Органічні в’яжучі речовини

Властивості портландцементу.

Тонкість помелу є необхідною умовою для виявлення в’яжучих властивостей. При просіюванні через сито №008 (0,08 мм) повинно проходити не менше 85 % маси проби. Тонкість помелу можна визначити і поверхнеміром.

Міцність і строки тужавлення прямо пропорційні питомій поверхні, яка повинна бути 250…350 м²/кг, (2500…3500 см²/г).

Дійсна густина r портландцементу знаходиться в діапазоні r = 3…3,2 г/см³.

Насипна густина r_н залежить від ступеня ущільнення: в рихлому стані r_н = 1,0…1,3 г/см³, в ущільненому 1,6…1,8 г/см ³.

Рис. 7. Схема трубного млина: 1 - корпус млина; 2 - завантажувальний пристрій; 3 - завантажувальна тічка; 4 - сушильна камера; 5 - лопаті; 6 - єлеваторний пристрій; 7 - розмелювальна камера; 8 - розвантажувальний пристрій; 9- гвинтовий конвеєр; 10 - витяжна труба.

Водопотреба цементу – це мінімальна кількість води потрібна для отримання цементного тіста нормальної консистенції (густоти). Нормальна густота визначається на приладі Віка. Водопотреба портландцементу становить 24…27%, при введенні мінеральних добавок осадового походження – 32…37%. Водопотребу характеризують речовинний склад цементу, тонкість помелу і т.п.

Строки тужавіння цементу – це час, протягом якого пластична маса втрачає свою пластичність. Розрізняють початок тужавінняі кінець тужавіння. Строки тужавіння згідно із стандартом визначають за зануренням голки приладу Віка в цементне тісто нормальної густоти. Початок тужавіння – це час від початку замішування до моменту, коли голка не доходить до дна на 2…4 мм. Кінець тужавіння визначається в момент, коли голка занурюється в тісто не більш як на 1…2 мм. Для портландцементу початок тужавіння має наставати не раніше як через 45 хв., а кінець – не пізніше як через 10 год.

Строки твердіння регулюють добавками: сповільнювачами строків тужавлення (бура, борна кислота, фосфати й нітрати калію й ін.) і прискорювачі (карбонати й сульфати металів).

Активність і марка цементу характеризуються його механічною міцністю, яка встановлюється за границею міцності при стиску половинок зразків балочок розміром 4×4×16 см. Стандартні зразки виготовляють із цементно-піщаної суміші складу 1:3 (за масою) при В/Ц = 0,4 на вольському піску, якщо консистенція суміші за розпливом конуса 106…115 мм. Випробування проводять у віці 28 діб (попередньо – на вигин, потім – на стиск).

Значення границі міцності при стиску таких зразків називають активністю цементу, а округлене в бік зменшення активності – маркоюцементу.

Марки портландцементу: М400, М500, М550, М600. Число вказує міцність при стиску в кгс/см²: 400 кгс/см² = 40 МПа.

Бітумними та дьогтьовими матеріалами називають матеріали, отримані на основі бітуму або дьогтю. До них відносять бітумні та дьогтеві в'яжучі та різновидні матеріали на їх основі: емульсії, пасти, асфальтові мастики, розчини та бетони, рулонні та штучні вироби. Загальними особливостями цих матеріалів є висока водостійкість, водонепроникність, хімічна стійкість, підвищена адгезійна здатність.

Бітуми та дьогті отримують із різних матеріалів і різними способами, однак їх об'єднує ряд загальних властивостей, зумовлених відносною близкістю складу і структури. Найважливішими компонентами як бітумів так і дьогтів є масла та смоли, що являють собою рідке середовище, в якому дисперговані тверді фази: для бітуму в основному асфальтени, а для дьогтю — вільний вуглець.

Асфальтени — високомолекулярні сполуки з молекулярною масою 900…6000, що вміщують переважно сполуки вуглецю з киснем, сіркою та азотом.

Смоли — мають молекулярну масу 500…2000, консистенція їх змінюється від тягучої липкої до твердої аморфної маси.

До бітумів належать природні бітуми, асфальтові породи, нафтові бітуми.

Природні бітуми – це в’язкі рідини та твердоподібні речовини, що утворились внаслідок природного процесу окислювальної полімеризації нафти. Проте природні бітуми у чистому вигляді зустрічаються рідко, найчастіше вони зустрічаються в осадових гірських породах.

Асфальтові породи – це пористі гірські породи (вапняки, доломіти, піщаники, глини, піски, сланці) просочені бітумом.

Нафтові бітуми залежно від способу переробки поділяють на залишкові бітуми, окислені, крекінгові.

Рис. 8. Технологічна схема виробництва залишкового бітуму: 1 – сировина; 2 – трубна піч; 3 – вакуумна колонка; 4 – бітумний бак; 5 – конденсатори.

Залишкові бітуми утворюються як залишок після відгонки масел з мазутів та гудронів. Вихід залишкового бітуму при перегонці ароматичних нафт може досягати 15%. Залишкові бітуми вміщують асфальтени в невеликій кількості, тому мають в’язку консистенцію та відносяться до найбільш м’яких сортів. (рис. 8).

Окислений бітум отримують шляхом окислення гудронів чи залишкових бітумів при температурі 180…280⁰С. Під дією кисню при такій температурі проходять складні реакції конденсації, що приводять до збагачення бітуму асфальтенами за рахунок зниження частки масел і смол. Збільшення частки асфальтенів в окислених бітумах приводять до відповідної зміни їх фізико-механічних властивостей – підвищення температури розм’якшення та спалаху, зменшення пенетрації та розтягу.

Гудрон – це залишок відгонки з мазуту масляних фракцій. Він є основною сировиною для отримання нафтових бітумів (використовують його як в’яжучу речовину в дорожньому будівництві).

Крекінгові бітуми отримують при крекінгу (розкладанні при високій температурі) нафти та нафтових масел з метою отримання більшого виходу бензину.

Таблиця 3

Дата добавления: 2014-01-04