Ответы к экзамену.строймат
.pdfКерамические материалы и изделия.
21.Понятие керамики. Классификация керамических изделия по виду черепка и по назначению.
Керамика – это материалы и изделия, которые получают из увлажненной глины, путем формования, с последующим обжигом. Продукт обжига глины называется керамический черепок. В зависимости от пористости, все керамические изделия делят на 2 группы:
1.Изделия с плотным черепком – водопоглощение по массе не превышает 5%.
2.Изделия с пористым черепком – водопоглощение больше 5%. Классификация изделий по назначению:
1.Стеновые изделия – для наружных и внутренних (керам кирпич)
2.Облицовочные – керамическая плитка, лицевой кирпич.
3.Кровельные – керамочерепица
4.Теплоизоляционные керамические изделия – кирпич (легковесный)
5.Заполнители для бетона (керамзит, аглопорит)
6.Огнеупорные (керамические)
7.Кислотоупорные - спец керамика
8.Сентехнические изделия – унитазы, раковины и прочия бурда.
9.Трубы – а) канализационные, б) дренажные (для осушения грунта)
Сырье для произв. керамики – это глина и добавки. Глины – это горные породы осадочного происхождения сост из глинистых минералов. (каолинит)
К добавкам и примесям относят – песок, полевые шпаты, карбонаты кальция и магния, водорастворимые соли, соединения щелочных Ме. Хим состав глин. Sio2 – 45-85%, Al2O3
– 10-40%, Fe2O3 - 0.2-10%, CaO – 0.3-6%, K2O и Li2O – 0.1-6% это щелочные.
22.Керамические свойства глин: «формовочные, сушильные, огневые»
1.Пластичность - способность увлажненной глины изменять размеры и формы, необратимо формоваться и без разрыва плотности.
В зависимости от пластичности глины бывают:
1.Высокопластичные (жирные) – П-25%, Ч-80-90%, В.У.-10-15%
2.Среднепластичные – П-7-25%, Ч-20-60%, В.У.-7-10%.
3.Малопластичные - П-3-7%, Ч-<3%, В.У.-5-7%.
П- число пластичности, Ч-чешуек, В.У. – воздушная усадка Глинистые частицы имеют форму чешуек, размеры которых примерно 0.005 мм. Чешуйки уложены в «пакетах» (расположены на хаотично а друг на друга)
При увлажнении молекулы воды проникают между чешуйками и отодвигают их друг от друга, глина набухает.
При формовании вода играет роль смазки, чешуйки скользят но оторвать их друг от друга трудно из-за силы поверх натяжения воды.
2.Связующая способность – это свойство увлажненной глины склеивать непластичные компоненты и после суки дает прочный полуфабрикат сырец. Чем выше пластичность тем выше его связующая способность.
3.Воздушная усадка – уменьшение линейных размеров сырца в результате сушки. Причина – испарение воды. Это отрицательное свойство потому что может привести к образованию трещин в результате сушки.
Огневая усадка – это уменьшение линейных размеров сырца при обжиге. Составляет 2-6% Зависит от химического состава глины (от наличия легкоплавких компонентов)
5.Огнеупорность – способность глины не размягчаться и не деформироваться при высоких температурах. Легкоплавкие – t<1350, Тугоплавкие – t1350-1580, Огнеупорные1580<.
Чем выше содержание Al2O3 тем выше огнеупорность Fe2O3, щелочных Ме, СаО, - снижают огнеупорность.
Спекаепость – это способность глины при обжиге необратимо переходить в каменноподобрное состояние и давать прочный водостойкий черепок.
При обжиге происходят сложные физико-химические процессы: из глинистых минералов удаляется вода, часть компонентов расплавляется , в расплаве происходят химические реакции, в результате которых образуются новые вещества (муллит). Чем больше муллита тем больше спекаемость глины.
23.Непластичные сырьевые компоненты для производства керамики: отощающие, порообразующие добавки, плавни.
Добавки к глинам корректируют свойство глины и черепка.
1) Отощающие (в жирную глину) – вводят в высокопластичные глины для уменьшения воздушной усадки. Песок, зола и т.д.
2) Порообразующие – способствуют порообразованию:
А) Газовыделяющие – молотый мел, молотый известняк. При обжиге добавки разлагаются и выделяют газ.
Б) Выгарающие – древесная мука, угольная мыль и т.д. При обжиге добавки сгорают и выделяют газообразные продукты и при этом выделяется тепло (изделие лучше прогревается изнутри это способствует равномерности обжига)
В) Плавни – (интенсификаторы спекания) улучшают спекаемость глины и позволяют снизить температуру обжига. (битое стекло, полевые шпаты)
24.Технологическая схема производства керамических изделий. Способы формования керамических изделий.
Технолог. схема складывается из следующих стадий:
1) Карьерные работы – включают в себя добычу сырья, хранение промежуточного запаса глины в глинозапасниках, и транспортирование.
2) Подготовка глиномассы – целью является разрушение природной структуры глины и придача необходимых керамических свойств. Из глины выделяют крупные камни, ее дробят смалывают, сушат, иногда орашают водой, обрабатывают горячим паром, смешивают с добавками.
3) Формование сырца. Существует несколько способов формования.
1.Пластическое формование. Для формования используют шнековый ленточный вакуумный пресс. Давление прессования в нем Р=1.5-2.0 МПа. Шнек вращается и проталкивает массу к мунштуку и выдавливает массу на непрерывно движущуюся ленту. Ножи стоят за прессом, которые режут брус на изделия необходимых размеров. Таким способом формуют кирпич, плитку, черепицу.
2.Полусухое прессование глиномасса-прес-порошок. W 8-12% (4%)-сухой способ. Оборудование: колено-рычажный пресс Р=12-30 МПа (40 для сухого) Формуют в формах матрицах, в них засыпают пресс порошок, его запрессовывают, а за тем сырец выталкивают. Достоинство полусухого по сравнению с пластическим:
1.Можно использовать малопластичные глины.
2.Более высокая точность геометрических размеров
3.Можно исключить стадию сушки Недостатки:
1.Изделия более хрупкие следовательно понижается прочность при изгибе и понижается морозостойкость
2.Более сложное и дорогое оборудование Формуют – кирпич и плитку
3.Шликерный. Формовочная масса – шликер W 35-40%/
Шликер наливают в форму и выдерживают несколько часов, за это время вода из шликера оттягивается стенками формы, шликер частично обезвоживается и уплотняется. Полуфабрикат извлекают из формы . Изделия – сантехническая керамика, мелкоразмерные облицовочные плитки.
4)Сушка сырца – это подготовка сырца к обжигу. Сушат в аппаратах – сушило. Время сушки от 36 часов до нескольких суток. Температура приблизительно 100 С. Во время сушки испаряется свободная вода, так же возникает образование трещин из за воздушной усадки, по этому сушат до остаточной влажности сырца приблизительно 5%.
5)Обжиг. Происходит в печах которые носят название туннельные печи – это печи внутри которых находится туннель с рельсами по которым ездит вагонетка с обжигаемыми изделиями. По мере передвижения вогонетка проходит три туннельные зоны: первая зона подогрева в которой происходит испарение остатков воды и выгорает органика, вторая зона обжига де температура зависит от огнеупорности глины для легкоплавких 950 С, для тугоплавких 1050 С. И наконец третья зона это зона охлаждения где и завершается формование черепка. При нарушении режима обжига может возникнуть брак. Недожег, пережег.
25. Характеристика рядового керамического кирпича: требования к внешнему виду, физико-механические показатели, области применения. Преимущества эффективных керамических изделий перед полнотелым кирпичом.
Этот кирпич используют для клаки стен. Его изготавливают из легкоплавких красножгущихся глин, пластическим или полусухим способом. Они имеют форму прямоугольного параллелепипеда размеры коготоро 250х120х65. Предельные отклонения по пастели – широкой части кирпича +-4 мм, по ложку – длинной узкой части +-3 мм, и по тычку +-3 мм. Допускается не более двух трещин. Ограничивается отбитости углов и ребер. Средняя плотность 1600-1900 кг/м3, теплопроводность = 0,7…0,82 Вт/м*к. В зависимости от прочности при сжатии и изгибе кирпичу назначают марки: М100,125,150,175,200,250. Марка показывает предел прочности при сжатии, выраж. в кгс/м2 округленный в меньшую сторону до стандартного значения. Предел прочности при изгибе меньше чем при сжатии приблизительно в 8 раз. Учитывается при назначении марки но нигде не фигурируется потом что кирпич в конструкциях работает на сжатие. Водопоглащение по массе не менее 6% для лучшего сцепления с раствором.
Марки по морозостойкости: F25,35,50,75,100. Что касается области применения, то этот кирпич используют для кладки внутренних и наружных стен, столбов, для кладки печей, дымовых труб. Но нельзя использовать для оснований и фундаментов ниже гидроизоляционного слоя. Но в практике такие нарушения бывают очень часто.
Кирпич керамический рядовой пустотелый – отличается тем что в нем присутствуют технологические пустоты которые бывают цилиндрической, прямоугольной и щелевидной формы. Предел прочности при сжатии 1000-1400, теплопроводность 0.36- 0.46. h=65мм,88 мм. По всем остальным показателям требования остаются прежними. Применяют для кладки наруж и внутр стен с нормальным влажностным режимом (нельзя в банях, бассейнах, прчках), нельзя для кладки печей и дымовых труб и оснований и фундаментов.
Камни керамические рядовые. Это пустотелые изделия правильной формы отличающиеся от кирпичей большими размерами 250х120х140 Предел прочности при сжатии 800-1400, теплопроводность 0,3-0,46. Водопоглащение не менее 6%. Марки по морозостойкости такие же от F25 до F100 М100-М250. В отличае от кирпичей при назначении марки камни на изгиб не испытывают.
26. Характеристика лицевого керамического кирпича: назначение, требование к внешнему виду, физико-механические показатели. Виды лицевого кирпича: Обьемно-
окрашенный, двухслойный, глазурованный, ангобированный, торкретированный, с полимерным покрытием.
Лицевой кирпич выполняет защитно-декоративные функции и при этом воспринимает механические нагрузки так же как и рядовой. Требования к внешнему виду более жесткие по сравнению с рядовым. Предельные отклонения по размера 250+-4х120+-3х65+-2. Не допускается наличие трещин на лицевых гранях (1 ложок и 1 тычок). Характеристики по прочности от М100 до М250 по морозостойкости выше F50, водопоглощение 6-14%. Виды лицевого кирпича:
1.Из красножгущихся глин. Изготавливают из тех же глин что и рядовой. Внешний вид должен быть лучше, т.е. глину готоят более тщательно и вводят пластом.
2.Кирпич светлых тонов. Изготавливают из смеси красно и светложгищейся глины.
3.Обьемно-окрашенный. Изготавливают из дорогостоящих, дефицитных беложгущихся глин, с добавкой пигмента. Цвет разнообразный.
4.Двухслойный кирпич. При формовании на брус из легкоплавкой жгущейся глины напрессовывают с 2х сторон слой беложгущейся глины, а потом редут на отдельные кирпичи. Толщина слоя 3-5 мм. К беложгущейся подливают плавни, молотый кварциевый песок.
5.Ангобированный кирпич. На поверхность нанесен слой ангоба. При формовании кирпича на глиняный брус набрызгивается из пульверизатора суспензия беложгущейся глины с пигментом толщиной 0,3-0,5 мм далее сушат , потом обжигают, ангобный слой спекается и образуется матовая поверхность.
6.Глазурованный кирпич .Глазурованная поверхность (1 ложок и 1 тычок) имеет глазурный слой. Слой стекловидный, глянцевый. Состав глазури очень сложный – белая глина, полевые шпаты, молотый кварцевый песок, бура соль, оксиды олова, сода. После обжига благодаря сложному составу глазурь расплавляется и растекается ровным тонким слоем, коэффициент линейного температурного расширения глазурного слоя больше чем кирпича на глазури появляется сеть тонких трещин (щек), если наоборот то отслоение глазурного слоя.
7.Кирпич с полимерным покрытием. Пульверизатором на лицевую поверхность обожженного кирпича напыляют слой алкидной эмали, а за тем изделия сушат.
27.Характеристики керамических плиток для наружной и внутренней облицовки.
Фасадные облицовочные плиты. Изготавливаются из светложгущихся глин солусухим или пластическим способом. По назначению делят на: рядовые – для наружной облицовки стен зданий. Морозостойкость у них F35 и выше, водопоглащение от 7 до 12 %
. Из маленьких плиток делают ковры. Их наклеивают на водорастворимые клеи лицевой поверхность вниз. Рамеры плиток 120х65х7, 48х48х4, 22х22х4. При облицовке фасада коврики, бумагой наружу приклеивают к фасаду раствором. Затем бумагу с водостойким клеем смачивают водой.
Плитки специального назначения для облицовки цоколей и подземных переходов, работают в контакте с подземными водами, обязательно глазируют. Морозостойкость F50 и выше. Подопоглащение 5%.
Плитки для внутренней облицовки – изготавливают из беложгущихся глин с добавкой полевых шпатов и кварцевого песка – фаянсовые, либо из красножгущихся - ….. Теплостойкость – плитки нагревают в сушильном шкафу до 200 С, а за тем охлаждают под струей воды 10 С, при этом не должно появляться трещин. Существует 49 типов размеров. Керамогранит. Для наружной и внутр. Изготавливают из смеси глин. Основа беложгущаяся каолинитовая глина к которой добавляют полевые шпаты, кварциевый песок и пигменты. Плитки формуют сухим способом. Влажность 2-4%, добавление прессования 40-50 МПа, обжигают при высоких температурах 1200 С, сырец хорошо
спекается. Водопоглащение 0.05 %, Тв. Плитки 8 баллов, Выдерживает температуры от -50 до +50 С. Недостатки – хрупкость.
29.Керамзит: сырье, получение, показатели качества, область применения.
Керамзит — лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины. Имеет форму овальных или (реже) круглых гранул. Производится также в виде песка — керамзитовый песок.
В зависимости от режима обработки глины можно получить керамзит различной насыпной плотности (объемным весом) — от 250 до 600 кг/м³ и выше.
Обжиг глины производится в металлических барабанах-печах, диаметром 2-5 метров и длиной до 70 метров. Барабаны устанавливаются под небольшим углом, глиняные гранулы засыпаются в верхнюю часть печи, под воздействием силы тяжести они скатываются к нижней части, где установлена форсунка для сжигания топлива. Время пребывания гранул в печи около 45 минут. Иногда используют двухбарабанные печи, где барабаны отделены друг от друга порогом и вращаются с разными скоростями. Подобные печи позволяют использовать менее качественное сырье, хотя на выходе качество керамзита не отличается или выше полученного в однобарабанных печах.
Используется как утеплитель в виде засыпки, а также для изготовления лёгкого бетона — керамзитобетона. Керамзит также используется в сельском хозяйстве и гидропонике; применяется в домашнем цветоводстве и в качестве составной части грунта в террариумах.
Особенности. Легко набирает, но плохо отдает воду — за счет керамической твердой корки вокруг очень пористой гранулы — что хорошо для гидропоники, но плохо для утеплителя, и неотапливаемых промерзающих керамзитобетонов. Как утеплитель рекомендуется использовать только в роли засыпки, без бетонирования. Часто используется в декоративных целях. В домашних условиях керамзит используют при выращивании домашних растений, он не даёт испаряться влаге, тем самым контролируя водный баланс растения.
Показатели качества.
1.Прочность керамзита, которая установлена для каждой марки и зависит от ее насыпной плотности.
2.Водопоглощение – в норме от 8 до 20%.
3.Морозоустойчивость – не менее 15 циклов с потерей массы до 8%. На практике предприятия придерживаются нормы в 25-35 циклов.
4.Теплопроводность. Нормы ГОСТом не установлены, но в среднем теплопроводность составляет 0,1 – 0,14 Вт/м 0С для марок М350 – М500. Марку М250 с теплопроводностью 0,07 Вт/м 0С завод по производству керамзита обычно изготавливает под заказ.
5.Радиационная активность - для применения в строительстве и ремонте жилых и общественных зданий - не более 370 Бк/кг. На практике уровень не превышает 200-240 Бк/кг.
30.Понятие неорганического вяжущего вещества. Классификация в зависимости от условий твердения.
Вяжущие вещества – это вещества способные склеивать разнородные компоненты в единое целое. Неорганические вяжущие вещества – это порошок, который при затворении водой (или водным раствором солей) образуют пластичное тесто, которое со временем способно твердеть и переходить в камнеподобное состояние.
В зависимости от условий твердения вяжущие делят на 3 группы:
1.Воздушные – к ним относят те, которые могут твердеть и сохранять свою прочность только в сухи условиях. (Гипсовые вяжущие, воздушная строительная известь, магнезиальные вяжущие (жидкое стекло))
2.Гидравлические – это вяжущие способные твердеть и сохранять свою прочность как в сухих так и во влажных условиях. Во влажных усл. они твердеют лучше. В сухих усл. У них может возникнуть сброс прочности. (портландцемент, глиноземистый, гидравлическая известь)
3.Автоклавные – способные твердеть с образованием прочного водостойкого камня в условиях автоклавной обработки. Рн2о=0,8-1,2 МПа t=175-195 С. (Известковокремнеземистые, известковошлаковые)
31.Гипсовые вяжущие – это вяжущие воздушного твердения, получающие путем обработки и помола гипсового камня.
В зависимости от условий тепловой обработки делят на 2 гр:
1.Низкообжиговые – t = 180 С (СаSO4+0.5 H2O – строительный гипс)
2.Высокообжиговые – t= 600-900 С (СаSO4+3%CaO – высокопрочный гипс, ангидритовый цемент)
Сырье для производства гипсовых вяжущих – горные породы осадочного происхождения Гипс СaSo4*2H2O Ангидрид CaSO4 Химические отходы – к примеру борогипс и т.д.
Производство гипсовых вяжущих:
Стадии: 1. Дробление, 2. Помол, 3. Тепловая обработка Получение низкообжиговых гипсовых вяжущих основано на химической реакции
дегидратации (удалении воды) двуводного гипса. СаSO4*2H2O=CaSO4*0.5H2O+1.5H2O Строительный гипс получают проводя эту реакцию в гипсоварочных котлах, в последствии реакция идет быстро удаляется H2O в виде пара и получается бетополугидрат. β=CaSo4*0.5H2O
Высокопрочный гипс – реакция в аппаратах автоклавах. Реакция идет медленно, вода удаляется в виде жидких капель, получается высокопрочный альфаполугидрат
α= CaSo4*0.5H2O
Высокообжиговые гипсы – состоят преимущественно из ангидрида СаSo4/ К этой группе относят ангидридовый цемент и эстрих-гипс. В основе получения ангидридового цемента лежит реакция полной дегидратации двуводного гипса протекающая при температуре
600С. Са So4*2H2O=CaSo4+2H2O
Ангидридовый цемент можно получить минуя стадию тепловой обработки путем помола природного ангидрида СаSo4 с добавкой активатора твердения.
Эстрих-гипс получают в результате тепловой обработки сырья при Т=900 С. При этом происходит частичное разложение ангидрида с образованием СаО. Отпадает необходимость добавления активатора твердения при помоле.
32.Физико-химические процессы лежащие в основе твердения строительного гипса по Байкову.
Твердение гипсовых вяжущих обусловлено реакцией гидратации – химическим взаимодействием полуводного гипса с водой затворения. СаSo4*0.5H2O+1.5H2O=CaSo4*2H2O. Таким образом продукт твердения состоит из двуводного гипса. Согласно теории Байкова процесс твердения можно условно разбить на три периода. Первый – подготовительный период который наступает сразу после смешивания вяжущего с водой затворения. Частицы полуводного гипса начинают растворятся образуя насыщенный раствор. В растворе происходит реакция гидратации. Реакция экзотермична: при гидратации 1 кг полугидрата выделяется 133 кДж тепла,
растворимость полуводного гипса 8 г/л, а продукт реакции двуводного гипса 2 г/л, по этому создаются условия для образования перенасыщенного раствора.
Второй – период коллоидизации. Из перенасыщенного раствора выделяются мельчайшие агрегаты двуводного гипса. Силы межмолекулярного взаимодействия связывают агрегаты в рыхлые коагуляционные структуры, образуется гель. Это приводит к потери пластичности гипсового теста, происходит схватывание.
Третий – период кристаллизации. Агрегаты двуводного гипса укрупняются, образуя кристаллы. По мере роста кристаллов формируются кристаллические стростки. Это приводит к образованию прочного камня.
Указанные периоды не следуют друг за другом,а налагаются один на другой и продолжаются до тех пор, пока весь полуводный гипс не перейдет в двуводный.
33. Строительно-технические свойства гипсовых вяжущих: тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания, марки.
Белого или светло-серого цвета. Насыпная плотность=900кг/м , истиная плотность=2800кг/м.
Показатели качетсва Тонкость помола-определяют просеиванием через сито Н0,2мм Взависимости от остатка на сите гибсовые вяжущие делят на 3 вида:
1)Грубого помола-остаток на сите не более 30% 2)Среднего помола-остаток на сите не превышает 14% 3)Тонкого помола-остаток 2%
Водопотребность
Кол-во воды выраженное в % от массы вяжущего, которая необходима для приготовления теста стандартной консинстенции. Субтарт-измеряет консинстенцию по диаметру расплыва теста. Тесто стандартного расплыва должно быть D=180+-5мм
1)От способа получения вяжущего, его вида. Высокопрочный гипс.
2)От тонкости помола. Чем тоньше помол, тем водопотребность больше. При твердении в хим. Реакции с гипсом вступает 18,6% воды, а оставшаяся испаряется и формирует в затвердевшем камне поры.
Чтобы уменьшить водопотребность добавляют пластификаторы.
Сроки схватывания
Схватываниепотеря пластичности тела.
Различают начало и конец схватывания. Их определяют на приборе викка (по глубине проникания иглы в тесто).Начало схватывания от момента затворения до того момента, когда игла не дойдет до дна 1-2мм. Конец схватывания от момента затворения до того, как игла углубилась на 1-2мм.
В зависимости от сроков схватывания бывают 3 типа вяжущего: 1)Быстротвердеющие-начало не ранее 2 мин,а конец не позднее 15 мин. Условное обозначение- А 2)Нормально твердеющие-начало не ранее 6 мин,а конец не позднее 30 мин. Условное обозначение-Б
3)Медленно твердеющие-начало не ранее 20 мин, а конец не нормируется.Условное обозначение-В Сроки схватывания зависят от:
1)Кол-ва воды затворения, поэтому индекс сроков схватывания определяют испытывая тесто стандартной консинстенции.
2)От тонкости помола-чем тоньше помол, тем схватывается быстрее
3)От способа получения вяжущего-гипс высокопросный схватывается медленнее, чем строительный Чтобы замедлить схватывание в водуд обавляют борную кислоту, уксус, клей ПВА. Чтобы
ускорить схватывание нужно добавить Ca2SO4, молотый гипсовый камень. Марки: Г2-Г25
34. Пути повышения прочности и водостойкости изделий из гипса.
1)Свежеотфармованные изделия необходимо посушить и предотвратить последующее впитывание воды(нанести водонепроницаемую пленку)
2)Уменьшить общую пористость гибсового камня-нужно снизить кол-во воды затворения 3)Введение гидравлических добавок (использование смешанного вяжущего)
4)Вводят добавки-пластификаторы
35.Воздушная строительная известь: сырье, физико-химические процессы, лежащие в основе получения, гашения, твердения извести.
Продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных пород с содержанием глины не более 6%. Наиболее распространенным сырьем для производства извести служит плотный известняк.Его обжигаю при T=900-1200. В основе получения лежит реакция термической диссоциации карбоната кальция CaCO3=CaO+CO2
Химическая основа негашеной известиCaO (может быть MgO) Продукт обжигапористые куски комовой негашеной извести.
Полученная в результате обжига комовая негашеная известь в дальнейшем направялется на гашение либо подвергается помолу.
Гашение заключается в обработке комовой негашеной извести водой. Вода поглощается пористыми кусками негашеной извести и активно с ней реагирует. В основе гашения лежит химическая реакция гидратации оксида кальция CaO+H2O=Ca(OH)2
Реакция экзотермична. Этоприводит к сильному саморазогреву, масса кипит.В процессе гашения часть воды в пористых кусках превращается в пар, и они распадаются на мельчайшие частицы гидроксида кальция. Таким образом происходит химическое диспергирование. В зависимости от кол-ва воды, взято при гашении, можно получить гидратную известь или известковое тесто.
Известковое тесто-пластичная масса Известьмедленно твердеющее вяжущее. Твердение происходит в две стадии: высыхание => карбонизация.
На стадии высыхания происходит испарение свободной воды из известкового раствора, сближение и срастание кристаллов гидроксида кальция.
36. Классификация и показатели качества воздушной строительной извести: активность, содержание непогасившися зерен, скорость гашения. Виды брака: недожег, пережег.
Недожег-куски не разложившегося известянка. Пережег-уплотненные оплавившиеся зерна оксида кальция.
-Активность-процентное содержание активных, т. е. Способных к гашению оксидов
(CaO+MgO)
- Cодержание непогасившися зереннедожега, пережега, а также продуктов обжига примесей глины, содержавшейся в сырье -Скорость гашения. В зависимости от времени гашения различают три вида извести:
быстро-, средне-, медленногасящуюся. Чем меньше глинистых примесей в сырье и чем выше качество обжига , тем выше активность извести и быстрее проходит ее гашение.
37.Магнезиальные вяжущие каустический магнезит и каустический доломит: сырье, получение, особенности твердения, свойства, области применения.
Магнезиальные вяжущиевяжущие вещества воздушного твердения, активной частью которых являются оксид магния.
Каустический магнезитMgO каустический доломит MgO*CaCO3
Сырьем для их производства служат горныепороды магнезит и доломит, соответственно. Сырье обжигают при T=750-850, продукт обжига измельчают в тонкий порошек. В основе получения лежит реакция термической диссоциации карбоната магния MgCO3=MgO+CO2 При обжиге доломита карботан кальция не разлагается и остается в каустическом доломите в виде балласта.
Для затворения магнезиальных вяжущих используют водные растворы солей магния MgCl2 или MgSO4, так как при затворении водой оксид магния слабо проявляет вяжущие свойства.
Магнезиальные вяжущие при твердении дают камень выскокой прочности. Через 28 суток твердения прочность при сжатии каустического магнезита достигает 30...50 МПа, а в жестких смесях -100МПа. Они обладают высокой адгезией к древесине.Несмотря на высокие качества и экологическую безопасность, применение магнезиальных вяжущих ограничено в связи с дефицитом солей для затворения.
Магнезиальные вяжущие вещества характеризуются хорошим сцеплением с органическими материалами (древесными опилками, стружкой и т. п.) и предохраняют их от загнивания. На этом основано применение этих вяжущих для устройства ксилолитовых полов (заполнителем в которых служат древесные опилки), изготовления некоторых материалов (фибролита).
38.Портландцемент: сырье, технологическая схема производства, сравнительная характеристика сухого и мокрого способов производства; физико-химические процессы, протекающие при обжиге сырьевой смеси.
Портландцементгидравлическое вяжущее, в составе которого преоблажают силикаты кальция.Это продукт помола портландцементного клинкера с добавкой гипса(3-5%) Клинкер-полуфабрикат производства цемента, который образуется в результате обжига до спекания сырьевой смеси.
Основным сырем для производства портпландцемента служит известняк и глина, взятые в соотношении 3:1 Получение складывается из следующих стадий:
-добыча и транспортировка сырьевых материалов -дробление сырьевых материалов -приготовление сырьевойсмеси -обжиг сырьевой смеси, т. е. Получение клинкера -охлаждение клинкера -помол клинкера с добавкой гипса
-магазинирование готового цемента
Вмокройм способе приготовление сырьевой смеси производят в водной среде. В присутствии воды облегчается помол и перемешивание сырьевых компонентов. В результате получается вязко-текучая однородная сырьевая смесьшлам, содержащий 36-
40% воды.
Всухом способе производят помол и тесное перемешивание сухих материалов. Полученная сырьевая смесь представляет собой тонкодисперсный порошок-сырьевую муку.Получить однороднуюсырьевую смесь сухим способом труднее, чем мокрым. Однако сухой способ позволяет сократить в1,5-2 раза затраты энергии при обжиге в сравнении с мокрым.Обжиг сырьевой смеси производят во вращающихся печах, в которых температура достигает 1450С. В процесе обжига протекают сложные физические и химические процессы, в результате чего образуется зернистый материал-клинкер. Печь можно разбить на 6 температурных зон:
1)100-200 зона испарения(в сухом способе не нужно)
2)200-700 зона подогрева. Выгорают органические примеси, из глины удаляется химически связанная вода.
3)700-900зона кальцинирования-CaCO3 распадается на CaO u CO2, дегидратированная глина распадается на свободные оксиды: Al2O3, Fe2O3, SiO2.Начинается взаимодействие
CaO c Al2O3, Fe2O3, SiO2.
4) Зона экзотермических реакций 900-1250 Образуется 3 очень важных клинкерных минерала: двухкальциевый силикат, трехкальциевый алюминат, четырехкальциевый алюмоферит.
5)1250-1450 Зона спеканиялегкоплавкие компоненты расплавляются, в расплаве происходят хим реакции и образуется четвертый клинкерный минерал (главный)- трехкальциевый силикат.
6) зона охлаждения 1000 Клинкер выходит из печи и подвергается резкому охлаждению
39.Химический и минеральный состав портландцементного клинкера. Свойства клинкерных минералов. Физико-химические процессы, протекающие при твердении цемента.
Алит 3CaO*SiO3-45-65% Белит 2CaO*SiO2-15-45%
Трехкальциевый алюминат 3CaO*Al2O3- 5-15% Четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO*Al2O3*Fe2O3- 10-20%
Алит(C3S) самый важный клинкерный минерал. Взаимодействуя с водой, быстро схватывается и твердеет, выделяет болльшое кол-ва теплоты. Высокую прочность набирает к 28 суткам твердения. Алит отвечает за марку портландцемента. Однако продукт твердения алита не стоек коррозии и разрушается даже пресной водой. Белит(C2S)- второй по значимости и содержанию силикатный минерал клинкера. Взаимодействуя с водой, схватывается и твердеет очень медленно, тепловыделение при твердении очень низкое. Высокую прочность набирает к 2 годам твердения, т. е. При благоприятных условиях белит продолжает твердеть в работающей конструкции. Продукт твердения белита стоек коррозии. Белит отвечает за долговечность цементного камня в бетоне.
Трехкальциевый алюминат (C3A)- клинкерный минерал, наиболее активно взаимодействующий с водой. Схватывается и твердеет очень быстро; тепловыделение при твердении очень высоое. Онако продукт его твердения имеет очень низкую прочность, оторая со временем не растет, а падает. Он не стоек к коррозии в сульфатных водах. Отвечает за схватывание и начальную прочность цемента.
Четырехкальциевый алюмоферрит (C4AF) — по скорости твердения занимает промежуточное положение между алитом и белитом. Тепловыделение при твердении умеренное. Не стоек к коррозии в сульфатных водах.Четырехкальциевый алюмоферрит свою главную роль играет при получении клинкера: он облегчает ситез главного клинкерного минерала-алита.
Твердение цемента обусловлено хим. Взаимодействием клинкерных минералов с водой затворения. Реакции гидротации идут на поверхности частиц, образуются труднорасстворимые частицы(на поверхности цемента). В результате проникновения воды в глубь цемента частиц замедляются, поэтому цемент твердеет значительно медленнее, чем гипс. Чтобы ускорить твердение цемента нужно ускорить реакции гидротации. Способы:
1)Поднять t, сохранив при этом 100% влажность(сушить нельзя) 2)катализаторыдобавить ускорители(соли)