1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
Ім'я файлу: БМ Конспект лекцій.docx
Розширення: docx
Розмір: 1056кб.
Дата: 09.11.2020
скачати
Пов'язані файли:
Таблицы расчета пиломатериалов.docx
Тема 5. НЕОРГАНІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ
5.1. Загальні відомості
Неорганічними в'яжучими речовинами називають порошкоподібні матеріали, які при змішуванні з водою утворюють пластично-грузле тісто, здатне згодом мимовільно твердіти у результаті фізико-хімічних процесів.

Властивість в'яжучих матеріалів скріплювати між собою зерна піску, гравію, щебеню в процесі переходу з пластичного стану в твердий, використовується для виготовлення бетонів, будівельних розчинів, силікатної цегли, азбестоцементу і т.д.

Неорганічні в'яжучі застосовувалися ще в стародавності. Так, при будівництві морських споруд у 1 в. н.е. в Древньому Римі було помічено, що коли вапно змішати з тонкомолотою обпаленою глиною, то отриманий на їхній основі виріб не тільки здобуває водостійкість, але і підвищує свою міцність, знаходячись у воді. Таке вапно з глиняною добавкою назвали гідравлічним. Російські будівельники назвали таке в'яжуче «цементом» і використовували його при будівництві Десятинної церкви і Софійського собору в Києві, стін Московського Кремля.

У 1825 р., в наукових працях російського військового техніка Е. Челієва з'явилося повідомлення з описом технології одержання цементу шляхом випалу до спікання суміші вапняку і глини. Одночасний винахід цементу був запатентований англійцем Аспідом, який порівнюючи затверділий стан цементного каменю з гірською породою, що добувалася біля м. Портленда, назвав свій винахід «портландцементом».

Неорганічні в'яжучі залежно від умов твердіння і експлуатації прийнято класифікувати на повітряні, гідравлічні й в'яжучі автоклавного твердіння.

Повітряні в'яжучі можуть тверднути і набирати міцність тільки на повітрі. До цієї групи відносяться гіпсові, магнезіальні, вапняні в'яжучі, рідке скло.

Гідравлічні в'яжучі тверднуть та зберігають міцність не тільки на повітрі, але й у воді. За хімічним складом гідравлічні в'яжучі являють собою складну оксидну систему – СаО - SiО2 - Аl2О3 - Fе2О3. До гідравлічних в'яжучих відносять: портландцемент і його різновиди, глиноземистий цемент і його різновиди, гідравлічне вапно і романцемент.

В'яжучі речовини автоклавного твердіння здатні тверднути й утворювати міцній камінь в автоклавах в умовах підвищених температур, тиску і вологості. До таких в'яжучих речовин належать вапняно- кремнеземисті, вапняно-шлакові й вапняно-зольні.
5.2. Повітряні в'яжучі речовини
5.2.1. Гіпсові в'яжучі речовини
Гіпсові в'яжучі речовини(ДСТУ Б В. 2.7-82-99) – складаються головним чином з напівводяного гіпсу чи ангідриду.

С
55
ировиною для одержання гіпсових в'яжучих найчастіше служить природний гіпсовий камінь, що переважно складається з мінералу гіпсу СаSО4 · 2Н2О а також ангідрит СаSО4, відходи промисловості (фосфогіпс, борогіпс).

В основу класифікації гіпсових в'яжучих покладена температура теплової обробки.

Низьковипалювальні гіпсові в'яжучі виготовляють тепловою обробкою природного гіпсу при температурі 110-180оС. При зазначеному температурному режимі відбувається дегідратація сировини з одержанням напівгідрату СаSО4 · 0,5 Н2О:
СаSО4 · 2Н2О СаSО4 · 0,5Н2О + 1,5Н2О.
До низьковипалювальних гіпсових в'яжучих відносять будівельний, високоміцний і формувальний гіпс.

Будівельний гіпсскладається в основному з кристалів -модифікації

СаSО4·0,5Н2О, містить частки сировини, що не розклалася, і незначну кількість CaSО4. Його одержують у варочних чи казанових печах. Міцність при стиску складає 10-12 МПа.

Високоміцний гіпс одержують термічною обробкою високосортного гіпсового каменю в герметичних апаратах під тиском пари. Зазначена технологія дозволяє одержати більш активну α-модифікацію напівводяного сульфату кальцію СаSО4 · 0,5Н2О, тому міцність високоміцного гіпсу при стиску 15-25 МПа.

Формувальний гіпс застосовується для виготовлення форм у керамічній і фарфоро-фаянсової промисловості, містить незначну кількість домішок, в основному складається з модифікації напівгідрату.

Високовипалювальні гіпсові в'яжучі (естрих-гіпс) одержують шляхом випалу гіпсового каменю при високих температурах 600-900оС.

При вказаній температурній обробці сировини відбувається повна дегідратація з утворенням ангідриту СаSО4:
СаSО4 · 2Н2О СаSО4 + 2Н2О.
Високовипалювальний гіпс, на відміну від будівельного, повільно схоплюється і твердіє, але його водостійкість і міцність при стиску вище (10-20 МПа).

Технічні характеристики гіпсових в'яжучих оцінюються визначенням тонкості помелу, водопотреби, строків тужавлення, міцності при згині й стиску, водостійкості.

Істинна щільність гіпсових в'яжучих – 2,6...2,75 г/см3;

Насипна щільність – 800...1100 кг/м3;

Водопотреба визначається кількістю води, потрібної для приготування тіста стандартної консистенції (діаметр розпливу 180±5 мм).

Для отримання тіста нормальної густоти з -модифікації СаSО4·0,5Н2О потрібно 50...70% води, а з α-модифікаціі СаSО4·0,5Н2О - 30...40%.

Строки тужавлення. За строками тужавлення гіпсові в'яжучі поділяють на три групи: А – швидкотверднучі (з початком тужавлення не раніше 2 хв. і кінцем не пізніше -15 хв.), Б – нормальнотверднучі (з початком тужавлення не раніше 6 хв. і кінцем – не пізніше 30 хв.), В – повільнотверднучі (початок тужавлення не раніше 20 хв.).

Міцнісні показники гіпсових визначають випробуванням зразків балочок розмірами 40x40x160 мм з гіпсового тіста стандартної консистенції через 2 години після виготовлення.

Для гіпсових в'яжучих встановлено 12 марок за міцністю при стиску (МПа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25, де цифра означає нормовану межу міцності при стиску.

Маркування гіпсу здійснюється з урахуванням його міцності, строків тужавлення та тонкості помелу, наприклад гіпсова в'яжуча речовина з позначкою Г-5-А-ІІ ДСТУ Б В 2.7-82-99 відповідає марці Г-5, є швидкотверднучою і характеризується середньою тонкістю помелу.

Водостійкість гіпсових виробів є невисокою: коефіцієнт розм’якшення становить 0,35...0,4.

Гіпсові в’яжучі застосовують для виготовлення гіпсобетонних виробів(перегородкові панелі), сухої штукатурки, штукатурних розчинів, гіпсоцементнопуццоланових в'яжучих (ГЦПВ) а також для виробництва ГКЛ( гіпсокартонніх листів).
5.2.2. Повітряне вапно
Повітряне вапно (ДСТУ Б В 2.7-90-99) – продукт помірного випалу кальцієво-магнієвих карбонатних гірських порід (вапняку, крейди, вапняку- черепашника, доломітизованого вапняку).

Вміст глинистої речовини в сировині до 6% обумовлює твердіння вапна на повітрі.

Для одержання повітряного вапна сировина піддається випалу в шахтних печах при температурі 900-1200 оС до повного видалення СО2 (що складає 44% від маси СаСО3):
СаСО3 СаО + СО2.
Продукт випалу у вигляді шматків білого кольору називається грудковим негашеним вапном крім основного оксиду СаО може містити деяку кількість оксиду магнію МgО, що утворюється в результаті розкладання карбонату магнію.

Чим вище вміст основних оксидів (СаО+МgО), тим пластичніше вапняне тісто і вище сорт вапна. На якості повітряного вапна позначається також вміст зерен недовипалення чи перевипалення, що робить вапняне тісто менш пластичним. Недовипалені частки являють собою зерна сировинного матеріалу, що залишився, не розклався у процесі виробництва вапна, перевипаленні частки – ущільнений оксид кальцію.

Гашене вапно утворюється за реакціею:
СаО+Н2О = Са(ОН)2 +63,7 кДж.
Вапно гасять у гідраторах періодичної або безперервної дії.

Залежно від характеру наступної обробки грудкового вапна (скільки води витрачається для гашення) одержують три різних продукти:

гідратне вапно – «пушонка» – 50-70% води від маси вапна;

вапняне тісто – тістоподібний продукт, що містить 50% твердих часток Са(ОН)2 і 50% води;

вапняне молоко – розведене водою вапняне тісто;

Процес гасіння грудкового вапна з одержанням вапняного тесту на спеціалізованих розчинних заводах здійснюється у вапногасильних машинах. Для одержання вапна-«пушонки» використовують гідратори безупинної дії, які дозволяють перетворити грудкове вапно в найтонший порошок із щільністю 400-450 кг/м3.

Твердіння повітряного вапна відбувається за рахунок двох, одночасних процесів: зближення кристалів Са(ОН)2 і їхнього зрощення, а також під дією вуглекислого газу, що міститься у невеликій кількості в повітрі:
СаО + Н2О = Са(ОН)2;
Са(ОН)2 + СО2 + nН2О = СаСО3 + (n + 1) Н2О;
Відповідно до реакції твердіння при карбонізації виділяється вода, розчини з використанням вапна твердіють повільно, тому процес твердіння прискорює сушіння.

Залежно від вмісту оксиду магнію повітряне вапно розділяється на кальцієве (МgО до 5%), магнезіальне (МgО=5%-20%) і доломітове (МgО = 20-40%).

Процентний вміст оксидів, здатних вступати в реакцію гідратації (піддаватися гасінню) називають активністю вапна.

Залежно від тривалості протікання реакції гасіння вапно розрізняють:

  • швідкогашене – гасіння до 8 хв.,

  • середньогашене – від 8 до 25 хв.,

  • повільногашене – більше 25 хв.

Час гасіння і активність вапна є визначальними показниками якості.

Технічні характеристики повітряного вапна оцінюються визначенням активності, тонкості помелу, швидкості гашення, водопотреби, строків тужавлення, міцності при стиску.

Істинна щільність негашеного вапна – 3,1...3,3 г/см3 , гашеного – 2,23 г/см3 .

Насипна щільність грудкового вапна – 1600...2600 кг/м3.

Активність – процентний вміст оксидів (СаО + МgО), здатних вступати в реакцію гідратації (піддаватися гасінню).

Строки тужавлення дуже повільні. Будівельні розчини на основі гашеного вапна тужавіють 5...7 діб.

Маркування вапна здійснюється з урахуванням його міцності, швидкості гашення та активності, наприклад, вапно з позначкою ВП-А-1 ДСТУ Б В .2.7.-90-99 відповідає вапну повітряному, швидко гашеному, першого сорту.

Повітряне вапно застосовують для виготовлення будівельних розчинів, ячеїстих, легких, важких бетонів, силікатної цегли і силікатних бетонів.
5.2.3.Магнезіальні в'яжучі
Магнезіальнів'яжучі - каустичний магнезит MgO і каустичний доломіт MgO + CaCO3 одержують шляхом помірного випалу (750-850оС) магнезиту:

MgCO3 → MgO + СО2.
Особливістю цих в’яжучих речовин є то ,що вони замішуються не водою, а водними розчинами солей: хлориду магнію, сульфату магнію. Застосування водних розчинів солей магнію сприяє прискоренню твердіння та підвищенню міцності магнезіальних в’яжучих.

Магнезіальні в’яжучі речовини мають високу міцність при стиску, що досягає 60...100 Мпа. Каустичний магнезит – речовина швидкого твердіння, яка має початок тужавлення не раніше 20 хв., кінець – не пізніше 6 год. Каустичний доломіт відрізняється строками тужавлення: початок через 3...10 год., кінець не раніше 8...20 год.

Магнезіальні в’яжучі характеризуються високою адгезією до органічних заповнювачів. Такі вироби (ксилоліт, фіброліт) відрізняються підвищеною ударною в’язкістю, добре обробляються, є жаростійкими, мають звукоізоляційні властивості.
5.3. Гідравлічні в'яжучі речовини
Гідравлічні в'яжучі являють собою тонкомолоті порошки, що складаються із силікатів і алюмінатів кальцію, гідратируючихся у водяному середовищі з утворенням міцного водостійкого штучного каменю.
5.3.1. Гідравлічне вапно
Гідравлічним вапном (ДСТУ Б В 2.7 – 90-99) називають тонкомолотий продукт випалу при температурі 900-1000оС мергелистих вапняків із вмістом до 20% глинистих домішок. При цій температурі сировинні матеріали розкладаються з утворенням вільних оксидів СаО, Si2, Al2O3, Fe2O3, що надалі, володіючи хімічною активністю, взаємодіють між собою з утворенням силікатів, алюмінатів і феритів кальцію. Саме такий мінералогічний склад забезпечує надалі гідравлічне твердіння цього в'язкого матеріалу.

Залежно від вмісту в гідравлічному вапні вільного оксиду кальцію терміни схоплювання коливаються в межах: початок – 0,5-2 і кінець – 8-16 годин. Активність гідравлічної від 1,7 до 5 МПа. Гідравлічне вапно застосовують для виготовлення низькомарочних легких і важких бетонів, для виготовлення штукатурних і кладочних розчинів.
5.3.2. Портландцемент
Портландцементом називають порошкоподібний матеріал, отримуваний у результаті спільного помелу клінкера (продукту спікання вапняно-глинистої суміші при температурі 1400-1500оС), гіпсу і мінеральних добавок. Невелика добавка гіпсу (3-5%) на стадії помелу клінкера вводиться для регулювання термінів схоплювання.

Технологія виробництва портландцементу являє собою досить енергоємний процес і складається з наступних етапів: видобуток сировини в кар'єрі і його доставка на завод, приготування сировинної суміші, випал сировинної суміші до спікання (одержання клінкера), помел клінкера з одержанням порошку.

Сировиною для виробництва портландцементу служать вапняки з високим вмістом карбонату кальцію (крейда, щільний вапняк, мергелі), і глинисті породи (глини, глинисті сланці), що містять SiО2, Al2О3, Fe2O3.

У середньому для виробництва 1 т цементу витрачається 1,5 т сировинних матеріалів зі зразковим співвідношенням між карбонатними и глинистими складовими в сировину 3:1.

Підготовка сировинних матеріалів до випалу полягає в тонкому подрібнюванні й змішанні компонентів з дотриманням установленого співвідношення. Залежно від виду підготовки сировинної суміші до випалу портландцемент одержують трьома способами: мокрий (помел і змішання сировини роблять у воді до одержання однорідного шламу, що містить до 40% води), сухий (матеріали подрібнюють і перемішують у сухому вигляді до отримання сировинного борошна) і комбінований ( сировинну суміш готують мокрим способом, отриманий шлам збезводнюють і гранулюють).

Основним етапом виробництва портландцементу є випал, здійснюваний у печах, що обертаються. Піч являє собою зварений циліндр діаметром 4..5 м і довжиною 150...185 м. Конструкція печі і її розташування (легкий ухил до обрію) дозволяють гартованій масі переміщуватися з однієї температурної зони в іншу назустріч топковому газу. Випал підготовленої сировини супроводжується складними фізико-хімічними процесами. З цього погляду умовно його поділяють на 6 температурних зон:

1-я зона – зона випару. При поступовому підвищенні температури з 70оС сировина підсушується.

2-я зона – зона підігріву. Сировина поступова нагрівається від 200оС до 700оС, вигорають органічні домішки, видаляється хімічно зв'язана вода, що містилася в глинистому мінералі.

3-я зона – зона кальціювання. Підвищення температури від 7000С до 1100оС приводить до розкладання глинистого мінералу і карбонату кальцію з утворенням вільних оксидів SiО2, Al2О3, Fe2O3, СаО. У цій же температурній зоні відбуваються твердофазові реакції взаємодії між зазначеними оксидами, в результаті яких утворюються мінерали 3СаОAl2О3, СаОAl2О3, частково 2СаОSiО2.
4-я зона – зона екзотермічних реакцій. З подальшим підвищенням температури (1100-1250 оС) завершується утворення мінералів 2СаОSiО2, 3СаОAl2О3, 4СаОAl2О3Fe2O3.

5-я зона – зона спікання. Температура гартованого матеріалу досягає 1300-14500С. Відбувається часткове плавлення матеріалу утворюється головний клінкерний мінерал 3СаОSiО2, повністю зв'язується вільний оксид кальцію.

6-я зона – зона охолодження. Отриманий клінкер прохолоджується до 10000С, завершується формування його мінералогічного складу.

Після випалу клінкер подрібнюється в тонкий порошок переважно в трубних млинах. Зі збільшенням тонкості помелу підвищується активність цементу, однак процес подрібнювання клінкера зв'язаний зі значними витратами електроенергії, тому оптимальний розмір цементних зерен від 5 до 40 мкм.

Властивості й застосування портландцементу. На властивості портландцементу значною мірою впливають наступні фактори: мінералогічний і хімічний склад цементного клінкера, наявність добавок, тонкість помелу. Ці параметри знаходяться в безпосередньому зв'язку з такими технічними характеристиками і показниками якості в'язкуючого, як щільність, водопотреба, терміни схоплювання, рівномірність зміни об'єму, активність.

Хімічний склад клінкера виражається процентним вмістом оксидів, що у процесі випалу беруть участь у реакціях мінералоутворення цементного клінкера. Так, цементний клінкер містить: СаО –63-66%, SiО2 – 21-24%, Al2О3 – 4-8%, Fe2O3 – 2-4%.

Мінералогічний склад клінкера включає такі мінерали:

Аліт – 3СаОSiО2, визначає швидкість твердіння, міцнісні характеристики майбутнього цементного каменю. Вміст у клінкері – 45-60%.

Беліт – 2СаОSiО2, твердіє повільно, але забезпечує високу міцність при тривалому твердінні. Вміст у клінкері – 20-30%.

Трикальцієвий алюмінат – 3СаОAl2О3, активно вступає у взаємодію з водою. Підвищений вміст цього мінералу в складі цементу є причиною сульфатної корозії. Вміст у клінкері – 4-12%.

Чотирикальцієвий алюмоферрит – 3СаОAl2О3, по швидкості твердіння займає проміжне положення між алітом і белітом. Вміст у клінкері – 10-20 %.

Технічні характеристики портландцементу. Істинна щільність цементу без мінеральних добавок становить 3,0...3,2 г/см3, насипна щільність – приблизно 1300 кг/м3.

Тонкість помелу цементу повинна бути такою, щоб при просіюванні крізь сито № 008 проходило не менше 85% маси вихідної проби.

Водопотреба цементу – це мінімальна кількість води, необхідна для приготування тіста заданої консистенції, звичайно становить 24...28% .

Строки тужавлення цементу – це час , протягом якого цементне тісто втрачає свою пластичність, переходячи майже в твердий стан. Для портландцементу марок М 400, М 500 початок тужавлення має бути не раніше 60 хв., марок М 550 і М 600 – не раніше 45 хв., а кінець – не пізніше ніж через 10 годин після замішування.

Рівномірність зміни об’єму пов’язана із запізнілою гідратацією деяких компонентів портландцементу. Основними причинами цього явища є гашення вільного вапна.

Міцність цементу встановлюють за показниками межі міцності при стиску половинок зразків – балочок розмірами 160x40x40 мм, які виготовляють із цементно-піщаної розчинової суміші складу 1:3 при В/Ц, що забезпечує нормальну консистенцію розчинової суміші. Протягом першої доби їх зберігають у камері з вологим повітрям, а після цього – у ванні з водою протягом 27 діб.

Значення межі міцності при стиску таких зразків називають активністю. Округлене в бік зменшення значення активності в кг/см2 - – це е марка цементу. Згідно зі стандартами України встановлено такі марки портландцементу: М 300, М 400, М 500, М 550, М 600.

При умовному позначенні цементу вказують його тип, марку і спеціальні ознаки (висока міцність в ранньому віці – Р; пластифікація і гідрофобізація – ПЛ, ГФ, використання клінкера нормованого складу – Н). Приклад: ПЦ-ІІ/А – ІІІ – 400Р – ПЛ ДСТУ Б В 2.7.-46-96 – це портландцемент марки М 400 з добавкою до 20% шлаку, пластифікований, швидкотверднучий.
5.3.3. Спеціальні види портландцементу
З метою надання портландцементу спеціальних властивостей, розширивши тим самим його застосування в будівництві, змінюють ступінь подрібнювання, коректують використовувана сировина, вводять спеціальні добавки. Так, регулюючи тонкість помелу, впливають на швидкість твердіння активність, тепловиділення. Введення мінеральних і органічних добавок дозволяє спрямовано змінювати властивості в'яжучого, заощаджувати витрату клінкера і т.д.

За речовинним складом і міцністю при стиску (на 28 добу) цементи загальнобудівельного призначення поділяють на такі типи і марки (ГОСТ 310.4, ДСТУ Б В 2.7. - 46-96):

Тип І – портландцемент (містить від 0 до 5% мінеральних добавок), марки М 300, М 400, М 500, М 600.

Тип ІІ – портландцемент із мінеральними добавками (від 6 до 35%) марок М 300,М 400, М 500, М 550, М 600.

Тип ІІІ – шлакопортландцемент (від 36 до 80 % доменного гранульованого шлаку), марки М 300, М 550, М 500.

Тип ІV – пуцолановий цемент (від 21 до 55% мінеральних добавок, марки М 300, М 400, М 500.

Тип V – композиційний цемент (від 36 до 80% мінеральних добавок, причому доменного шлаку – від 18 до 60%, пуцолану – від 10 до 40%), марки М 300, М 400, М 500.

Активні мінеральні добавки (АМД) являють собою речовини, що містять від 70 до 90% кремнезему SiО2. До них відносяться такі осадові породи, як опока, діатоміт, трепел, вулканічний туф, попіл, пемза. Ці добавки одержали назву пуцоланові, беруть участь у реакціях гідратації портландцементу з утворенням продукту взаємодії, що надає визначені властивості цементному каменю.

У якості штучних мінеральних добавок до складу цементу вводять паливні шлаки, що являють собою слабко закристалізоване скло. Шлаки володіють високою хімічною активністю, особливо при підвищених температурах. З використанням АМД одержують наступні види цементу:

Пуцолановий портландцемент (ППЦ) одержують у результаті часткової заміни клінкера активними мінеральними добавками (діатоміт, трепел, опока), вміст яких повинно бути не менше 20% і не більше 30%. Бетони на основі пуцоланового цементу внаслідок вмісту АМД, стійкі до вилужування, сульфатостійкі й застосовуються для будівництва підвідних і підземних частин спорудження, що постійно знаходяться у вологих умовах. На повітрі бетон на ППЦ дає більшу усадку, знижує свою міцність, має низьку морозостійкість, у нормальних умовах твердіє повільно, тому не рекомендується для зимового бетонування.

Щлакопортландцемент (ШПЦ) (ДСТУ Б В 2.7.- 46-96) одержують введенням на стадії помелу клінкера гранульованого доменного шлаку в кількості понад 20%. Цей вид цементу, як і пуцолановий, володіє підвищеної водо- і сульфатостійкістю, зниженою інтенсивністю твердіння, але специфіка складу шлаку визначає і його властивості. Так, хімічна активність шлаку в ШПЦ при підвищенні температури широко використовується при виготовленні збірного залізобетону, що піддається термовологісній обробці з метою прискорення твердіння. Шлак термостійкий, тому ШПЦ застосовують для виробництва жаростійких бетонів, що працюють при температурі до 700оС.

Гіпсоцементнопуцоланове в'яжуче (ГЦПВ) одержують змішуванням напівводяного гіпсу (50-75 %), портландцементу (15-25%) і АМД 10-25%). Роль АМД у ГЦПВ полягає в забезпеченні стабільності затверділого в'яжучого. Портландцемент не рекомендується змішувати з гіпсом для запобігання нестійкості матеріалу, деформації і його руйнуванню. АМД немовби послабляє внутрішні напруження в камені ГЦПВ і забезпечує стійкість у часі. Застосовують у заводському виробництві санітарно-технічних кабін, стінових панелей та ін.

Швидкотверднучий портландцемент (ШТЦ) – портландцемент з АМД, що характеризується інтенсивним набором міцності в початкові терміни твердіння. Вже в тридобовому віці цементний камінь має більше половини своєї марочної міцності. Зазначена особливість ПЦ-Б забезпечується вмістом у клінкері 3СаОAl2О3 + 3СаОSiО2 звичайно не менше 60-65%, підвищеною тонкістю помелу до питомої поверхні 3500 – 4000 см2/м. Різновидністю БТЦ є особливо швидкотвердіючий і надшвидкотвердучий цементи. Останній дає ранню міцність вже у віці 1-4 години, достатню для розпалубки виробу. Ці види цементів застосовують для зведення споруджень з монолітного бетону, при авральних і зимових бетонних роботах, при ремонтних і відновлювальних роботах, де потрібне швидке наростання міцності.
Поверхнево-активні добавки (ПАД)

Основний принцип дії добавок цього виду полягає в їхній адсорбції на поверхні цементних зерен і продуктах гідратації цементу. ПАД можна розділити на:

  • гідрофобізуючі (ЛСТ – лігносульфонати кальцію, СДБ), що поліпшують змочуваність водою цементних зерен;

  • гідрофільні (милонафти, асидол, асідолмилонафты, синтетичні жирні кислоти і їхні солі), що надають поверхні цементу властивість водовідштовхування.

До ПАД відносять також суперпластифікатори (С-3, СНПИ), введення яких при помелі клінкера дає можливість знизити водопотребу цементу.

З використанням ПАД одержують такі види портландцементу:

- пластифікований (ПЛ) портландцемент, виготовляють шляхом введення при помелі клінкера 0,15-0,25% ЛСТ. Бетонні й розчинні суміші на основі ПЛ мають підвищену рухливість. Бетони на основі ПЛ володіють підвищеної морозостійкістю і водонепроникністю. Застосування ПЛ дає можливість знизити водопотребу й тим самим знизить витрати цементу на 10-15%. Застосовується в дорожному, аеродромному і гідротехнічному будівництві;

- гідрофобний портландцемент (ПЦ-ГФ) одержують введенням при помелі клінкера гидрофобізуючих добавок 0,05 –0,3%. Гідрофобний цемент підвищує рухливість бетонних сумішей, що, у свою чергу, приводить до збільшення водостійкості, водопроникності і морозостійкості бетонів. Застосовують у гідротехнічному, дорожньому і аеродромному будівництві.

- в'яжуще низької водопотреби (ВНВ) одержують спільним помелом портландцементного клінкера із суперпластифікатором, що дозволяє отримати питому поверхню цементу 4500-5000 см2/м. Зазначена тонкість помелу забезпечує підвищену реакційну здатність ВНВ. Введення органічної добавки знижує водопотребу в'яжучого до 18-15%, сповільнює початок схоплювання до 6..7 годин, забезпечує швидкий ріст міцності в ранні строки твердіння. Рекомендується застосовувати для виготовлення високоміцних бетонів, тому що морозна міцність ВНВ лежить у межах 700-1000 кг/см2.

До спеціальних видів портландцементу відносять:
- сульфатостійкий (ССПЦ) портландцемент, одержуваний на основі клінкера, утримаючого не більше 50% С3S, 5% С3А і 22% С3А + С4АF. Знижений вміст трикальцеєвого алюмінату забезпечує стійкість бетонів на основі ССПЦ до дії сульфатної корозії, і підвищує морозостійкість. На стадії помелу цементного клінкера крім гіпсу іноді вводяться пластифікуючи й гідрофобізуючі добавки з метою підвищення морозостійкості.

- білий і кольоровий цементи одержують шляхом випалу чистих вапняків і білих глин. У сировинних матеріалах не повинні міститися оксиди заліза і марганцю, оскільки їхня навіть незначна присутність надає цементу зеленувато-сірий колір. Домішують до білого цементу лужностійкі мінеральні й органічні пігменти;

- глиноземистий цемент являє собою гідравлічне, швидкотверднуче в'яжуче, одержуване із сировинних матеріалів з високим вмістом глинозему Аl2О3. Для мінералогічного складу глиноземистого цементу характерний переважний вміст низькоосновних алюмінатів кальцію, головним з яких є моноалюминат СаОАl2О3 . Саме ця група мінералів визначає надзвичайно швидке твердіння цементу. Вже в тридобовому віці цементний камінь має міцність від 400 до 600 кг/см2. Глиноземистий цемент на застосовують для бетонування масивних конструкцій, його твердіння можливе тільки при помірних температурах не вище 25оС. Бетони на глиноземистому цементі водонепроникні, морозостійкі, стійкі в умовах прісних і сульфатних вод. Застосовують при термінових ремонтних роботах, провадженні робіт у зимових умовах, для бетонних і залізобетонних споруд, що піддаються дії сильно мінералізованих вод, для одержання жароміцних бетонів, для виготовлення безусадочних цементів.
Контрольні запитання


  1. Що ви знаєте про повітряні й гідравлічні в'яжучі матеріали?

  2. Розповісти про міцність і швидкість твердіння в'яжучих.

  3. Які сировинні матеріали використовують для виробництва неорганічних в'яжучих?

  4. За якими показниками маркірують гіпсові й вапняні в'яжучі?

  5. Як отримують повітряне вапно, які існують його різновиди?

  6. Як отримують гіпсові в'яжучі?

  7. Які мінерали складають цементний клінкер?

  8. Назвіть активні мінеральні добавки, які використовують у виробництві цементів?

  9. У чому розходження гідравлічного і повітряного вапна?

  10. Розповісти про виробництво портландцементу.

  11. Як визначають марку і активність портландцементу?

  12. Розповісти про різновиди портландцементу.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

скачати

© Усі права захищені
написати до нас