Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 197

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

внутренних стен зданий, бетонных изделий, строительных деталей, искусственного мрамора и пр.

Изделия из высокообжигового гипса мало тепло- и звукопроводны.

Приемка, перевозка и хранение гипсовых вяжущих веществ. Каж­ дая партия гипса, поставляемая заводом-изготовителем, должна соп­ ровождаться паспортом, в котором указывают все необходимые сведе­ ния о свойствах гипса (марка, сорт и сроки схватывания, тонкость помола, предел прочности при сжатии в 1,5-часовом возрасте в номере ГОСТа, которым руководствовался завод-изготовитель при определе­ нии свойств).

Транспортировать гипс можно навалом в закрытых и соответствую­ щим образом оборудованных железнодорожных вагонах, судах и ав­ томобилях. При перевозке и хранении гипс должен быть защищен от увлажнения и загрязнения посторонними примесями.

2. МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Магнезиальные вяжущие вещества являются воздушными вяжу­

щими, так как твердеют

только на воздухе; к ним относятся кау­

стический магнезит и каустический доломит.

К а у с т и ч е с к и й

м а г н е з и т получают обжигом при тем­

пературе 750—850° природного магнезита MgC03 с последующим из­ мельчением продукта обжига в тонкий порошок.

При обжиге углекислый магний диссоциирует на окись магния и углекислоту

MgC03 — MgO + C02

При затворении каустического магнезита водой процессы гидрата­ ции протекают очень медленно. Для увеличения растворимости окиси магния каустический магнезит затворяют водными растворами MgCl2 , MgS04 или некоторыми другими солями. Концентрация растворов затворителя оказывает влияние на сроки схватывания и конечную механическую прочность каустического магнезита. При малой концен­ трации понижается механическая прочность и может растрескаться твердеющий цементный камень вследствие значительного выделения тепла при его твердении. При концентрированных растворах происхо­ дит более замедленное схватывание и твердение цемента, но конечная прочность при этом повышается.

Как показал акад. А. А. Байков, твердение каустического магне­ зита основано на образовании Mg(OH)2 , который в виде кристаллов выпадает из пересыщенного раствора; образуются также оксихлориды магния типа 3MgO-MgCl2 -6H2 0. Каустический магнезит хорошо твер­ деет только при положительных температурах (не ниже + 12°).

Теоретический состав магнезита: 47,82% MgO и 52,18% С0 2 . Удель­ ный вес его 2,9—3,1 г/см3, твердость по шкале Мооса колеблется в пре­ делах 3,5—4,5.

Каустический магнезит является очень гигроскопичным материа­ лом; он может гидратироваться вследствие поглощения влаги из воз-

125

духа. Поэтому его доставляют на стройки в запаянных металлических барабанах или в особой прочной бумажной таре.

Магнезиальные вяжущие материалы хорошо сцепляются с органи­ ческими заполнителями (древесные опилки и стружки), причем последние не подвергаются разложению или загниванию.

При оценке качества каустического магнезита проверяют его хими­ ческий состав, сроки схватывания, равномерность изменения объема при твердении и прочность затвердевшего цемента.

Начало схватывания каустического магнезита должно наступать не ранее 20 мин, конец — не позднее 6 ч. Каустический магнезит дол­ жен выдержать испытание на равномерность изменения объема при твердении. Предел прочности трамбованного раствора состава 1 : 3 через 28 суток воздушного хранения установлен следующий: 400, 500

и 600

кГ/см2.

 

 

 

 

Каустический магнезит применяют

для изготовления

ксилолита,

фибролита, пеномагнезита, а также магнезиальных штукатурных

раст­

воров

и искусственного

мрамора.

 

 

 

К а у с т и ч е с к и й

д о л о м и т

получают путем

обжига

при­

родного доломита CaC03 -MgC03 при температуре 650—800°.

При нагревании доломита до температуры 650—800° происходит диссоциация углекислого магния по реакции

СаС03 • MgC03 ^± MgO + СО, + СаС03

Углекислый кальций при этом не разлагается, вследствие чего каустический доломит по качеству уступает магнезиту. Теоретическое содержание в доломите СаС03 равно 54,27%, MgC03 — 45,73%. Удель­ ный вес его 2,85—2,95 г/см3.

Каустический доломит применяют как заменитель более дорогого каустического магнезита.

3. РАСТВОРИМОЕ СТЕКЛО

Растворимым стеклом называют растворимые в воде соли кремне­ вой кислоты (Na2 0-rtSi02 и КгО-яБЮ.,).

В строительстве применяют главным образом более дешевый сили­ кат натрия Na2 0-nSi02 , получаемый сплавлением молотого чистого кварцевого песка с содой Na2 C03 или сульфатом натрия Na2 S04 .

Твердение растворимого стекла происходит только на воздухе, где под действием углекислого газа силикат натрия разлагается по реак­ ции

Na2 0 • nSiO, + СО, + тН£> = Na2 C03 + nSi02 • mH 2 0

Выделяющийся в виде коллоидного раствора аморфный кремнезем обладает клеящей способностью, причем клей упрочняется при его высыхании.

Растворимое стекло применяют для получения силикатных огне­ защитных красок, для предохранения естественных каменных материа­ лов от выветривания, для получения кислотоупорного цемента и

.бетона, а также для уплотнения грунтов (силикатизация).

126

К и с л о т о у п о р н ы й ц е м е н т

получают совместным тон­

ким помолом чистого кварцевого песка

и кремнефтористого натрия

Na2 SiFc . Затворяют кислотоупорный цемент водным раствором раство­ римого стекла. Растворы и бетоны, приготовленные на кислотоупорном цементе, обладают высокой стойкостью против действия большинства минеральных и органических кислот, но теряют прочность в воде и раз­ рушаются в едких щелочах.

4. СТРОИТЕЛЬНАЯ ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ

Исходным сырьевым материалом для производства извести служат кальциево-магниевые карбонатные горные породы — мел, известняки, доломитизированные известняки, доломиты, мергелистые известняки, отличающиеся большим разнообразием химического состава и физи­ ческих свойств.

Независимо от вида сырья, в химический состав его входят угле­

кислый

кальций

СаС03 (не менее 85%), углекислый магний MgC03

(не более 7%) и глинистые ве­

щества

Si0 2 - r - Al 2 0 3 +F 2 0 3

(не

более 8%).

 

 

 

 

Известь строительную воз­

душную применяют

для

из­

готовления строительных раст­

воров

и бетонов.

Прочность

растворов сохраняется только

в воздушно-сухих условиях.

Процесс производства

из­

вести

состоит

из

операций

добычи

известняков,

подго­

товки их к обжигу,

заключаю­

щейся в дроблении и сортиров­ ке, и собственно обжига.

На рис. 53 показана известеобжигательная непрерывно рабо­ тающая шахтная пересыпная печь. В качестве топлива обычно исполь­ зуют короткопламенный каменный уголь. Загружают его вместе с изве­ стняком в шахту сверху, и он опус­ кается вниз по мере сгорания.

Шахтная печь работает непре­ рывно. Через некоторые промежут­ ки времени в верхнюю часть ее загружают известняк и уголь, а из нижней части выгружают готовую известь. Загрузка и разгрузка из­ вести осуществляется автоматиче­ ски.

Шахта по высоте условно де­ лится на три зоны. Первая — верхняя, где происходят сушка

Рис. 53. Шахтная пересыпная печь Росстромпроекта производительностью 30

т/сутки:

1 — шахта;

2 — загрузочный механизм;

3 —

лючки; 4 — разгрузочный механизм;

5 —

пла­

стиночный

транспортер, передающий

известь

 

на склад

 

 

127

и подогрев камня

и топлива, влага содержащаяся в

них испаряется. Вто­

рая зона отличается

высокой температурой (1000—1100°),

где подогретое топливо

воспламеняется и сгорает, а известняк при нагревании диссоциирует. В третьей зоне

известь

охлаждается, нагревая проходящий холодный

воздух; поднимаясь кверху,

он разогревается в зоне обжига, а проходя загружаемый

известняк и топливо, нагре­

вает их.

 

 

 

При

обжиге известняка происходит диссоциация СаС03 и из известняка

полу­

чают известь по реакции

 

 

 

С а С 0 3 ^ С а О + С 0 2

 

 

Для

разложения одной грамм-молекулы СаС03 затрачивается 42,52 ккал

тепла.

При обжиге известняка удаляется углекислый газ С0 2 , составляющий 44% веса материала, объем же его сокращается лишь на 10—12%. Полученный продукт в кус­ ках обладает высокой пористостью. В зависимости от температуры и длительности обжига, удельный вес обожженной извести может составлять 3,1—3,4 г/см3, а объем­ ный вес — от 0,8 до 1,2 г/см 3 .

Полученная окись кальция представляет собой белое пористое вещество, кото­ рое также называют комовой или негашеной известью.

Гашение извести. Одним из важнейших свойств негашеной извести СаО является способность ее бурно соединяться с водой. Гидратация протекает по реакции

СаО + Н 2 0 ^ ± С а ( О Н ) 2

В ходе реакции гидратации выделяется тепло в количестве 277 ккал на 1 г окиси

кальция.

При гашении извести ограниченным количеством воды температура образовав­ шейся гидратной извести может подняться выше 500°.

Негашеную известь называют кипелкой вследствие бурного взаимодействия с

водой. При этом образуется большое количество пара.

После гашения полученный гидрат окиси кальция может иметь вид сухого порошка или известкового теста в зависимости от количества воды, израсходованной на ее гашение. Теоретический расход воды для гашения извести в пушонку, пред­ ставляющую собой сухой порошок окиси кальция, выражается в 32,13% воды от веса кипелки. Практически воды берут больше в 2,0—2,5 раза, так как при гашении происходит выделение паров воды. При избытке ее и получается известковое тесто.

Количество воды, расходуемое при гашении извести в тесто, зависит от способа гашения, содержания примесей в извести. В среднем на это расходуется до 2,5 л воды на 1 кг кипелки. Вес 1 м3 теста составляет 1300—1400 кг. Из 1 м3 кипелки полу­ чается 1,5—2,4 м3 теста. В известковом тесте удерживается приблизительно 50%

воды.

При гашении извести-кипелки объем полученной продукции увеличивается по сравнению с объемом используемого известняка. Это объясняется дроблением частиц извести при воздействии воды. При гашении извести в тесто увеличение в объеме объясняется более активной дисперсией извести и адсорбцией воды на поверхности частиц.

Диаметр частицы пушонки приблизительно равен 6 мк, а частицы известкового теста равны примерно 1 мк. Суммарная поверхность частиц в 1 г пушонки составляет

примерно 4000 см2, а у известкового теста в 5 раз больше.

Г а ш е н и е и з в е с т и в п у ш о н к у .

Гашение проводят на строительных

площадках или механизированным способом.

На строительных площадках известь

можно гасить опрыскиванием или же временным погружением в воду. Однако ука­ занные способы из-за их большой трудоемкости используют для получения неболь­ шого объема извести-пушонки.

Механизированное производство извести-пушонки по сравнению с ручным спосо­ бом имеет ряд преимуществ: во-первых, из машины пушонка выпускается только гидратная, во-вторых, пушонку транспортируют в мешках, что способствует лучшей ее сохранности, и, в-третьих, на стройку она поступает в готовом виде.

Простейшим видом непрерывно действующего гидрата является гасильный шнек, представляющий собой закрытый желоб, внутри которого вращается лопастной винт. Дробленая негашеная известь поступает в гасильный шнек через загрузочную во-

128

ронку, а вода — через боковое отверстие шнека или через полый вал. По мере гаше­ ния известь передвигается и выгружается в конце шнека.

Г а ш е н и е

и з в е с т и в т е с т о можно проводить как вручную, так и

механизированным

способом.

На строительной площадке известь гасят в творильном ящике с избытком воды до получения известкового молока, а затем его опускают в творильную яму. Гашение начинается в ящике, в яме же происходит догашивание и освобождение от излишней воды за счет отсоса в грунт и испарения. Яма обычно бывает глубиной от 1,5 до 2,5 м,

стенки ее укрепляют досками. Известь обычно выдерживают до полного гашения в течение 10—15 дней.

Известковое тесто можно сохранять в яме длительное время, но в этом случае следует предохранять его от высыхания и замораживания, для чего яму закрывают слоем песка. Излишняя вода, создающая жидкую консистенцию, удаляется путем испарения или же всасывается грунтом, а придающая пластические свойства прочно удерживается самим тестом.

Для ускорения гашения комовую известь предварительно размалывают или про­ пускают вместе с водой через молотковую дробилку, бегуны или специальные известегасильные машины, где известь гасится в молоко или тесто.

На рис. 54 показана схема известегасительной машины Ю. 3. Заячковского, в которой гашение извести совмещается с измельчением ее катками. Это ускоряет гашение и устраняет отходы, количество которых при гашении в примитивных усло­ виях достигает 30%.

Принцип работы машины заключается в следующем. Комовая известь подъемни­ ком подается через загрузочный лоток / / в стальной резервуар 5, заполненный водой. Здесь известь с помощью движущихся катков /, прижимаемых пружиной 2, разма­ лывается и перемешивается, что ускоряет ее гашение. Получившееся известковое молоко сливают через лоток 10 в отстойник, где его выдерживают 1—2 суток до загустевания в тесто. Защитная сетка 9 на сливном лотке задерживает непогасившиеся частицы извести до тех пор, пока они не погасятся. Производительность машины составляет 25 m в сутки.

Известь негашеная

молотая. Такую известь получают

из комовой обожженной

извести в виде порошка.

Негашеная молотая известь имеет

ряд преимуществ в срав­

нении с известью в виде пушонки или теста.

При гашении извести в тесто расходуется 250% воды и частицы извести отде­ ляются друг от друга водными пленками из-за избытка воды. При этом затвердение протекает очень медленно из-за длительного удаления избытка воды. Прочность затвердевшего продукта невелика.

При добавлении же к молотой негашеной извести примерно 130—150% воды при пониженной температуре среды, препятствующей повышению температуры, гашение протекает спокойно, а получающаяся пластичная масса сравнительно быстро схва­ тывается и твердеет.

Схватывание молотой негашеной извести происходит в течение 30—60 мин.

Молотая известь в процессе гашения в короткие сроки выделяет большое коли­ чество тепла, и если вовремя не отвести это тепло, то возникающие в материале темпе­ ратурные напряжения разрушают структуру изделий.

Изделия из негашеной молотой извести отличаются несколько большей плот­ ностью, прочностью и водостойкостью, чем другие виды извести.

Для производства негашеной молотой извести пригодны известняки, содержащие значительное количество глинистых и магнезиальных примесей, так как при этом не образуется отходов и полученная известь обладает замедленным сроком тверде­ ния, что благоприятно влияет на твердение гидрата.

Т в е р д е н и е и з в е с т и . Известь твердеет очень медленно и показывает невысокую прочность. Последнее объясняется тем, что известковое тесто при твер­ дении дает большую усадку и сильно растрескивается вследствие испарения воды, что значительно сокращает объем теста. Поэтому в чистом виде известь в строитель­ стве никогда не применяют, а используют ее в смеси с песком, роль которого заклю­

чается в создании

устойчивого скелета, предупреждающего большую усадку, в облег­

чении выделения

воды.

 

Процесс твердения извести протекает в три стадии. Первая — во время высыха­

ния извести уплотняется гидрат окиси

кальщ^я — уменьшается расстояние между

частицами. Вторая стадия — переход

из коллоидальных систем в кристаллические

образования и возникновение из них кристаллических

сростков в виде Са(ОН)3 .

6 № 2987

129

Смотрите также файлы