- •Кафедра «Производство строительных изделий и конструкций»
- •1. Введение
- •1.1. Общие сведения о вяжущих веществах, их значение для народного хозяйства
- •1.2. Краткие сведения о развитии производства вяжущих веществ
- •1.3. Классификация и номенклатура минеральных вяжущих материалов
- •2. Гипсовые и ангидритовые вяжущие
- •2.1. Сырье для производства гипсовых вяжущих
- •2.2. Дегидратация двуводного гипса и модификации водного и безводного СаSо4
- •2.3. Технология производства гипсовых вяжущих
- •2.4. Твердение гипсовых вяжущих
- •2.5. Свойства гипсовых вяжущих и их применение
- •2.6. Ангидритовые вяжущие вещества
- •3. Воздушная строительная известь
- •3.1. Разновидности строительной извести, ее состав
- •3.2. Сырьевые материалы для производства строительной воздушной извести
- •3.3. Технология производства строительной извести
- •3.4. Виды твердения воздушной строительной извести
- •3.5. Свойства строительной извести и ее применение
- •4. Магнезиальные вяжущие вещества
- •4.1. Сырье для производства магнезиальных вяжущих веществ
- •4.2. Производство каустического магнезита и каустического доломита
- •4.3. Твердение магнезиальных вяжущих веществ
- •4.4. Свойства магнезиальных вяжущих веществ
- •4.5. Применение магнезиальных вяжущих веществ
- •5. Гидравлическая известь
- •6. Портландцемент
- •6.1. Общая характеристика и вещественный состав портландцемента
- •6.2. Химический и минеральный состав клинкера
- •6.3. Сырьевые материалы для производства портландцемента
- •7. Технология производства портландцемента
- •7.1. Способы производства портландцемента
- •7.2. Добыча и транспортирование сырьевых материалов
- •7.3. Складирование сырья, добавок, топлива
- •7.4. Измельчение материалов и приготовление сырьевой смеси
- •7.5. Обжиг сырьевой смеси и получение клинкера
- •7.6. Помол клинкера и добавок и получение портландцемента
- •8. Физико-химические основы схватывания и твердения портландцемента. Структура цементного теста и камня
- •8.1. Взаимодействие цемента с водой и химический состав новообразований
- •8.2. Теория твердения портландцемента
- •8.3. Формирование структуры и свойств цементного теста
- •8.3. Структура цементного камня
- •10. Стойкость портландцемента к химической коррозии
- •11. Разновидностипортландцемента
- •11.1 Быстротвердеющий и высокопрочный портландцементы
- •11.2. Портландцемент с поверхностно-активными добавками
- •11.3. Сульфатостойкий портландцемент
- •11.4. Портландцемент с умеренной экзотермией
- •11.5. Портландцемент для дорожного строительства
- •11.5. Портландцемент для производства асбестоцементных изделий
- •11.6. Белый и цветные портландцементы
- •12. Многокомпонентные цементы с природными минеральными добавками
- •12.1. Активные минеральные добавки
- •12.2. Пуццолановый портландцемент
- •12.3. Известково-пуццолановое вяжущее вещество
- •12.4. Цементы с микронаполнителями
- •12.5. Композиционные гипсовые вяжущие
- •13. Шлаковые цементы
- •13.1. Шлаки и их свойства
- •13.2. Шлакопортландцемент
- •13.3. Извсстково-шлаковое вяжущее
- •13.4. Известково-зольное вяжущее
- •13.5. Сульфатно-шлаковые вяжущие
- •14. Цементы из специальных клинкеров
- •14.1. Глиноземистый цемент
- •14.2. Расширяющиеся и напрягающие цементы
- •14.3. Сверхбыстротвердеющие цементы
- •15. Органические вяжущие вещества
- •15.1. Полимерные вяжущие
- •15.2. Битумные и дегтевые вяжущие
- •15.3. Неорганические вяжущие с добавками полимерных веществ
4.3. Твердение магнезиальных вяжущих веществ
При затворении каустического магнезита водой он начинает медленно гидратироваться (присоединять воду с образованием плохо растворимого основания — гидроксида магния) и твердеть, приобретая в результате длительного хранения на воздухе незначительную конечную прочность, что можно объяснить отсутствием у Mg(OH)2вяжущих свойств и образованием в твердеющей системе его аморфного осадка. Аналогично будет вести себя MgO и при затворении водой каустического доломита, так как находящийся в системе в большом количестве карбонат кальция не реагирует е водой, а присутствующий в небольшом (до 2,5 %) количестве оксид кальция не может образовать достаточно плотного камневидного тела в твердеющем каустическом доломите.
Mg(OH)2образует в водной среде две формы осадка, одна из них метастабильна (неустойчива) и представляет собой гель, который с течением времени очень медленно [растворимость Mg(OH)2 в воде очень мала] кристаллизуется в виде гексагональных пластинок бру-сита.
Для ускорения процесса гидратации MgO и твердения магнезиального вяжущего в качестве обязательного компонента применяют растворы хлористого или сернокислого магния. Ускоряющее действие солей магния на гидратацию MgO можно объяснить так: в результате взаимодействия MgO с водой он растворяется с поверхности зерен и переходит в раствор (кристаллизационная теория Ле-Шателье), где, соединяясь с водой, образует менее растворимое в воде соединение— гидроксид магния, в результате чего раствор становится пересыщенным по отношению к Mg(OH)2, и он, выпадая из раствора в виде аморфного осадка, покрывает поверхность зерен и препятствует дальнейшей гидратации MgO. В присутствии солей магния в растворе они взаимодействуют с находящейся в растворе Mg(OH)2, образуя комплексное соединение:
5MgO+MgCl2+ 12Н2О = MgCl25Mg(ОН)27Н2О,
благодаря чему из раствора выводится Mg(OH)2и следующие порции MgO растворяются в воде. Соединение MgCl25Mg(ОН)27Н2О постепенно переходит в соединение MgCl23Mg(ОН)27Н2О и кристаллизуется в виде игл и волокон, создавая прочный каркас твердеющей системы. Выделяющаяся при этом Mg(OH)2кристаллизуется в брусит, не замедляя скорости гидратации MgO. Кристаллы и гель Mg(OH)2уплотняют кристаллическую решетку, образованную гидроксихлоридом магния MgCl23Mg(ОН)27Н2О, придавая затвердевшей системе повышенную прочность. При введении MgSO4в растворе образуется комплексная соль MgSO45Mg(OH)23H2O, которая при температуре выше 45 °С переходит в MgSO45Mg(OH)28H2O. Иногда вместо солей MgCl2или MgSO4с водой затворения вводят разбавленные кислоты НС1 или H2SO4, образующие соли соответствующих кислот непосредственно при перемешивании смеси.
При твердении каустического доломита происходят аналогичные реакции с образованием комплексных солей магния; имеющийся в системе углекислый кальций повышает плотность возникающего кристаллического каркаса и образует центры кристаллизации, способствуя карбонизации извести, образовавшейся при обжиге доломита в небольшом количестве. Возможно также взаимодействие между MgO и СаСО3в присутствии воды с образованием комплексных соединений.