3. Технология производства бетонных и железобетонных изделий

   1. Исходные материалы (виды, назначение, получение)

Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания основательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. Широкое применение находят бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. В результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 85-90%, а цемент 10-15% от массы бетона. Для управления свойствами бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при необходимости изменяют и другие свойства бетона.

На органических вяжущих веществах (битум, синтетические смолы и т.д.) бетонную смесь получают без введения воды, что обеспечивает высокую плотность и непроницаемость бетонов. Многообразие вяжущих веществ, заполнителей, добавок и технологических приемов позволяет получать бетоны с самыми разнообразными свойствами.

В современных условиях изменились технические и экономические предпосылки использования бетонов в строительстве. Все шире применяются композиционные вяжущие, суперпластификаторы и другие эффективные модификаторы структуры и свойств бетона, тонкодисперсные минеральные наполнители, эффективное оборудование. Решающим фактором в рыночной экономике стало качество и стоимость материала, скорость возведения объектов.

4.1.1 Вяжущие материалы (гипс, известь, цемент)

Исходными материалами в производстве бетонных и железобетонных изделий являются вяжущие материалы, заполнители бетонов, арматура.

Цемент - гидравлическое вяжущее вещество при перемешивании с водой и твердении в течение определенного срока на воздухе или под водой превращается в нерастворимый в воде материал.

Цемент - вяжущий материал, который получают на основе смешения 75 % мела(СаСО₃) и 25 % глины.

Процесс производства можно представить следующим образом:

1.соединение мела и глины с водой (масса воды - 25% от массы глины и мела).

2.смешивание; получение суспензии.

3.сушка.

4.обжиг в печи при температуре 1500^оС; получение клинкера (3СаО*SiO₂, 2СаО*SiO₂, 3СаО*Al₂O_3, 4СаО*Al₂O₃*Fe₂O₃ ).

6.помол; на данном этапе возможно добавление полуводного гипса (CaSO₄ * 0.5 H₂O).

7.затаривание, расфасовка.

Различают портландцемент и специальные цементы. К специальным относят пуццолановые, шлаковые, глиноземистые, расширяющиеся, кислотоупорные и другие цементы.

Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент и другие вяжущие, отвечающие требованиям соответствующих ГОСТов.

Гипсовые вяжущие материалы – тонкоизмельченные продукты термической обработки естественных и искусственных разновидностей сульфата кальция, способные после растворения водой схватываться, твердеть и превращаться в камень на воздухе.

Различают низкообжиговые и высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества. Первые получают при температуре 130…180^оС. Они состоят в основном из полуводного гипса и быстро твердеют. Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества получают при температуре 600…1000 ^оС. Они состоят преимущественно из безводного сульфата кальция(ангидрита) и медленно твердеют. Основными технологическими схемами при производстве гипсовых вяжущих являются: дробление-помол-варка, дробление-сушка-помол-варка, дробление-обжиг-помол.

Водопотребность высокообжигового гипса меньше, чем у других вяжущих, и составляет 25…35%, поэтому изделия из него отличаются высокой плотностью и водонепроницаемостью. Такие изделия стойки к воздействию воды.

Воздушная известь - вяжущее, получаемое в результате умеренного обжига (до спекания) карбонатных пород, содержащих до 8% глинистых примесей, и состоящее преимущественно из оксида кальция. Воздушная известь при растворении водой схватывается, твердеет и сохраняет прочность только в воздушно-сухих условиях. Производство воздушной извести включает следующие основные технологические операции: добычу сырья, подготовку сырья и топлива к обжигу, обжиг, превращение продукта обжига в порошок путем гашения или помола, упаковку. Воздушную известь применяют в производстве легкобетонных камней, бетонов низких марок, теплоизоляционных материалов.

Нормативные документы на вяжущие материалы (цемент, гипс, известь):

- ГОСТ 125-79 (СТ СЭВ 826-77) Вяжущие гипсовые технические условия ТУ

- ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые методы испытаний (СТ СЭВ 826-77 в части методов испытаний)

- ГОСТ 26871-86 Материалы вяжущие гипсовые. Правила приемки. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение.

- ГОСТ 4.204-79 Материалы вяжущие: известь, гипс и вещества вяжущие на их основе.

- ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия ТУ.

- ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения.

- ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

- ГОСТ 23464-79 (СТ СЭВ 4471-84) Цементы классификация.