15. Гидравлические вяжущие материалы.

Они после смешения с водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжают сохранять и наращивать свою прочность в воде; их можно применять как в надземных, так и подземных гидротехнических и др сооружениях. К этим материалам относятся: портландцемент и его разновидности, пуццолановые цементы, шлаковые цементы, глиноземистый и расширяющийся цементы, романцемент, гидравлическая известь и др. Для получения вяж. Материалов с заданными св-ми сырьё должно иметь опред.хим.состав, с этой целью пользуются данными-модулями .Гидрав.известь и романцемент. Гидрав.известь-вяж.вещ-во.получаемое обжигом известняков,содержащих от 8до 20%глинистных примесей. Применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов,низкомарочных бетонов. Романцемент явл-тся вяж.материалом,получаемым путём тонокого измельчения обожженных известняковых или магнезиальных мергелей,содержащих более 20% глинистых вещ-в.Применяют для изготовления низкомарочных бетонов и растворов.

19. Теория твердения портландцемента.

При затворении портландцемента водой сначала образуется пластичное клейкое цементное тесто, которое затем постепенно загустеваст, переходя в камневидное состояние. Твердение и есть процесс превращения цементного теста в цементный камень. Основы теории твердения портландцемента разработаны А Д. Байковым и дополнены В А. Киндом. Согласно этой теории при твердении портландцемента различают три периода: растворение, коллоидация и кристаллизация. При смешивании портландцемента с водой в начальный период происходит растворение клинкерных минералов с поверхности цементных зерен, взаимодействие минералов с водой и образование насыщенного по отношению к клинкерным минералам раствора. По достижении насыщения растворение клинкерных минералов прекращается, но реакции между ними и водой продолжаются. Реакции присоединения воды к клинкерным минералам называют реакциями гидратации, а реакции разложения клинкерных минералов под действием воды на другие соединения—реакциями гидролиза. Во втором периоде в насыщенном растворе идут реакции гидратации клинкерных минералов в твердом состоянии, т. е. происходит прямое присоединение воды к твердой фазе вяжущего без предварительного его растворения. Продуктами этих реакций являются гидратные новообразования в коллоидном виде. Период коллоидации сопровождается повышением вязкости цементного теста, обусловливающим схватывание цемента. В третьем периоде протекают процессы перекристаллизации мельчайших коллоидных частиц новообразований, т. е. растворение мельчайших частиц и образований крупных кристаллов. Кристаллизация сопровождается твердением цементного теста и ростом прочности образовавшегося цементного камня.

16. Портландцемент.Получение, св-ва, применения.

Это гидравлический вяжущий материал,твердеющий как в воде,так и на воздухе и получающийся в рез-те тонкого измельчения клинкера совместно с опред. кол-вом гипсового камня. Клинкер получают в рез-те обжига до спекания мергеля или искусственной сырьевой смеси известняка и глины.Состоит преимущественно из силикатов кальция.Гипс добавляют в цемент для регулирования сроков его схватывания и ряда других св-в.При помоле клинкера в состав цемента можно вводить активные мин.добавки в кол-ве до 20% от массы цемента. Хим.состав клинкера хар-тся опред. содержанием окислов:64-76%CaO,20-25%Si (песок),4-8% AL2O3(бокситы), 2-5% Fe2O3(пиритныеогарки), в небольших кол-вах и др.К основным технологическим операциям при произ-ве относится:добыча сырья и получение цементного клинкера, помол цементного клинкера с различными добавками. Для приготовления цементного клинкера исполь. Известняки или мел, глину.Минералогический состав клинкера определяют с помощью физико-химических методов анализа.Силикатные минералы (C2S,C3S)-трёхкальциевый алюминат- явл-тся основными. Алит определяет высокую прочность,её быстрое нарастание.высокую гидравлическую активность и др. белит твердеет очень медленно в начальный период,а затем в дальние сроки (1-2 года) активизируется.Четырёхкальциевый алюмоферрит быстро схватывается, твердеет медленно, приобретая прочность в дальние сроки твердения.Св-ва:тонкость помола, сроки схватывания, равномерность изменения объёма,прочность(марка).Тонкость помола:хар-тся массой порошка, прошедшей через сито с сеткой №008(0,08мм).Удельная площадь поверхности-суммарная площадь повер-ти частиц цемента в единице массы.Цементы с высокой тонкостью помола отличаются ускоренным твердением и повышенной прочностью. Нормальная густота и сроки схватывания: цемент,затворённый водой,наз-тся цементным тестом. Ряд стандартных показателей цемента определяют на цементном тесте нормальной густоты.т.е. стандартной консистенции или пластичности. Составялет примерно23-29%.Большое практическое значение имеют сроки схватывания цементов, т.к в зависимости от этого показателя устанавливается время транспортирования и укладки растворных и бетонных смесей до их схватывания.Сроки схватывания хар-тся началом и концом схватывания цементного теста нормальной густоты и опр-тся на приборе Вика при t 20C. Равномерность изменения объёма.Цементы в процессе твердения должны равномерно изменять объём. Возникают внутренние напряжения,в ызывающие появление трещин, деформаций и разрушений. Цементы, не выдержавшие испынания на равномерность изменения объёма при их твердении, нельзя применять в строительстве.Одной из важнейших хар-к цемента явл-тся его прочность-марка. От марки цемента зависит прочность бетона и расход цемента.Применяется практически во всех областях строительства.Его используют для изготовления бетонных и железобетонных конструкций и сооружений,эксплуатируемых в подземных,подводных и наземных условиях, а также для строительства растворов. Его нельзя применять для возведения сооружений, подвергающихся действию морской, минерализованной и пресной воды.

20-23. Коррозия цементного камня.

Цементный камень в бетонах или растворах может разрушаться под действием агрессивной среды,создаваемой различными жидкостями и газами. Такое явление наз-тся коррозией цементного камня или коррозией бетона. 3 вида: коррозия 1 вида возникает в бетоне при действии на него пресных вод. выделяющаяся при твердении цемента известь имеет весьма незначительную растворимость в воде. При воздействии пресной воды на бетон гидрат окиси кальция растворяется и уносится водой. Поэтому такой вид коррозии называют коррозией выщелачивания. Белые налёты, пятна и подтёки на поверхности бетонных конструкций и сооружений, как правило, свидетельствует о наличии этой коррозии. Меры защиты: введение в цемент активных мин-х добавок Са(ОН)2+SiO2+nH2O=CaO*SiO2*nH2O, сод-ие аллита снизить до 50%, повысить плотность бетона за счеткальматирующих добавок, выдерживание бетона на воздухе Са(ОН)2+СО2=СаСО3, защита водонепроницаемыми пленками. Коррозия 2 вида вызвана образованием легкорастворимых солей в кислотной среде и последующее вымывание этих солей. Углекислая происходит при действии воды, содержащей свободный СО2, кот. на пов-ти бетона разрушает этот слой, образуя хорошо растворимый, вымыванием бикарбонат Са. СаСО3+СО2+Н2О=Са(НСО3)2. Меры защиты: не исп-ть известняк, а например, гравий, гранит. Кислотная при действии кислот имеющих ph<7. Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O; Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O Меры защиты: исп-ть только кислотоупорный портландцемент. Магнезиальная Ca(OH)2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2 Меры защиты те же. Сульфатная коррозия возникает при действии на цб сульфатов и щелочей. Морская вода, грунтовые воды, кот. содержат сульфатные йоды. C3A≤8%. 3CaO*Al2O3*6H2O+3CaSO4+25H2O=3CaO*AlO3*3CaSO4*31H2O. Меры защиты: применение только сульфатостойкого портландцемента.

42. Пути повышения св-в вязких дорожных битумов.

1) Добавки вводятся в битум лля увеличения прочности. Это полимерные добавки(полиэтилен, полиэстерон)от 1-3% от массы битума.

2) Добавки для улучшения деформативности битума при высоких t. Это тугоплавкие битумы. Добавки для повышения деформативности при отрицательных t. Это пластификаторы (экстракты полученные при очистке масляных фракций нефти)

3) Добавки , чтобы повысить деформативность при отрицат t и снизить деформативность при высоких t. Вводятся в количестве 2-5% от массы битума. Вводят побочные продукты пр-ва синтетических смол и каучука.

4) Добавки для повышения адгезионных свойств (прилипание). Вводят катионы и анионоактивные ПАВы (поверх. актив вещ-во)

5) Диперсные (структурирующие) добавки служат для улучшения механических свойств, повышения температурной устойчивости.

6) Другие специальные добавки вводят тля повышения огнестойкости.

24-27. Разновидности портландцемента.

Дорожный пц – чисто клинкерный пц без добавок или выпускается с добавкой гранулированного доменного шлака до 15%. C3A≤8%. Начало схватывания пц не ранее 2х часов, конец – не позднее 12ч. Дорожный пц обладает повышенной Rри и повышенной прочностью при ударе, имеет высокую прочность на истирание, высокую морозостойкость, малую усадку. Марка 400, 500.

Сульфатостойкий пц получен из цементного клинкера нормализованного состава. C3A≤5%, C3A+СаАF≤22%, C3S<50%. Введение активных и инертных добавок не допускается. Марка 400, 500. Исп-ся в конструкциях, кот. работают в сульфатной среде.

Пуццолановый пц получен путем совместного помола цементного клинкера + 25-40% пуццоланов от массы цемента. Требования C3A≤8%. MgO<5%. Исп-ся при первом виде коррозии. Очень хорошо набирает прочность при повыш t, но нельзя применять при зимнем бетонировании, т к низкая морозостойкость. Применяют для подземных, подводных частей сооружений, для внутр частей массивных сооружений, массивы и шлюзы, т к имеет низкую экзотермию.

Шлакопц получен путем совместного помола цементного клинкера + 20-80% гранулированного шлака. Самый дешевый. Ст-ть ≈ на 20% ниже. Марка 300, 400, 500. Повышает стойкость цемента в сульфатных водах. Имеет низкую экзотермию. Применение в массивных гидротехнических сооружениях, в подземных и подводных сооружениях. Быстро набирает прочность при повыш t, поэтому исп-ся для произв-ва бетонных конструкций на заводах. Медленно набирает прочность в первое время.

БТЦ отличается от обычного порт. Более интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения. В составе клинкера быстрот. цемента содержание должно быть 50-55%, а -8-10%. В БТЦ также вводятся активные минеральные добавки.Большое значение для получения БТЦ имеет гранулометрический состав цементного порошка. Повышение содержания зёрен мелких фракций ускоряет процесс нарастания прочности в начальные сроки. Эти цементы вследствие тонкого помола быстро теряют активность при дальних перевозках и длительном хранении. Целесообразно применять при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Эти цементы эффективно применять при пониженных t воздуха,т.к. они при твердении выделяют повышенное кол-во тепла.

Пластифицированный пц получают при совместном помоле клинкера и органической гидрофильной поверхностно-активной добавки при обычной дозировки гипса и др.минеральных добавок. В качестве пластифицирующего поверхностно-активного вещ-ва(ПАВ) применяют лигносульфонаты технические (ЛСТ) в кол-ве 0,15-0,30% от массы цемента в пересчёте на сухое вещ-во. При затворении пластиф.цемента водой вследствие адсорбции ПАВ на зёрнах цемента вокруг них образуются водные оболочки-плёнки.В рез-те этого увеличивается текучесть и пластичность цементного теста9растворных и бетонных смесей).Увел. пластичности растворных и бетонных смесей позволяет уменьшить водоцементное отношение.Снижение вод.отношения пластичности растворных и бетонных смесей позволяет повысить прочность и плотность растворов и бетонов, улучшить ряд других св-в (морозостойкость. водонепроницаемость).При применение пластиф цемента можно получать также растворы и бетоны необходимой прочности при заданной пластичности.но со сниженным (на 8-10%) расходом цемента.имеет те же марки.что и обычный порт., и те же области применения.

Гидрофобный пц. получают совместным помолом клинкера и органической гидрофобной поверхностно-активной добавки при обычной дозировки гипса и др. мин.добавок. в качестве гидрофобизирующего ПАВ широко применяют мылонафт.олеиновую кислоту в кол-ве 0,06-0,30% от массы цемента в пересчете на сухое вещ-во.Обладает водоотталкивающим св-вом.Достигается это образованием на пов-ти зёрен цемента гидрофобных плёнок.препятствующих доступу воды к цементным зёрнам и предупреждающих их слипание,комкование.защитные плёнки легко снимаются при перемешивании бетонных смесей,благодаря чему гидрофобный цемент твердеет при перемешивании с водой.Этот цемент хар-тся меньшей гигроскопичностью.его можно длительное время хранить на складах и транспортировать на значительные расстояния без потери активности.Бетон на гидрофобном цементе отличается повышенной водостойкостью и водонепроницаемостью.морозостойкостью. Имеет те же марки.что и обычный порт. наиболее целесообразно использовать этот цемент для строт-ва дорожных покрытий,гидротехнических и др.сооружений