Файл: Материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.02.2024
Просмотров: 34
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3) и перемолом его в порошок высокой степени тонкости. Отличие между каустическим доломитом и каустическим магнезитом в исходном сырье. Для каустического доломита им является не магнезит, а доломит (CaCО3·MgCО3). И то и другое вяжущие затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или прочих солей.
Доломит – это минерал, который имеет состава CaCO3 – MgCO3. Еще доломитом называют осадочную карбонатную горную породу, которая состоит из минерала доломита на 95 %. Доломит назвали в честь геолога из Франции Деода де Доломье, он первым описал характерные особенности доломитовых пород. Прочностные показатели доломита по шкале Мооса 3,5 – 4; плотность 2,85 – 2,95. Содержание в доломите СаСО3 – 54,27%; MgCО3 – 45,73% или в окислах: СаО – 30,41%; MgO – 21,87% и СО2 – 47,72%. Доломит, который встречается в природе, как правило, имеет избыток углекислого кальция. Кроме него, в доломите имеются глинистые и прочие примеси. Доломит бывает белого, желтого и бурого цвета, в зависимости от примесного состава[4].
Воздушная известь одно из самых древних вяжущих, которое до сих пор применяется в строительстве. Известь получается в следствии обжигания кальциевых и кальциево-магниевых карбонатных пород до избавления от углекислого газа. В следствии обжигания получается белый материал, который имеет название негашеная комовая известь. Исходным сырьем для получения извести являются достаточно распространенные осадочные горные породы: известняки, доломиты, мел, доломитизированные известняки. В составе сырья имеет преимущество карбонат кальция СаСО3, а также содержатся карбонат магния и прочие примеси. Сырье, обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 900 – 1200 °C, по итогам обжигания комовую известь гасят водой. В контакте с водной средой комки извести активно с ней взаимодействуют, преобразуясь в порошок, а при излишнем количестве воды – в пластичное тестообразное вещество. Такой процесс, сопровождающийся очень большим выделением тепла и нагреванием воды до кипения, называют гашением извести. В зависимости от времени гашения различают быстро гасящуюся известь (время гашения до 8 минут) средне гасящуюся (до 25 минут) и медленно гасящуюся (более 25 минут)[3].
1.2 Гидравлические вяжущие
Гидравлические вяжущие являются порошками высокой степени перемола, состоящие из силикатов и алюминатов кальция, которые реагируют с водой, переходя в твердую камневидную фазу. Состав компонентов, из которых состоят гидравлические вяжущие, записывают в виде различных оксидов. Например, силикат кальция CaSiО
3, трехкальциевый алюминат Са3А12О3[3].
К гидравлическим вяжущим принадлежат гидравлическая известь, которая занимает среднее положение между воздушными и гидравлическими вяжущими, романцемент, портландцемент, разновидности портландцемента и специализированные виды цементов[2].
Цементы готовят из мергеля конкретного химического состава или из смеси известняковых горных пород и глин (известняк 75 %, глина 25 %). Эту смесь подвергают обжигу в печах при 1450 °C. Результатом обжига является частичное оплавление, и получение гранул, которые называют клинкером. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO2, 5% Al2O3, 3% Fe2O3 и 3% других компонентов и обычно содержит четыре фазы: алит, белит, алюминатная и ферритная фаза. В клинкере также обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция. При едином перемоле клинкера с гипсом и прочими добавками получается порошок серого цвета – это и есть цемент. Гипс регулирует быстроту схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Степень перемола цемента также оказывает влияние на быстроту его схватывания, а еще и на прочностные показатели после затвердевания. Цементы разделяют: по виду клинкера и вещественному составу; прочностным показателям; быстроте затвердевания; специальным свойствам. Портландцементготовят путем совместного перемола портландцементного клинкера, доменного шлака и гипса. Шлаковый портландцемент схватывается и затвердевает намного дольше, чем обычный портландцемент.
Материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ получают в результате затвердевания смеси, состоящей из минерального вяжущего, заполнителей (песка, щебня, шлака, пемзы, древесных опилок, стружки, асбеста, бумажной макулатуры и др.), специальных добавок и воды. К ним относятся бетоны, железобетонные изделия и конструкции, строительные растворы, силикатные изделия автоклавного твердения, асбоцементные материалы и изделия.
Бетоны классифицируются по виду вяжущего и заполнителя в зависимости от крупности заполнителей и величины объемной массы, а также по назначению.
По виду вяжущего различают бетоны цементные, силикатные (на основе кремнеземисто-известкового вяжущего), гипсовые, шлаковые, а также на смешанных и специальных вяжущих (асфальтобетон, полимерцементный, полимерный и полимерсиликатный бетоны).
По виду заполнителя различают бетоны на плотных (гравий), щебень, чугунная дробь, чугунный скрап, барит), пористых (керамзит, пемза, шлак, пенополистирол, вспученные перлит и вермикулит) и специальных заполнителях,
В зависимости от крупности заполнителей бетоны подразделяются на мелкозернистые (до 10 мм) и крупнозернистые (10—150 мм), а по величине объемной массы — на особо тяжелые (более 2500 кг/м3), тяжелые (2200—2500 кг/м3), облегченные (1800—2200 кг/м3), легкие (500—1800 кг/м3) и особо легкие.
Бетоны характеризуются прочностью на сжатие и осевое растяжение, морозостойкостью, водонепроницаемостью (табл. 2).
По назначению бетоны подразделяются на общестроительные (конструктивные), гидротехнические, дорожные, кислотостойкие, жаростойкие, декоративные, для биологической защиты и др.
Таблица 2. Марки и характеристики бетонов
2.1 Бетоны
Гидротехнический бетон (подводный, надводный и переменного уровня) отличается повышенной водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, а также стойкостью к агрессивным средам. Он изготавливается на основе сульфатостойкого портландцемента с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавками и применяется для гидростроительства.
Дорожный бетон отличается повышенной прочностью, износостойкостью, морозо- и воздухостойкостью. Для его приготовления используют гидрофобный и пластифицированный портландцемент для оснований и для верхнего слоя дорожных покрытий.
Кислотостойкий (кислотоупорный) бетон получают затворением кислотоупорного цемента жидким стеклом и добавлением кислотоупорных заполнителей (кварцевого песка, щебня из андезита или кварцита). Такой бетон не стоек к действию щелочей, воды и плавиковой кислоты. Он используется для сооружения конструкций и облицовки аппаратуры в химической промышленности.
Жаростойкий бетон по степени огнеупорности выпускается высокоогнеупорный (свыше 1770°С), огнеупорный (1580—1770°С) и жароупорный (ниже 1580°С). Он изготавливается на основе портландцемента, высокоглиноземистого цемента или жидкого стекла и применяется для строительства дымовых труб, облицовки котлов, футеровки печей и др.
Декоративные бетоны получают введением в бетонную смесь пигментов (охры, сурика, мумии и др.) или окрашивающих крупных заполнителей либо на основе цветных цементов. Они используются для декоративного оформления строящихся зданий и сооружений, а также в дорожном строительстве (разделительные полосы, пешеходные переходы, дорожки и др.).
Бетоны для биологической защитыиспользуются в строительстве атомных электростанций, ядерных реакторов и других объектов с целью предохранения обслуживающего персонала от радиоактивного воздействия. Они изготавливаются на основе портландцементов, глиноземистых и шлакопортландцементов. В качестве заполнителей применяют магнетит, лимонит, барит, чугунную дробь, металлическую стружку, обрезки стального проката и др.
Ячеистые бетоны получают на основе вспученной при помощи порообразователя смеси вяжущего, кремнеземистого компонента и воды. Такие бетоны отличаются легкостью, прочностью, технологичностью. Они не горят, не проводят тепло, создают микроклимат, близкий микроклимату деревянных домов. В зависимости от способа изготовления различают газобетон (на основе портландцемента с добавками алюминиевой пудры, соляной кислоты и молотого известняка) и пенобетон (получают смешиванием бетонной смеси и пены). Ячеистые бетоны применяются в качестве теплоизоляционного материала, а также для изготовления легких железобетонных конструкций.
2.2 Железобетонные изделия и конструкции
Железобетонные изделия и конструкции подразделяются на монолитные (бетонируемые на месте строительства) и сборные (изготавливаемые на специальных предприятиях и монтируемые на строительной площадке). Они изготавливаются с обычной и напряженной арматурой.
Предприятия сборного железобетона производят в основном унифицированные конструкции и детали, которые используют в типовых проектах жилищного и промышленного строительства. Из сборного железобетона изготавливают все части зданий: фундамент, стены, элементы, каркаса (колонны, ригеля и др.), междуэтажные перекрытия, кровлю, лестницы и др. Стандартами предусмотрен выпуск панелей для наружных и внутренних стен жилых и общественных зданий (одно- и трехслойные с внутренним теплоизоляционным слоем из минераловатных плит, пеностекла и др.), панелей для перекрытий (сплошных и многопустотных), панелей для покрытия зданий, ребристых плит для перекрытий производственных зданий и др. В последние годы широкое применение получили крупнопанельные железобетонные изделия. Их применение позволяет снизить на 50 % трудовые затраты, сократить в 2 раза сроки строительства зданий.
Прогрессивным методом изготовления железобетонных конструкций является производство плит методом экструзии. При этом на 15—20 % сокращается потребление стальной арматуры, не требуется металлических форм, значительно повышается производительность труда.
Железобетонные изделия и конструкции условно обозначаются буквенно-цифровой маркировкой, состоящей из трех групп знаков, где первая группа обозначает тип конструкции или изделия, размеры (в метрах или дециметрах) или типоразмер; вторая — несущую способность (расчетная нагрузка), класс напрягаемой арматуры, вид бетона; третья — особые условия применения, конструктивные особенности, номер стандарта и др. Например, 2П1—3AIVT—1H ГОСТ 21506—76, где 2П1— железобетонная ребристая плита перекрытия производственных зданий с шагом несущих конструкций 6 м с опорами по верху ригелей, первого типоразмера, 3AIVT — третья несущая способность, напрягаемая арматура класса AIV, из тяжелого бетона, 1H — с дополнительными закладными деталями.
Строительные растворы выпускаются тяжелые (свыше 1500 кг/м3) и легкие на основе портландцементов, известковых, гипсовых или смешанных вяжущих веществ. По назначению различают растворы
Доломит – это минерал, который имеет состава CaCO3 – MgCO3. Еще доломитом называют осадочную карбонатную горную породу, которая состоит из минерала доломита на 95 %. Доломит назвали в честь геолога из Франции Деода де Доломье, он первым описал характерные особенности доломитовых пород. Прочностные показатели доломита по шкале Мооса 3,5 – 4; плотность 2,85 – 2,95. Содержание в доломите СаСО3 – 54,27%; MgCО3 – 45,73% или в окислах: СаО – 30,41%; MgO – 21,87% и СО2 – 47,72%. Доломит, который встречается в природе, как правило, имеет избыток углекислого кальция. Кроме него, в доломите имеются глинистые и прочие примеси. Доломит бывает белого, желтого и бурого цвета, в зависимости от примесного состава[4].
Воздушная известь одно из самых древних вяжущих, которое до сих пор применяется в строительстве. Известь получается в следствии обжигания кальциевых и кальциево-магниевых карбонатных пород до избавления от углекислого газа. В следствии обжигания получается белый материал, который имеет название негашеная комовая известь. Исходным сырьем для получения извести являются достаточно распространенные осадочные горные породы: известняки, доломиты, мел, доломитизированные известняки. В составе сырья имеет преимущество карбонат кальция СаСО3, а также содержатся карбонат магния и прочие примеси. Сырье, обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 900 – 1200 °C, по итогам обжигания комовую известь гасят водой. В контакте с водной средой комки извести активно с ней взаимодействуют, преобразуясь в порошок, а при излишнем количестве воды – в пластичное тестообразное вещество. Такой процесс, сопровождающийся очень большим выделением тепла и нагреванием воды до кипения, называют гашением извести. В зависимости от времени гашения различают быстро гасящуюся известь (время гашения до 8 минут) средне гасящуюся (до 25 минут) и медленно гасящуюся (более 25 минут)[3].
1.2 Гидравлические вяжущие
Гидравлические вяжущие являются порошками высокой степени перемола, состоящие из силикатов и алюминатов кальция, которые реагируют с водой, переходя в твердую камневидную фазу. Состав компонентов, из которых состоят гидравлические вяжущие, записывают в виде различных оксидов. Например, силикат кальция CaSiО
3, трехкальциевый алюминат Са3А12О3[3].
К гидравлическим вяжущим принадлежат гидравлическая известь, которая занимает среднее положение между воздушными и гидравлическими вяжущими, романцемент, портландцемент, разновидности портландцемента и специализированные виды цементов[2].
Цементы готовят из мергеля конкретного химического состава или из смеси известняковых горных пород и глин (известняк 75 %, глина 25 %). Эту смесь подвергают обжигу в печах при 1450 °C. Результатом обжига является частичное оплавление, и получение гранул, которые называют клинкером. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO2, 5% Al2O3, 3% Fe2O3 и 3% других компонентов и обычно содержит четыре фазы: алит, белит, алюминатная и ферритная фаза. В клинкере также обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция. При едином перемоле клинкера с гипсом и прочими добавками получается порошок серого цвета – это и есть цемент. Гипс регулирует быстроту схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Степень перемола цемента также оказывает влияние на быстроту его схватывания, а еще и на прочностные показатели после затвердевания. Цементы разделяют: по виду клинкера и вещественному составу; прочностным показателям; быстроте затвердевания; специальным свойствам. Портландцементготовят путем совместного перемола портландцементного клинкера, доменного шлака и гипса. Шлаковый портландцемент схватывается и затвердевает намного дольше, чем обычный портландцемент.
2. Материалы и изделия на основе минеральных вяжущих
| |
Материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ получают в результате затвердевания смеси, состоящей из минерального вяжущего, заполнителей (песка, щебня, шлака, пемзы, древесных опилок, стружки, асбеста, бумажной макулатуры и др.), специальных добавок и воды. К ним относятся бетоны, железобетонные изделия и конструкции, строительные растворы, силикатные изделия автоклавного твердения, асбоцементные материалы и изделия.
Бетоны классифицируются по виду вяжущего и заполнителя в зависимости от крупности заполнителей и величины объемной массы, а также по назначению.
По виду вяжущего различают бетоны цементные, силикатные (на основе кремнеземисто-известкового вяжущего), гипсовые, шлаковые, а также на смешанных и специальных вяжущих (асфальтобетон, полимерцементный, полимерный и полимерсиликатный бетоны).
По виду заполнителя различают бетоны на плотных (гравий), щебень, чугунная дробь, чугунный скрап, барит), пористых (керамзит, пемза, шлак, пенополистирол, вспученные перлит и вермикулит) и специальных заполнителях,
В зависимости от крупности заполнителей бетоны подразделяются на мелкозернистые (до 10 мм) и крупнозернистые (10—150 мм), а по величине объемной массы — на особо тяжелые (более 2500 кг/м3), тяжелые (2200—2500 кг/м3), облегченные (1800—2200 кг/м3), легкие (500—1800 кг/м3) и особо легкие.
Бетоны характеризуются прочностью на сжатие и осевое растяжение, морозостойкостью, водонепроницаемостью (табл. 2).
По назначению бетоны подразделяются на общестроительные (конструктивные), гидротехнические, дорожные, кислотостойкие, жаростойкие, декоративные, для биологической защиты и др.
Таблица 2. Марки и характеристики бетонов
| Характеристика | Бетоны | |
| | Тяжелые на плотных заполнителях | Легкие на пористых заполнителях |
| Прочность на сжатие, МПа | М5,0-М80 | М2,5-М40 |
| Прочность на осевое растяжение, Мпа | Р1,0-Р4,0 | Р1,0-Р3.0 |
| Морозостойкость | Мрз50-Мрз500 | Мрз25-Мрз500 |
| Водонепроницаемость (по давлению воды) | В2-В12 | В2-В12 |
2.1 Бетоны
Гидротехнический бетон (подводный, надводный и переменного уровня) отличается повышенной водостойкостью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, а также стойкостью к агрессивным средам. Он изготавливается на основе сульфатостойкого портландцемента с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавками и применяется для гидростроительства.
Дорожный бетон отличается повышенной прочностью, износостойкостью, морозо- и воздухостойкостью. Для его приготовления используют гидрофобный и пластифицированный портландцемент для оснований и для верхнего слоя дорожных покрытий.
Кислотостойкий (кислотоупорный) бетон получают затворением кислотоупорного цемента жидким стеклом и добавлением кислотоупорных заполнителей (кварцевого песка, щебня из андезита или кварцита). Такой бетон не стоек к действию щелочей, воды и плавиковой кислоты. Он используется для сооружения конструкций и облицовки аппаратуры в химической промышленности.
Жаростойкий бетон по степени огнеупорности выпускается высокоогнеупорный (свыше 1770°С), огнеупорный (1580—1770°С) и жароупорный (ниже 1580°С). Он изготавливается на основе портландцемента, высокоглиноземистого цемента или жидкого стекла и применяется для строительства дымовых труб, облицовки котлов, футеровки печей и др.
Декоративные бетоны получают введением в бетонную смесь пигментов (охры, сурика, мумии и др.) или окрашивающих крупных заполнителей либо на основе цветных цементов. Они используются для декоративного оформления строящихся зданий и сооружений, а также в дорожном строительстве (разделительные полосы, пешеходные переходы, дорожки и др.).
Бетоны для биологической защитыиспользуются в строительстве атомных электростанций, ядерных реакторов и других объектов с целью предохранения обслуживающего персонала от радиоактивного воздействия. Они изготавливаются на основе портландцементов, глиноземистых и шлакопортландцементов. В качестве заполнителей применяют магнетит, лимонит, барит, чугунную дробь, металлическую стружку, обрезки стального проката и др.
Ячеистые бетоны получают на основе вспученной при помощи порообразователя смеси вяжущего, кремнеземистого компонента и воды. Такие бетоны отличаются легкостью, прочностью, технологичностью. Они не горят, не проводят тепло, создают микроклимат, близкий микроклимату деревянных домов. В зависимости от способа изготовления различают газобетон (на основе портландцемента с добавками алюминиевой пудры, соляной кислоты и молотого известняка) и пенобетон (получают смешиванием бетонной смеси и пены). Ячеистые бетоны применяются в качестве теплоизоляционного материала, а также для изготовления легких железобетонных конструкций.
2.2 Железобетонные изделия и конструкции
Железобетонные изделия и конструкции подразделяются на монолитные (бетонируемые на месте строительства) и сборные (изготавливаемые на специальных предприятиях и монтируемые на строительной площадке). Они изготавливаются с обычной и напряженной арматурой.
Предприятия сборного железобетона производят в основном унифицированные конструкции и детали, которые используют в типовых проектах жилищного и промышленного строительства. Из сборного железобетона изготавливают все части зданий: фундамент, стены, элементы, каркаса (колонны, ригеля и др.), междуэтажные перекрытия, кровлю, лестницы и др. Стандартами предусмотрен выпуск панелей для наружных и внутренних стен жилых и общественных зданий (одно- и трехслойные с внутренним теплоизоляционным слоем из минераловатных плит, пеностекла и др.), панелей для перекрытий (сплошных и многопустотных), панелей для покрытия зданий, ребристых плит для перекрытий производственных зданий и др. В последние годы широкое применение получили крупнопанельные железобетонные изделия. Их применение позволяет снизить на 50 % трудовые затраты, сократить в 2 раза сроки строительства зданий.
Прогрессивным методом изготовления железобетонных конструкций является производство плит методом экструзии. При этом на 15—20 % сокращается потребление стальной арматуры, не требуется металлических форм, значительно повышается производительность труда.
Железобетонные изделия и конструкции условно обозначаются буквенно-цифровой маркировкой, состоящей из трех групп знаков, где первая группа обозначает тип конструкции или изделия, размеры (в метрах или дециметрах) или типоразмер; вторая — несущую способность (расчетная нагрузка), класс напрягаемой арматуры, вид бетона; третья — особые условия применения, конструктивные особенности, номер стандарта и др. Например, 2П1—3AIVT—1H ГОСТ 21506—76, где 2П1— железобетонная ребристая плита перекрытия производственных зданий с шагом несущих конструкций 6 м с опорами по верху ригелей, первого типоразмера, 3AIVT — третья несущая способность, напрягаемая арматура класса AIV, из тяжелого бетона, 1H — с дополнительными закладными деталями.
Строительные растворы выпускаются тяжелые (свыше 1500 кг/м3) и легкие на основе портландцементов, известковых, гипсовых или смешанных вяжущих веществ. По назначению различают растворы