Классификация и номенклатура вяжущих веществ и исходные материалы

Классификация и номенклатура вяжущих веществ и исходные материалы
Все строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от их основного свойства твердеть и длительно противостоять воздействию различных факторов окружающей среды делят на три основные группы: воздушные, гидравлические и кислотостойкие.
Воздушные вяжущие вещества характеризуются тем, что, будучи смешаны с водой, твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде. При систематическом увлажнении бетоны, изделия и конструкции на воздушных вяжущих сравнительно быстро теряют прочность и разрушаются.
К числу воздушных вяжущих веществ относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие вещества, а также воздушная известь.
Гидравлические вяжущие вещества отличаются тем, что после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны в последующем твердеть как в воздушной, так и в водной|среде. Гидравлические вяжущие вещества применяют в производстве разнообразных изделий и конструкций, а также при возведении зданий и сооружений, предназначенных к эксплуатации в воздушной и в водной среде.
В группу гидравлических входят многие вяжущие вещества, которые в свою очередь с некоторой условностью можно разделить на несколько подгрупп.
В первую подгруппу включают чистые гидравлические вяжущие, не содержащие или содержащие не более 15% активных минеральных добавок.
В эту подгруппу входят:
а) портландцемент, а также пластифицированный,
гидрофобный, сульфатостойкий, белый портландцементы;
б) глиноземистый цемент;
в) романцемент;
г) гидравлическая известь.
Ко второй подгруппе относят смешанные гидравлические вяжущие, получаемые смешением чистых вяжущих, а также с активными или инертными минеральными добавками, вводимыми в количестве 10—15%.
Основными представителями этой подгруппы являются:а) на основе портландцемента — шлаковый портландцемент, пуццолановый портландцемент, цемент для строительных растворов и др.;
б) на основе воздушной и гидравлической извести —известково-пуццолановые цементы, известково-кварцевое вяжущее для бетонов автоклавного твердения, известково-белитовый (нефелиновый) цемент, известково-шлаковый цемент и др.;
в) на основе глиноземистого и портландского цементов, а также гипса — расширяющиеся и безусадочные цементы;
г) на основе гипса, портландцемента и активных минеральных добавок — гипсоцементнопуццолановые вяжущие и др.;
д) на основе доменных гранулированных шлаков и гипса — сульфатно-шлаковый цемент.
К третьей группе относится кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, представляющий собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористо-го натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Эти вяжущие после начального твердения в воздушной среде могут длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот, кроме фтористоводородной. .

Строительными нормами и правилами (СНиП I-B.2-69) наряду с воздушными и гидравлическими вяжущими веществами в отдельную группу выделяются вяжущие автоклавного твердения. Они наиболее эффективно твердеют при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении насыщенного пара в 8—15 ат (изб.). К их числу в первую очередь относятся известково-кварцевое вяжущее, а также известково-шлаковое и тому подобные смеси, не способные к интенсивному твердению при 20— 100° С. Но по существу и эти вяжущие относятся к группе гидравлических.
Как уже отмечалось, в вяжущие вещества, а также в растворы и бетоны во многих случаях вводят различные добавки, которые делятся на следующие основные
группы:
а) Добавки минеральные активные. К их числу относятся измельченные трепелы, диатомиты, опоки, вулканические пеплы, туфы, трасы, топливные золы и шлаки,а также доменные гранулированные шлаки, кремнеземистые отходы, обожженные глины и др., способные взаи
модействовать с гидратом окиси кальция при обычных температурах, улучшающие те или иные свойства вяжущих и снижающие их стоимость.
Активность кислых добавок устанавливается стандартным методом по количеству поглощенной окиси кальция в течение 30 суток.
б) Добавки-наполнители в тонкодисперсном виде, не проявляющие заметной активности при взаимодействии с гидратом окиси кальция при обычных температурах.
К ним относятся тонкомолотые кварцевые пески и известняки, различные низкоактивные шлаки и золы и т. п. Введение их в количестве до 10% обычно не снижает активности портландцементов и позволяет уменьшить стоимость вяжущих.
В условиях автоклавной обработки под давлением пара кремнеземистые добавки-наполнители могут активно взаимодействовать с гидратом окиси кальция, способствуя значительному росту прочности затвердевших вяжущих и бетонов. Специальные добавки могут вводиться также для повышения защитных свойств бетонов против действия радиоактивных излучений.
в) Добавки для кислотостойких, щелочестойких и жа
ростойких бетонов и растворов получают тонким измель
чением различных горных пород, например, кварца, ба
зальта, андезита, гранита, а также искусственно выраба
тываемых материалов — каменного литья и т. п.
г) Поверхностно-активные добавки, вводимые в це
менты, разделяются на гидрофильно-пластифицирующие,
гидрофобно-пластифицирующие и микропенообразующие.
К числу гидрофильно-пластифицирующих относятся сульфитно-спиртовая барда — ССБ, сульфитно-дрожжевая бражка — СДБ и др., вводимые в количестве 0,15— 0,3% веса вяжущего. Гидрофобно-пластифицирующие добавки — мылонафт, асидол, окисленный петролатум — вводятся в количестве 0,1—0,3%; кремнийорганические жидкости — ГКЖ-10, ГКЖ-11 и др. — в количестве 0,01—-0,1% веса вяжущего.

Из добавок микропенообразователей, вводимых главным образом для увеличения морозостойкости вяжущих и бетонов, следует указать абиетат натрия — продукт омыления абиетиновой смолы, затем омыленный едким натром древесный пек хвойных пород и др. Они вводятся в количестве 0,01—0,05% веса вяжущего.
д) Добавки (пено- и газообразователи) применяются при изготовлении ячеистых бетонов. К этим добавкам
относятся клееканифольный, смолосапониновый, алюмосульфонафтеновый пенообразователи, алюминиевая пудра — газообразователь и др.
е) Добавки, регулирующие схватывание и твердениевяжущих веществ, находят значительное применение.Среди них известны в качестве ускорителей твердения цемента хлористые кальций и натрий и др. В качестве замедлителя схватывания цемента используется двуводный гипс.
ж) Добавки полимерных органических веществ, придающие вяжущим специальные свойства.
Исходными материалами для производства вяжущих веществ являются различные горные породы и некоторые побочные продукты ряда отраслей промышленности (металлургической, энергетической, химической и др.)- Так, для производства гипсовых вяжущих используются гипсовые породы, состоящие в основном из двуводного гипса CaS04-2H20. Для этой же цели применяют и фосфо-гипс, являющийся отходом производства фосфорной кислоты.
Производство магнезиальных вяжущих базируется на использовании природных магнезитов MgCO3 и доломитов MgC03-CaC03. Карбонатные горные породы в виде известняков, мела, доломитов, мергелей являются основой для получения воздушной и гидравлической извести, а также романцемента.
Сырьем для цемента являются известняки, мел, а также глинистые породы (те и другие с минимальными примесями карбоната магния, гипса и щелочных соединений). Для этой же цели используют такие кремнеземистые породы, как диатомит, трепел, опоку, вулканические туф и трас, кварцевый песок и др. Высокоглиноземистые породы (бокситы) применяют в производстве глиноземистого цемента (вместе с чистыми известняками).
В производстве вяжущих веществ целесообразно широко использовать такие побочные продукты других отраслей промышленности, как доменные и другие металлургические шлаки, шлаки и золы от пылевидного сжигания различных видов твердого топлива, шлаки электротермического способа производства фосфора, белитовый (нефелиновый) шлам и т. п. Все эти продукты по химическому составу зачастую близки к различным вяжущим веществам (в том числе и к портландцементу) и обладают значительным запасом химической и тепловой энергии, полученной во время их термообработки в основном производстве. Это предопределяет высокую технико-экономическую эффективность использования таких «полупродуктов» в промышленности вяжущих веществ.

16. Свойства и основные виды природных каменных материалов и изделий

 

Свойства природных каменных материалов. Из многообразия физико-механических свойств природных каменных материалов обычно выделяют среднюю плотность, предел прочности при сжатии, морозостойкость, по величине которых оценивают их качество и разделяют на марки. В зависимости от средней плотности природные каменные материалы подразделяют на легкие (пористые) (рс < 1800 кг/м3) и тяжелые (рс> 1800кг/м3). По пределу прочности при сжатии (МПа) установлены следующие марки каменных материалов: для тяжелых пород -10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100; для легких пород - 3,5; 5; 7,5; 10; 15; для ракушечника, идущего на кладку стен, - 0,4; 0,7; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 5. По морозостойкости в циклах замораживания и оттаивания для каменных материалов установлены марки: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200, F300. По степени водостойкости (коэффициенту размягчения) материалы делят на группы с величиной данного показателя 0,6; 0,75; 0,9 и 1. Виды природных каменных материалов и изделий. Все каменные материалы, используемые в строительстве, можно разделить на две основные группы - материалы, применяемые в исходном виде (без обработки), и материалы, пригодные для строительных целей лишь после соответствующей обработки. Бутовый камень - крупные куски неправильной формы, получаемые взрывным методом (рваный бут) низ осадочных (известняков и доломитов) или изверженных горных пород. Размеры бутовых камней для укладки вручную составляют 150...500 мм, масса- 10...30 кг. Бутовый камень - дешевый строительный материал, применяемый для кладки фундаментов, стен вспомогательных помещений, массивных частей гидротехнических сооружений. Однако из-за трудоемкости кладки большую часть добываемого камня перерабатывают на щебень для бетона.   18+ РОССТАН - оснастка станков Токарные патроны, тиски, головки, столы резцедержки для ваших станков Создай домашний уют с помощью товаров для дома! Скидки до 90%! Бонус при регистрации. Сварка одежды из ткани пвх. Оборудование для сварки пвх одежды. Сварка водонепроницаемой одежды Пилы, лобзики,ножовки Купите ленточную пилу Большой выбор. Сравнение цен begun   Валунный камень - крупные обломки (более 300 мм) горных пород ледникового происхождения, характеризующиеся окатанной, часто сильно выветрившейся поверхностью. Используют его для получения булыжного камня и щебня. Булыжный камень - куски горной породы размером до 300 мм. Применяют его для покрытия мостовых, дворов и откосов, для каменной наброски при строительстве дамб. Крупный булыжный камень можно применять как бут, мелкий камень перерабатывают на щебень. Качество бута определяется путем нанесения ударов по нему молотком. Если камень издает чистый звук и не рассыпается - он годен для строительства. Гравий - рыхлое скопление различно окатанных обломков горных пород. В зависимости от линейного размера зерен гравий подразделяют на фракции: 5... 10, 10...20, 20...40 и 40...70 мм. Гравий чаще всего добывают вместе с песком при разработке песчано-гравийных месторождений и реже - со дна рек, озер и морей. Массовая доля гравия в песчано-гравийных смесях составляет в среднем 30...40 %. При разработке месторождений добытая песчано-гравийная смесь подвергается сортировке с отделением песка и разделением гравия по крупности зерен на предусмотренные стандартом фракции. Гравий используют в качестве крупного заполнителя в цементных (до М300) и асфальтовых бетонах для дорожных покрытий. Песок - рыхлая горная порода, состоящая из зерен минералов и пород размером 0,16...5 мм. В зависимости от минералогического состава различают пески кварцевые, полевошпатные и карбонатные. Природный песок добывают в песчаных и гра-вийно-песчаных карьерах. Последние бывают горные или водные. При отсутствии качественных природных песков используют песок из отсевов дробления скальных горных пород. Песок как строительный материал широко применяют в строительстве в качестве мелкого заполнителя в бетонах и растворах. От качества песка как заполнителя зависит прочность многих строительных материалов. Кварцевые пески - основное сырье для стекольной промышленности. Щебень представляет смесь угловатых обломков камня различной конфигурации размером 5... 150 мм. По форме зерен щебень подразделяется на три группы: обычный, в котором допускается содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм до 35 % по массе, улучшенный - не более 25 %, кубовидный - не более 15 %. Прочность щебня характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии и определяемой косвенно по показателю дробимости щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Щебень из изверженных горных пород, применяемый в качестве заполнителя для тяжелого бетона, должен иметь марку, соответствующую пределу прочности породы не ниже 80 МПа, из метаморфических пород - не ниже 60 МПа, из осадочных пород - не ниже 30 МПа. Получают щебень дроблением камня в дробилках разных конструкций (щековых, конусных), а мелкий щебень (с размером кусков менее 25 мм) - на молотковых или валковых дробилках. Технология приготовления щебня состоит из следующих операций: раскалывание щебня на куски, размеры которых соответствуют типу дробилки; загрузка (подача) камня в дробилки; дробление камня до получения зерен заданного размера, подача щебня на сортировку; сортировка щебня (по крупности зерен) на вращающихся грохотах и перемещение отсортированного щебня к месту хранения. В весьма больших объемах (около 20 % общего выпуска) щебень производится дроблением крупных фракций гравия. Этим достигается комплексное использование песчано-гравийных месторождений с дополнительным выходом высококачественного дробленого заполнителя. В щебне из гравия дробленых зерен должно быть не менее 80 % по массе. Дроблеными считают зерна, площадь околотой поверхности которых больше половины всей площади поверхности зерна. Щебень широко применяют в строительстве для приготовления цементобетонных и асфальтобетонных смесей, оснований для дорожных покрытий и др. Стеновые камни и блоки получают из пористых известняков, вулканических туфов и других горных пород плотностью 900...2200 кг/м3. Марки камней и блоков в зависимости от пористости горной породы могут быть от 4 до 50. Для лицевой кладки без штукатурки марка камня должна быть не ниже 25. Водопоглощение камней допускается не более 30 %; коэффициент размягчения - 0,6; марка по морозостойкости - F15. Основные размеры камней для кладки стен: 390x190x188 и 390x190x288 мм. Каждый стеновой камень заменяет 8... 12 кирпичей. Значительно эффективнее использование крупных стеновых блоков размером до 3000x1000x500 мм и массой до 1,5 т. Пиленые стеновые камни и блоки - эффективный местный строительный материал. Жилые и общественные здания, возведенные из стеновых камней и блоков, значительно дешевле зданий, построенных из кирпича или бетонных блоков. Облицовочные плиты. Для наружной отделки используют в основном глубинные изверженные породы (граниты, сиениты, габбро), а также плотные известняки, доломиты, мраморы и вулканический туф. Облицовочные плиты для наружной облицовки выпускают толщиной 8...30 мм, шириной 150... 1200 мм, длина может быть произвольной, но не менее ширины, обычно 1000... 1500 мм (ГОСТ 9480-89). Пиленые плиты для внутренней облицовки изготовляют толщиной 10.. .12 мм, шириной 400 мм , длиной 800 мм; используют мрамор, пористые известняки и другие породы. Облицовочные плиты обрабатываются до разной степени гладкости поверхности: • полированная - гладкая поверхность с зеркальным блеском, дающая четкое отражение. Полированные плиты широко используются при облицовке поверхностей внутри помещений, а также для облицовки фасадов зданий. При попадании воды они становятся скользкими; • лощеная фактура - гладкая, отполированная не до зеркального блеска бархатисто-матовая поверхность. Применяется для облицовки любых поверхностей; • шлифованная - гладкая равномерно шероховатая поверхность, у которой рисунок камня сглажен; высота неровностей рельефа - до 0,5 мм. Плитки с поверхностью, обработанной таким образом, применяются для облицовки полов, где необходимо уменьшить скольжение, а также для ступеней и площадок лестниц; • пиленая - поверхность, не подвергающаяся после распиливания камня никакой дальнейшей обработке с неровностями рельефа высотой до 2 мм; • фактура скалы - грубо обработанный камень. Применяется в основном для облицовки фасадов; • огневая обработка - слегка оплавленная поверхность после высокотемпературной обработки. Плиты декоративные на основе природного камня получают из природного камня (щебень или обрезки плит) и неорганических или полимерных связующих. Их изготовляют с мозаичной, брекчиевидной или орнаментной поверхностью. Имеют прямоугольную форму длиной от 200 до 1500 мм, шириной - от 200 до 1200 мм и толщиной - 10...40 мм. Применяют для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.