2.Жидкие битумы и битумные эмульсии: состав, применение в строительстве.

С целью более рационального использования положительных свойств битумов, уменьшения отрицательного влияния их недостатков и создания условий применения приготовляют эмульсии и пасты.

Битумные эмульсии и пасты представляют собой вяжущие материалы жидкой (эмульсии) или сметанообразной консистенции (пасты), которые приготовляют в основном из двух несмешивающихся между собой компонентов — битума и воды. Для объединения этих несмешивающихся веществ применяют третий компонент (эмульгатор), являющийся поверхностно-активным веществом, уменьшающим поверхностное натяжение на границе битум – вода, образующим вокруг частиц дисперсной фазы (частиц битума) оболочку, которая препятствует укрупнению и слиянию этих частиц, что способствует образованию весьма устойчивых эмульсий и паст.

В качестве эмульгаторов при изготовлении эмульсий применяют водорастворимые органические вещества, обычно представленную гидроксилом ОН, карбоксилом СООН, группами COONa(K). В качестве эмульгатора при изготовлении паст используют твердые минеральные порошки (глины, извести, трепелы). Эмульсии приготовляют в диспергаторах, обеспечивающих распыление подогретого битума в горячей воде с эмульгатором. Эмульсия, удовлетворяющая техническим требованиям, должна обладать малой вязкостью, допускающей ее розлив и нанесение на поверхность в холодном состоянии, однородностью, небольшой скоростью распада и достаточной устойчивостью, обеспечивающей хранение на складе и перевозку в нормированные сроки.

Хранят эмульсии в закрытых помещениях в металлической таре при температуре не ниже 0°С. Для снижения вязкости эмульсии и пасты перед применением разбавляют водой. Основными преимуществами эмульсий по сравнению с горячим битумом является возможность применения их в холодном виде (при положительных температурах воздуха практически в любую погоду), а также возможность сокращения до 30% расхода вяжущего за счет лучшего распределения эмульгированных вяжущих на поверхности зерен минеральных материалов.

Битумные эмульсии применяют в дорожном строительстве, для устройства защитных гидро-и пароизоляционных покрытий, грунтовки основания под гидроизоляцию, приклеивания рулонных материалов. Битумные пасты наиболее широко применяют в гидроизоляционных работах.

При работе с битумными материалами требуется строго соблюдать правила охраны труда и противопожарной техники.

Жидкие битумы находят применение в дорожном строительстве, производстве кровельных материалов, при кровельных и гидроизоляционных работах. Их применяют в холодном состоянии или разогретыми до температуры 40-90 град.

3. Методы определения соответствия стандарту крупного заполнителя для тяжелого бетона.

В качестве крупного заполнителя для бетона используют гравий, имеющий округлые зерна с гладкой поверхностью, и щебень, имеющий угловатые зерна с шероховатой поверхностью. Щебень, как правило, получают дроблением крупных кусков горных пород, в том числе и гравия. Форма зерен и гладкость поверхности влияют на сцепление заполнителя с вяжущим и на удобоукладываемость бетонной смеси.

Определение истинной, средней плотности зерен и насыпной плотности гравия или щебня. Для определения истинной плотности зерен гравия ,щебня отбирают аналогичную пробу от 1 до 5 кг (в зависимости от размера фракций). Пробу измельчают до крупности 5 мм, затем да крупности меньше 1,25 мм, затем до порошкообразного состояния (размер зерен меньше 0,125 мм), высушивают до постоянной массы. Отвешивают две навески по 10 г и производят определения ρ по выше указанной методике. Среднюю плотность зерен (ρз) определяют гидростатическим взвешиванием При определении насыпной плотности применяют цилиндры в зависимости от наибольшего номинального размера щебня, гравия. Среднюю насыпную плотность щебня (гравия) определяют в кг/м3, а пустотность рассчитывают по формуле: Vп= где ρн – насыпная плотность, кг/м3ρз – средняя плотность зерен, г/см3. Определение зернового состава, наименьшей и наибольшей крупности зерен щебня (гравия). Для определения зернового состава используют лабораторную пробу, высушенную до постоянной массы, от 5 до 40 кг в зависимости от номинального размера зерен D, мм. Пробу щебня (гравия) просеивают через стандартный набор сит с круглыми отверстиями размером, мм: 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70. Для определения зерен размером более 70 мм используют кольца калибры: 90; 100; 110; 120 и более. Пробу просеивают ручным или механическим способом. Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при контрольном интенсивном ручном встряхивании каждого сита в течение 1 минуты через него проходит не более 0,1 % просеянной пробы. По результатам просеивания определяют частные остатки, %. Полные остатки Аiв % на каждом сите рассчитывают как сумму частных остатков на данном сите и всех вышележащих ситах с большим размером отверстий. По полным остаткам Аi строят кривую просеивания по которой определяют Dнаим и Dнаиб. Результаты определения зернового состава сравнивают с требованиями стандарта и делают выводы о пригодности крупного заполнителя для бетона.

Билет 7. Основы технологии портландцемента.

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее, в составе которого преобладают силикаты кальция

( 70-80%). Портландцемент получают совместным измельчением клинкера и гипса. Гипс (природный) вводится для замедления сроков схватывания. Клинкер получают обжигом до спекания при t= 1450-1500 C сырьевой смеси из известняка и глины.

Сырьем для производства портландцемента служат:

1.карбонатные породы (известняк, мел, известковый туф) обеспечивающие содерж-ие СаСОз в пределах 75-78%; 

2.глинные породы (глина, глинистые сланцы-22-25%); 3.корректирующие добавки.

Производство ПЦ – сложный технологический и энергоемкий процесс, включающий добычу, доставку, приготовление сырьевой смеси, обжиг смеси до спекания (получение клинкера), помол клинкера с добавкой гипса.

При мокром способе производства тонкое измельчение сырья ведется в водной среде, а шихта получается в виде сметанообразной массы — шлама. Поступающий из карьера известняк подвергается дроблению до частиц размером 8-10 мм. Куски добытой глины измельчают в дробилках. Глиняный шлам с влажностью 60-70% подают в сырьевую мельницу, где он размалывается совместно с раздробленным известняком. Из мельницы шлам влажностью 32-40 % подается в печь для обжига.

При сухом способе сырьевая шихта представляет собой тонкомолотый сухой порошок, называемый сырьевой мукой. При сухом способе затраты тепла в 2 раза меньше, чем при мокром способе производства. Комбинированный способ совмещает в себе дваспособа: мокрым способом готовят сырьевую смесь – шлам. После чего шлам пропускают через фильтры, осушая смесь до 16-18%, а затем отправляют на обжиг.

Обжиг сырьевой смеси как при сухом, так и при влажном способе производства осуществляется во вращающихся печах при t=1450^оС. Печь представляет собой длинный, слегка наклоненный цилиндр длиной до 230м и диаметром 5-7м. Сырье занимает только часть печи, и при ее вращении медленно движется к нижнему концу, проходя различные температурные зоны:

1) В зоне испарения (t=200° С) протекают удаление воды из материала, его подсушка.

2) В зоне подогрева материал нагревается до 500-700^оС;начинаются химические реакции, происходит разложение и выгорание органических веществ. Образуется коалинитовый ангидрит Al₂O₃*2SiO₂.

3) В зоне декарбонизации температура материала повышается до 900-1100^оC; происходит разложение карбоната кальция, распад глинистых минералов, появляется свободная известь. Образуются минералы 3СаО*Al₂O₃, СаО*Al₂O₃, 2CaO*SiO₂ –белит.

4) В экзотермической зоне (t до 1300° С) скорость реакций увеличивается, образуется C₂S,алюминаты и алюмоферриты (3СаО*Al₂O₃, 4СаО*Al₂O₃*Fe₂O₃).

5)При поступлении в зону спекания (t=1450° С) материал начинает частично расплавляться. Образуется главный минерал клинкера (алит - C3S) 3CaO*SiO₂.

6) В зоне охлаждения температура снижается до 1000° С. Последующее охлаждение клинкера до температуры ~50 С происходит на выходе клинкера из печи, клинкер выдерживается на складе.

Помол клинкера производится в трубных мельницах. ПЦ выдерживают до его охлаждения и гашения остатков свободного оксида кальция. Готовый ПЦ очень тонкий порошок темно-серого цвета.