Воздушная известь. Производство,виды,твердение,св-ва,прим-ие

Классификация неорганических вяжущих в-в

Физические и механические св-ва стр.мат.

Понятие о композитах

Композицио́нный материа́л — неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и связующее, обеспечивающую совместную работу армирующих элементов.

Механическое поведение композита определяется соотношением свойств армирующих элементов и связующих, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных ком­понентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик.

Преимущества

высокая удельная прочность

высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 ГПа)

высокая износостойкость

высокая усталостная прочность

из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции

недостатки:высокая стоимость, анизотропия свойств, повышенная наукоёмкость производства, необходимость специального дорогостоящего оборудования и сырья, а следовательно развитого промышленного производства и научной базы страны

Примеры: Железобетон, стеклопластик,углепластика

Истиннаяплотность - масса единицы объема в абсолютном плотном состоянии (ρ=m/v_a. [г/см³; кг/м³]). v_a – объем в абсолютно плотном состоянии (без пор).

1)Средняяплотность является масса объема в естественном состоянии (с порами) (ρ_m=m/v_e. [г/см³; кг/м³]). v_e – объем материала в естественном состоянии (с порами и без пор).Значения плотности данного материла в сухом и влажном состоянии связаны соотношением: ρ_mв= ρ_mс (1 + W_м)

2)Пористость – степень заполнения объема материала порами. Пористость – важнейшее свойство для многих строительных материалов (водопоглащение, теплопроводность, прочность…) П=v_пор/v_e=(v_e - v_a)/v_e=(1 - v_a)/v_e=(1 - ρ_m/ρ)▪100%. П = от 0 (сталь) – до 98,5% (пористость пенопласта). Размеры пор от миллионных долей миллиметра до нескольких миллиметров. В ячеистом бетоне 0,5 – 2 мм. Свойства материалов зависят не только от общей пористости, но и от размера и характера пор. Бывает открытая П_о (открытые поры) и закрытая П_з (закрытые поры) пористость. П_о = m₁ – m₂/ V▪1/r_воды , где m₁ масса в сухом состоянии, а m₂ насыщенна водой. Соответственно П_з = П - П_о

3)Коэффициент плотности это степень заполнения объема мат. твердом веществом К_пл=ρ_m/ρ. В сумме К_пл +П=1 (или 100%).

4)d относительная плотность выражает плотность материла по отношению к плотности воды d =ρ_m/ρ_воды.

5)Гигроскопичностью называют свойство капиллярно-пористого ма­териала поглотать и конденсировать водяные пары из воздуха.

6)Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощенной воды и интенсивностью всасывания.

7)Водопоглощение (способность поглощать воду и удерживать ее при контакте с ней). Wm (водопоглощение по массе)=(m_насыщ – m_сухого)/m_сухого▪100%. W₀ (водопоглощение по объему)=V_воды/V_{естеств}=(m_насыщ – m_сух)/ρ_воды▪Vе. W₀=Wm▪d.

8) Водостойкость (способность мат. сохранять прочность в водонасыщенном состоянии) Кр (коэффициент размягчения)=R_воды /R_сухой. От 0 до 1.Если: Кр=1, то стекло; Кр=0, то глина.

9)Водопроницаемость – способность материала пропускать воду под давлением. Кф (водопотребность оценивается коэффициентом фильтрации)= V_в▪ a (толщина слоя)/ S (площадь м² ) ▪ Δρ (давление на границах стенки) t (1 час)= г/м▪ ч▪ Па. Марки по водопроницаемости W2…W12 (2…12 – одностороннее гидростатическое давление, которое выдерживает материал) [кг▪с/см²] атмосфер.

10 Газо- и паропроницаемость – способность пропускать через свою толщу пар или газ. Кг= Vp (плотности) ▪ a/S▪ Δρ▪ t= г/м▪ ч▪ Па.

11) Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное, попеременное замораживание и оттаивание.

12)Теплопроводностью называют свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой.

13)Теплоемкость - свойство материала аккумулировать теплоту при нагревании. Она характеризуется коэффициентом теплоемкости

14)Огнеупорность - свойство материала выдерживать длительное воз­действие высокой температуры не размягчаясь и не де­формируясь.

15)Огнестойкость - свойство материала сопротивляться действию ог­ня при пожаре в течение определенного времени

16)Радиационная стойкость - свойство материала сохранять свою структуру и физико-механические свойства после воздействия ионизи­рующего излучения.

Деформативные свойства

1 .Упругость - свойство материала принимать после снятия нагрузки первоначатъную форму и размеры. Упругая деформация полностью исче­зает после прекращения действия внешней силы, поэтому ее принято назы­вать обратимой.

2. Пластичность - свойство материала необратимо изменять форму или размеры под действием внешних сил, не разрушаясь. Пластическую, или остаточную, деформацию, не исчезающую после снятия нагрузки, на­зывают необратимой.

3. Хрупкость - свойство материала разрушаться при небольшой де­формации

4. Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или дру­гими факторами

5. Ударной (динамической) прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках

6. Твердость - это свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела

7. Истираемость - это способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий.

Неорганические вяжущие вещества в зависимости от их способности твердеть в определенной среде делят на воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие (известь воздушная, гипсовые и магнезиальные вяжущие, растворимое стекло) твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде.

Вяжущие вещества, способные твердеть и длительно сохранять или повышать прочность не только на воздухе, но еще лучше в воде, называют вяжущими водного твердения или гидравлическими вяжущими (гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый и расширяющийся цементы, гипсоцементно-пуццолановые и некоторые местные вяжущие вещества).

В отдельную группу выделяют вяжущие вещества автоклавного твердения (известково-кремнеземистые, бесклинкерные шлаковые и зольные вяжущие материалы), хотя по существу они тоже относятся к гидравлическим вяжущим. Такие вяжущие эффективно твердеют только в среде нагретого насыщенного пара в автоклавах, где температура 175 °С и более и давление 0,9...1,6 МПа.

Сырьём для пр-ва возд.извести служат кальциево-магниевые Г.П.

Обжиг обычно ведут при температуре 1000-1200°С. При этом происходит термическая диссоциация СаСО₃ по уравнению СаСО₃-> СаО + СО₂^ - q

В зависимости от характера последующей обработки обожжен­ного продукта воздушная известь делится на негашеную (комовую и молотую) и гашеную - гидратную (пушонку и тесто).

Негашеная известь, иногда называемая кипелкой, состоит из C aO, а гашеная - из Са(ОН)₂

Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит из свободных оксидов кальция и магния с преимуществен­ным содержанием оксида кальция.

Известь негашеная молотая - порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подоб­на комовой извести, из которой получена.

Гидратная известь - высокодисперсный сухой порошок, полу­чаемый гашением комовой или молотой негашеной' извести соответ­ствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим переход оксидов кальция и магния в их гидраты, Гидратная

известь состоит преимущественно из гидрооксида кальция Са(ОН)₂ а также гидрооксида магния Mg(ОН)₂ и небольшого количества

примесей.

Известковое тесто - продукт, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести водой в количестве, обеспечиваю­щем переход оксидов кальция и магния в их гидраты Са(ОН)₂ и Mg(ОН)₂ и образование пластичной тестообразной массы. Вы­держанное тесто содержит обычно 50-55% гидрооксидов кальция и магния и 50-45% механически и адсорбционно связанной воды.

В зависимости от содержания оксида магния различают следу­ющие виды воздушной извести: кальциевую - МаО не более 5%, магнезиальную - МgО от 5 до 20% и доломитовую - MgО от 20 до 40%.

Качество воздушной извести оценивается по разным показате­лям, основным из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния (активность извести). Чем выше их со­держание, тем выше качество извести.

Св-ва-малая водостойкость,прочность 1-5МПа

Применение извести: изготовление штукатурных и кладочных растворов,известн.краски Изготовление смешанных вяжущих веществ. Силикатный кирпич силикатный бетон и т.д.

Смеш.вяж -известковопуццолановые CaO+апока,зола,гипс(выше водост-ть,возд-ть,сульфато-ть,низкая морозост-ть,2,5-15МПа);известк-шлаковые-СаО+шлак,гипс(сред.мороз-ть,сульф-ть,5-20МПа),кремнезёмистые-СаО+SiO2(корроз-ть,водос-ть,низкая термост-ть,прочность 50 МПа)

Твердение извести

1.Испарение воды. Сближение кристаллов Са (ОН)₂ и их срастание

2.перекристаллизацией Са (ОН)₂ за счёт разной растворимости кристаллов разных размеров

3.Карбонизация Са (ОН)₂+ СО₂= Са (СО)₃+ Н₂О

6.Низкообжиговые гипсовые вяжущие в-ва. Сырьё, пр-во, св-ва, твердение, применение.

К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся: строительный гипс, формовочный гипс, высокопрочный гипс.

Сырьём для получ.строит.гипса служит природный гипсовый камень

T=110 – 180 С⁰. CaSO4*2H2O→CaSO4*1/2H2O

β-форма CaSO4*1/2H2O (строительный и формовочный гипс. Изготавливается в открытых агрегатах, когда Н2О удаляется в виде пара. Изделия не высокой прочности); α-форма CaSO4*1/2H2O (высокопрочный гипс. В закрытых агрегатах, Н2О выделяется в жидком виде. Кристаллы плотные и крупные изделия). Технология строительного гипса: 1) добыча сырья 2) дробление гипса 3) помол 4) Варочный котел 5)бункер 6)склад готовой продукции. Твердение гипса: CaSO4*1/2H2O+1,5H2O=CaSO4*2H2O+Q. Периоды: 1) растворение кристаллов CaSO4*1/2H2O. Образование насыщенного раствора. 2) возникновение CaSO4*2H2O. Возникновение рыхлой пространственной коагуляционной (слипание) структуры теста (процесс схватывания). 3) кристаллизация новых образований, рост кристаллов, их срастание. Образование кристаллизационной структуры камня (процесс твердения).

Св-ва-быстрое схватывание,низкая водостойкость,прочность 2-25 МПА(строит.гип),15-40МПА (высокопрочный)

Применение-штукат.кладочные р-ры,плиты гипсокартон.,внутр.перегородки

7. Высокообжиговые гипсовые вяжущие в-ва Сырьё, пр-во, св-ва, твердение, применение.

К высокообжиг. гипсовым вяжущим веществам относятся: ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент CaSO4+добавки-шлак,доломит), высокообжиговый гипс CaSO4+CaO

Для получ.гипсового камня с исп.высокообжиг.гипс.вяжущих в-в необходимо введение спец.инициаторов твердения

В ангидрит.цемент-доломит,шлак

Высокообжиг. Гипс-СаО.

Иногда ангидритовое вяжущее получают только помолом при­родного ангидрита с активаторами твердения (без обжига).

Т=600 – 900 С⁰. Твердение гипса: CaSO4*1/2H2O+1,5H2O=CaSO4*2H2O+Q. Для высокопрочного гипса берут 30 – 40% воды. Процесс твердения. Периоды: 1) растворение кристаллов CaSO4*1/2H2O. Образование насыщенного раствора. 2) возникновение CaSO4*2H2O. Возникновение рыхлой пространственной коагуляционной (слипание) структуры теста (процесс схватывания). 3) кристаллизация новых образований, рост кристаллов, их срастание. Образование кристаллизационной структуры камня (процесс твердения)

Св-ва-медл.схвативыние,сред.водостойкость,прочность 10-20 МПа

Применение-монолитные полы,штукат. и кладочные р-ры,плиты из искусств.мрамора

8.Магнезиальные вяжущие в-ва. Сырьё,производство,св-ва,прим.

Каустическим магнезитом наз-ся порошок, состоящий в основном из оксида магния и получаемый помолом магнезита, обожженного при T = 700-800°С.

В отличие от других вяжущих каустический магнезит затворя­ют не водой, а растворами хлористого или сернокислого магния. Иногда для затворения применяют и другие соли.При взаимод-ии с водой затвердение происх.медл.,прочность низкая

Каустический магнезит является быстротвердеющим вяжущим веществом, обладающим высокой конечной прочностью.

Каустический доломит. Каустическим до­ломитом называется порошок, состоящий из оксида магния иугле­кислого кальция, получаемый помолом доломита, обожженного при 600~700°С. В каустическом доломите содержатся обычно глинистые и песчаные примеси и небольшие количества свободного оксида кальция

Каустический доломит характеризуется меньшей прочностью, чем каустический магнезит,медл схват-ие,низкая водост-ть,прочность до 30МПА

Эти вяжущие имеют хорошее сцепление с деевом,с их пом. Можно получить фибролит и ксилолит.

Магнезиальные вяжущие применяют для изготовления теплоизоляц. и конструкц.материалов,плит и монолитных полов

Дата добавления: 2015-04-23