Вариант 3 Требования к крупному заполнителю для бетона

Ім'я файлу: 4099b29.doc
Розширення: doc
Розмір: 134кб.
Дата: 04.05.2023
скачати
Пов'язані файли:
РГР №3.doc

Вариант 3

Требования к крупному заполнителю для бетона

Бетон – искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия).

В качестве крупного заполнителя для бетона применяют гравий и щебень из горных пород или щебень из гравия размером зерен 5…70 мм.

Гравий – зерна окатанной формы и гладкой поверхности размером 5…70 мм, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород. Качество гравия характеризуется: зерновым составом и формой зерна, прочностью, содержанием зерен слабых пород, наличием пылевидных и глинистых примесей, петрографической характеристикой, плотностью, пористостью, пустотностью и водопоглощением. Для бетона наиболее пригодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже яйцевидная (окатанная), еще хуже пластинчатая и игловатая, понижающие прочность бетона.

Часто гравий залегает вместе с песком. При содержании в гравии песка 25…40 % материал называют песчано-гравийной смесью. Гравий, подобно песку, может содержать 9примеси пыли, ила, глины, органических кислот. Количество в гравии глинистых, илистых и пылевидных примесей, определяемых отмучиванием, не должно превышать 1 % по массе.

Оценку прочности гравия производят испытанием на дробимость в цилиндре. Последняя определяется путем раздавливания пробы гравия в цилиндре статической нагрузкой. После этого пробу просеивают через сито с размером отверстия, соответствующим наименьшему размеру зерна в исходной пробе гравия, и устанавливают величину потери в массе. В зависимости от этой величины гравий делят на марки: Др8 (при потере в массе до 8 %), Др12 (свыше 8 до 12 %), Др16 (свыше 12 до 16 %) и Др24 (свыше 16 до 24 %).

Для конструкции промышленных и гражданских зданий прочность зерен гравия должна быть более чем в 1,5…2 раза выше прочности бетона. Гравий для бетона должен характеризоваться также петрографическим составом с указанием количества в нем зерен слабых пород, а также механической прочностью на износ. Износ гравия определяют в полочном барабане. При этом необходимо знать сопротивляемость каменного материала скалыванию кромок, удару и истиранию при падении и изнашивании, при трении зерен гравия друг о друга или при ударе падающих с полки шаров. Показателем износа считают потерю (%) гравия в массе от первоначальной массы. По износу гравий делят на четыре марки: И – I, И – II, И – III и И – IV.

Гравий, предназначенный для бетонных конструкций, подвергающихся действию воды и низких температур, должен обладать определенной степенью морозостойкости. По степени морозостойкости гравий делят на марки F 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300. Морозостойкость гравия определяют непосредственным замораживанием или испытанием в растворе сернокислого натрия. Гравий считают морозостойким, если в насыщенном водой состоянии он выдерживает без разрушения многократные (15 циклов и более) попеременные замораживание при температуре - 17 ^оС и оттаивание. При этом потеря в массе после испытания составляет не более 5 %. Для марок F 15 и 25 допускается потеря массы до 10 %.

Наиболее экономично для приготовления бетона применять крупный гравий, так как благодаря меньшей его суммарной поверхности требуется меньше цемента для получения прочного бетона. Допустимая крупность зерен гравия зависит от размеров бетонируемой конструкции. Для хорошей укладки бетонной смеси гравий должен применяться не крупнее ½ минимального размера сечения конструкции и не больше ¾ наименьшего расстояния между стержнями арматуры.

Для бетонирования массивных гидротехнических сооружений применяют гравий крупностью зерен более 70 мм.

Хорошим зерновым составом гравия считается тот, в котором имеются зерна разной величины, что создает наименьшую пустотность. Зерновой состав гравия определяется просеиванием 10 кг сухой пробы через стандартный набор сит с размерами отверстий 70, 40, 20, 10 и 5 мм. Зерновой состав каждой фракции или смеси нескольких фракций гравия должен находиться в пределах, указанных на графике рис. 1.1.

Рис. 1.1. График зернового состава гравия (щебня)
За наибольшую крупность зерен гравия Д_наибпринимают размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 10 % навески, и за наименьшую крупность гравия D_наим– размеры отверстия одного из верхних сит, через которое проходит не более 5 % просеиваемой пробы.

Щебень получают путем дробления массивных горных пород, гравия, валунов или искусственных камней на куски размером 5…120 мм. Для приготовления бетона обычно используют щебень, полученный дроблением плотных горных пород, гравия, доменных и мартеновских шлаков. Дробление производят в камнедробилках. При этом получают не только зерна щебня, но и мелкие фракции, относящиеся по крупности к песку и пыли. Зерна щебня имеют неправильную форму. Лучшей считается форма, приближающаяся к кубу и тетраэдру. Вследствие шероховатой поверхности зерна щебня лучше сцепляются с цементным камнем в бетоне, чем гравий, но бетонная смесь со щебнем менее подвижна.

По дробимости, морозостойкости, зерновому составу, износу к щебню предъявляют такие же требования, как и гравию.

Прочность щебня характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности горной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии и определяемой по дробимости щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Щебень имеет следующие марки: 200, 300, 400, 600, 1000, 1200, 1400. При этом щебень высшей категории качества из изверженных и метаморфических горных пород должен иметь марку не ниже М800, из осадочных карбонатных пород – не ниже М600. Щебень марок по прочности 1400, 1200 и 1000 не должен содержать зерен слабых пород более 5 % по массе, а марок 800, 600 и 400 – не более 10 % и 300 и 200 – не более 15 % по массе. По прочности исходной горной породы марка щебня при сжатии в насыщенном водой состоянии должна быть выше марки бетона в 1,5…2 раза. В отдельных случаях допускается применение щебня марки ниже указанной, но только при условии испытания в бетоне и при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Зерновой состав щебня устанавливают с учетом D_наим и Д_наибзерен. Наибольший размер зерен щебня применяют в бетонах в зависимости от вида изделия, насыщенности арматуры и толщины изделия. Подобно гравию, щебень по крупности зерен делят на четыре фракции: 5…10, 10…20, 20…40 и 40…70 мм.

В зависимости от формы зерен ГОСТ 8267-82 устанавливает три группы щебня из естественного камня: кубовидную, улучшенную и обычную. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в них не превышает соответственно 15, 25 и 35 % по массе. К пластинчатой и игловатой форме зерен относят такие, в которых толщина или ширина их меньше длины в 3 раза и более.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, в щебне из гравия и в гравии для всех видов тяжелого бетона не должно превышать 1 % по массе, а в щебне из осадочных пород в зависимости от вида конструкции и ее назначения – не более 2…3 %, в том числе глины в комках – не более 0,25 %.

Щебень, гравий и щебень из гравия должны применяться, как правило, в виде фракций, раздельно дозируемых при приготовлении бетонной смеси.

Применяемые фракции в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя указаны ниже:

Наибольшая крупность зерен, мм	10	20	40	70	120
Фракция крупного заполнителя, мм	5…10 или 3…10	5(3)…10 10…20	5(3)…10 10…20 20…40	5(3)…10 10…20 20…40 40…70	5(3)…10 10…20 20…40 40…70 70…120

Содержание различных фракций в крупном заполнителе при подборе состава бетона должно соответствовать указанному в таблице 1.1. и обеспечивать получение плотной смеси.

Таблица 1.1. Зерновой состав, %, крупного заполнителя

Наибольшая крупность заполнителя, мм	Размер фракций, мм
Наибольшая крупность заполнителя, мм	5…10	10…20	20…40	40…70	70…120
20 40 70 120	25…40 15…25 10…20 5…10	60…75 20…35 15…25 10…20	- 40…65 20…35 15…25	- - 35…55 20…30	- - - 30…40

В качестве крупного заполнителя для всех видов тяжелого бетона сборных и монолитных конструкций, изделий и деталей должны использоваться щебень и щебень из гравия с содержанием зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в количестве не более 35 % по массе.

Морозостойкость крупных заполнителей должна обеспечить получение бетона требуемой марки по морозостойкости. Для бетона гидротехнических сооружений морозостойкость щебня и гравия указана ниже:

Среднемесячная температура наиболее холодного месяца	От 0 до -10^оС	От -10 до -20^оС	Ниже -20^оС
Марка по морозостойкости	100	200	300

Щебень высшей категории качества для бетона должен иметь марку по морозостойкости не ниже F25.

Шлаковый щебень получают дроблением шлака, который образуется в процессе доменной плавки металлов (доменный шлак) или при сжигании минерального топлива (топливный шлак). Шлаки должны обладать кристаллической структурой и не иметь признаков распада. Шлаковый распад является результатом перехода одних соединений шлака в другие под действием газов, содержащихся в воздухе, и влаги. Этот переход сопровождается увеличением объема образующихся новых соединений, что вызывает растрескивание и распад кусков шлака.

В зависимости от крупности зерен щебень для бетона из доменного шлака выпускают тех же фракций, что и щебень из горных пород: 5…10, 10…20, 20…40 и 40…70 мм. Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы не допускается более 25 % по массе.

Прочность щебня характеризуется маркой, определяемой по его дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре в сухом состоянии. Марка шлакового щебня по прочности бывает Др15, 25, 35 и 45. Для приготовления бетона используют щебень с плотностью не менее 1000 кг/м³, содержание пылевидных частиц для щебня марок Др15 и 25 допускается не более 2 % по массе, а для щебня марок Др35 и Др45 – 3 % по массе.

По морозостойкости щебень подразделяется на шесть марок от F15 до F200. Щебень марки Др15 используют для бетонов высокой прочности (40 МПа и выше), а щебень марок Др25 и менее используется для бетона прочности 30 МПа и менее.

Шлаковый щебень используют в бетонных и железобетонных сооружениях гражданских и промышленных зданий, не рекомендуется его применение в конструкциях, эксплуатирующихся в проточных водах.

Назовите горные породы, состоящие в основном из карбонатов, сульфатов кальция, сульфатов магния и используемые для производства минеральных вяжущих материалов.

Карбонатные породы. Наиболее распространенными карбонатными породами являются известняки и доломиты. В зависимости от количественного соотношения в породе кальцита и доломита наблюдаются постепенные переходы от чистых известняков к чистым доломитам.

Количество глинистой примеси в карбонатных породах может колебаться в широких пределах. Порода, в которой приблизительно поровну содержится карбонатного и глинистого материала, называется мергелем.

Наличие примесей оказывает большое влияние на физико-механические свойства карбонатных пород. Глинистое вещество при увлажнении понижает прочность известняков. Кремнезем уменьшает растворимость известняков и повышает их прочность. Доломитизированные известняки характеризуются большей прочностью по сравнению с известняками. Нежелательны примеси гипса, ангидрита и других легкорастворимых солей.

Пористость плотных известняков не превышает десятых долей процента, а рыхлых 15-20 %. Окраска известняков зависит от примесей и может быть белой, желтоватой, бурой, серой, темно-серой. Среди известняков, образовавшихся химическим путем, выделяют известковые туфы и микрозернистые известняки.

Доломиты по внешнему виду похожи на известняки. Цвет доломитов белый, желтовато-белый, светло-бурый. Для них характерны микрозернистые и кристаллически-зернистые структуры.

Благодаря широкому распространению, легкой добыче и обработке обыкновенные известняки, доломитизированные известняки и доломиты применяют в строительстве чаще, чем другие породы. Известняки широко применяют как сырье для получения вяжущих веществ – извести и цемента. Доломиты используют для получения вяжущих и огнеупорных материалов в цементной, стекольной, керамической и металлургической промышленности.

Сульфатные породы. Сульфатные породы состоят из сульфатных соединений, выпадающих в осадок в случае увеличения их концентрации в природных водах. Гипсовые и ангидритовые породы слагаются одноименными минералами – гипсом и ангидритом, которые в природных условиях в результате гидратации и дегидратации переходят друг в друга. Ангидрит отличается от гипса большей твердостью. Обычно он имеет светлые цвета – белый, зеленоватый, светло-серый, серовато-голубоватый. Гипс и ангидрит служат сырьем для получения вяжущих веществ, иногда их применяют в виде облицовочных изделий.

Что такое керамзит, каковы его свойства и для каких целей он применяется?

Керамзит представляет собой легкий пористый материал ячеистого строения в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких глинистых пород, способных всучиваться при быстром нагревании их до температуры 1050 – 1300 ^оС в течение 25–45 мин. Качество керамзитового гравия характеризуется размером его зерен, объемным весом и прочностью. В зависимости от размера зерен керамзитовый гравий делят на следующие фракции: 5 – 10, 10 – 20 и 20 – 40 мм, зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку. В зависимости от объемного насыпного веса (в кг/м3) гравий делят на марки от 150 до 800. Водопоглощение керамзитового гравия 8–20 %.

Керамзитовый гравий— частицы округлой формы с оплавленной поверхностью и порами внутри. Керамзит получают главным образом в виде керамзитового гравия. Зерна его имеют округлую форму. Структура пористая, ячеистая. На поверхности его часто имеется более плотная корочка. Цвет керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе — почти черный. Его получают вспучиванием при обжиге легкоплавких глин во вращающих печах. Такой гравий с размерами зерен 5 – 40 мм морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных для цемента примесей. Керамзитовый гравий используют в качестве заполнителя при изготовлении легкобетонных конструкций.

Керамзитовый щебень — заполнитель для легких бетонов произвольной формы, преимущественно угловатой с размерами зерен от 5 до 40 мм, получаемый путем дробления крупных кусков вспученной массы керамзита.(щебень - это дробленный гравий, у щебня острые угловатые грани, дробят гравий на щебень для целей лучшей сцепляемости в бетоне)

Некоторые глины при обжиге вспучиваются. Например, при производстве глиняного кирпича один из видов брака— пережог — иногда сопровождается вспучиванием. Это явление использовано для получения из глин пористого материала — керамзита.

Вспучивание глины при обжиге связано с двумя процессами: газовыделением и переходом глины в пиропластическое состояние.

Источниками газовыделения являются реакции восстановления окислов железа при их взаимодействии с органическими примесями, окисления этих примесей, дегидратации гидрослюд и других водосодержащих глинистых минералов, диссоциации карбонатов и т. д. В пиропластическое состояние глины переходят, когда при высокой температуре в них образуется жидкая фаза (расплав), в результате чего глина размягчается, приобретает способность к пластической деформации, в то же время становится газонепроницаемой и вспучивается выделяющимися газами.

Для изготовления керамзитобетонных изделий нужен не только керамзитовый гравий, но и мелкий пористый заполнитель.

Керамзитовый песок (отсев керамзита - другое название) — заполнитель для легких бетонов и растворов с размером частиц от 0,14 до 5 мм получают при обжиге глинистой мелочи во вращающих и шахтных печах или же дроблением более крупных кусков керамзита, а также отсеиванием отходов в процессе производства керамзита.

Характеристика керамзита В ГОСТ 9757—90 предусматриваются следующие фракции керамзитового гравия по крупности зерен: 5—10, 10— 20 и 20—40 мм. и керамзитовый песок фр.0-5. В каждой фракции допускается до 5% более мелких и до 5% более крупных зерен по сравнению с номинальными размерами. Из-за невысокой эффективности грохочения материала в барабанных грохотах трудно добиться разделения керамзита на фракции в пределах установленных допусков.

По насыпной плотности керамзитовый гравий подразделяется на 10 марок: от 250 до 800, причем к марке 250 относится керамзитовый гравий с насыпной плотностью до 250 кг/м³, к марке 300 — до 300 кг/м³ и т. д. Насыпную плотность определяют по фракциям в мерных сосудах. Чем крупнее фракция керамзитового гравия, тем, как правило, меньше насыпная плотность, поскольку крупные фракции содержат наиболее вспученные гранулы.
Для каждой марки по насыпной плотности стандарт устанавливает требования к прочности керамзитового гравия при сдавливании в цилиндре и соответствующие им марки по прочности (табл.). Маркировка по прочности позволяет сразу наметить область рационального применения того или иного керамзита в бетонах соответствующих марок. Более точные данные получают при испытании заполнителя в бетоне.

Требования к прочности керамзитового гравия

Марка по насыпной плотности	Высшая категория качества		Первая категория качества
Марка по насыпной плотности	Марка по прочности	Предел прочности при сдавливании в цилиндре, МПа, не менее	Марка по прочности	Предел прочности при сдавливании в цилиндре, МПа, не менее
250	П35	0,8	П25	0,6
300	П50	1	П35	0,8
350	П75	1,5	П50	1
400	П75	1,8	П50	1,2
450	П100	2,1	П75	1,5
500	П125	2,5	П75	1,8
550	П150	3,3	П100	2,1
600	П150	3,5	П125	2,5
700	П200	4,5	П150	3,3
800	П250	5,5	П200	4,5

Прочность пористого заполнителя - важный показатель его качества. Стандартизована лишь одна методика определения прочности пористых заполнителей вне бетона — сдавливанием зерен в цилиндре стальным пуансоном на заданную глубину. Фиксируемая при этом величина напряжения принимается за условную прочность заполнителя. Эта методика имеет принципиальные недостатки, главный из которых — зависимость показателя прочности от формы зерен и пустотности смеси. Это настолько искажает действительную прочность заполнителя, что лишает возможности сравнивать между собой различные пористые заполнители и даже заполнители одного вида, но разных заводов. Методика определения прочности керамзитового гравия основана на испытании одноосным сжатием на прессе отдельных гранул керамзита. Предварительно гранулу стачивают с двух сторон для получения параллельных опорных плоскостей. При этом она приобретает вид бочонка высотой 0,6—0,7 диаметра. Чем больше количество испытанных гранул, тем точнее характеристика средней прочности. Чтобы получить более или менее надежную характеристику средней прочности керамзита, достаточно десятка гранул.

Испытание керамзитового гравия в цилиндре дает лишь условную относительную характеристику его прочности, причем сильно заниженную. Установлено, что действительная прочность керамзита, определенная при испытании в бетоне, в 4-5 раз превышает стандартную характеристику. К такому же выводу на основе опытных данных пришли В. Г. Довжик, В. А. Дорф, М. 3. Вайнштейн и другие исследователи.

Высококачественный керамзит, обладающий высокой прочностью, как правило, характеризуется относительно меньшими, замкнутыми и равномерно распределенными порами. В нем достаточно стекла для связывания частичек в плотный и прочный материал, образующий стенки пор. При распиливании гранул сохраняются кромки, хорошо видна корочка.

Водопоглощение заполнителя выражается в процентах от веса сухого материала. Этот показатель для некоторых видов пористых заполнителей нормируется. Однако более наглядное представление о структурных особенностях заполнителей дает показатель объемного водопоглощения.
Поверхностные оплавленные корочки на зернах керамзита в начальный период (даже при меньшей объемной массе в зерне и большей пористости) имеют почти в два раза ниже объемное водопоглощение, чем зерна щебня. Поэтому необходима технология гравиеподобных заполнителей с поверхностной оплавленной корочкой из перлитового сырья, шлаковых расплавов и других попутных продуктов промышленности (золы ТЭС, отходы углеобогащения). Поверхностная корочка керамзита в первое время способна задержать проникновение воды вглубь зерна (это время соизмеримо со временем от изготовления легкобетонной смеси до ее укладки). Заполнители, лишенные корочки, поглощают воду сразу, и в дальнейшем количество ее мало изменяется.

Между водопоглощением и прочностью зерен в ряде случаев существует тесная корреляционная связь. Чем больше водопоглощение, тем ниже прочность пористых заполнителей. В этом проявляется дефектность структуры материала.

Для снижения водопоглощения предпринимаются попытки предварительной гидрофобизации пористых заполнителей. Пока они не привели к существенным положительным результатам из-за невозможности получить нерасслаивающуюся бетонную смесь при одновременном сохранении эффекта гидрофобизации.

Особенности деформативных свойств предопределяются пористой структурой заполнителей. Это, прежде всего, относится к модулю упругости, который существенно ниже, чем у плотных заполнителей. Собственные деформации (усадка, набухание) искусственных пористых заполнителей, как правило, невелики. Они на один порядок ниже деформаций цементного камня. При исследованиях деформаций керамзита все образцы при насыщении водой дают набухание, а при высушивании — усадку, но величина деформаций разная. После первого цикла половина образцов показывает остаточное расширение, после второго — три четверти, что свидетельствует об изменении структуры керамзита. Средняя величина усадки после первого цикла 0,14 мм/м, после второго — 0,15 мм/м. Учитывая, что гравий в бетоне насыщается и высушивается в меньшей степени, реальные деформации керамзита в бетоне составляют лишь часть этих величин. Пористые заполнители оказывают сдерживающее влияние на деформации усадки (и ползучести) цементного камня в бетоне, в результате чего легкий бетон имеет меньшую деформативность, чем цементный камень.

Другие важные свойства пористых заполнителей, влияющие на качество легкого бетона— морозостойкость и стойкость против распада (силикатного и железистого), а также содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений. Эти показатели регламентированы стандартами.

Морозостойкость ( F, циклы) - ГОСТ нормирует, чтобы этот показатель был не менее 15 (F15), причем потеря массы керамзитового гравия в %, не должна превышать 8%.- как правило заводы-изготовители выдерживают эту норму.

Искусственные пористые заполнители, как правило, морозостойки в пределах требований стандартов. Недостаточная морозостойкость некоторых видов заполнителей вне бетона не всегда свидетельствует о том, что легкий бетон на их основе также неморозостоек, особенно если речь идет о требуемом количестве циклов 25—35. Заполнители легких бетонов, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, не всегда удовлетворяют требованиям по морозостойкости и потому должны тщательно исследоваться.

На теплопроводность пористых заполнителей, как и других пористых тел, влияют количество и качество (размеры) воздушных пор, а также влажность. Заметное влияние оказывает фазовый состав материала. Аномалия в коэффициенте теплопроводности связана с наличием стекловидной фазы. Чем больше стекла, тем коэффициент теплопроводности для заполнителя одной и той же плотности ниже. С целью стимулирования выпуска заполнителей с лучшими теплоизоляционными свойствами для бетонов ограждающих конструкций предлагают нормировать содержание шлакового стекла (например, для высококачественной шлаковой пемзы 60—80%) .

В зависимости от технологии изготовления и свойств сырья, показатель теплопроводности может быть разным, у разных производителей, но в среднем он составляет 0,07 - 0,16 Вт/м ^оС, где соответственно меньшее значение соответствует марке по плотности М250.

Радиационное качество, Аэфф., (Бк/кг) - у керамзита этот показатель находиться на уровне 200-240, что не превышает 370 Бк/кг, соответственно нет ограничений на области его применения.
Область применения керамзита

Теплоизоляция кровли скатного типа.
Теплоизоляция и звукоизоляция полов и перекрытий.
Теплоизоляция и создание уклона плоских крыш, газонов на террасах.
Производство сверхлёгкого бетона и лёгких керамзитобетонных блоков.
Теплоизоляция и уменьшение глубины закладки фундаментов.
Теплоизоляция грунта.
Теплоизоляция и дренаж в земляных насыпях дорог, прокладываемых в водонасыщенных грунтах.
Гидропоника, создание оптимального микроклимата для корневой системы растений.

Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества и в чем их отличие от других вяжущих?

Магнезиальные вяжущие вещества (каустический магнезит и каустический доломит) – тонкие порошки, главной составной частью которых является оксид магния.

Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита MgCO₃ в шахтных или вращающихся печах при 650…850 ^оС. В результате MgCO₃разлагается по схеме MgCO₃= MgO+CO₂. Оставшееся твердое вещество (окись магния) измельчают в тонкий порошок.

Каустический доломит MgO и СаСО₃получают путем обжига природного доломита СаСО₃^.MgCO₃c последующим измельчением его в тонкий порошок. При обжиге доломита СаСО₃не разлагается и остается инертным как балласт, что снижает вяжущую активность каустического доломита по сравнению с каустическим магнезитом.

Магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а водными растворами солей сернокислого или хлористого магния. Это ускоряет твердение и значительно повышает прочность, так как наряду с гидратацией оксида магния происходит образование гидрохлорида магния 3MgO^.MgCl₂^.6Н₂О. При затворении водой оксид магния гидратируется очень медленно.

Магнезиальное вяжущее относят к воздушным вяжущим веществам. Оно отличается высокой прочностью, достигающей при сжатии 60-100МПа, хорошо сцепляется с деревом, поэтому его можно применять для изготовления фибролита и магнезиально-опилочных полов – монолитных и плиточных.

Что такое портландцемент? Его химический состав и особенности технологии производства по сухому способу.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, изготовленное путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получают обжигом до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в конечном продукте силикатов кальция.

Портландцемент – наиболее широко применяемое в строительстве гидравлическое вяжущее вещество. Впервые производство его было организовано в начале XIX в. В Москве Егором Челиевым, который предложил получать гидравлическое вяжущее вещество путем обжига смеси глины и извести «до белого каления». Позднее англичанин Аспдин взял патент на аналогичное гидравлическое вяжущее, также полученное обжигом искусственно составленной смеси из известняка и глины, которому и дал название портландцемент.

Химический состав портландцемента. Портландцемент характеризуется постоянством своего химического состава. Содержание отдельных окислов колеблется в сравнительно ограниченных пределах и составляет (%): СаО – 64-67, SiO₂ – 19-24, Al₂O₃ – 4-7, Fe₂O₃ – 2-6, MgO – не более 5, SO₃ – не менее 1,5 и не более 3,5. Относительное постоянство химического состава портландцемента предопределяет и постоянство его физико-механических свойств, что является важным его преимуществом перед некоторыми другими гидравлическими вяжущими.

Производство цемента по сухому способу экономичнее, чем по мокрому: отсутствует процесс образования шлама; можно совместить отдельные звенья технологической схемы в одном агрегате – мельницы самоизмельчения «Аэрофол», усреднительные склады, мельницы помола сырьевых материалов с подсушкой и др.

При сухом способе (рис.) поступающие на завод сырьевые материалы в виде мергеля, известняка и глины подвергают дроблению в дробилках до зерен крупностью 2,5 мм (глинистый материал дробят в агрегатах с одновременной его сушкой). Приготовленный дробленый сырьевой материал ленточными транспортерами подают на склад сырья, где сырьевые компоненты усредняют ( с помощью усреднительных машин) до установленного норматива по химическому составу и подают далее в бункера мельниц. Из последних сырьевые компоненты вместе с добавками через дозаторы по массе поступают в приемные устройства помольных агрегатов, где их измельчают до требуемой тонины, подсушивают за счет тепла отходящих газов из вращающихся печей и подвергают сепарации.

Измельченный в мельнице материал выгружают потоком газов через циклоны-разгружатели с помощью мельничного вентилятора. Далее мука поступает в коррекционные силосы, где она гомогенизируется и перегружается в расходные силосы. Из силосов сырьевую смесь подают пневмоподъемниками в загрузочное устройство, оснащенное дозаторами по массе, и далее в циклонные теплообменники вращающейся печи. В теплообменниках сырьевая смесь нагревается встречными горячими газами вращающейся печи до температуры 750…800 ⁰С и частично декарбонизуется, после чего поступает в печь на обжиг.

Обжиг клинкера при сухом способе производства осуществляется во вращающихся печах с циклонными теплообменниками, состоящими обычно из четырех последовательно соединенных циклонов, через которые направляются отходящие из печи газы; навстречу газам сверху вниз через циклоны поступает сухая измельченная сырьевая шихта; за 25…30 с она нагревается до 750…800 ^оС и декарбонизуется на 30…40 %. ,Такая современная печь имеет производительность 3000 т/с при удельном расходе тепла 3,2…3,4 МДж/кг клинкера.

Техническим прогрессом является введение в систему циклонных теплообменников дополнительной диссоциационной ступени реактора- декарбонизатора, в котором сжигается до 60 % топлива, предназначенного для обжига клинкера. В реакторе-декарбонизаторе происходит на 85…90 % разложение карбоната кальция, а остальные 10…15 % процесса диссоциации приходятся на долю вращающейся печи. Установка декарбонизатора позволяет повысить съем клинкера с 1 м³ внутреннего объема печи в 2,5…3 раза, повысить производительность печей до 6000…10000 т/сут, снизить удельный расход теплоты до 3,0…3,1 МДж/кг клинкера. Размеры установки невелики, и она может использоваться не только при строительстве новых заводов, но и при модернизации действующих печей с циклонными теплообменниками. Таким образом, наиболее теплонапряженная стадия процесса обжига цементного клинкера – декарбонизация – выносится за пределы печи, в которой происходит только спекание клинкера, и она оказывается термически ненагруженной. Это дает возможность существенно повысить производительность печей при том же удельном расходе тепла на обжиг. Клинкер охлаждается до 60…80 ^оС в колосниковом холодильнике и далее подается на измельчение в сепараторную мельницу.

Цемент транспортируют в силосы, из которых он идет на отгрузку навалом или через упаковочную машину в таре потребителю.

Список использованной литературы

Шейкин А.Е. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1978.
Горчаков Г.Н., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1986.
Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высшая школа, 1988.

скачати