5Мпа прочность. Применение: - штукатурные растворы – строительные растворы – известково-пуццолановые вяжущие – силикатный кирпич – силикальцит – сухие смеси. Ускорение схватывания: повышение температуры, добовление солей, добавка гипса. Замедление: - добавка ПАВ – понижение температуры. 4. Сырье: природный магнезит (MgCO3) из очень соленой морской воды Mg(OH)2 бурит. MgCO3 – (750 – 800C) – MgO + CO2 и Mg(OH)2 – (500C) – MgO + H2O. Измельчение в порошок до крупности цемента. Гидротация: MgO + H2O – Mg(OH)2 будет очень медленно твердеть. Для ускорения вводят катализатор твердения (MgCl2, MgSO4, FeSO4). MgCL2 – повышает прочность и в тоже время уменьшает гигроскопичность (способность поглощать влагу из воздуха). MgSO4 – понижает гигроскопичность и прочность. FeSO4 – повышает прочность и гигроскопичность. Идея ускоренного процесса твердения, повышения прочности и повышения гигроскопичности. MgO + MgCl2 + H2O – MgO * MgCl2 * 6H2O. Свойства: - применение на воздухе – высокая износостойкость – прочность > 20МПа – гигроскопичность (хранить в сухом месте). Применение: - ксилолит – смесь магнезиальных вяжущих и опилок. Можно применять для ступеней, подоконников. – фибролит: древесную стружку посыпают магнезиальными вяжущими и прессуют. Нашивают на выступы у стен (для перегородок)
5. Сырье: сухой и мокрый (гидр вяжущее в-во) продукт тонкого измельчения клинкера (обожженное от спекания от спекания цементное сырье из известняка (75 – 78 %), глины (15 – 22 %)). 3 стадии: а) приготовление сырьевой смеси б) превращение ее путем обжига в клинкер в) помол клинкера в порошок с добавлением гипса. Клинкер – из 2х или более компонентов. Один способ – с содержанием CaCO3, а 2й окислы SiO2: Al2O3 и Fe2O3. Мокрый способ – смешение и измельчение сырьевых материалов с применением воды (шлам). При сухом – сырьевые материалы перед смешевание высушивают. Для обжига – исключительно вращающиеся печи. Помол клинкера в шаровых мельницах (для шлама и сырьевой муки). Сырье – известковые породы (известняк и мел), корректирующие добавки (мергель). Max t = 1450C, спекание материала, хорошо окатанные гранулы (клинкер). Шлам встречается с газообразными в дымовую трубу (CaCO3 = CaO + CO2) горячими продуктами и выпекается. CaO + SiO2; A2O3 – (800 – 1000 C) – C2S; C3A; C5A3. С4AF – жидкая фаза.
6. Оксиды и процентный состав: CaO – 63 - 66%, SiO2 – 21 -24%, Al2O3 – 4 – 8%, Fe2O3 – 2 – 4 %, MgO – 0.5 – 5 %, SO3 – 0.3 – 1 %, прочие 0.7 – 1.8. CaO – главная составляющая (лучше когда в химическом соединении с другими частями клинкера(обожженное от спекания от спекания цементное сырье из известняка (75 – 78 %), глины (15 – 22 %))). Если CaO не в соединении, то свободная известь и неравномерность изменения объема. SiO2 и Al2O3 и Fe2O3 – кислые окислы (гидравлическое твердение). При трех последних из начального списка – неравномерность изменения объема (<=5%). Нежелательны из гипса (<3.5%) – щелочной петит.
7. Состав подобен полимерной горной породе. Состоит: белит, целит + промежуточное в-во. Алит – главная составляющая, по химическому составу близок к C3S, но содержит MgO и Al2O3. Из-за него портландцемент быстро твердеет и имеет высокую прочность. Алита больше, если белита меньше. Белит – С2S с примесью окислов алюминия, железа и титана – из-за этого медленный рост прочности, но высоки конечные значения. Промежуточное в-во – образуется из расплава при застывании. Состоит из: 1) кристаллического цилита С2А, C2F и C4AF – медленно твердеет, но высокая прочность. 2) C2A – самая активная фаза. Если больше, цемент быстротвердеющий. 3) Клинкерное стекло (стеклообразующая масса), содержит Al2O3 и Fe2O3. 3х кальциевый силит 3СaO * SiO2 (C3S) 2х кальциевый силют 2Cao * SiO2 (C2S), 3х кальциевый алюинт 3CaO * Al2O3 (C3Al) и 4х кальциевый амюмоферрит 4СaO* AlO3*Fe2O3 и еще чето =)
8. 1я теория Кристаллизационная теория Ле Шателье и А. Ребенда. 1й этап: Растворение исходного вяжущего в следствии большей растворимости исходного вяжущего, чем растворимость продуктов реакции процесс растворения исходного вяжущего в-ва продолжается и после достижения состояния насыщения раствора продуктами гидротации, в следствии 2й этап – крисстализации продуктов гидротации.
2я теория Топохимическая. 1й процесс растворение, 2й колоидация. В следствии высокого родства цемента с водой молекулы воды внедряются в кристаллическую решетку твердых в-в и гидритов, образуются мелкие неровновесные кристаллы, которые со временем частично растворяются и кристаллизуются.
9. Св-ва портландцемента: - плотность?пл (?) тем больше, чем больше ореритов. – насыпная масса?н зависит от минералогического состава, от тонкоси помола. – тонкость помола (удельная пов-ть) чем выше т.п., тем выше скорость схватывания, твердения, выше прочность, морозостойкость и водонепроницаемость, большая водопотребность, тепловыделение, усадка для места (цемент + вода). – процесс схватывания (потери пластичности) – твердение (нарастание прочности, затвердение сложившегося каркаса.) – сроки схватывания зависят от тонкости помола, от количества гипса, водозатворения. Равномерность изменения объема вызывается прежде всего свободным CaO, MgO, SO3. СaO не прореагировавший в процессе обжига с SiO2, Al2O3, Fe2O3 становится пережженный, гидротируется медленно и поздно (когда бетон потерял подвижность и не преобрел прочность) с увеличением в объеме. Наличие Co2 свободного определяется кипячением лепешек. Водопотребность тем больше, чем больше тонкость помола, C3A повышение в-ти снижает R, F, W и увеличивает усадку.
10. Скорость твердения наибольшая в начальный период, нарастает постоянно. За 7 суток – 70%, за 2 года – 200%. Усадка тем больше, чем больше C4AF, C2S, тонкость помола большое водоцементное отношение. Тепловыделение зависит от минералогического состава. Напр, С2S – 90кал/г белит, C4AF – 40 услит. Тепловыделение повышает тонкость помола. Чем выше в бетоне расход цемента, тем выше тепловыделение. Добавки – электролиты: CaCl2, K2CO3 повышают скорость твердения, тепловыделение. Органические добавки снижают тепловыделение. Прочность зависит от минерал состава, тонкости помола. Цементы с мин добавками дают меньшую прочность конструкции. Марок цемента нет, есть классы. 22.5 класс – 300 марка, 32,5 класс – 400 марка. Ползучесть – это необратимые деформации от длительно действующих нагрузок. За 3 года цементный камень дает усадку 3 мм на 1 м конструкции.
Eпз = Еп (полная деформация) – Ео (первоначальный момент) – Еу (деформация усадки)
11. Коррозия бывает выщелачивающая, кислая, углекислая, магнезиальная. Воздействие агрессивных жидкостей и газов на составные части п/ц на Ca(OH)2 и 3CaO*Al2O3*6H2O: 1. разложение составляющих цементного камня с вымыванием Ca(OH)2. Образование и вымывание легкорастворимых солей (кислот, магнезиальных). Образование в порах новых соединений (напр, мягкие как природная вода). 1) Выщелачивающийся (белые подтеки на пов-ти) Ca(OH)2. Выщелачивание 15 – 30 % понижает на 1 – 5%. Борьба (C3S<50%) введение активных минеральных добавок и плотный бетон (выдержан на воздухе). 2) общекислотная коррозия: при действии растворов любых кислот с PH < 7. В стоячих водах. На жб конструкциях соляная кислота. Образование растворимых солей. Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O; Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 * 2H2O. 3) углекислота – вода с CO2 – слабая угольная кислота. Разрушение карбонатной пленки бетона. CaCO2 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 4) Магнезиальное. Из-за магнезиальных солей в грунтовых водах и морских (NaCL, MgCl2, MgSO4, CaSO4). Ca(OH)2 + MgCl2 = CaCl2 + Mg(OH)2
Ca(OH)2 + MgSO4 + H2O = CaSO4 + Mg(OH)2
12. Коррозия – щелочная, сульфатная, общещелочная, сульфатоалюминатная. При действии на гидроалюмит цементного камня воды, соединяются ионы сульфида. 3CaO * A2O3 * 6H2O + 3CaSO4 + 25 H2O = 3CaO * Al2O3 * 3CaSO4 * 3H2O (увеличение объема в 2 раза). Растрескивание бетона, коррозия арматуры. Ca(OH)2 + NaSO4 – CaSO4 + 2NaOH.
Применение сульфатостойкого портландцемента. 2) щелочная коррозия 2 формы: 1я под действием концентратов (раствор щелочей на цементный камень, если бетон поглащается растворами щелочей и высохнет, то образуется сода и другое в-во (поташ?,), которое кристаллизуясь расширяется в объеме. 2) влияние щелочей Имеются в самом цементе. В составе цементного клинкера всегда содержатся разное количество щелочных соединений – в песке модифицированный кремнезем – вступает в реакцию с цементом (щелодированным?),
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 124 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Название, химическая формула | | |