Метаморфические горные породы. Происхождение, их виды

Метаморфические (видоизмененные) породы образуются в природе в результате изменения состава и строения осадочных и изверженных пород. Процессы метаморфизма проходят при повышенных температурах без расплавления или растворения, при воздействии высоких давлений и сдвиговых деформаций. результате может произойти перекристаллизация минералов, глубоко измениться строение, т. е. образоваться совершенно новые породы, более плотные и в большинстве случаев с ясно выраженной кристаллической структурой.

В строительстве применяют

--гнейсы,

Гнейсы по минералогическому составу являются аналогами гранита и имеют сланцевое строение. Используют гнейсы преимущественно как облицовочные плиты, в виде бутового камня для кладки фундаментов и стен неотапливаемых зданий, для

тротуаров.

--глинистые сланцы,

Глинистые сланцы состоят из уплотненных сланцевых глин. Цвет темно-серый, иногда черный. Глинистые сланцы раскалываются на тонкие плитки, обладают высокой атмосферостойкостью и долговечностью, что позволяет использовать их в качестве кровельного материала.

--мраморы,

Мрамор — кристаллическая порода, образовавшаяся из известняков или доломитов. Кристаллы соединены без цементирующего вещества. Прочность мрамора до 300 МПа. Твердость небольшая — 3,0...3,5. Он сравнительно легко пилится на плиты и хорошо полируется. Применяют мрамор для облицовки внутренних частей зданий, так как снаружи зданий полировка быстро утрачивается. Это объясняется слабой химической стойкостью мрамора при воздействии на него атмосферы.

--кварциты.

Кварциты — метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными и сросшимися зернами кварца, так что цементирующее вещество неразличимо. Кварциты стойки против выветривания, прочность достигает 400 МПа. Используют кварциты для облицовки зданий, опор мостов, а также как сырье для производства динасовых огнеупорных изделий.

 

9. Керамические строительные материалы

в зависимости от их структуры разделяют на две основные группы: пористые и плотные. Пористые поглощают более 5% воды (по массе), в среднем их водопоглощение составляет 8-20% по массе или 14-36% по объему. Пористую структуру имеют стеновые, кровельные и облицовочные материалы, а также стенки дренажных

труб и др. Плотные поглощают менее 5% воды, чаще всего 1-4% по массе или 2-8% по объему. Плотную структуру имеют плитки для пола, дорожный кирпич, стенки канализационных труб и др.

По назначению керамические материалы и изделия делят на следующие виды:

- стеновые изделия (кирпич, пустотелые камни и панели из них);

- кровельные изделия (черепица); элементы перекрытий;

- изделия для облицовки фасадов (лицевой кирпич, малогабаритные и другие плитки, наборные панно, архитектурно-художественные детали);

- изделия для внутренней облицовки стен (глазурованные плитки и фасонные детали к ним - карнизы, уголки, пояски);

- заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит);

- теплоизоляционные изделия (перлптокерамика, ячеистая керамика, дпатомитовые и др.);

- санитарно-технпческие изделия (умывальные столы, ванны, унитазы);

- плитка для пола; дорожный кирпич;

-кислотоупорные изделия (кирпич, плитки, трубы и фасонные части к ним);

-огнеупоры; изделия для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы).

10.добавки к глинам.

Основным сырьевым компонентом керамических строительных материалов является глина - осадочная горная порода, сост. из природных водных алюмосиликатов с различными примесями. Высокопластичные-80-90%глинистых частиц. Средне и умереннопластичные 30-60%глинистых частиц, Малопластичные-5-30% г.ч. Жирные - более 60%г.ч.-отлич.высокой усадкой, тощие - менее 10-15%г.ч. С сод. каолинита - тугоплавки, малопластичны, с сод. монтмориллонита - пластичны, сильно набухают, чувствительны к сушке и обжигу. Добавки: отощающие - вводят в пластичные глины для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин изделия. Порообразующие - для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных св-в. Плавни - снижение температуры обжига. Пластифицирующие - повышение пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе воды. Специальные - повышение кислотостойкости. Глазурь- стекловидное покрытие-улучшение водонепроницаемости и внешнего вида. Ангобом - тонкий слой цветной глины.

11.Глазурь,ангоба.назначение,состав,нанесение

Некоторые виды керам. изделий для повышения санитарно-гигиенических св-в, водонепроницаемости, улучшения внешнего вида покрывают глазурью и ангобом. Глазурование - покрытие различными способами слоем жидкой глазури тол­щиной 0,15...0,3 мм. Это стекловидное покрытие, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури, состоящие из кварца, полевого шпата, каолина и других компонентов, образуют после обжига стекловидный слой, отличающийся блеском. Реже применяют глазури, позволяющие получать матовую фактуру­ со слабым блеском. Сырьевые смеси размалывают в порошок и наносят на поверхность изделий в виде порошка или суспензии перед обжигом.

При глазуровании стекловидная пленка может образоваться в результате стеклообразования на самом изделии (при политом обжиге) из исходных тонко­измельченных составных частей глазури или в результате сплавления частиц стекла, ранее сваренного и затем размолотого в порошок для удобства нанесе­ния на лицевую поверхность. В первом случае получают нефриттованную, а во втором - фриттованную глазурь.

Глазури могут быть ахроматические и хроматические, прозрачные и непроз­рачные. Глазурование предполагает также различные способы покрытия лице­вой поверхности и, в результате, она не имеет ограничений по цвету и рисунку.

Ангобирование - нанесение механическим способом на лицевую поверхность белых или цветных жидких глиняных масс толщиной 0,25...0,4 мм. После обжи­га образуется матовое покрытие. Ангобы содержат: глину, песок и в неб. кол-вах мел. Ангобные покрытия должны быть однотонны, морозостойки, на них не должно быть отколов, вздутий, трещин, натеков.Ангобы разделяют на глинопесчанистые, флюсные и «античные лаки». Глино­песчанистые ангобы обычно содержат глину, песок и иногда в небольших количе­ствах мел. В состав флюсных ангобов, кроме глины и песка, вводят различные вещества, которые снижают температуру обжига, способствуют их уплотнению и спеканию. «Античные лаки» отличаются от глинопесчанистых добавкой красящих оксидов. Ангобные покрытия должны быть однотонны, морозостойки (не менее25 циклов), на них не должно быть волосяных трещин (цека), отколов, вздутий, натеков. Состав ангобной суспензии подбирают из измельченных материалов с тонкостью помола, характеризующейся остатком на сите 10 000 отв/см2 в преде­лах 3...5 %. Сырьевые компоненты перемешивают с водой и получают ангобную суспензию плотностью 1,3...1,4 г/см3.

Строит. материалы и изделия из глины

По назначению керамические материалы и изделия делят на следующие виды:

- стеновые изделия (кирпич, пустотелые камни и панели из них);

- кровельные изделия (черепица); элементы перекрытий;

- изделия для облицовки фасадов (лицевой кирпич, малогабаритные и другие плитки, наборные панно, архитектурно-художественные детали);

- изделия для внутренней облицовки стен (глазурованные плитки и фасонные детали к ним - карнизы, уголки, пояски);

- заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит);

- теплоизоляционные изделия (перлптокерамика, ячеистая керамика, дпатомитовые и др.);

- санитарно-технпческие изделия (умывальные столы, ванны, унитазы);

- плитка для пола; дорожный кирпич;

-кислотоупорные изделия (кирпич, плитки, трубы и фасонные части к ним);

-огнеупоры; изделия для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы).

 

13.• воздушная усадка – изменение линейных размеров свежесформованного
образца, происходящее при сушке и выражающееся в процентах от начальной
длины свежесформованного образца;
• огневая усадка – изменение линейных размеров воздушно-сухого образца
в процессе обжига в процентах от длины высушенного образца;

 

Сырье для стекла.

Для производства стеклянной тары используют основное и вспомогательное сырье.

К основному сырью относят кислотные и щелочные соединения: кремнезем (диоксид кремния Si02), борный ангидрид (В203), оксид алюминия (AL203), сульфат натрия (Na2S04), соду (Na2CO3), поташ (К2С03), известняк (СаСО3), доломит (СаС03. MgC03).

К вспомогательному сырью относят компоненты, которые необходимы в технологии варки стекла:

• всевозможные красители (оксиды металлов, коллоидно-диспергированные соединения меди, золота и др.);

• глушители — для придания стеклу непрозрачности (белый цвет), например, соединения фосфора, олова;

• окислители и восстановители — для создания специальной окислительно-восстановительной среды;

• обесцвечиватели и осветлители — для получения белых и бесцветных стекол;

• оксиды свинца РbО — для получения хрустальных стекол (свинцовый хрусталь) или бария ВаО (бариевый хрусталь).

 

15. основные виды стекла

строительное стекло;тарное стекло;техническое (кварцевое, светотехническое, стеклянные волокна);сортовое.

 

16.Шлакоситалл — это стеклокристаллический материал, получаемый путем управляемой гетерогенной кристаллизации стекла, сваренного на основе металлургического шлака, кварцевого песка и некоторых добавок и характеризуемый мелкозернистой кристаллической структурой. Листовой шлакоситалл производят белого и серого цветов с гладкой или рифленой поверхностью. При необходимости поверхность шлакоситалла шлифуют, полируют и фрезеруют. Шлакоситалловые листы можно окрашивать в различные цвета путем нанесения на их поверхность керамических глазурей. Шлакоситалл обладает высокой химической стойкостью, износостоек, водонепроницаем, отличается повышенной механической прочностью и твердостью по сравнению со стеклом и каменным литьем. Физико-механические свойства шлакоситалла характеризуются следующими данными: плотность — 600...2700 кг/м3, прочность при изгибе — 65...110 МПа, прочность на сжатии — 250...550 МПа, удельная ударная вязкость — 0,3...0,35 МПа • см, потеря в массе при истирании — 0,03... 006 г/см2, термостойкость образца размером 30X30X4 мм — 100...150°С, кислотостойкость в 96%-ной H2S04 — 99,1...99,9% и щелочестойкость в 35%-ной NaOH — 80...85%.

• Ситаллы представляют собой стеклокристаллические материалы, получаемые из стекла в результате его полной или частичной кристаллизации. Сырьем для получения ситаллов служат те же природные материалы, что и для стекла, а также ряд специальных добавок (например, соединения лития). К чистоте сырья предъявляют очень высокие требования. Ситаллы получают методом вытягивания, выдувания, прокатки и прессования, добавляя к стеклянным расплавам специальные добавки (минерализующие катализаторы), улучшающие кристаллизацию. По сравнению с производством изделий из стекла получение ситаллов требует дополнительной термической обработки, в процессе которой происходит превращение стекла в стеклокристалличе-ское состояние. В качестве катализаторов кристаллизации применяют соединения фторидов или фосфатов щелочных или ще-лочно-земельных металлов, способных легко кристаллизоваться из расплавов. Ситаллы имеют большую прочность (до 500 МПа) и высокую стойкость к химическим и тепловым воздействиям. По внешнему виду ситаллы могут быть темного, коричневого, серого, кремового, светлого цветов, глухие (непрозрачные) и прозрачные. Они обладают хорошими диэлектрическими свойствами и могут широко использоваться для производства различных электротермостойких изоляторов. На основе ситаллов получают различные клеи для склеивания металла, стекла, керамики. Они могут использоваться в виде конструктивного и отделочного материала в промышленном и гражданском строительстве.

 

 

Вяжущие вещества

характеризуются тем, что, будучи смешаны с водой, способны твердеть, т. е. переходить в камневидное состояние, долго сохранять и повышать свою прочность только на воздухе..

ВОЗДУШНЫЕ

1. ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА(Строительный гипс, Формовочный гипс. Формовочный гипс отличается от строительного более тонким помолом, большей прочностью и постоянством свойств

2. АНГИДРИТОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА (Ангидритовый цемент — медленно схватывающееся вяжущее: начало не ранее 30 мин, конец — не позднее 24 ч. По прочности на сжатие, различают марки 50, 100, 150 и 200.

3. МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА (каустический магнезит и каустический доломит.

4. КИСЛОТОУПОРНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

5. СТРОИТЕЛЬНАЯ ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ

 

--Гидравлические вяжущие вещества

после затворения их водой способны твердеть, а после предварительного твердения на воздухе продолжать сохранять и наращивать свою прочность в воде.

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ИЗВЕСТЬ — продукт умеренного обжига при температуре 900—1100°

2. РОМАНЦЕМЕНТ — продукт тонкого помола обожженных не до.спекания чистых и доломитйзированных. мергелей, содержащих не менее 25% глинистых примесей — медленно твердеющее вяжущее вещество соотносительно низкой марочной прочностью.

3. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ (Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое тонким измельчением обожженной до спекания сырьевой смеси известняка и глины

4. ЦЕМЕНТЫ С АКТИВНЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ДОБАВКАМИ

В зависимости от вида исходного вяжущего компонента и добавки цементы с активными минеральными добавками подразделяются на пуццолановые или шлакопортландцементы и известково-пуццолановые и известково-шлаковые вяжущие.]

5. ШЛАКОВЫЕ ЦЕМЕНТЫ

шлакопортландцемент, известково-шлаковый и сульфатно-шлаковый цементы.

6. ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ

РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ЦЕМЕНТ

 

-- вяжущие вещества автоклавного твердения,

эффективно твердеющие только при автоклавной обработке под давлением насыщенного пара в 8—16 атм и более при температуре 170— 200° С и выше.

 

-- кислотоупорных вяжущих веществ относится кислотоупорный кварцевый креынефтористый цемент, представляющий собой тонкоизмельченную смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемый водным раствором силикатов натрия или калия. Эти вяжущие после затвердения на воздухе могут продолжительное время сопротивляться агрессивному воздействию минеральных и других кислот.

 

Известь воздушная

известна человечеству не одно тысячелетие и все это время активно используется им в строительстве и многих других отраслях. Это объясняется доступностью сырья, простотой технологии и доста­точно хорошими свойствами извести.

Сырьем для получения извести служат широко распространенные осадочные горные породы: известняки, мел, доломиты, состоящие преимущественно из карбоната кальция (СаСО₃). Если куски таких пород прокалить на огне, то карбонат кальция перейдет в оксид кальция:

СаСО₃ СаО + СО₂^

После прокаливания куски, теряя с углекислым газом 44 % своей массы, становятся легкими и пористыми. При смачивании водой они бурно реагируют с ней, превращаясь в тонкий порошок, а при избытке воды в пластичное тесто. Этот процесс, сопровождающийся сильным выделением теплоты и разогревом воды вплоть до кипения, называют гашением извести. Образующееся при избытке взятой воды пластичное тесто используют в качестве вяжущего. При испарении воды тесто загустевает и переходит в камневидное состояние. Недостатокизвести — медленное твердение: процесс набора прочности твердею­щей известью растягивается на годы и десятилетия. В реальные сроки строительства прочность затвердевшей извести, как правило, не пре­вышает 0,5...2 МПа.

Производство. Сырье — карбонатные породы (известняки, мел, доломиты), содержащие не более 6...8 % глинистых примесей, обжи­гают в шахтных или вращающихся печах при температуре 1000... 1200° С. В процессе обжига СаСО₃ и MgCO₃, содержащиеся в исходной породе, разлагаются на оксиды кальция СаО и магния MgO и углекислый газ. Неравномерность обжига может привести к образованию в извести недожога и пережога.

.Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов как самостоятельное вяжущее, так и в смеси с цементом; при произ­водстве силикатного кирпича и силикатобетонных изделий; для полу­чения смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных и красок.

ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ИЗВЕСТИ

Использование извести для получения прочных и водостойких искусственных каменных изделий долгое время не находило применения, так как в естественных условиях известь твердеет очень медленно, изделия на ее основе имеют небольшую прочность (1...2 МПа) и легко размокают при действии воды.

Сущность превращения известково-песчаной смеси из легкоразмокающего и малопрочного материала в прочный и водостойкий камень заключается в следующем. При естественных условиях песок в известково-песчаных смесях инертен и не способен химически взаимодействовать с известью. Приобретение прочности известково-песчаными растворами в естественных условиях достигается главным образом за счет твердения извести. Однако в среде насыщенного пара (100% влажности) и температуре 170°С и выше кремнезем приобретет химическую активность и начинает быстро взаимодействовать с известью.

Из известково-песчаных смесей изготовляют крупноразмерные изделия для сборного строительства — блоки и панели для стен и перекрытий, а также штучные изделия — силикатный кирпич и камни для стен.

Изготовление силикатных блоков и панелей аналогично производству железобетонных изделий.

20.Гипс строительный - белый или сероватый порошок тонкого помола, получаемый из гипсового камня (природного гипса) путём обжига при температуре 140- 190 С; быстросхватывающееся и быстро-твердеющее вяжущее вещество. Гипс строительный применяется для штукатурных работ, изготовления гипсобетона, гипсовых строительных изделий, отливок, форм, а также в качестве добавки к др. вяжущим (например, извести, цементам). Выпускается 12 марок гипса строительного. Для отделочных работ в помещении используют в основном гипс строительный марок от Г-2 до Г-7 (группа Б), имеющий прочность при сжатии 0,2-0,7 МПа (2-7 кгс/см2), с началом схватывания не ранее 6 мин и окончанием схватывания не позднее 30 мин. Строительный гипс (или как его иначе называют алебастр) - единственное вяжущее вещество, которое в процессе твердения расширяется и увеличивается в объёме до 1 %, в то время как известковое тесто и цемент при твердении дают значительную усадку.

Быстрое схватывание (твердение) гипсовых строительных растворов не всегда удобно. Чтобы замедлить схватывание, к гипсу добавляют известковый или глиняный раствор либо специальный замедлитель из 0.5-2%-ного раствора буры (все растворы готовят на воде). Затвердевший гипс характеризуется высокой прочностью и относительно низкой плотностью (1200-1500 кг/м3); он более чем в 2 раза легче затвердевшего цемента, а значит, и существенно менее теплопроводен.

При работе с гипсовыми растворами следует иметь в виду, что затвердевающее гипсовое тесто при перемешивании отмолаживается и перестаёт схватываться. Такой раствор, нанесённый на поверхность, не имеет прочности - при высыхании появляются трещины и покрытие разрушается. Растворы с гипсом готовят небольшими порциями (т. н. заводками), которые должны быть использованы в течение нескольких минут.

 

21.Высокопрочный гипс
Высокопрочный гипс является разновидностью полуводного гипса. При нагревании природного гипсового камня при нормальном давлении получается обычный строительный гипс. В этих условиях образуются мелкие кристаллы полуводного сернокислого кальция?-модификации; такой гипс обладает повышенной водопотребностыо (60—65% воды). Избыточная вода, т. е. сверх потребной на гидратацию гипса, испаряется, вследствие чего затвердевший строительный гипс имеет высокую пористость до 40% и, соответственно, небольшую прочность. При нагревании же природного гипса паром под давлением до 1,3 ат при 124° С в течение 5 ч с последующей сушкой при температуре 140—160° С получается полуводный гипс?-модификации. При этом образуются более крупные кристаллы, обусловливающие меньшую водопотребность гипса (45—40% воды), что позволяет получать гипсовый камень с большей плотностью и прочностью. Такой гипс называют высокопрочным — прочность его на 7-е сутки достигает 150—400 кГ/см2.

В зависимости от характера тепловой обработки все известные способы производства высокопрочного гипса разделяют на автоклавные и термообработку в жидких средах. Первые основаны на обезвоживании гипса в среде насыщенного пара при давлении выше атмосферного в герметических аппаратах; вторые —на обезвоживании гипса в процессе кипячения в водном растворе хлористого кальция или хлористого магния при атмосферном давлении с последующей сушкой и измельчением.

Высокопрочный гипс выпускается пока в небольшом количестве и расходуется в основном в металлургической промышленности для изготовления форм. Однако он успешно может заменить обыкновенный строительный гипс, обеспечив высокую прочность гипсовым изделиям.

Формовочный гипс
Формовочный гипс отличается от строительного более тонким помолом, большей прочностью и постоянством свойств. Получают его из гипсового камня, содержащего не менее 96% CaSO4 ·2?20 в варочных котлах при определенной длительности цикла и заданной температуре. Он состоит в основном из?-полугидрата. Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 02 не более 2,5%. Начало схватывания не ранее 5 мин, а конец не ранее 10 и не позднее 25 мин. Предел прочности при растяжении через 1 сут. не менее 14, а через 7 сут. не менее 25 кГ/см2.
Формовочный гипс применяют для изготовления форм, моделей и изделий в строительной, керамической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

22. .Магнезиальные вяжущие, особенности их свойств и применение.

Разновидностями магнезиальных вяжущих веществ являются каустический магнезит и каустический доломит.

Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита MgC03 в шахтных или вращающихся печах при 650... 850°С. В результате MgC03 разлагается по схеме MgC03 = = MgO + C02. Оставшееся твердое вещество (окись магния) измельчают в тонкий порошок.

Каустический доломит MgO и СаСОз получают путем обжига природного доломита СаСОз *MgC03 с последующим измельчением его в тонкий порошок. При обжиге доломита СаСОз не разлагается и остается инертным как балласт, что снижает вяжущую активность каустического доломита по сравнению с каустическим магнезитом.

 

Магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а водными растворами солей сернокислого или хлористого магния. Магнезиальные вяжущие, являясь воздушными, слабо сопротивляются действию воды. Их можно использовать только при затвердении на воздухе с относительной влажностью не более 60%. Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту из воздуха, в результате чего образуются гидрат оксида магния и углекислый магний. В связи с этим каустический магнезит хранят в плотной герметической таре.

На основе магнезиальных вяжущих изготовляют ксилолит (смесь вяжущего с опилками), используемый для устройства полов, фибролит и другие теплоизоляционные материалы. Применяют магнезиальные вяжущие и при производстве изделий для внутренней облицовки помещений, изготовления пенобетона, оснований под чистые полы, скульптурных изделий