Воздушные вяжущие вещества. - Конспект лекций по предмету Строительные материалы

Гипсовые вяжущие вещества.

Бывают низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые.

Обыкновенный строительный гипс (алебастр), формовочный гипс, медицинский гипс, высокопрочный гипс.

Сырье- гипсовый камень.

                         130-180 oC 

CaSO4*2H2O-----------------> CaSO4*0.5H2O  +  1.5H2O

                                               Вяжущее вещество

Высокообжиговые.

Ангидритовое вяжущее вещество, экстрих-гипс.

                             800 oC      

CaSO4*2H2O-----------------> CaSO4  +  2H2O

Ангидритовое вяжущее вещество.

Начало схватывания не ранее 30 минут, конец схватывания не позднее 24 часов.

Марки: М-50, М-100, М-150, М-200.

Ангидритовое вяжущее вещество затворяют не водой, а растворами сульфатных солей, в частности раствором MgSO4.

Экстрих-гипс.

                >1000 oC

CaSO4-----------------> CaO + SO3

Экстрих-гипс можно затворить водой, т.к. CaO- катализатор твердения.

Гипсовые вяжущие вещества применяют для приготовления растворов и бетонов, сухих шпаклевочных смесей, гипсокартонных и гипсоволоконных листов, акустических плиток и т.д.

Воздушная известь.

Воздушная известь- это продукт, получаемый обжигом ниже температуры спекания известково-карбонатной пород, мела, кальцита, известняка-ракушечника и т.д.

Классификация воздушной извести:

1. По внешнему виду:
• Комовая негашеная
• Молотая негашеная
• Известь-пушенка
• Известковое тесто (известь-пушенка с водой)
• Известковое молоко

1. В зависимости от содержания CaO известь делится на сорта:

1 сорт- >90%

2 сорт-> 80%

3 сорт- >70%

1. В зависимости от температуры гашения различают высокоэкзотермическую (температура гашения более 70 оС) и низкоэкзотермическую (температура гашения менее 70 оС) воздушные извести.

1. В зависимости от скорости гашения различают извести:
• Быстрогасящуюся (время гашения менее 6 минут)
• Среднегасящуюся (время гашения от 6 минут до 20 минут)
• Медленногасящуюся (время гашения более 20 минут)

Процесс гашения извести:

1)       CaO + H2O ------> Ca(OH)2 + Q↑

2)       Ca(OH)2 + CO2 -----> CaCO3 + H2O

Производство извести.

Состоит из стадий:

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

1)       MgCO3 ----------> MgO + CO2

2)       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:

1. кислотоупорный наполнитель (тонкоизмолотый кварц, гранит)
2. жидкое стекло (натриевое Na2O*nSiO2 или калиевое K2O*mSiO2, где n=2-3, m=1.5-2)
3. 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%

,где R- прочность, t- время.

Процесс производства портланд-цемента:

1. Добыча известняка и глины
2. Приготовление сырьевой смеси (дробление, помол, корректировка состава сырья)
3. Обжиг
4. Помол клинкера совместно с гипсом
5. Магазинирование

В зависимости от способа подготовки сырья существует три способа производства цемента:

1. Сухой
2. Мокрый
3. 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.

1. Растворение компонентов цемента в воде
2. Образование пересыщенного раствора или геля
3. Кристаллизация

При твердении цемента образуются:

• Гидросиликаты
• Гидроаллюминаты
• Гидроферриты кальция
• Гидроксид кальция

Разновидности портланд-цемента.

1. 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.

1. 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

1. Гидрофобный портланд-цемент

Гидрофобные добавки:

• Асидол
• Мылонавт
• Олеиновые кислоты

1. Томпонажный портланд-цемент

Для гидроизоляции нефтяных и газовых скважин.

1. 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.

1. 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.

1. Шлако-портланд-цемент.

Содержит до 40% тонкомолотого доменного гранулированного шлака.

1. Расширяющийся портланд-цемент.

1. Напрягаемый портланд-цемент.

1. 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:

1.       Разрушение происходит за счет вымывания составляющих цемента, в основном гидроксида кальция, мягкими водами.

2.       Разрушение цемента под воздействием растворов кислот и солей с образованием легко растворимых соединений.

3.       Образуются соединения, конечный объем которых в несколько раз превышает суммарный объем исходных компонентов.

При коррозии третьего вида надо использовать сульфатостойкий портланд-цемент.