Шпаргалка по "Строительству"

5.4.Повітряне будівельне вапно - продукт випалювання не до спікання при температурі 1000... 1200 кальцієво- магнієвих гірських порід (вапняку, крейди, вапняку - черепашнику, доломітизованого вапняку), що містять не більше 6% глинистих домішок. Високодисперсний кремнезем та глинисті домішки при їхньому обмеженому вмісті 5...7% і відповідно вибраному режимі випалювання не знижують якість вапна. Домішки гіпсу та піриту небажані, оскільки вони сприяють утворенню вапна, що гаситься повільно. Технологія отримання: випалювання при цьому утворюється продукт (грудкове негашене вапно) у вигляді пористих кусків, що активно взаємодіють з водою: СаСОЗ+178кДж=СаО+С02. Продукт випалюв містить також деяку кількість оксиду магнію, який утвор в результаті термічної дисоціації: MgC03=MgO+C02. Недовипалення чи перевипалення вапна в печі знижує його якість. Особливо небезпечн є перевипалення, що може призвести до утворення тріщин та руйнування виробів. Повітряне будівельне вапно характеризується пластичністю, пов'язаною з його високою водоутримувальною здатністю, внаслідок чого вапняні розчини ма¬ють високу легкоукладальність, рівномірно розподіляються тонким шаром на по¬верхні цегли або бетону, добре зчеплюються з ними. Водопотреба і водоутримувальна здатність повітряного будівельного вапна досить високі й залежать від виду вапна і дисперсності його частинок. Строки тужавлення. Будівельні розчини на основі гашеного вапна тужаві¬ють дуже повільно (протягом 5...7 діб), причому цей процес прискорюється при сушінні. Будівельні розчини і бетони на основі меленого негашеного вапна швидко тужавіють і тверднуть (через 15...60 хв після замішування), причому водовапняне відношення зазвичай становить 0,9...1,5. Повітряне вапно використовують для приготування мурувальних розчинів, а також для виготовлення штучних бетонних виробів, силікатної цегли й інших вапняно-піщаних виробів автоклавного твердіння, змішаних гідравлічних в'яжу¬чих речовин (вапняно-шлакових, вапняно-зольних, вапняно-пуцоланових цемен¬тів) та фарбових сумішей. для виробництва панелей і об'ємних елементів санітарно-техніч кабін, покриттів, підлог та стін

5.5.Отримують повітряне вапно випалюванням: СаСОЗ+178кДж=СаО+С02. Також іде розклад на термічну дисоціацію - MgC03=MgO+C02. Залежно від вмісту оксиду магнію, повітряне вапно поділяється на кальцієве (вміст MgO <5%), магнезіальне (MgO - 5...20%) та доломітове (MgO - 20...40%). Повітряне вапно поділяють на: - негашене грудкове - продукт випалюв карбонатних порід; - негашене мелене - продукт помелу грудкового вапна; - гідратне(гашене) вапно - тонкий пухкий порошок, який утворюється при змішуванні грудкового вапна з водою. Гашене утворюється за реакцією: СаО+Н20=Са(ОН)2+63,7 кДж. Гашене вапно, змішане з кварцовим піском та іншими дрібними заповнювачами, використовують для отримання будівельних розчинів, що здатні повільно тверднуги. Будівельні розчини і бетони на основі меленого негашеного вапна швидко тужавіють і тверднуть (через 15...60 хв після замішування), причому водовапняне відношення зазвичай становить 0,9...1,5. Повітряне вапно викор для приготування мурувальних розчинів, а також для виготовлення штучних бетонних виробів, силікатної цегли й інших вапняно-піщаних виробів автоклавного твердіння, змішаних гідравлічних в'яжучих речовин та фарбових і сумішей.

6.1. Гідравлічне вапно - продукт, отриманий випалюванням мергелястих вапняків, що містять від 6 до 20% глинистих або високодисперсних піщаних домішок. Головною характеристикою його є гідравлічний модуль:СаО/(SiO2+Al2O3+Fe2O3)=М. Чим вищий цей модуль, тим гірші гідравлічні властивості продукту випалюванйя і він за своїми характеристиками наближу до повітряного вапна. Виробництво: добування, подрібнення, випалювання і помел. Температура випалювання - 1200. Має перші 7 днів тверднути на повітрі. Властивості - водопотреба та водоутримувальна здатність гідравл вапна нижчі, ніж у повітряного. Строки тужавіння залежить від вмісту вільного СаО. За вимогами ДСТУ вапно вважається слабо гідравлічним, якщо границя міцності при стиску на 28 добу твердіння становить 1,7; при зміні - 0,4 МПа. Має високу довговічність при експлуатації. Гідравлічне вапно розділяють на слабогідравлічне (СаО + MgO 40...65 %) і сильногідравлічне (СаО + MgO 5...40 %).

6.2.Портландцемент - гідравлічна в'яжуча речовина, яку виготовляють спільним тонким подрібненням клінкеру з гіпсом або іншими добавками. Сировиною для виготовлення можуть бути карбонатні породи (приблизно 75%) в суміші з алюмосилікатними речовинами (25%). Як карбонатні породи використовують вапняки, крейду, вапяки-черепашники, вапнякові туфи, а як алюмосилікатний компонент - глини, але при відповідному економічному обґрунтуванні можна застосовувати суглинки, леси, аргіліти та глинисті сланці. Також як сировину використ природні суміші вапняків із глинами - мергелі.

6.3. Портландцементний клінкер отримують випалюванням до спікання при температурі 1450, сировинної суміші певного складу, що забезпечує синтез переважно високо основних силікатів кальцію.

схема трансформації в процесі  випалення сировийнйх компонентів - вапняку (СаС0₃) і глини, мінерали якої складаються з оксидів SiO_2г АІ₂0з і Ре₂0₃

6.4. Сухий спосіб виробництва полягає у подрібненні й ретельному перемішуванні сухих або попередньо висушених сировинних матеріалів. Використання цього способу є доцільним при застосуванні однорідних за складом та структурою вапняку та глини вологістю від 10 до 50%. Мокрий спосіб доцільно застосовувати, якщо м'яка сировина (крейда, глина) має значну вологість. Вихідні компоненти подрібнюють і змішують з великою кількість води (З6...42% від маси сухої речовини) до утворення рідко текучої маси у вигляді суспензії. Мокрий спосіб дає змогу знизити енергоємність процесу подрібнення, полегшити транспортування й перемішування сировинної суміші, проте витрати на її випалювання в печі в 1,5..2 рази більші, ніж при сухому способі. Портландцементний клінкер отримують у печах сухим способом у вигляді гранул, а в печах мокрим способом - у вигляді грудок неправильної форми (розміри в обох випадках досягають 20мм).

6.5. Процес приготування сировинної суміші для отримання портландцементного клінкеру включає: подрібнення (крупне й тонке), дозування, змішування сировинних компонентів, коригування хімічного складу отриманої суміші, її гомогенізацію та випалювання. Склад клінкеру представлений чотирма основними оксидами: СаО - 63...67%; Si02 - 20...24%; АІ203 - 4...9%; Fe203 - 2...4%. Наявність у складі клінкеру СаО обумовлює високу міцність та швидке твердіння цементу. Si02 викликає сповільнення тужавіння та твердіння, такі цементи відрізняються водо- і сульфатостійкістю. Підвищення у складі АІ203 зумовлює тужавіння і прискорене твердіння цементу, але одночасно негативно впливає на сульфато- та морозостійкість. Fe203 є не тільки фарбувальним оксидом, але й плавнем, що поліпшує спікання клінкеру. Оксиди калію та натрію впливають на процеси гідратації цементу, призначені до утворення висолів на поверхні виробів.

6.6.Внаслідок змішування цементу з водою відбувається його гідратація, яка призводить до тужавіння та тверднення цементного тіста з утворенням штучного (цементного) каменю. Твердіння обумовлене комплексом хімічних, фізико-хімічних та фізичних процесів, які мають місце при взаємодії клінкерних мінералів з водою, і пов'язані із структуроутворенням та нарощуванням міцності штучного каменю у часі. Схема твердіння: аліт піддається гідратації з утворенням гідросилікатів та портландиту2 (З СаО SiО₂) + 6 Н₂О = З СаО 2 SiО₂ З Н₂О + З Са(ОН)₂.; беліт гідратується з утворенням таких самих продуктів як і аліт, але в іншому співвідношенні2 (2 СаО SiО₂) + 4 Н₂O = ЗСаО 2SiO₂ ЗН₂O + Са(ОН)₂; алюмінат кальцію гідратуються з утворенням гідрокалюміту З СаО Аl₂О₃ + Са(ОН)₂ + 12 Н₂О = 4СаО Аl₂О₃ 13Н₂О; в разі використ гіпсу (як добавки) при гідратації алюмінату кальцію також можливе утворення етрингігу ЗСаО Аl₂О₃ + 3(CaSО₄ 2Н₂О) + 26Н₂О = ЗСаО Аl₂О₃ 3CaSО₄ 32Н₂О; утворення портландиту ЗСаО Аl₂О₃ 3CaSО₄ 32Н₂О + 2(4СаО Аl₂О₃ 13Н₂О) = 3(СаО Аl₂О₃ CaSО₄ 12Н₂О) + 8Са(ОН)₂ + 14Н₂О.. У процесі випалювання сировинної суміші до спікання утворюються чотири основні мінерали цементного клінкеру: аліт, беліт, трикальцієвий алюмінат та чотирикальцієвий алюмоферит. Основний вклад в синтез міцності цементного каменю і бетону вносять мінерали – беліт, аліт.

6.7. Склад новоутворень: гідросилікати, гідроалюмінати, гідросульфоалюмінати кальцію, гідроксид кальцію. Утворення низькоосновних гідросилікатів кальцію підвищує міцність цементного каменю; при виникненні високоосновних гідросилікатів його міцність менша. За певних умов, наприклад при автоклавній обробці, утворюється тоберморит 5CaO 6SiO2 5H20, що характеризується добре сформованими кристалами, які зміцнюють цементний камінь.

Корозія цементного каменю може відбуватися  під дією морських і ґрунтових  вод, відходів хімічних підприємств, розчинів кислот та газів. Існує З види корозійних процесів:

Корозія 1-го виду - розчинення і вимивання деяких його складових  частин, наприклад Са(ОН)2, що призводить до підвищення пористості та зниження міцності каменю. Корозія 2-го виду - пов'язана  із протіканням реакцій обміну між  компонентами цементного каменю і речовинами, розчиненими у воді. Корозія 3-го виду - відкладання солей у порах  цементного каменю може бути викликане  дією як фізичних, так і хімічних факторів. До фізичних факторів належить кристалізація сольових розчинів у  порах цементного каменю після утворення  насиченого розчину цієї солі. При  хімічній корозії як результат хімічної реакції між компонентами цементного каменю та агресивним середовищем.

6.8. Процес  руйнування  армованого  бетону обумовлений неякісним виконанням та недостатнім захистом від зовнішнього агресивного середовища. З тих же причин кородує і арматура в залізобетонних конструкціях, в результаті частинки бетону просто відколюються. Молодий бетон, маючи лужне середовище (показник рН = 14), за своєю природою є антикорозійним захистом для арматури, проте з плином часу проходить природний процес переходу лужного середовища в кислотне (карбонізація бетону). Швидкість карбонізації бетону, навіть виконаного згідно з нормами, складає від 10 до 15 мм за 10 - 20 років. Даний процес не пошкоджує бетону, однак призводить до втрати антикорозійного захисту арматурної сталі. Також для запобігання влаштовують засипки із карбонатних порід, що сприяють зменшенню агресивності води. Підчас корозії оксид кальцію та гідроксид кальцію інтенсивно реагують з навк. сер.

6.9. 1вид — корозія внаслідок розчинення компонентів цементного каменю під дією вод з малою тимчасовою жорсткістю (м'яких вод);

2вид — корозія під дією  вод, що містять речовини, які  взаємодіють з компонентами цементного каменю з утворенням легкорозчинних сполук, що вимиваються водою, або аморфних мас;

3вид - корозія, при якій у  порах і капілярах цементного  каменю за рахунок обмінної реакції з його компонентами кристалізуються певні речовини, що викликають внутрішні напруження й руйнування.

Загальнокислотна корозія - під дією розчинів будь-яких кислот. Насамперед руйнуються поверхневі карбонізовані  шари бетону, кислоти вступають у  хімічну взаємодію з гідроксидом  кальцію. Вуглекисла корозія - виникає  під дією на цементний камінь води, що містить вільний діоксин карбону  і сприяє утворенню розчинного гідрокарбонату кальцію. Для запобігання навколо  бетону влаштовують засипки із карбонатних  порід. Магнезіальна корозія - відбувається внаслідок дії солей магнію, також  впливає вид аніонів цих солей. Сульфатна корозія - відбувається під  дією сульфатів і їдких лугів. Сульфатно-алюмінатна корозія виникає  у водах, що містять понад 250 мл/г  іонів S04. Ефективним заходом щодо усунення сульфатно-алюмінатної корозії є  направлена зміна мінералогічного  складу цементу.

6.10. Основні властивості: Істинна густина портландцементу без мінеральних добавок 3,0... 3,15 г/см³, насипна густина -1300 кг/м³. Тонкість помелу повинна бути такою, щоб через сито №008 проходило не менш 85% проби. Середній розмір зерен портландцементу дорівнює 40 мкм. Фракції розміром 3-30 мкм найбільше впливають на міцність цементного каменю. Вміст їх у звичайних цементах складає 30-50%, у високомарочних - 55-65%, а в швидкотверднучих - більш ніж 70%. Водопотреба портландцементу для отримання тіста нормальної густоти складає 24..28%. Для повної гідратації цементу необхідно біля 20-22% води, яка хімічно та фізично зв’язується новоутвореннями цементного каменю. Зменшують водопотребу цементу поверхнево-активні добавки (пластифікатори) - лігносульфонати, обієтат натрію (0,1-0,3% маси цементу) та ін., які вводять під час помелу клінкеру

Для регулювання строків тужавлення в цемент під час помелу вводять  природний гіпсовий камінь (CaSО₄*2H₂0). Кількість гіпсу у перерахунку на SO₃ повинна знаходитись у межах 1,0..4,5%. Оптимальна кількість гіпсу залежить від вмісту в клінкері трикальцієвого алюмінату та тонкості помелу цементу. У цементи з більш високою тонкістю помелу та підвищеним вмістом СзА необхідно вводити більше гіпсу.

Строки тужавлення визначають за зануренням голки припаду Віка в цементне тісто нормальної густоти. Початок тужавлення - час від початку замішування до моменту коли голка не доходить до дна на 2...4 мм. Кінець тужавлення визначається в момент, коли голка занурюється у тісто не більше як на 1.2 мм. Початок тужавлення всіх типів цементу марок 300, 400 і 500 повинен наставати не раніше 60 хв, марок 550 і 600 - не раніше 45 хв, а кінець тужавлення - не пізніше 10 год від початку замішування.

6.11. Щлакопортландцемент 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.

6.12. Пластифікований (ПЛ) портландцемент, виготовляють шляхом введення при помелі клінкера 0,15-0,25% лігносульфонату технічного (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;