Изделия на основе гипсовых вяжущих

подразделяют на гипсовые, которые получают из гипсового теста, и гипсобетонные, изготовляемые из гипсового раствора или бетона. Для изготовления гипсовых растворов и бетонов применяют легкий и пористый минеральный заполнитель — доменные и топливные шлаки, туфовый и пемзовый щебень или органический заполнитель — сечку из соломы, камыша, древесной шерсти, опилки, измельченную бумажную макулатуру и др. В состав гипсовой массы можно вводить пенообразующие материалы (сапонин, мыльную эмульсию) или газообразующие добавки (едкий натрий и перекись водорода). Для регулирования сроков схватывания гипсовой массы применяют добавки-ускорители (поваренную соль, сернокислый калий, натрий, измельченный гипсовый камень) или замедлители (известково-клеевой и кератиновый, ССБ, поликазалъ). Прочность гипсобетона зависит от активности вяжущего. водогипсового отношения, вида и количества заполнителей.

В зависимости от пластичности применяемых при формовании масс и растворов существуют следующие способы производства гипсовых и гипсобетонных изделий: формование литьем, формование с принудительным распределением массы, формование методом прессования и формование из сильно разжиженных масс.

Изделия из гипса могут быть сплошными и пустотелыми, армированными и неармированными. Гипсовые изделия имеют сравнительно небольшую объемную массу, они несгораемы, обладают хорошей звукоизоляцией, но значительно снижают прочность при увлажнении, обладают высокой ползучестью под нагрузкой. Поэтому изделия на основе гипса допускается применять в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 60%. Для повышения влаго- и водостойкости гипсовые изделия покрывают водонепроницаемыми красками или пастами, а также вводят добавки п виде молотого доменного шлака и пуццоланового портландцемента.

Перегородочные плиты и панели, панели основания иола, стеновые камни и блоки.

Перегородочные плиты сплошные или пустотелые изготовляют размерами (в мм): 800X400X80(90) пли 1500X400X90 из гипсобетона с миперальнымп и органическими заполпителями или из гипсового теста. Плиты формуют в вертикальных кассетных форма

 

24.Гидравлические вяжущие способны после предварительного твердения на воздухе твердеть в последующем как на воздухе, так и в воде. К этой группе материалов относятся портландцемент, глиноземистый цемент и вяжущие на их основе, гидравлическая известь и известесодержащие гидравлические вяжущие вещества, шлакощелочные вяжущие. Некоторые из этих материалов и, в частности, известково-кремнеземистые вяжущие интенсивно твердеют лишь в условиях автоклавной обработки.

Наибольшее значение для строительства в настоящее время имеют гидравлические вяжущие, входящие в группу цементов, изготавливаемые на основе портландцементного и глиноземистого клинкеров (продуктов спекания определенного химического состава): портландцемент, глиноземистый цемент и их разновидности. На их основе изготавливают наиболее массовые материалы — цементные бетоны и растворы.

В зависимости от значения наиболее характерных свойств цементы классифицируют следующим образом:

на высокопрочные марок М550, М600 и выше; повышенной прочности М500; рядовые МЗОО и М400; низкомарочные ниже М300;

с нормированием прочности в возрасте 28 сут, быстротвердеющие в возрасте 3 и 28 сут; особобыстротвердеющие в возрасте 1 сут и менее;

на медленносхватывающиеся с началом схватывания более 1 ч 30 мин, нормальносхватывающиеся — от 45 мин до 1 ч 30 мин, быстросхватывающиеся — менее 45 мин.

В зависимости от специальных требований выделяют цементы: сульфатостойкие, безусадочные, расширяющиеся и напрягающие, низкотермичные и умеренно термичные, белые и цветные.

Представляют собой порошкообразные материалы, которые после затворения их водой образуют массу, затвердевающую и сохраняющую свою прочность как в воздушной, так и в водной среде. К ним относятся: гидравлическая известь, глина, цементы.

 

25.Портландцемент – основной представитель минеральных вяжущих. Технология, свойство, применение.

Портландцемент представляет собой гидравлический вяжущий продукт тонкого помола цементного клинкера, который получается путем обжига до спекания природного сырья или искусственной сырьевой смеси определенного состава. Сырье, пригодное для получения портландцемента должно иметь 75-78% карбоната кальция и 22-25% глины. Такое природное сырье встречается крайне редко, поэтому заводы производящие цемент отлично работают на искусственных смесях из карбонатных пород и глины. Спёкшаяся сырьевая смесь в виде зерен 40-50 мм называется клинкеромПолучение портландцемента хорошего качества зависит от содержания главнейших оксидов в клинкере, процент которых должен быть в пределах: CaO – 60-68%. SiO2 – 19-25%, оксида алюминия 4-8%, оксида железа 2-6%.

При содержании в портландцементе серного ангидрида SO3 более 3.5% или MgO более 4.5% наблюдается неравномерность изменения объема. Гидравлический модуль портландцемента 1.7 – 2.7. С целью увеличения содержания в портландцементе того или иного оксида в сырьевую смесь вводят корректирующие добавки, т.е. вещества, содержащие значительное количество того или иного оксида. При помоле клинкера добавляют до 5% гипса для регулирования сроков схватывания.

Улучшение некоторых свойств портландцемента и снижение его стоимости возможно путем введения до 15% активной минеральной добавки при измельчении клинкера. Портландцемент с активными минеральными добавками маркируют следующим образом: ПЦ 500Д15. Без добавок: ПЦ 500Д.

Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, до-рожлом строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портландцемент не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать цементы специальных видов (сульфатостойкие, цементы с добавками).

 

26.Клинкер. МИНЕРАЛОГИЧ, СОСТАВ,Химический и минеральный состав клинкера и их влияние на свойства портландцемента.

Портландцементный клинкер обычно получают в виде спекшихся мелких и более крупных гранул и кусков размером до 10—20 или до 50—60 мм в зависимости от типа печи.

По микроструктуре клинкер, получаемый спеканием, представляет собой сложную тонкозернистую смесь многих кристаллических фаз и небольшого количества стекловидной фазы.

Химический состав клинкера колеблется в сравнительно широких пределах. Главные оксиды цементного клинкера — оксид кальция СаО, двуоксид кремния Si02, оксиды алюминия А1203, железа Fe203, суммарное содержание которых 95—97%. Кроме них в состав клинкера в виде различных соединений в небольших количествах могут входить оксид магния MgO, серный ангидрид S03, двуоксид титана Ti02, оксиды хрома Сг203, марганца МгьОа, щелочи Na20 и К20, фосфорный ангидрид Р205 и др.

Повышенное содержание оксида кальция (при условии обязательного связывания в химические соединения с кислотными оксидами) обусловливает обычно повышенную скорость твердения портландцемента, его высокую конечную прочность, но несколько пониженную водостойкость. Цементы с повышенным содержанием кремнезема в составе клинкерной части характеризуются пониженной скоростью твердения в начальные сроки при достаточно интенсивном нарастании прочности в длительные сроки. Они отличаются повышенной водо- и сульфато-стойкостыо.

При повышенном содержании А1203, а следовательно, и алюминатов цементы приобретают способность к ускоренному твердению в начальные сроки. Повышение количества глинозема придает цементам меньшую водо-, сульфато- и морозостойкость.

Соединения оксида железа способствуют снижению температуры спекания клинкера.

 

Твердение цемента

три периода.

В первом периоде происходит растворение клинкерных минералов с поверхности цементных зерен до образования насыщенного раствора, в котором начинают возникать первичные зародыши новых фаз (Са(ОН)2, эттрингита и иглы геля C-S-H).

Во втором периоде в насыщенном растворе идут реакции гидратации клинкерных минералов в твердом состоянии (топохимически), т. е. происходит прямое присоединение воды к твердой фазе вяжущего без предварительного его растворения. Образующиеся гидросиликат и гидроферрит кальция почти нерастворимы в воде и выделяются в коллоидном состоянии на поверхности цементных частиц. Гидроксид кальция и трехкальциевый гидроалюминат, обладая небольшой растворимостью, быстро образуют насыщенный, а в дальнейшем и пересыщенный раствор. Поэтому при продолжающейся химической реакции новые порции гидроксида кальция и трехкальциевого гидроалюмината также выделяются в коллоидном состоянии. В результате вокруг поверхности цементных зерен образуется оболочка коллоидного геля (студня), обладающего клеящим свойством. Через некоторое время цементные зерна оказываются в контакте друг с другом через такие оболочки, образуя так называемую коагуля-ционную структуру цементного теста. При этом цементное тесто начинает густеть и теряет пластичность — оно схватывается.

Характерной особенностью коагуляционной структуры цементного теста является ее тиксотропность, т. е. способность обратимо разрушаться (разжижаться) при механических воздействиях (перемешивание, встряхивание и т. д.).

В третьем периоде происходит переход некоторой части новообразований в кристаллическое состояние с последующим ростом отдельных кристалликов и образованием кристаллических сростков (формируется кристаллизационная структурная сетка). Быстрее других кристаллизуются трехкальциевый гидроалюминат и ги-дроксид кальция. Их микрокристаллы пронизывают гель и, срастаясь между собой, повышают прочность цементного камня. Одновременно гель, состоящий теперь главным образом из гидросиликата и гидроферрита кальция, уплотняется в результате отсоса воды внутрь цементных зерен на дальнейшую гидратацию, а при твердении цемента на воздухе — и за счет ее испарения. Частицы геля гидросиликата, имеющие первоначально игольчатую форму, продолжая расти, ветвятся, становятся древовидными, что является одной из причин соединения частиц геля гидросиликата в агрегаты, имеющие характерную форму «снопов пшеницы» или в виде плотно агломерированных листков. Тонкие слои геля получаются и между кристаллами Са(ОН)2, образуя с ними сросток, упрочняющий цементное тесто. Эти процессы идут медленно и обусловливают длительный рост прочности цементного камня.