Конспекты лекций «Технология силикатных и строительных материалов»
жүктеу/скачать 1,83 Mb.
|
| Расширяющиеся и безусадочные цементы
Состав цемента дает возможность регулировать количество и скорость образования кристаллов гидросульфоалюмината кальция (3СаО·Al2O3·3CaSO4·31H2O) и избежать появления больших напряжений, вызывающих растрескивание затвердевшего цементного камня. Расширяющийся портландцемент (РПЦ) получают совместным тонким измельчением в мас., % портландцементного клинкера – 58…63, глиноземистого шлака или клинкера – 5…7, гипса – 7…10, доменного граншлака или другой активной минеральной добавки – 23…28. РПЦ отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня и способностью расширяться при постоянном увлажнении в течение первых трех суток. Портландцемент и его разновидности наиболее распространённый в современном строительстве вид цемента. Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портландцемнтного клинкера с гипсом, а также со специальными добавками. Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3-7%); допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10-15%). Порталандцементный клинкер - продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины или некоторых материалов (мергеля, доменного шлака и прочие). Обжиг сырья ведут преимущественно во вращающихся печах при 1450-1500 °С. При обжиге обеспечивается преимущественное содержание в клинкере высокоосновных силикатов кальция. Свойства портландцемента зависят главным образом от состава клинкера и степени его измельчения. Важнейшее свойство портландцемента - способность твердеть при взаимодействии с водой. Оно характеризуется маркой портландцемента, определяемой по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов цементно-песчаного раствора после 28 суток твердения во влажных условиях. Для регулирования сроков схватывания портландцемента в клинкер при помоле добавляют двуводный гипс в количестве 1,5-3,5% (по массе цемента в пересчете на SO3). По составу различают: портландцемент без добавок; портландцемент с минеральными добавками; шлакопортландцемент и другие. Кроме обычного портландцемента, выпускаются его разновидности, отличающиеся составом, свойствами и областями применения: быстротвердеющий, пластифицированный, гидрофобный, сульфатостойкий, белый портландцемент - для производства асбестоцементных изделий и др. Сульфатостойкий портландцемент Сульфатостойкий портландцемент - разновидность портландцемента. По сравнению с обычным портландцементом обладает повышенной стойкостью к действию минерализованных вод, содержащих сульфаты, меньшим тепловыделением, замедленной интенсивностью твердения и высокой морозостойкостью. Сульфатостойкий портландцемент получают тонким измельчением клинкера нормированного минералогического состава. Предназначается для изготовления бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических и др. сооружений, испытывающих воздействие агрессивной сульфатной среды (например, морской воды), особенно в условиях переменного увлажнения, чередующихся замерзания и оттаивания. В качестве исходного сырья должна применяться глина с низким содержанием глинозема. Исходное сырье должно содержать железо в ограниченных количествах. Этот цемент не должен содержать ни активных, ни инертных минеральных добавок. Сырье, удовлетворяющее указанным требованиям, не является распространенным, что препятствует распространению производства сульфатостойкого портландцемента. Сульфатостойкий цемент обычно выпускают двух марок: 300 и 400. Цветной цемент Цветной цемент получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с пигментами различных цветов, например с охрой, железным суриком, окисью хрома. Можно также получать цветные цементы смешиванием белого цемента с пигментами. Применение цветных цементов, способствующее архитектурно-декоративному оформлению сооружений, имеет большое значение в индустриальной отделке крупноэлементных зданий. Эти цементы применяют также для цветных цементобетонных дорожных покрытий, например на площадях у монументальных сооружений. Кроме перечисленных, имеются еще некоторые специальные сорта портландцемента, например тампонажный, для производства асбестоцементных изделий. Белый цемент (БЦ) Белый цемент изготовляют из маложелезистого клинкера (серый цвет обычного цемента обусловлен главным образом наличием соединений железа в исходных сырьевых материалах).Белый цемент является материалом с уникальными характеристиками, которые позволяют использовать его в изготовлении скульптурных элементов, колонн, а также при отделочных работах, например, фасада здания. Эстетические требования, предъявляемые к фасадам и другим парадным строительным элементам, делают применение белого цемента особенно эффективным. Белый цемент применяют также для цветных цементобетонных дорожных покрытий, например на площадях у монументальных сооружений. Шлаковый цемент Шлаковый цемент - общее название цементов, получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками – активизаторами (известь, строительный гипс, ангидрит и другие) или смешением этих, раздельно измельченных, компонентов. Различают следующие виды шлакового портландцемента: известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20%, портландцемента до 5% или извести до 2%. Шлаковый цемент применяют для получения строительных растворов и бетонов, используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях. Известково-шлаковый цемент наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов и изделий. Тампонажный цемент Тампонажный цемент - разновидность портландцемента, и предназначенный для цементирования нефтяных и газовых скважин. Тампонажный цемент изготовляют совместным тонким измельчением клинкера и гипса. В России выпускают тампонажный цемент двух видов: для так называемых холодных (с температурой до -40°С) и горячих (до +75°С) скважин. Тампонажный цемент применяют в виде цементного теста, содержащего 40-50% воды. Пуццолановый цемент Пуццолановый цемент - собирательное название группы цементов, в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок. Термин "пуццолановый цемент" происходит от названия рыхлой вулканической породы - пуццоланы, применявшейся ещё в древнем Риме в качестве добавки к извести для получения гидравлического вяжущего, т.н. известково-пуццоланового цемента. В современном строительстве основной вид пуццоланового цемента - пуццолановый портландцемент, получаемый совместным помолом портландцементного клинкера (60-80%), активной минеральной добавки (20-40%) и небольшого количества гипса. От обычного портландцемента он отличается повышенной коррозионной стойкостью (особенно в мягких и сульфатных водах), меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Пуццолановый цемент применяют в основном для получения бетонов, используемых в подводных и подземных сооружениях. Напрягающий цемент Напрягающий цемент, разновидность расширяющегося цемента, получаемая совместным помолом портландцементного клинкера (65%), глинозёмистого шлака (15%), гипсового камня и извести (5%). Н. ц. - быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее: прочность растворов (состава 1: 1) через 1 сутки достигает 20-30 Мн/м2 (200-300 кгс/см2).Затвердевший напрягающий цемент обладает высокой водонепроницаемостью. Расширяясь в процессе твердения, напрягающий цемент развивает высокое давление - 3-4 Мн/м2 (30-40 кгс/см2), которое может быть использовано для получения предварительно напряжённых железобетонных конструкций с натяжением арматуры в одном или нескольких направлениях. Напрягающий цемент целесообразно применять для производства напорных труб, возведения ёмкостных сооружений и некоторых тонкостенных железобетонных конструкций[3]. На Усть-Каменогорском заводе, совместно с отраслевыми научно-исследовательскими институтами, была разработана и внедрена технология производства нового вида цемента - напрягающего (НЦ), который способен расширяться и напрягаться в процессе твердения, что обеспечивает получение бетонов высокой плотности, морозостойкости, долговечности, водо- и газонепроницаемости. Применение НЦ позволяет значительно сократить сроки строительства, сэкономить денежные средства и материалы, т.е. снизить трудозатраты, уменьшить расход арматуры, повысить надежность изделий. Глиноземестый цемент (ГЛЦ) Глиноземестый цемент - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением обожженной до спекания или сплавления сырьевой смеси, богатой глиноземом. В качестве сырьевых материалов для получения глиноземистого цемента используют известняк или известь и породы с высоким содержанием глинозема Al2O3, например бокситы. Минералогический состав глиноземистого цемента характеризуется большим содержанием низко основных алюминатов кальция, главным из которых является однокальциевый алюминат CaO*Al2O3. Применение глиноземистого цемента ограничено его высокой стоимостью. Его используют при срочных ремонтных и аварийных работах, производстве работ в зимних условиях, для бетонных и железобетонных сооружений, подвергающихся воздействию сильно минерализованных вод, получения жаростойких бетонов, а также изготовления расширяющихся и безусадочных цементов. Гидрофобный цемент (ГФЦ) Гидрофобный цемент получают в результате тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гипсом и гидрофобизующей добавкой (асидол, мылонафт, олеиновая кислота, окисленный петролеум, кубовые остатки синтетических жирных кислот и др.).Данный цемент обладает меньшим водопоглощением, большей морозостойкостью и водонепроницаемостью, чем обычный портландцемент; способен длительное время храниться даже во влажной среде без потери активности. Повышенное воздухововлечение данного цемента снижает прочность тяжелых бетонов, однако, при производстве легких и ячеистых бетонов это свойство играет положительную роль. Бетонные смеси на гидрофобном цементе подвергаются меньшему расслаиванию, стойки к попеременному увлажнению и высыханию. Марки цемента Наиболее распространенные марки цемента: Цемент ПЦ 500 Д0 (М500 Д0) Цемент ПЦ 500 Д20 (М500 Д20) Цемент ПЦ 400 Д0 (М400 Д0) Цемент ПЦ 400 Д20 (М400 Д20) Цемент, как и любой другой материал, применяемый в строительстве, различается по своим физико-техническим характеристикам в зависимости от того, в каких условиях предполагается его эксплуатация. Цемент маркируется по двум характеристикам - это способность выдерживать определенную нагрузку и процентное соотношение к общему объему цемента различных добавок. Первый параметр обозначается буквами М или ПЦ со стоящей рядом цифрой. Цифра будет указывать максимальные прочностные качества цемента. Например, маркировка М 500 указывает, что данный вид цемента способен выдержать нагрузку в 500 кг/см. Наиболее популярны цементы с маркировкой от 350 до 500, однако встречаются и цементы с отметкой 700. Второй параметр цемента, отраженной в его маркировке, является процентное содержание добавок. Оно обозначается буквой Д. Например, цемент с маркировкой Д20 будет содержать 20% добавок. Эта характеристика важна потому, что процент добавок влияет на пластичность и прочность цемента. Если цемент обладает какими-либо дополнительными специфическими свойствами, то на это указывают специальные обозначения. Как уже было сказано выше, самыми популярными марками цемента являются марки от 350 до 500. Рассмотрим основные характеристики и применение некоторых из них. Марка цемента М (ПЦ) 400 - Д20 указывает на то, что этот вид цемента обладает повышенной морозостойкостью и водостойкостью. Основная сфера применения такого цемента - строительство (сюда входит как жилищное, так и промышленное, сельскохозяйственное). Его используют при изготовлении сборного железобетона, стеновых перекрытий, фундамента и т. д. Практически аналогичными свойствами и сферой применения обладает цемент марки М 500 - Д20, помимо хорошей водостойкости и морозостойкости данный вид цемента обладает пониженной сопротивляемостью коррозийным воздействиям. Его применяют, как и цемент марки ПЦ 400 - Д20 для строительства, а так же он подходит для штукатурных, кладочных и других ремонтно-строительных работ и изготовления различных строительных растворов. Цемент марки М 500 - Д0 введенный в состав бетона, придает последнему такие характеристики, как: повышенная морозостойкость, водостойкость, долговечность. Он незаменим в промышленном строительстве, особенно при выполнении аварийных и восстановительных работ. При строительстве сооружений, так или иначе связанных с воздействием пресной или минерализованной водой, надо использовать цемент марки ПЦ (М) 400 - Д0. Без него не обойтись при изготовлении бетонных конструкций с применением термовлажностной обработки. Так же этот цемент хорош для изготовления бетонных и строительных растворов. Ещё одной важной характеристикой цемента является его время твердения. Этот процесс проходит в несколько этапов: первый - схватывание (начало твердения) цемента. Он занимает 40 - 50 минут. Второй - конец твердения. Он наступает через 10 - 12 часов. Литература Артамонов М.В., Асланова М.С. и др. Химическая технология стекла и ситаллов: Х 46. Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1983. Будников П.П., Бережной Л.С. и др. Технология керамики и огнеупоров. Учебник для химико-технологических институтов. М.: Стройиздат, 1955. Грушко И.М., Королев И.В. и др. Дорожно-строительные материалы. Учебник для автомобильно – дорожных институтов. М.: Транспорт, 1983. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы.: Учебник – М.: Стройиздат, 1986. жүктеу/скачать 1,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|