157

Неорганические (минеральные) вяжущие вещества

Лекция

Архитектура, проектирование и строительство

Неорганическими вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые при замешивании с водой (гипс, известь, цемент) или с водными растворами солей.

Русский

2012-11-14

406 KB

85 чел.

Неорганические (минеральные) вяжущие вещества

Лекция. Неорганические (минеральные) воздушные вяжущие вещества

1. Общие сведения

Строительными вяжущими веществами называют материалы, предназначенные для связывания разнородных компонентов в штучные конгломераты. По составу их можно разделить на две большие группы: неорганические (минеральные) и органические.

Штучные конгломераты: бетоны, растворы, мастики и т.д.

Неорганическими вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые при замешивании с водой (гипс, известь, цемент) или с водными растворами солей (магнезиальные, шлакощелочные вяжущие, кислотостойкий цемент) образуют пластично-вязкое тесто, способное вследствие физико-химических процессов самостоятельно твердеть и переходить в камнеподобное состояние (Рис. 1.).

 

  а).    б).    в).

Рис.1. Карьеры по добыче гипса а – закрытый способ; б – открытый способ; в - открытый карьер для добычи известняка

2. Классификация неорганических вяжущих веществ

(Слайд № 2). Неорганические вяжущие вещества в зависимости от условий твердения и прочности во времени делят:

  1.  Воздушные вяжущие вещества, которые могут твердеть и длительное время сохранять прочность только на воздухе. Их применяют в надземных сооружениях, которые не подвержены воздействию воды. К ним принадлежат гипсовые вяжущие материалы  и , воздушная строительная известь , магнезиальные вяжущие , жидкое стекло – силикат натрия или калия (в виде водного раствора).
  2.  Гидравлические вяжущие вещества твердеют и сохраняют прочность, а иногда и повышают ее во времени не только на воздухе, но и в воде. Их применяют в надземных, подземных и других сооружениях, которые попадают под воздействие воды. К гидравлическим вяжущим принадлежит гидравлическая известь, большинство цементов.
  3.  (Слайд № 3). Вяжущие автоклавного твердения – это вещества, способные твердеть и давать твердый цементный камень в автоклавах при температуре , давлении 0,8÷1,3 МПа и влажности. К таким вяжущим принадлежат извести кремнеземистые, извести зольные, извести шлаковые вяжущие, нефелиновый цемент.

3. Сырье для производства неорганических вяжущих.

Сырьем для производства неорганических вяжущих веществ являются горные породы и побочные продукты промышленности. Из горных пород применяют:

  •  сульфатные - двуводный гипс, ангидрит;
  •  карбонатные – известь; мел; алюмосиликаты – глины, глинистые сланцы;
  •  кремнеземистые – кварцевый песок, вулканический пепел и др.

Из побочных продуктов производства неорганических вяжущих применяют металлургический и другие шлаки, золы ТЭЦ, фосфогипс и др.

4. Гипсовые вяжущие.

4.1. Состав и сырье для приготовления гипсовых вяжущих.

Гипсовые вяжущие вещества – это воздушные вяжущие, которые состоят, в основном, из полуводного гипса  или ангидрита . Их получают в результате тепловой обработки и размельчения. Сырьем для гипсовых вяжущих в основном являются горные породы – гипс, который состоит из минерала гипса  и некоторых отходов промышленности.

В зависимости от температуры тепловой обработки сырья гипсовые вяжущие делят на две группы: низко- и высокообжиговые.

4.2. Низкообжиговые гипсовые вяжущие.

(Слайд № 4). Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса при низких температурах :

.

К низкообжиговым вяжущим веществам принадлежат:

  •  строительный;
  •  формовочный:
  •  высокопрочный гипс.

Строительный гипс изготавливают низкотемпературным обжигом гипсовой породы в варильных казанах или печах, сначала размельчая, а затем нагревая. Вода из сырья выделяется в атмосферу в виде пара. Гипсовое вяжущее состоит, в основном, из мелких кристаллов модификации . В затвердевшем состоянии имеет невысокую прочность . Применяется для приготовления гипсовой штукатурки, плит, панелей при влажности до 65%.

Формовочный гипс состоит также преобладающе из модификации , отличаясь от строительного гипса тонкостью помола. Его применяют для приготовления форм в керамической и фарфорово-фаянсовой промышленности.

Высокопрочный гипс получают в автоклавах и состоит он в основном из модификации  в виде крупных и плотных кристаллов. Прочность на сжатие , а при специальных технологиях - . Такой гипс выпускается лишь в небольших количествах и используются в металлургической промышленности для изготовления форм (Рис. 2.).

а.     б.    в.

(Слайд № 5). Рис. 2. Гипс: а – строительный; б – формовочный; г - высокопрочный

4.3. Высокообжиговые гипсовые вяжущие.

Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготавливают обжигом гипсового камня при высокой температуре . Они состоят преобладающе из ангидрита . Высокообжиговый гипс медленно схватывается (не ранее, чем через 2 часа) и прочность на сжатие несколько выше, чем строительного гипса . Его применяют в растворах для штукатурки и кладки, для приготовления «штукатурного мармура».

4.4. Твердение гипсовых вяжущих

Твердение гипсовых вяжущих происходит вследствие растворения полуводного  (полугидрата) и образования насыщенного раствора, в котором происходит реакция гидратации с образованием двуводного сернокислого кальция:

.

(Слайд № 6). Можно выделить три этапа твердения гипсовых вяжущих:

  1.  Подготовительный – образование насыщенного раствора.
  2.  Период коллоидации (схватывание)– переход новообразований в гелеподобное состояние.
  3.  Период кристаллизации – перекристаллизации коллоидных частиц в большие кристаллы и образование сростков (Рис. 3.).

На практике строительный гипс требует  воды, а высокопрочный . За счет большого количества несвязанной воды гипс обладает большой пористостью.

Рис. 3. К процессу твердению гипсовых вяжущих веществ

4.5. Основные свойства гипсовых вяжущих.

(Слайд № 7). А). Тонкость помола характеризуется массой гипсового вяжущего, которая остается вследствие просеивания на сите с отверстиями диаметром 0,2 мм.

В зависимости от степени помола разделяют вяжущие:

Помол

Грубый

Средний

Тонкий

Остаток на сите

Класс

I

II

III

Б) По срокам схватывания бывают вяжущие:

Вид вяжущего

Индекс

Сроки схватывания

начало

конец

Быстросхватывающийся

А

Нормальносхватывающийся

Б

Медленносхватывающийся

В

Не нормируется

В) Прочностные характеристики гипсового вяжущего определяют, испытывая образцы-балочки размером  из гипсового теста стандартной консистенции через 2 часа после приготовления. Для гипсовых вяжущих установлены следующие марки в зависимости от пределов прочности на сжатие :

а.     б.    в.

Рис. 4. К определению прочности гипса: а – формы для гипса; б – передаточные пластины; в – схема испытания гипса: 1 – щеки пресса; 2 – передаточные пластины; 3 - полубалочка

Г) Водопотребление гипсового вяжущего определяется количеством воды (% по массе) необходимой для использования гипсового теста стандартной консистенции (диаметр расплыва ).

Маркировка гипсового вяжущего дает информацию о его основных свойствах. Например,  - гипсовое вяжущее марки 5, быстротвердеющее, среднего помола.

Твердея, расширятся до 1% поэтому гипсовые отливки хорошо заполняют форму и передают очертания. По мере высыхания трещин не образуется.

Примечание: изготавливают гипсовую штукатурку, перегородки, стены и панели, вентиляционные коробы и другие детали в зданиях и сооружениях.

5. Воздушная известь.

5.1. Воздушная известь и ее свойства

Воздушная строительная известь – продукт обжига при температуре  (до полного выделения углекислого газа) кальциево-магниевых пород, в которых содержание глиняных примесей не более 6%:

 - известь.

Кальциево-магниевые породы – известняк, мел, известняк-ракушечник.

Сырье обжигают в печах разных конструкций: шахтных, напольных, вращающихся и др. Наиболее распространены шахтные печи, которые работают беспрерывно: в верхнюю часть загружают известняк, антрацит или кокс, а с нижнего извлекают готовый продукт. Воздух необходимый для горения, поступает снизу. Недообжиг или переобжиг известняка в печи снижает его качество. Особенно небезопасным является его переобжиг, поскольку тогда частички извести медленно гасятся, увеличиваясь в объеме. Это приводит к образованию трещин в штукатурке и изделиях.

Продукт обжига кроме основной составляющей  содержит некоторое количество оксида магния . В зависимости от соотношения  и фракционного состава воздушную известь делят на виды.

 а.       б.

Рис. 5. Шахтная печь для обжига извести: 1 — шахта; 2 — загрузочный механизм; 3 — дымосос; 4 — гребень для подачи воздуха; 5 разгрузочный механизм.

5.2. Виды воздушной извести

Соотношение чистых оксидов  в начальном количестве извести называют ее активностью. В зависимости от активности и соотношением непогашенных зерен определяют сорт извести (I – 90%, II – 80%, III – 70%).

Вследствие смешивания с водой непогашенной извести (1 л воды на 1 л извести) образуется тонкий пушистый порошок (пушонка) или гидратная известь. Если количество воды увеличить до 2÷3 л на 1 кг, то получают известковое тесто. Реакция гашения идет по следующей схеме:

Гашеная известь, смешанная с песком и другими заполнителями, образует строительный раствор, способный медленно твердеть:

.

Молодую (порошкообразную) негашеную известь добавляют в строительные растворы и бетоны. При этом происходит гидратация и выделяется тепло, которое затрачивается выпаривание излишка влаги в растворе, это способствует быстрому твердению и высыханию.

5.3. Достоинства и недостатки воздушной извести. Применение.

Достоинством извести является его высокая пластичность, которая придает растворам и бетонам на его основе удобоукладываемость. Кроме того, ее высокая водопотребность предотвращает расширение смесей.

Недостатки извести – прочность и водостойкость материалов на ее основе невелика.

Воздушная известь применяется для приготовления штукатурных и кладочных растворов, а также изготовления штучных бетонных изделий, силикатного кирпича и других извести песчаных изделий автоклавного твердения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57910. Функції. Лінійна функція 130.5 KB
  Молодці Відповівши на ці запитання ви перейшли на наступний етап еволюції і стали людиною вмілою. Подивимось чи зможете ви перейти на наступний етап ІІ етап конкурс Доміно.
57911. Розв’язування задач на обчислення площ многокутників 328 KB
  Проведення аукціону На дошці записаний список лотів. Вчитель зачитує питання лотів пропонуючи його купити тобто відповісти на питання чи розвязати задачу. За кожен лот учні отримують різні бали.
57912. Квадратные неравенства 195 KB
  Урок изучения и первичное закрепление нового материала с элементами повторения и закрепления ранее изученного. Возможные варианты: Через проектор на экране появляется тема Слайд 1;3 Квадратные неравенства Один из учащихся вслух читает текст на экране Учащиеся записывают определение в тетрадь.
57913. Розв’язування вправ на тему «Додавання та віднімання звичайних дробів» 503 KB
  Обладнання: сигнальні картки роздруковані усні вправи екологічне пано з відповідями до вправ картки так ні картки з індивідуальними завданнями для учнів картки з додатковими вправами.
57914. Функція. Область визначення і область значень функції. Способи задання функції 52.5 KB
  Мета: освітня: формувати поняття функціональної залежності аргументу області визначення та області значення функції; розглянути способи задання функцій; формувати уміння знаходити звязок з раніше вивченим переносити набуті знання в нові ситуації...
57915. Розкладання многочленів на множники 119 KB
  Обладнання: Картки з індивідуальним завданням; картки для усних і письмових робіт; таблиці: Формули скороченого множення Квадрати одноцифрових чисел Куби одноцифрових чисел Відшукай висловлення про математику.
57916. США у 1877 – 1900 роки 40 KB
  Мета: Ознайомити учнів з особливостями соціально-економічного розвитку США та основними напрямками зовнішньої політики; Розвивати навички роботи в парах уміння логічно мислити та робити висновки встановлювати причиннонаслідкові звязки; Формувати уміння роботи з картою...
57917. Великі вчені та їх внесок в розвиток світової науки 113 KB
  Перевіримо назви секторів показує на сектори учні називають їх англійською мовою Слайди: Трикутники М: Вирішіть тестові завдання оберіть правильну відповідь та дізнайтесь прізвище великого англійського вченого.
57918. Розв’язування задач на відсотки 126 KB
  Мета: актуалізувати знання учнів щодо визначення відсотка від числа і числа за відсотком; удосконалити уміння учнів розв’язувати текстові задачі на відсотки різними методами. Економічна соціалізація учнів.