- •Оглавление
- •Введение
- •Основные сведения о дисциплине:
- •Тема1(лекция 1) основные понятияиклассификациястроительныхматериаловпоназначению
- •Основные понятия
- •Значениестроительныхматериалов
- •Классификациястроительныхматериалов
- •Стандартизация
- •Принципы обеспечения комплексатребуемыхсвойств
- •Тема2(лекция 2) составистроение строительныхматериалов
- •Составматериалов
- •Строениематериалов
- •Тема3(лекции 3–4) сырьедляпроизводствастроительныхматериалов
- •3.1. Виды сырья
- •Природноеорганическое сырье
- •Тема4(лекция 5)основныепринципытехнологии производства строительных материалов
- •Основные принципы производства
- •Технологическиеприемы обеспечения заданнойструктурыи свойств
- •Использованиетехнологическихдобавок
- •Примерыиспользованиятехнологических добавок
- •Тема5(лекции 6–12) свойства строительных материалов
- •Классификациясвойств
- •Физическиесвойства
- •Механическиесвойства строительныхматериалов
- •Механические свойства
- •Деформативныесвойства
- •Прочностные свойства
- •Неразрушающиеметодыиспытаний
- •Химическиесвойства материалов
- •Химические свойства
- •Долговечность и срок эксплуатации материалов и конструкций
- •Технико-экономическоеобоснование выбораматериалов
- •Выборматериала
- •Заключение
- •Библиографическийсписок
Тема2(лекция 2) составистроение строительныхматериалов
Составматериалов
Составстроительногоматериаламожетбытьохарактери-зован:
химическим составом;
минеральнымилифазовым составом;
вещественным составом.
Химическийсоставотражаетсодержаниевматериалехи-мическихэлементовилиих оксидоввпроцентах.
Похимическомусоставуматериалыподразделяютсяна:
органические–состоящие,главнымобразом,изугле-водородов (битумы,дегти,древесина,полимеры);
неорганические,которые подразделяютсяна:
−неметаллические(илиминеральные)–горныепо-роды,керамические,бетонные;
−металлические.
Многиеминеральныематериалыназываютсясиликатными
из-завысокого содержанияSiO2вхимическомсоставе.
Химическийсоставорганическихматериаловпринятовы-ражатьпроцентнымсодержаниемхимическихэлементов.На-пример,химическийсоставбитума:
С–70–87 % S– до 1,5 %
Н– до 15 % N–менее1 %О– до 10 %
Химическийсоставнеорганическихматериаловпринятовыражатьпроцентнымсодержаниемоксидов.Примерыхими-
ческогосоставанекоторыхширокоиспользуемыхстроительныхматериаловпредставлены втабл. 2.1.
Химическийсоставматериалов
Таблица 2.1
Горнаяпородамрамор(чистый,безпримесей) |
Обычноеоконноестекло |
Портландцемент-ныйклинкер* |
СаО–56 %СО2–44 % |
SiO2–71–72 %Na2O–14–15 %;СаО–6,5–7 %MgO–4 %Al2O3–2% |
СаО–64–67 %SiO2–21–25 %Al2O3–4–8%Fe2O3–2–4%;MgO< 5 % |
*Портландцементныйклинкер–этоосновнойкомпонентпортландцемента,которыйполучаютпотехнологическойсхеме:
Сырье:карбонатная
горнаяпорода(СаСО3)–(известняк, мел)–75–78 %
+
глинистаяпорода–22–25 %(алюмосиликат)
(глина,глинистыйсланец)
тонкий
помол
обжигПЦклинкер
ПЦ клинкер+гипс(+добавки)помолцемент.
Химическийсоставматериаловвлияетнасвойства.Органическиематериалыспособныгореть,неорганиче-
ские –негорят,нопринагреваниимногиематериалыспособны
расплавляться.Металлическиематериалыпроводятэлектриче-скийток.
Изменяяхимическийсоставматериала,можноизменятьего свойства.
Например,изменениехимическогосоставастеклянныхрасплавовпозволяетизменятьсвойстваполучаемыхизнегостекол:
увеличениесодержанияSiO2приводиткувеличениютугоплавкости,механическойпрочностиитермостойкостистекла;
увеличениесодержанияPbOприводиткувеличениюбле-ска исветопреломлениястекла.
введениесоединенийфтораифосфораприводитктому,чтостеклостановится непрозрачным.
Минеральныйсоставпоказывает,вкакиеминералысоеди-неныхимическиеэлементывматериалеикаковоих содержаниевпроцентах.
Например,горнаяпородамрамор,главнымобразом,состо-итизодногоминерала–кальцитасформулойСаСО3,поэтомуееназываютмономинеральной.Свойстваэтогоминералабудутвомногомопределятьсвойствагорнойпороды–невысокуютвердость(царапаетсяножом),разрушениеподдействиемрас-творовкислот.
Впортландцементномклинкереоксидыобразуютследую-щиеосновныеминералы:
Трехкальциевыйсиликат (алит)3СаО·SiO2(С3S)40–65 %Двухкальциевыйсиликат (белит)2СаО·SiO2(С2S)15–40 %Трехкальциевыйалюминат3СаО·Al2O3(С3А)3–15%
Четырехкальциевыйалюмоферрит
4СаО·Al2O3·Fe2O3(С4АF)
10–20%
Таблица 2.2Свойстваминераловцементногоклинкера
Мине-ралы |
Актив-ность |
Тепловыделе- ниепривзаи-модействиисводой |
Прочность, создаваемаяпритверде-нии |
Стойкостьккоррозии |
С3S алит |
Взаимо- действуетсводойак-тивно,бы-стротвер-деет |
Высокое |
Высокая |
Понижен- ная |
-С2S белит |
Медленно взаимо-действуетсводой,медленнотвердеет |
Низкое |
Вранние сроки–низкая,придлительномтвердении–высокая |
Высокая |
С3А |
Оченьак- тивновзаимо-действуетсводой,бы-стротвер-деет |
Очень высокое |
Низкая |
Низкая |
С4АF |
Средняя |
Среднее |
Средняя |
Высокая |
Изменяяхимическийсоставсырьевойсмеси,можноизме-нятьсодержаниетогоилииногоминералавклинкереиизме-нятьтемсамымсвойствацемента.Такимобразомполучаютбы-стротвердеющие,высокопрочныепортландцементы,цементыснизкимивысоким тепловыделением,сульфатостойкиеидр.
Фазовыйсостав–этосодержаниеисоотношениекристал-лическихиаморфныхвеществ,воздушныхпор,микротрещинипор,заполненныхводой.Фазойназываютоднороднуючастьсистемы,обладающуюодинаковымсоставом,физическимиихимическимисвойствамииотделеннуюотдругихчастейсисте-
мыповерхностьюраздела,т.е.любойминералможнорассмат-риватькакотдельнуюфазу.
Длямногихматериаловговоритьохимическомилимине-ральномсоставенеимеетсмысла,посколькуонисостоятизне-сколькихвеществ,каждоеизкоторыхможетиметьсвойдоста-точносложныйхимическийиминеральныйсостав.
Вещественныйсоставхарактеризуетсодержаниеразлич-ныхвеществвкомпозиционномматериале,получаемомсмеши-ваниемнесколькихвеществ(материалов),каждыйизкоторыхприэтомнебудетизменятьнисвоегосостава,нистроения.
Например,портландцементкромеклинкерасодержитдо-бавкуприродногогипса(двуводногосульфатакальцияСаSО4·2Н2О)–длярегулированиясроковсхватывания,атакжеоченьчастоактивнуюминеральнуюдобавку(доменныйграну-лированныйшлак,вулканическиепеплы,пемзы,осадочныегорныепородыдиатомит,трепел).Добавкипозволяютсэконо-митьклинкериповыситьстойкостьбетоновнатакихцементахккоррозии.Содержаниетрехкомпонентов–этоиестьвещест-венныйсоставцемента.Например:
ПортландцементПЦД0 (безактив-ныхминеральныхдобавок)
ПортландцементПЦД20 (сактив-нымиминеральными добавками)
клинкер –95–93 %гипс –5–7 %
клинкер –90–73 %гипс –5–7 %
АМД –5–20 %
ШлакопортландцементШПЦ
клинкер –75–15 %гипс –5–7 %
АМД –20–80 %
Вещественныйсоставбетоннойсмесипоказываетсодержа-ниевнейцемента,мелкого(песка)икрупного(щебняилигра-вия)заполнителяиводы.Составбетоннойсмесичастовыра-
жаютневпроцентах,авчастяхпомассе,гдезаединицупри-нимаетсямассацемента.Например:
1:2,3:4приВ/Ц=0,5–т.е.массапескав2,3разабольшемассыцемента,ащебня–в4разабольшемассыцемента,соот-ношениеводыицемента–0,5,т.е.массаводывдваразамень-ше массыцемента.
Внатуральныхединицахсоставбетоннойсмесина1м3
бетонаможетбыть:цемент–300кг,песок–690кг,щебень–1200 кг,вода–150 кг.
