548 (642051), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1. Добыча сырья
2. Подготовка сырья (дробление, рассев по фракциям)
3. Обжиг
Применение извести.
1. Изготовление известковых растворов и бетонов
2. Изготовление силикатного кирпича и силикатных бетонов
3. Окрасочный материал (побелка стен, потолков)
Магнезиальные вяжущие вещества.
Сырье- MgCO3 (магнезит), MgCO3*CaCO3
800 oC
-
MgCO3 ----------> MgO + CO2
-
MgCO3*CaCO3 -------> MgO + CO2 + CaCO3
в виде балласта
Магнезиальные вяжущие вещества затворяют не водой, а растворами магнезиальных солей.
Применение:
1. Наливные полы
2. Стеновые каменные блоки
Кислотоупорный цемент.
Состоит из трех компонентов:
-
кислотоупорный наполнитель (тонкоизмолотый кварц, гранит)
-
жидкое стекло (натриевое Na2O*nSiO2 или калиевое K2O*mSiO2, где n=2-3, m=1.5-2)
-
интенсификатор твердения (кремнефтористый натрий, 6-8% от массы жидкого стекла)
Гидравлические вяжущие вещества.
Портланд-цемент.
Изобретен в 1824 году английским каменщиком.
Портланд-цемент- это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портланд-цементного клинкера с небольшим количеством гипса.
Портланд-цементный клинкер- это зерна серого или зеленого цвета, диаметром от 5 до 30 мм, получаемые обжигом сырьевой смеси, состоящей из известняков и глины (75% CaCO3, 25% глины)
Гипс в количестве до 5% добавляют к клинкеру для регулирования сроков схватывания.
Химический и минералогический состав портланд-цемента:
CaO – 57-63% известняк
SiO2 – 25-30% составная глины
Al2O3 – 4-10% составная глины
Fe2O3 – 4-8% составная глины
Минералы:
3CaO*SiO2 или C3S – алит (45-60%)
2CaO*SiO2 или C2S – двукальциевый силикат (белит, 20-30%)
3CaO*Al2O3 или C3A – трехкальциевый силикат (4-10%)
4CaO*Al2O3*Fe2O3 или C4AF – 10-20%
R
C3S
C2S
C4AF
C3A
t
,где R- прочность, t- время.
Процесс производства портланд-цемента:
-
Добыча известняка и глины
-
Приготовление сырьевой смеси (дробление, помол, корректировка состава сырья)
-
Обжиг
-
Помол клинкера совместно с гипсом
-
Магазинирование
В зависимости от способа подготовки сырья существует три способа производства цемента:
-
Сухой
-
Мокрый
-
Комбинированный
Сухой способ производства портланд-цемента.
Известняк и глина измельчаются при влажности 2-4%. Измельчение проводится в шаровых дробилках (шаровых мельницах).
Мокрый способ.
Известняк и глину измельчают в мокром состоянии при влажности 50-60%
Комбинированный способ.
Сырьевые компоненты измельчаются в мокром состоянии, а перед обжигом высушиваются.
Обжиг сырьевой смеси.
Осуществляется во вращающихся печах длиной 70-240 метров и диаметром 3-4 метра.
Стадии твердения.
-
Растворение компонентов цемента в воде
-
Образование пересыщенного раствора или геля
-
Кристаллизация
При твердении цемента образуются:
-
Гидросиликаты
-
Гидроаллюминаты
-
Гидроферриты кальция
-
Гидроксид кальция
Разновидности портланд-цемента.
-
Быстротвердеющий пртланд-цемент (БТЦ, ОБТЦ)
Отличия от обыкновенного цемента:
-
Повышенное содержание C3S (>60%)
-
Повышенная тонкость помола
-
Повышенная удельная поверхность S=3500 см2/г (у обыкновенного S=2500 см2/г)
Имеет нормированную прочность на третьи сутки.
-
Пластифицированный портланд-цемент.
Обладает пониженной водопотребностью за счет введения небольшого количества (до 3%) пластифицирующих добавок.
Добавки:
-
ССБ- сульфитно-спиртовая барда
-
АДБ- сульфитно-дрожжевая бражка
-
ЛСТ- лигно-сульфанат технический
-
Продукты переработки древесины на ЦБК
-
Гидрофобный портланд-цемент
Гидрофобные добавки:
-
Асидол
-
Мылонавт
-
Олеиновые кислоты
-
Томпонажный портланд-цемент
Для гидроизоляции нефтяных и газовых скважин.
-
Белый и цветные портланд-цементы.
Белый цемент получают путем обжига беложгущихся глин.
Делится на три сорта по белизне:
-
Белый
-
Менее белый
-
Еще менее белый
На основе белых цементов можно получить цветные путем введения щелочестойких пигментов.
Цветные цементы используются для изготовления полов.
-
Пуццолановый портланд-цемент.
Содержит до 60% активных минеральных добавок (АМД).
Активные минеральные добавки связывают гидрат окиси кальция в нерастворимые соединения.
Такой цемент лучше работает под водой, нежели на воздухе.
-
Шлако-портланд-цемент.
Содержит до 40% тонкомолотого доменного гранулированного шлака.
-
Расширяющийся портланд-цемент.
-
Напрягаемый портланд-цемент.
-
Безусадочный портланд-цемент
Коррозия цемента.
В процессе эксплуатации цементный камень может достаточно быстро разрушаться под воздействием растворов кислот, солей, агрессивных газов и других активно-влияющих химичесих соединений.
Виды коррозии:
-
Разрушение происходит за счет вымывания составляющих цемента, в основном гидроксида кальция, мягкими водами.
-
Разрушение цемента под воздействием растворов кислот и солей с образованием легко растворимых соединений.
-
Образуются соединения, конечный объем которых в несколько раз превышает суммарный объем исходных компонентов.
При коррозии третьего вида надо использовать сульфатостойкий портланд-цемент.
Органические вяжущие вещества.
Органические вяжущие вещества- это смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных.
К органическим вяжущим веществам относятся битумы и дегти.
Битумы бывают природные и искусственные.
Дегти- только искусственные.
Органические вяжущие вещества при нагревании размягчаются, при охлаждении затвердевают.
Для них характерны следующие свойства:
-
Нерастворимость в воде и водонепроницаемость
-
Атмосферная стойкость.
-
Хорошее сцепление с поверхностью каменных материалов
-
Кислото- и щелочестойкость
-
Растворимость в бензоле, хлорофилле, четырехфтористом углероде.
Химический состав органических вяжущих веществ:
-
Углерод 80%
-
Водород 10%
-
Кислород 5%
-
Азот 3%
-
Сера 2%
Битумы состоят из следующих групп углеводородов:
-
Масла- это жидкости с высокомолекулярной массой (300-500)
-
Смолы- это вязкие вещества с молекулярной массой 500-1000
-
Асфальтены- это твердые вещества с молекулярной массой 1000-5000
Структурный состав битумов:
Масла придают битумам текучесть, смолы- вязкость, а асфальтены- твердость и температурную стойкость.
Дегти содержат кроме вышеперечисленных веществ еще фенолы и свободный углерод.
Искусственные битумы получают путем переработки нефти. В зависимости от способа получения искуссвенные битумы бывают:
-
Остаточные
-
Окисленные
-
Крекинговые
-
Компаундированные
Дегти получают путем деструктивной переработки твердого топлива, напр., каменного угля, торфа, древесины.
Битумы и дегти подразделяются на марки, которые определяются по следующим свойствам:
-
Пенетрация
-
Дуктильность
-
Температура размягчения
-
Температура хрупкости (определяется по прибору Фрааса)
Применение битумов:
-
Примерно 80% органических вяжущих веществ используется в дорожном строительстве (асфальтовые бетоны, асфальтовые раствор)
-
Кровельные материалы (в виде рулонных, листовых материалов и в виде мастик)
-
Стеклорубероид (основой рубероида является стеклоткань, а не картон)
-
Фольгаизол (на фольгу с одной стороны наносят слой битума)
-
Изол, бризол (наполнитель автопокрышки)
Гидроизоляционные материалы.
Служат для изоляции стен, фундаментов, труб.
Выделяют:
-
Лакокрасочные материалы (черные лаки, краски)
-
Гидроизоляционные материалы для наклейки линолеума, плиток ПВХ.
Бетоны.
Бетон- это искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, крупного (щебня или гравия), мелкого (песка) наполнителей и воды.
Классификация бетонов.
-
По средней плотности (γ):
-
Особо тяжелые γ>2500 кг/м3
-
Тяжелые γ=2200-2500 кг/м3
-
Облегченные γ=1800-2200 кг/м3
-
Легкие γ=500-1800 кг/м3
-
Особо легкие γ<500 кг/м3
-
-
По виду вяжущего вещества:
-
Известковые
-
Гипсовые
-
Полимерцементные
-
Полимербетоны (на основе полимерных вяжущих веществ)
-
На основе шлако-щелочных вяжущих веществ
-
Асфальтобетоны (на основе органических вяжущих веществ)
-
По назначению:
-
Конструкционные (изготовление колонн, балок)
-
Гидротехнические (плотины, мосты, дамбы, набережные)
-
Теплоизоляционные
-
Дорожные (бетоны для полов)
-
Специальные (жаростойкие, кислотостойкие и др.)
-
-
По виду наполнителя:
-
На плотных наполнителях
-
На пористых наполнителях
Материалы для бетона и требования к ним.
-
Цемент.
Для бетонов разрешается применять портланд-цемент и все его разновидности с учетом того, что марка цемента должна быть выше марки бетона
Rб | 50 | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
Rц | 300 | 300 | 300-400 | 400 | 400-500 | 500 | 550 | 600 |
-
Вода.
Для бетонов разрешается применять питьевую воду (pH>4). Нельзя применять для бетона: болотные и сточные воды, воды горных рек (содержание солей в воде должно быть не более 2500 мг/л, содержание сульфатных солей не более 2200 мг/л).
Вода для бетона не должна содержать в себе масел, сахара, органических примесей, ила и т.д. все это снижает прочность бетона.
-
Песок- рыхлая смесь зерен размерами от 0,14 до 5 мм.
Для бетона допускается применение речных, морских, овражных, дюнных, барханных песков. Содержание пылевидных и глинистых примесей в песке должно быть не более 1%.
Важное значение для бетона имеет зерновой состав песка.
Зерновой состав песка определяется путем просеивания через набор сит.
5 | 100 |
2,5 | 100 |
1,25 | 100 |
0,63 | 100 |
0,316 | 100 |
0,16 | 50 |
Просеивают вначале определенный частный остаток на сите А.
mi
A=----------------*100%
mобщ
100
А2,5=------------*100%=10%
1000
Полный остаток на сите А=Аi+А(вышестоящие сита)
А0,63=10%+40%=50%
Модуль крупности песка Мк
А2,5+А1,25+А0,63+А0,316+А0,16
Мк=-------------------------------------------
100
Мк | ||
Мк>2.5 | Крупный песок | |
2<Мк<2.5 | Песок средней крупности | |
1.5<Мк<2 | Мелкий песок | |
Мк<1.5 | Очень мелкий песок |
Для бетона высокой прочности допускается применение только крупных и средних песков.
Кривая просеивания песка
500>2>2>1>