1. СВОЙСТВА, СТРОЕНИЯ И СОСТАВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Свойства определяют область их применения

1) Физические св-ва:

весовые характеристики, плотность, проницаемость для различного рода сред;

способность материала сопротивляться агр. возд. внешней эксплуатационной среды.

2) Химические свойства:

Оцениваются показ. стойкости материала при действии кислот, щелочей, р-ов солей.

3) Механические свойства:

Способность материала сопрот. любому внешнему воздействию с приложением силы.

4) Технологические свойства:

Способность материала подвергаться обработке при изготовлении из него изделий.

Совокупность этих свойств определяют структуру материала.

2. Структура изучается на 3-х уровнях:

Уровни структуры
Макроструктура (стр. можно разглядеть невор.глазом кроме горных пород)	Микроструктура ( с помощью лупы, микроскопа)	Внутреннее строение(изучается на молекулярно-ионном уровне).
конгломератная(самое изв.-бетон) ячеистая(газо- и пенобетон) мелкопористая(керам. материалы, использ. в качестве теплоизоляторов) волокнистая(древесина, минер.ваты,войлок) слоистая( рулонные-линолеум, рубероид, листовые-фанера, плитные-стены в коттеджах) рыхло-зернистая (порошкообразная)-песок, щебень, бут, керамзит, известь,цемент)	1. аморфная- неустойчивая и может перейти в кристаллическую, 2. кристаллическая - явл.устойчивой, св-ва по разным направлениям не меняются.	Определяет: прочность твердость теплопроводность и тд

3. Состав строительных материалов

Состав
1. Химический	2. Минеральный	3. Фазовый
Выражается в массовом % разл.видов оксидов.	Показывает, какие минералы и в каком количестве сод-ся в данном материале.	Фазовыйсостав - совокупность гомогенных частей системы, однородных по свойствам и по физ. строению.
SiO и CaO встр.чаще всего, как примесь исп-ся MgO Амфотерные: Al2O3, Fe2O3, R2O.	Мин.состав определить сложно -> хар-ся химическим	Применяется для тех, кто использует материалы(например, штукатурка и снег)

2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ: ВИДЫ ПЛОТНОСТИ, ПУСТОТНОСТЬ, ПОРИСТОСТЬ, УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ. РАСЧЕТ И СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ.

1. Плотность

Виды плотности
1. Истинная ρ0 = m/V [кг/м3]	2. Средняя ρ = m/V	3. Насыпная ϒн = m/V
=массе на ед. обьема абс.плотного материала	=массе на ед. обьема в естественном состоянии	= отношению массы зернистых или порошкообр.материалов по всему объему, включая прост-во между частицами.

2. Пустотность – это кол-во пустот:

1)образ. между зернами рыхлонасыпного материала , или 2)конструктивно заложенных в некоторых изделиях.

3. Пористость – это степень заполнения объема порами.

,  где:  — истинная плотность материала образца, кг/м³

Существует 3 вида пористости:

1. Открытая пористость. Открытые поры- это поры,имеющие связь с окружающей средой.

2. Закрытая пористость. Закрытые поры- это поры, не имеющие связи с окружающей средой.

3. Общая пористость – сумма открытой и закрытой : Поткр+ Пзакр= П

Пробить стенку между открытой и закрытой порами ртутью! Прибор- ртутный поромер

4. Удельная поверхность

Называется суммарная поверхность частиц или поровых каналов, содержащихся в единице объема образца.

2 способа определения :1) мокрое просеивание(сито под струю воды) 2) кювета с промокашкой.

S_уд = [см2/г], где

S1- пов-ть, которую может накрыть 1 адсорбированная молекула воды ( =10,6*10^-16 )

N_A- число Авогадро m1- масса абсорбированного водяного пара m2- молекулярная масса абсорбированного водяного пара. Этой формулой никто не пользуется!

3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ: ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ (ОБЕ ФОРМУЛИРОВКИ), ГИГРОСКОПИЧНОСТЬ, ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ, ВЛАГООТДАЧА.

1. Водопроницаемость . 2 вида:

1)способность материала поглощать воду при увлажнении и отдавать ее при усушении.

2) способность материала пропускать воду под давлением(дамбы,плотины,причалы,фунд.)

2 пути поглощения:

1) пар(тогда 2.Гигроскопичность-способность материалапоглощать пар из воздуха и удерживать ее вследствие конденсации).Зависит от: T воздуха, отн.влаж.окр.среды, кол-ва и размеров пор и от природы вещ-ва. 2) вода

Материалы с одинаковой пористостью, но имеющие более мелкие поры, являются более гигроскопичными, чем крупнопористые.

Гидрофильные вещества- это в-ва, которые хорошо впитывают влагу.

Гидрофобные- материалы, которые отталкивают воду(битум,стекло, Ме)

3. Водопоглощение - способность впитывать и удерживать воду:

1) по массе :  Wm = ( m2 – m1 ) / m1 • 100% (д.б. меньше откр. пористости материала)

2) по объему : Wv = ( m2 – m1 ) / V • 100%

Зависит от: обьема, вида и размера пор, гидрофильный или не гидрофильный материал.

Дерево набухает --> меняются m, p, V, цвет. Поэтому вводим К_разм. : Краз= Rнас/ Rсух,

где Rнас- предел прочности на сжатие в насыщ.водой состоянии , Rсух- в сухом .

Характеризует водостойкость материала( у глины=0, у стекла=1)

4. Влагоотдача— это способность материала терять находящуюся в его порах воду.

Скорость влагоотдачи зависит от:

• разности м-ду влажностью материала и отн.влажностью воздуха. Чем > разница,тем быстрее материал отдает воду;

• от свойств самого материала.

4. Физические свойства материалов: воздухостойкость, морозостойкость, теплопроводность, термическое сопротивление, теплоемкость

1. Воздухостойкость – это способность материала длительное время выдерживать многократные систем.увлажнения и высушивания без значительных деформаций и потерь механ. прочности.

2.Морозостойкость- способность насыщенного водой материала выдерживать многократные попеременные замораживания, оттаивания без признаков нарушения и значит.потери прочности. F5- это кол-во испытаний, один цикл испытания= 3-5 лет.

Морозостойкий, если ∆прочности <= 15%, ∆m <=5%

Но испытания проходят долго-> заменить воду на вещ-во, которое при сушке будет увел. при объеме( водный р-р сернокислого Na). При этом 1 цикл=5-20 лет службы.

3. Теплопроводность- свойство материала пропускать тепло через толщину.

Оценивают кол-вом тепла, проходящего через материал площадью 1м2 толщиной 1м за 1 час, при этом ∆t= 1ᵒC. Важнейшее свойство теплоизоляционных материалов!

Зависит от: Природы материала Его структуры Степени пористости Характера пор Влажности Средней t, при которой происходит передача тепла.

4. Термическое сопротивление слоя материала

Способность слоя препятствовать распространению теплового движения молекул.

Учитывается у тех материалов,которые используются для фасадных стен дома.

R= , где S- толщина слоя, лямбда- теплопроводность

5. Теплоемкость- способность материала поглощать тепло. Дж/(кг·К)

5. Физические свойства материалов: огнестойкость, огнеупорность, термическая стойкость, термическое сопротивление.

1. Огнестойкость- способность материала выдерживать действие высоких температур без потери несущей способности.

Материалы бывают:

• Огнеупорные(несгораемые)- не теряют св-ва при действий открытого источника огня.

• Трудносгораемые- могут гореть, если есть постоянный доступ открытого огня.

• Сгораемые

3. Термическая стойкость- способность выдерживать определенное кол-во циклов резких тепловых изменений без разрушений. Зависит от ТКЛР(темп.коэф.лин.расширения материала). Чем он ниже,тем выше темп.стойкость материала). Самые нестойкие- стекло и гранит.

4. Термическое сопротивление слоя материала

Способность слоя препятствовать распространению теплового движения молекул.

Учитывается у тех материалов, которые используются для фасадных стен дома.

R= , где S- толщина слоя, лямбда- теплопроводность

6. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ: ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ, ДОЛГОВЕЧНОСТЬ, СТАРЕНИЕ.

Характеризуют способность материала сопротивляться агр. возд. внешней эксплуатационной среды.

1. Химическая стойкость- способность материала сопротивляться воздействию кислот,щелочей,растворов,солей.

Подвергаются санитарно-техн. изделия, очистные сооружения, конюшни, коровники.

2. Долговечность- способность материала сопротивляться комплексному д-ю атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации.

3. Старение- процесс постепенного изменения(ухудшения) свойств материала в процессе эксплуатации.

7. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: ПРОЧНОСТЬ, ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ, ТВЕРДОСТЬ. СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТЫ.

Способность материала сопрот. любому внешнему воздействию с приложением силы.

1. Прочность - св-во материала сопротивляться разрушению под д-ем напряжения, возникающего при нагрузке.

2. Предел прочности- это напряжение, соответствующее нагрузке при разрушении стандартного образца: R= [МПа]

Образцы для измерений:

1) Куб (бетон: 15*15*15, 10*10*10; горн.порода: 5*5*5 , 20*20*20) : R=

2) Цилиндр (бетон: d=15, h=30; прир.камни: d=h=5,10.15): : R=

3) Призма (бетон или древесину)

4) Составные образцы (кирпич) формула та же,что и у куба.

5) Половинки образцов призм (определение прочности вяж.вещества, 4*4*16) : R=

6) Испытания на дробимость( Др= )

Виды деформаций:

1. Сжатие (призмы и цилинды меньше сопр. сжатию,чем куб; низкие призмы больше сопр. сжатию,чем кубы. тк возникают силы трения,удерж.образец от расширения)

2. Изгиб, предел прочности: : R= Испытываются растворы, кирпич.

3. Растяжение (стальная арматура- стержни по 10 см ,бетоны).

3. Твердость- способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала. Твердость и прочность не связаны!

Шкала Мооса(тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, алмаз)

8. Механические свойства: истираемость, износ, сопротивление удару, деформация, упругость, пластичность.

1. Истираемость – характеризуется потерей нервоначальной массы, отнесенной к 1м2 площади истирания. Подвеграются : лестничные пролеты, брусчатка, плиты, тротуарная плитка, линолеум.

2. Износ- разрушение материала при совместном действии истирания и удара.

Все материалы, идущие на дорожное строительство, а также материалы для балластов ЖД путей.

4. Сопротивление удару- это способность материалов противостоять действию ударных нагрузок. Баба копра.

5. Деформация- изменение формы и размеров материала после снятия нагрузки.

Бывает: упругая(форма восст-ся), пластичная( форма не восст-ся).

6. Упругость- св-во материала восстанавливать форму и размеры после снятия нагрузки.

Предел упругости- это напряжение, при котором остаточная деформация достигает некоторой малой величины.

7. Пластичность- св-во материала изменять свою форму под нагрузкой без появления трещин и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Пластилин, мастики

М атериалы

хрупкие пластичные

разрушаются внезапно без значительной

деформации(сталь,чугун,камень,бетон)

9. Понятие горной породы и минерала. Классификация горных пород.

1. Горная порода- это минеральная масса более или менее постоянного состава, сост. из 1 или нескольких минералов.

2. Минерал- это природное тело, однородное по хим.составу и хим.сво йствам

Продукт физ-хим процессов,происходящих в земной коре.

3. Классифкация

Магматические	Осадочные	Метаморфические
Из распл.магмы,подн. из глубины и отверд.при остывании	При осаждении вещ-ва из какой-либо среды(обычно из воды)	образованные в толще земной коры при изменении осад.или магмат. пород
Глубинные (под зн.давл-ем; кристаллизация минералов; прочные.морозост,массивные)- Гранит, сиенит,габбро	Химические (осажд.минер. в-в из водных р-ров с послед.уплот.и цемент.) Гипс,ангидриды,известняки,доломит,магнезит)	- Видоизмененные магматические( гнейсы)
Излившиеся (обр.на пов-ти без давления; порфировое строение;схожи с глуб, но менее прочные,плотные, больше пористость,теплопров.) Порфир, базальт, диабаз	Органогенные( отолож. остатки водорослей и животных с посл.уполотн. и цементацией) Известняк,диотомит,трепел,опока	-Видоизмененные осадочные(мрамор и кварцит)
Обломочные (быстрое охл.раздробл,выбр.при изверж.вулк.лавы) - рыхлые(пепел,пемза) -сцементированные(вулк.туф)	Механические(обломочные)( отлож.или накопл.рыхлых продуктов при распаде горных пород) -рыхлые(песок,гравий,глина) -сцемент. (конгломерат,брекчия,песчаник,яшма)

10. Породообразующие минералы.

1. Кварц (SiO2)

Самый распространенный минерал в земной коре

твердость 7, ρ=2650, высокая атм.стойкость, разъедает только фтористо-водор.кислота

Прозрачная разновидность- горный хрусталь: Si +Al

Коричневый- раухтопаз, черный- морион, сини-аметист, желтый- цитрин.

Слагает гранит, диабаз.

2. Полевой шпат

Соединения алюмосиликатов и щелочных металлов(Na, K, Ca).

Al2O3- глионзем, SiO2-кремнезем.

По хар-ру проявления спайности:

Ортоклазы(прям.угол), Плагиоклазы(косо раскалыв.)

Rсж=120-180 МПа, ρ=2500-2700.

Очень хорошо поддаются эрозии. Al2O3*2SiO2*2H2O- глина

Глина: Каолинит(каолин), Монтмориллонит Аллофан Галлуазит Гидрослюда

3. Слюда

Биотиты(черные, с оксидом магния) Мусковиты( прозрачные)

4. Осадочные(CaCO3)

Известняк, мел, ракушечник, известняк-ракушечник, туф, оолитовый известняк(облицовка) . Твердость =3, ρ=2700.

- Прозрачные –исландский шпат.

Изоморфизм- способность иметь разные свойства по разным направлениям.

- Магнезит(MgCo3)- используют для получения вяжущих веществ- каустический магнезит)

- Доломит(CaCo3*MgCo3) применяют для получения кауст. доломита)

- Гипс(CaSo4*2H2O) используется для производства вяжущего. Гипсовый шпат(марьино стекло), обычный гипс, селенит(облицовочный мат-л). Алебастр(облиц.внутр.помещений)

11. Изверженные(магматические) горные породы, их свойства.

Магматические
Интрузивные	Эффузивные
1.Гранит(состав: кварц, пол.шпат, слюда)- серый,розовый; ρ=2600, R=100-300 МПа Используется для памятников, облицовки, бортов.камней, щебня, гидротех. сооружения.	1. Кварцевый порфир Отличается блеском ρ=2400-2600, R=130-180 МПа в виде штучного камня
2. Сиенит( Состав: ортоклаз+ темно окр.минералы). Строение сходно с гранитом. ρ=2400-2900, R=150-200 МПа мягче гранитов, легче поддаются обработке.	2. Трахит (по хим-минер. Св-вам близок к порфиру). Более высокая прочность, R=60-70
3. Диорит (Состав: плагиоклазы+биотиты) от темно- до черно-зеленого цвета. ρ=2700-2900, R=180-200 МПа. Выская прочность на истирание	3)Диабаз(примеси кварца и роговой обманки) Плотн=2800-3000, R=200-300 Темно-серый, хорошо полируется. Tплав-1300-1350 . Плавленный устойчив к кислотам и щелочам.
4. Габбро( плагиоклазы+темно окраш. минералы) ρ=2900-3100, R=100-280 МПа. Используется при строительстве гидротехнических сооружений, облицовка.	4) Базальт(аналог габбро) Плот=2700-3000, R=100-150 МПа В дорожном стр-ве, сырье для каменного литья
	5) Пемза(70% из кремнезема). Плот=1400, R=0.4-2, твердость=6 . в теплоизоляции и как круп.заполнитель

12. ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, ИХ СВОЙСТВА.

1. Гипс 2. Ангидрит(из одноим.минерала). Используется для внутренней отделки

3. Магнезит(изготовление огнеупорных материалов) 4. Доломит(для пр-ва вяжущего)

5. Известковые туфы( производство извести, щтучные камни для стен)

6. Известняк(кальцит с примесями глины). Для пр-ва воздуш.извести, портландцемента

7. Известняк-ракушечник(структура пористая, из раковин и обломков, сцементированных известковым веществом). Плотность 900-2000, R=0.4-15 МПа. Для пр-ва вяжущих в-в.

8. Мел- землистая горная порода, состоящая из чистого СаО. Примеси- глина и кварц.песок

ВЫСОКАЯ дисперсность, применение:белый пигмент в произв-ве стекла.

9) Диатомиты- слабосцем. Кремнеземн. Порода, из панцирей диатом.водорослей, скелетов. Плотность 400-1000, Пористость 60-70%. Произв-во вяжущих, теплоизоляц. Засыпка

10) Трепел Плонсть 5—1200, пористость 60-70%

11) Песок .как мелкий заполнитель

12) Гравий. Зерна 5-70 мм. Окатой формы. Используется в кач-ве крупного заполнителя.

13) Песчаник( из зерен кварца, сцем. Глинистым , известковым вещ-вом). R=200МПа, в кач-ве крупного заполнителя, а также в дорожном строительстве.

14. Конгломераты и брекчии разнообразие формы,размеров,окраски придает высокую декоративность.

13. МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, ИХ СВОЙСТВА.

1. Гнейсы.. являются аналогами гранита по минеральному составу. Сланцевое строение. Используются как облицовочные плиты.

2. Глинистые сланцы. Проедставляют собой уплотненную глину. Темно-серый цвет, высокая атмосферостойкость. Используются в качестве облицовочного материала.

3. Мрамор(состоит из крупных кристаллич.частичек углекислого кальция). Цвет белый и серый. Облицовочный материал.

14. КЛАССИФИКАЦИЯ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ. ВИДЫ И СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ГОрНЫХ ПОРОД.

1. Классификация:

1) Плотность:

Обыкновенные(тяжелые) >1800 Легкие <1800

2) Предел прочности на сжатие:

Тяжелые- 10-100МПа Легкие- 0.4-20 МПа

3) Степень морозостойкости:

Обыкновенные (F15-F500) Легкие( F10-F25)

4) Степень водостойкости: Кразм = 0.6- 1

15. Каменные изделия для фундаментов и облицовочные. Виды, свойства.

Бывают следующие разновидности:

-бутовые(при грубой обработке) -колотые -тесанные- при тщ.обработке

Бутовые:

 Бутовый камень — это куски гранита или известняка.

 Бут из известняка обычного имеет сравнительно большую твёрдость и очень незначительную теплопроводимость.

      Бут из гранита характеризуется очень большой твёрдос­тью и достаточно красивым внешним видом.

390*190*188, 490*240*188, 300*800*900, 3000*1000, 500

Предел прочности – 2.5 МПА и больше

Камни и плиты облицовочные применяют для облицов­ки цокольной части зданий, лестниц, площадок, парапетов и ограждений. Их изготавливают из горных по­род в соответствии с архитектурным замыслом.

Блоки в зависимотсти от горных пород делят на:

1. из гранита,сиенита,диорита,габбро, кварцита, базальт ,диабаз.

2. Мрамора, брекчии, конгломерата,гипсового камня

3. Известняка и песчаника

4. Из вулканического туфа.

Не должны иметь трещин в блоках, в мраморе трещины допускаются.

Фактура камней и плит:

1) ЗЕРКАЛЬНАЯ(полировка порошком с накаткой глянцем)

2)ЛОЩЕНАЯ(без накатки)

3) Шлифованная

4) ПИЛЕНАЯ(

5) ТОЧЕЧНАЯ(обработка крутящим сверлом)

6)БОРОЗЧАТАЯ

7)Рифленая( с помощью фрезы)

8) Скала( отколотые части плиты)

16. Виды каменных материалов, применяемых для мозаичных работ и высокодекоративной отделки.

Камни:

Яшма, родонит, лазурит, нефрит, малахит, янтарь(высокая твердость и прочность)

При этом такая мозаика остается устойчивой к воздействию влаги, бытовой химии, выдерживает температурные перепады. Художественные панно из керамогранита или стекла способны великолепно украсить современные сауну, кухню или ванную комнату.

Эти материалы хорошо поддаются полированию,имеют высокую твердость. Но слишком твердые камни тоже не подойдут, тк со временем цемент сотрется и пол будет иметь нозрдреватый вид. Неравномерная изношенность.

При изготовлении различных художественных предметов народного потребления, выполнении мозаичных работ и высокодекоративных отделок монументальных зданий в Советском Союзе широко применяют поделочный камень: яшму, родонит ( орлец), лазурит, нефрит, малахит, янтарь пдр.

• Обширная палитра красок,разнообразие оттенков

• Многие имеют в разрезе природный рисунок или узор

17. Каменные изделия для дорожного строительства, виды и свойства.

К каменным материалам для дорожного строительства относят

• Булыжник, колотый, брусчатый, бортовой камни, щебень,гравий, песок

Булыжный камень представляет собой зерна горной породы с овальными поверхностями размером до 300 мм.

Колотый камень должен иметь форму, близкую к многогранной призме или усеченной пирамиде с площадью лицевой поверхности не менее 100 см² для камней высотой до 160 мм, не менее 200 см²- при высоте до 200 мм и не менее 400 см² - при высоте до 300 мм. Верхняя и нижняя плоскости камня должны быть параллельными.

Камень брусчатый для дорожных покрытий имеет форму прямоугольного параллелепипеда. По размерам подразделяют на высокий (БВ), длиной 250, шириной 125 и высотой 160 мм, средний (БС) с размерами соответственно 250, 125, 130 мм и низкий (БН) с размерами 250,100 и 100 мм. Верхняя и нижняя плоскости камня параллельны

Камни бортовые из горных пород применяют для отделения проезжей части дорог от разделительных полос тротуаров, пешеходных дорожек и тротуаров от газонов и т. п. По способу изготовления подразделяют на пиленые и колотые. По форме бывают прямоугольные и криволинейные. Имеют высоту от 200 до 600,

Щебень представляет собой рыхлый материал, полученный дроблением скальных горных пород с прочностью 80-120 МПа. При размере зерен от 5 до 40 мм его применяют для черного щебня и асфальтобетона при строительстве автомобильных дорог, щебень с зернами от 5 до 60 мм служит для устройства балластного слоя железнодорожного пути.

Гравий - рыхлый материал, образовавшийся при естественном разрушении горных пород. Имеет скатанную форму. 

Песок - рыхлый материал с размерами зерен от 0,16 до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения или полученный искусственным дроблением горных пород. Применяют его для подстилающих слоев дорожных одежд, пригот. асфальтовых и цементных бетонов и растворов.

18. Рыхлые каменные материалы. Виды и свойства.

Щебень представляет собой рыхлый материал, полученный дроблением скальных горных пород с прочностью 80-120 МПа. При размере зерен от 5 до 40 мм его применяют для черного щебня и асфальтобетона при строительстве автомобильных дорог, щебень с зернами от 5 до 60 мм служит для устройства балластного слоя железнодорожного пути.

Гравий - рыхлый материал, образовавшийся при естественном разрушении горных пород. Имеет скатанную форму. 

Песок - рыхлый материал с размерами зерен от 0,16 до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения или полученный искусственным дроблением горных пород. Применяют его для подстилающих слоев дорожных одежд, приготовления асфальтовых и цементных бетонов и растворов.

19. Классификация керамических материалов

Получаются из глиняных масс путем формования с последующим обжигом. Часто имеет место промежуточная операция- сушка свежесформ. изделия.

Плюсы:

Высокая прочность Долговечность Высокие теплотехн.свойства Простота изготовления

Повсеместное распространение сырья для производства

Минусы:

Хрупкость, Сравнительно большая обьемная масса, Неиндустриальность из-за малых размеров

Классификация:

1. По характеру строения черенка
Пористые(неспекшиеся)	Плотные
Поглощают воду >5% по массе. Водопоглощение 8-20%	<5% или вообще не поглощают
Кирпичи, блоки и камни керамические, черепица, дренажные трубы	Плитка для пола, канализацион.трубы, санитарно-технические изделия

2. По назначению:

• Стеновые (кирпичи и камни, блоки из них)

• Для перекрытия (пустотелые камни, блоки и панели)

• Для наружной облицовки (керам. лицевые, ковровая керамика, плитка кер. фасадная)

• Для внутренней облицовки и оборудования здания(плитки для стен и пола, санитарно-тех. Изделия)

• Кровельная (Черепица!)

• Трубы(дренажные ,канализационные).

20. Сырье для производства керамики. Его свойства.

Сырьем служат глинистые горные породы. Для улучшения технол. свойств и придания изделиям определенных физико-механических свойств к глинам добавляют различные добавки: пески,шамот,опилки

Вообще глины- это землистые минеральные массы или обломочные минеральные породы,способные при смешивании с водой образовывать пластичное тесто,которое после высыхания сохраняет приданную форму, а после обжига приобретает плотность камня.

ФОРМУЛА ГЛИНЫ: Al2O3*2SiO2*2H2O

В качестве примесей: Fe2O3, CaO ,MgO- вредные примеси, оксиды щелочных ме (понижают t обжига!)

Свойства Глин: 1) Пластичность

Св-во глины образовывать тесто,которое способно под действием нагрузок принимать заданную форму без появления трещин, а также сохранять ее при термической обработке.

Характеризуется числом пластичности: П=Wn-Wh( влажность,соотв.значению предела текучести и раскатывания глиняного жгута.)

Высокопластичные( П>25), Среднепластичные(П 15-25), Умеренно пластичные(П 7-15) (используем для большинства видов кер. Изделий) , Малопластчиные( П<7) Непластичные

2) Связанность и связующая способность

Ввиду ионной части глины она хорошо взаимод. с водой.Связующая способность хар-ся возм. связывать частицы непласт.материалов и обр.при высыхании дост. прочное изделие.

3). Отношение к сушке и действию высоких t)

При сушке- воздушная усадка(2-12% потерь) При обжиге- огневая( 2-8%) Их сумма= общая усадка

Совокупоность усадки, уплотнения и упрочнения глины при обжиге – это СПЕКАНИЕ.

21. Общая схема производства керамических материалов. Способы формования изделий: полусухой, пластический, мокрый.

Схема производства:

К арьер( добыча открытым способом) Автотранспорт Склад Усреднение

И змельчение Смешивание(отощитель) Смешивание с водой Формовка Сушка

О бжиг СКЛАД !

Способы формования:

1)Пластический Влажность керамических масс, формуемых способами пластического формования, колеблется от 18 до 25%.

Пластическое формование осуществляют различными способами:

• Лепка(руками), Набивка(плотное заполнение массой гипсовой или деревянной формы.)

• Раскатка(на гончарном круге ).

2)Полусухой Формование изделий из порошкообразных керамических масс влажностью менее 10%. Тщательно перемешанную керамическую массу в виде порошка влажностью 12% подвергают спрессовыванию в механических и гидравлических прессах под высоким давлением . Изделия отличаются небольшой усадкой и меньше деформируются в процессе сушки и обжига, поэтому полусухое прессование получило наиболее широкое применение в производстве изделий строительного назначения, например, керамических плиток, огнеупоров.

3)Мокрый Предварительное измельчение исходных материалов и тщательное смешение с большим количеством воды (влажность смеси 40 ... 60 %) до получения однородной массы – шликера, которые заливают в специальные формы, чаще гипсовые. Избыточная вода впитывается в пористые стенки формы, а на стенках осаждается керамический черепок, который создает стенки формуемого изделия.

22. Стеновые керамические материалы, кирпичи и камни специального назначения. Классификация, виды и свойства.

Стеновые материалы классифицируются по:

• Назначению, Виду, Виду примен.сырья, Способу изготовления,

• Теплопроводности и Плотности

1. По назначению:

1)рядовые для кладки наружных и внут. стен 2) лицевые для облицовки стен зданий и сооружений

2. По Виду:

1)Кирпичи керам. и силикатные из трепелов и диатомитов (полнотел. и пустотел.) m до 4.5 кг

2) Камни керамические, силикатные,бетонные(полнотел.и пустотел.) m до 16 кг

3) Камни (пустотелые) m < 40 кг

3. По способу изготовления: 1)пластическое и 2)полусухое

4. Сырье:

Глины, трепелы, диатомиты (или любые другие,обр. при обжиге спекшийся черепок)

5. По теплотехническому слою ( плотности):

1 ) Эффективные(камни(<1450) и кирпичи(<1400) с высок.тепл. св-вами,позв. толщину стен)

2) Кирпич >1400, камни 1450-1600 3) Кирпич обыкновенный (1550)

Панели для наружных стен выполняются 1 или 2-х слойные:

• 2-х слойные( кирпич 120мм+ утеплитель 100+ 3 слоя раствора)

• 1-слойные (пустотелый керамический камень 250мм(заполн-керамзитобетон 25мм +раст.шов 25)

Кирпичи и камни специального назначения

1)Кирпич керамический лекало-трубы(для кладки и футировки)

Rкрив= 850-1500 мм, F15, прочность 100,125, 150

2) Дорожный кирпич(клинкер) размеры: 200*110*65. Водопоглощение д.б. 0 !

Должен испытываться на истираемость и удар!

Марки	400	600	1000
F	30	50	100
W	6	4	2

3) Камни для канализационных сооружений имеют арочную поверхность(предохр.от разрушений)

В профиль могут быть пазовые и гребневые(они надежней) диаметром 1.5 и 2 м. Rсж > 20МПа

23. Изделия керамические для облицовки фасадов. Виды, свойства.

1. Кирпич и камень керамические

Требования к фактуре и цвету, тк должен отличаться от обычного кирпича.

Красители добавлять дорого, поэтому 2 выхода:

1) нанести на рабочую сторону покрытие из белой глины (ангоб)

2)нанести глазурь(разные цвета бывают).

2. Ковровая керамика

Мелкоразмерные глазур. и неглазур. тонкостенные плитки разных цветов, наклеенные на бумажную основу.

Плитки м.б. различ.цветов, матовые или блестящие, покрытые глазурью(прозр.и глухой) , квадр,треугольн,ромбовидные, трапециедальные.

Сторона плитки 25-125 мм, масса 1 м²= 4.5 кг.

W= 6-12%, F>F5. Обязательно д.б. испытана на истирание!

3. Плитки фасадные керамические

Современные производят из керамогранита. Широко распространились в нач.20-ых годов. Пример: Столовая Горного университета!

120*65, 22*22*4

Красивый цвет, НО хрупкие поля, монтировать надо аккуратно.

• Майоликовые плитки(из легкоплавких глин с добавлением до 20% СаСО3 в виде мела, покрывают глазурью).

• Фаянсовые плитки(из глины с добавлением кварц.песка. Имеет белый или слабоокраш.светлый черепок, покрывают сверху глазурью, затем наносят роспись.

Требования к плиткам:

правильная геом.форма, четкие грани и углы, термически стойкие,на глазур.пов-ти не должно быть трещин,сколов, W не более 16%

24. Изделия керамические для внутренней облицовки. Виды, свойства.

1. Плитки для полов

-квадратные

-прямоугольные

-6-гранные

-8-гранные

Длина грани 50-150 мм, толщина 10-13 мм. Должны иметь высокую плотность, W<4%,

Повышенное сопротивление истираемости, стойкость к хим. реагентам.

2. Плитки керамические мозаичные

2 вида:

-квадратные(23*23, 48*48)толщина 6-8

-прямоугольные(48*23, толщина 6-8)

Высокая плотность, образ. при полном спекании черепка

Мозаичные ковры делают размером 398*598 и расст.между плитками 2мм.

Применяют для облицовки бассейна, ванных.

25. КЕРАМИЧЕСКАЯ ЧЕРЕПИЦА И ТРУБЫ. ВИДЫ И СВОЙСТВА.

1. Черепица бывает 4 типа:

1. штампованная 2. Пазовая 3.плоская ленточная 4. коньковая

В зависимости от назначения:

1)рядовая(для покрытия скатов 2)коньковая(для конька) 3)разжелобчатая(сток воды)

4 ) концевая половинки

Косяки

ОЧЕНЬ тяжелая(1м²=65 кг!!!)

Должна быть водонепроницаемой, морозостойкой(не ниже 25), разр.нагрузка на излом >7)

2. Трубы керамические

Т рубы

Канализационные Дренажные

I сорта(W<9%)

II сорта (W<11%)

Должны выдерживать гидравлическое давление не менее 0,2 МПа. Длина 800-1200мм, D=150-600 мм. Дренажные бывают с раструбом и без него.

26. Изделия санитарно-технической керамики. Виды свойства. Фарфор, полуфарфор, фаянс.

  Используют беложгущиеся огнеупорные глины и каолины (около 50 % состава формовочной массы), кварц (для устойчивости при обжиге) и полевой шпат (для лучшей спекаемости) в различных соотношениях.

1. Фаянс

2. Полуфарфор Отличаются степенью спекания черепка и пористостью!

3. Фарфор

	Фаянс	Полуфарфор	Фарфор
W	10-12	3-5	0.2-0.5
p	1900-1960	2000-2300	2250-2300
Rст	100	150-200	500

Цвет обычно белый. Из фаянса делают унитазы,умывальники,ванны. Покрывают глазурью.

Формуют санитарно-технические изделия преимущественно методом литья.

27. Основы получения изделий из стекольных расплавов. Стадии силикатообразования

Все сырьевые материалы, применяемые для варки стекла, делят на

• главные вводят в состав шихты необходимые для данного стекла основные и кислотные оксиды)

• вспомогательные(придают стекломассе специфические свойства, облегчают ее варку и выработку)

Основное требование, предъявляемое ко всем видам сырья, — чистота и однородность по составу. Особенно жесткие требования предъявляют к чистоте кремнеземсодержащего сырья, составляющего до 70% шихты.

Обязательным компонентом шихты является стекольный бой. Перед обработкой стекольный бой должен быть отсортирован, измельчен, вымыт и подвергнут магнитной сепарации для удаления металлических включений.

Смешение шихты производят в смесителях периодического действия: тарельчатых, барабанных, а также конусных. В последнее время за рубежом широко применяют скоростные турбинные смесители. Важнейшими стадиями процесса варки стекла являются: силикатообразование, осветление, гомогенизация и студка стекломассы.

СТАДИИ СИЛИКАТООБРАЗОВАНИЯ

1. На первой стадии силикатообразования по мере нагревания шихты из нее испаряется влага, обезвоживаются гидраты, термически разлагаются некоторые соли (например, нитраты).

2. При 300...400°С в промышленных шихтах начинается взаимодействие карбонатов и сульфатов с образованием двойных солей и легкоплавких эвтектик.

3. При дальнейшем повышении температуры в реакции вступают песок и глиноземные материалы с образованием различных силикатов. Одновременно вследствие плавления некоторых солей и эвтектик в шихте появляется расплав, интенсифицирующий взаимодействие компонентов.

4. Уже при температуре порядка 800°С взаимодействие компонентов шихты заканчивается, выделение газов прекращается. За счет жидкой фазы, образующейся при плавлении соды и эвтектических примесей, происходит спекание шихты. Однако значительная часть кремнезема (до 25%) остается в свободном состоянии. Для обычных натриево-кальциевых стекол стадия силикатообразования завершается при 800...900°С.

28. Стекло. Виды и свойства.

Стекло- это строительный материал, обладающий комплекосм разнообразных ,не присущих другим видам стр.мат. свойств:

-светопропускание -хрупкость.

Rсж=700-1000 , Rраст=500-700

По оптическим свойствам:

Прозрачное, Окрашенное, Бесцветное, Рассеивающее

1.Оконное листовое стекло Толщина 2-6мм, светопропускание 85-97%

2. Орнаментное стекло Разновидность листового стекла, получается литьем, поэтому 1 сторона гладкая, вторая-тесненая.

3. Армированное стекло (Rсж=600МПа, Rизг=30-40 МПа)

Методом нерпер. проката с одновременным закатыванием внутрь листа метал.сетки.

Повышенная огнестойкость,осколки будут удерживаться метал.сеткой. Светопр.<60%

4. Цветное армированное стекло Отличается лищь цветом: золото-желтый, зеленый, лилово-розовый, голубой. 1500*800мм

5. Защитное стекло Для остекления автотранспорта. Там стоит Тримплекс

6. Солнце- и теплозащитные стекла

Аэрозольная обработка пов-ти спец. Растворами. Цена в 1.5 раза выше обычного стекла.

7. Теплопоглощающее стекло (голубоватая окраска)

Содержит спец.добавки, поглощающие инфракрасные лучи солнечного спектра.

8. Облицовочное стекло Облицовка панелей и стен, может содержать пром. звукоизолир.слой

9. Профильное стекло

На прокатных установках в виде беск.ленты, кот.режут на отрезки по 6м.

Если имеют коробчатое сечение,то называется СЕКТА

29. ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТЕКЛА: СТЕКЛОПАКЕТЫ, БЛОКИ, КОВРОВО-МОЗАИЧНАЯ ПЛИТКА, ТРУБЫ.

1. Стеклопакеты

Предст.собой несколько листов стекла, герметично соединенных по периметру. Между ними оставляем сухой воздух или инетрный газ. НО газ может со временем выходить.

Изготовляется из любого стекла , но толщиной 2-8 мм, расст.между стеклами 15-20 мм

Хорошая звукоизоляция, надо ежедневно открывать на 1.5 часа,тк пластик взаимодействует с углекислотой.

2. Блоки

Пустотелые, Они могут иметь квадратную или прямоугольную форму. Бывают окрашенные и неокрашенные. Огнестойкие,долговечны,химически стойкие.

Раздевалки, душевые, отделка лестничных перекрытий.

3. Коврово-мозаичная плитка

Аналог керамической. Выпускается в форме квадратов из непрозрачного стекла, поверхность глянцевая или матовая. Размеры: 18(22,23)*18(22,23)*4 мм

Высокая долговечность и постоянство света.

Применяется для наружной облицовки зданий, индустриальной отделки.

4. Трубы стекольные

Имеют гладкую поверхноть, соединения муфтовые, D = 16-50 мм, длина до 300 мм, давление до 0.3 МПа.

• Пищевая промышленность

• Фармацевтика

• Хим. промышленность

• Транспортирование любого рода агрессив.жидкостей

30. Минеральные вяжущие вещества: определение и классификация.

М.в.в- это тонко измельченный порошок,который при затворении его водой может образовывать пластичное тесто, которое под влиянием физ-хим процессов способно переходить в камневидное состояние.

Классификация:

1. по ГОСТам

2. по Пащенко

1. По Пащенко 3 группы: Воздушные, гидравлические и кислотостойкие.

1) Воздушные в. в-ва(ВВВ) – которые способны твердеть и набирать прочность только в воздушных условиях.

• Гипсовые вяжущие , Известковые вяжущие , Магензиальные вяжущие

• Жидкое стекло(канцелярский клей)

2) Гидравличесике в.в-ва(ГВВ)-после затворения водой и предварительного твердения на воздухе способны продолжать твердеть и набирать прочность в воде.

Гидравлические вяжущие вещества(ГВВ)
Чистые ВВ и с добавками <20%	Либо смешивание чистых между собой, Либо с добавками >20%
Портландцемент чистый Гидравлическая известь Белый портландцемент	На основе портландцемента: -шлакопортландцемент -пуццолановый цемент -цветные цементы
	На основе гипсов: -гипсошлаковые -гипсоизвестковошлаковые
	На основе извести: -известковые шлаковые Гипсоизвестковые шлаковые
	На основе глиноземистого: -напрягающие -расширяющие -безусадочные

3) Кислотостойкий кварцевый кремнефтористый цемент(кислотостойкие вяжущие)

После затворения водой и затверд. способно переносить любую кислоту(кроме плавиковой)

2. По госТу

+вяжущие в-ва автоклавного твердения( ВВАТ-это в-ва, которые способны эффективно твердеть при гидротермической обработке t 90С и давлении 0.2-0.5 МПа. Относятся известково-кремнеземные и шлаковые в-ва.

31. Гипсовые вяжущие: виды, способы производства, свойства.

1. Низкообжиговые вяжущие в-ва:

• Строительный гипс

• Формовочный гипс

• Высокопрочный гипс(технический)

• Гипсоизвестковые смеси

2. Высокообжиговые вяжущие в-ва:

• Ангидритовое вящ.вещество(ангидритовый цемент, цемент бутниковый)

• Высокообжиговый гипс( ЭСТРИХ-гипс)

• Высокотвердый гипс(алебастр)- для подсвечникоа, факелодержателей.

Сырье для производства вяжущих- природный гипсовый камень CaSO4*2H2O обычно в виде зернистого гипса.

Твердость =3, плотность 1.3-1.4, белый цвет, однако примеси могут окрашивать в другие цвета.

Прозрачный гипс-это гипсовый шпат, или Марьино стекло.

Гипс залегает не очень глубоко, поэтому гипсовых шахт нет.

Существует 2 модификации:

Параметр	АЛЬФА	БЕТА
кристаллы	Большие	Мелкодисперсные неправ. формы
водопотребность	35-40%	60%
пористость	Меньше- выше прочность	Прочность ниже
Время затвердевания	медленнее	быстрее

Способы производства:

БЭТА-вяжущих:

К арьер – дробление - склад

Р азмалывание обжиг(сушильная уст-ка) Размол + обжиг

О бжиг(гипсовар.котел) Размол в одной установке

К амера томления (шар.мельница)

Склад готовой

продукции

АЛЬФА-вяжущих:

1)Автоклавный:

- обжиг материала в автоклаве,сушка в отдельной сушильной камере.

- и обжиг, и сушка в 1 камере

2)Выварка в жидкой среде

32. Ангидритовые вяжущие: виды, способы производства свойства.

Ангидритовые вяжущие состоят в основном из ангидрита – безводного сульфата кальция.

Различают ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент) и высокообжиговый гипс (эстрихгипс).

Ангидритовое вяжущее получают обжигом дробленого гипсового камня во вращающихся печах при 600-750 ºC и последующим тонким помолом продукта обжига с добавками катализаторов или одним только измельчением природного ангидрита с указанными добавками.

Ангидритовое вяжущее состоит в основном из нерастворимого ангидрита, который с водой практически не взаимодействует. В присутствии указанных добавок-активизаторов ангидрит приобретает способность к взаимодействию с водой и твердению.

Начало схватывания ангидритового цемента наступает не ранее 30 мин, конец – не позднее 24 ч; предел прочности при сжатии через 28 суток твердения на воздухе составляет 10-20 МПа.

Высокообжиговый гипс  получают путем тонкого помола продукта обжига двуводного природного гипса до температур 800-950 °С, когда добавка-активизатор возникает в обжигаемом сырье за счет термической диссоциации сульфата кальция.

Начало схватывания теста из высокообжигового гипса наступает не ранее 2 ч; прочность при сжатии такая же, как у ангидритового цемента.

Ангидритовые вяжущие применяют при устройстве бесшовных полов, в растворах для штукатурки (в том числе наружной), для изготовления «искусственного мрамора».

33. Магнезиальные вяжущие: виды, способы производства свойства.

Магнезиальные вяжущие вещества — тонкомолотые порошки, состоящие в основном из оксида магния MgO, получаемые умеренным обжигом пород, содержащих карбонат магния.

Это воздушные вяжущие вещества, твердеющие и сохраняющие прочность только в воздушно-сухих условиях. Различают каустический магнезит и каустический доломит.

1 ) Каустический магнезит MgCO3 MgO+ CO2

Области применения:

• болитовые бетоны, пр-во изделий под мрамор

• минус- это воздушно-вяжущее в-во, боится воды

Сроки схватывания: начало не ранее 20 мин, конец не позднее 6ч .

Rсж=40-60МПа. При твердении способен расширяться(первые 4 сут, после- усадка)

2) Каустический доломит

Каустический доломит должен содержать не менее 15 % MgO и не более 2,5 % СаОСВоб

Производство каустического доломита принципиально не отличается от производства каустического магнезита. Доломит в заводских условиях обжигают при 650— 750 °С в шахтных печах с выносными топками и во вращающихся печах.Каустический доломит характеризуется меньшей прочностью, чем каустический магнезит.

34. Известковые воздушные вяжущие: виды, способы производства свойства.

Известковые вяжущие

• Кораллы

• Арагонит(переходит в кальцит при 300С

• Известковый туф

• Известняк( мрамор,мергель и доломит)

• Мел

• Известняк-ракушечник

М ергель используется как сырье для гидратации извести: CaCO3 t CaO+ CO2

Производство:

К арьер

Д обыча

Д робление

С клад усред.

О бжиг

С клад комовой извести

М ашинное дробление Маш.дроб дробл. Молот.негаш.

Г ашение: CaO+H2O- Ca(OH)2+Q Гашение Дозатор добавки

И зв.молоко Отстойник Отстойник Размол сушка

Отгрузка Отгрузка Сепаратор Склад дозатор

(отдел.Ca(OH)2)

Склад

Остаток от сепаратора идет на размол и обратно в сепаратор.

35. Кислотоупорный цемент, свойства.

Кислотоупорные цементы состоят из смеси водного раствора силиката натрия (растворимого стекла), кислотоупорного наполнителя и добавки — ускорителя твердения.

Свойства

• способность сопротивляться действию большинства минеральных и органических кислот (кроме фтористоводородной, кремнефтористоводородной и фосфорной)

• кислотостойкость — не менее 93 %

• быстро схватывается

Кислотоупорный цемент применяют для изготовления кислотоупорных растворов, бетонов, замазок, которые после затвердения способны противостоять воздействию большинства минеральных и органических кислот. Однако они разрушаются в щелочах, фосфорной, фтористоводородной и кремнефтористоводородной кислотах. Для изготовления ИСК на кислотоупорном цементе необходимо применять кислостойкие заполнители: кварцевые пески, андезит, гранит и др. Такие ИСК применяют на химических заводах для изготовления резервуаров, ванн, футеровки химической аппаратуры и т.п. Предел прочности при сжатии Rсж кислотоупорного бетона может достигать до 60 МПа, но он теряет прочность в воде и щелочах.

36. Гидравлические вяжущие: гидравлическая известь, производство и свойства.

Гидравлические вяжущие способны твердеть и длительное время сохранять прочность не только на воздухе, но и в воде.

Причем, находясь в воде, они могут повышать свою прочность.

По химическому составу гидравлические вяжущие представляют собой сложные системы, состоящие в основном из соединений четырех оксидов: СаО - SiO2 - А12О3 - Fe2O3. Эти соединения образуют основные типы гидравлических вяжущих.

1) гидравлическая известь и романцемент;

2) силикатные цементы, состоящие преимущественно из силикатов кальция (портландцемент и его разновидности);

3) алюминатные цементы, состоящие в основном из алюминатов кальция (глиноземистый цемент и его разновидности);

4) вяжущие эттрингитового типа, основными компонентами которых являются алюминаты кальция и сульфат кальция (расширяющиеся и безусадочные цементы).

Строительная гидравлическая известь — продукт умеренного обжига при температуре 900... 1100°С мергелистых известняков (содержание глины 8..20 %). В состав гидравлической извести входят свободные оксиды кальция и магния (50...65 %) и низкоосновные силикаты и алюминаты кальция, которые и придают извести гидравлические свойства. Гидравлическая известь, смоченная водой, полностью гасится, образуя пластичное тесто. В отличие от воздушной она быстрее твердеет, приобретая со временем водостойкость. Однако первые 1...2 недели гидравлическая известь должна твердеть в воздушно-влажных.

37. Портландцемент, способы производства, их преимущества и недостатки.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и некоторых добавок. Производство портландцемента складывается из двух основных технологических операций: получение клинкера и его помол с соответствующими добавками.

Способы производства:

1) Мокрый способ (мало энергии, много топлива)

2) Сухой способ (много энергии, мало топлива)

Комбинированный способ производства. При комбинированном способе производства сырьевая смесь в виде шлама, полученного по мокрому способу производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Основные технологические операции и последовательность их выполнения при комбинированном способе производства портланд¬цемента следующие.

Выходящий из сырьевой мельницы шлам влажностью 35—40% после его корректирования поступает в вакуум-фильтр или пресс-фильтр, где он обезвоживается до влажности 16—20%. Образую¬щийся при этом «сухарь» смешивается затем с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка пыли предот¬вращает слипание кусков «сухаря» и приводит к уменьшению влажности смеси до 12—14%. Приготовленная таким образом смесь поступает на обжиг, который осуществляется во вращаю¬щихся печах.

Все остальные операции производства портландцемента по ком¬бинированному способу не отличаются от соответствующих опера¬ций при мокром способе производства

38. Портландцементный клинкер  минералогический состав. Процесс гидратации портландцемента.

1. Алит C3S

Быстро твердеет, с большим тепловыд, особенно впервые 7 суток и развивает при этом выс. прочность.

Такой быстрый прирост прочности сменяется малым приростом в последующие сроки твердения.

Повышенное содержание C3S важно:

• При ремонтных работах , В бетонах, где надо получить высокую прочность в короткие сроки

• При зимнем бетонировании

2. Белит C2S (2CaO•SiO2) – двухкальциевый силикат.

В начальный период твердеет очень медленно с низким тепловыделением. Продукт твердения в течение первого месяца обладает невысокой прочностью, но при длительном твердении (несколько лет) в благоприятных условиях его прочность неуклонно увеличивается.

Белитовые цементы нужны там, где требуется высокая прочность в более поздние сроки (например в гидротехнических сооружениях)

3. C3A (3Ca O Al2O3) – (4−12%) трёхкальциевый алюминат.

В первые сутки твердения выделяет наибольшее количество теплоты и очень быстро твердеет. Однако у продукта его твердения:

• Повышенная пористость, Низкая прочность и долговечность, Малая стойкость против воздействия сернокислых соединений. Не стоек к сульфатной агрессии

4. Целит C4AF (4CaO Al2O3 Fe2O3)– четырехкальциевый аллюмоферит – (5-15%).

Характеризуется умеренным тепловыделением. Твердеет значительно медленнее чем алит, но быстрее чем белит. Прочность продуктов его гидратации несколько ниже, чем у алита.

5. Клинкерное стекло. Затвердевшее в процессе быстрого охлаждения жидкая фаза. Имеет переменный состав, увеличивает прочность цементного камня

6. Щелочи (Na2O, K2O) (0,5 – 1 %)

Если их более 1%, то они вызывают непостоянство сроков схватывания цемента, и образование выцветов на поверхности растворов или бетонов.

7. Свободные CaO и MgO.

Если CaO более 7 % или Mg0 более 7 %, то они ведут себя в цементом камне, как пережог извести.

39. Свойства общестроительного портландцемента. Старые и новые ГОСТ на технические условия.

- ЦЕМ I - портландцемент;

- ЦЕМ II - портландцемент с минеральными добавками;

- ЦЕМ III - шлакопортландцемент;

- ЦЕМ IV - пуццолановый цемент;

- ЦЕМ V - композиционный цемент.

Специальные виды цемента:

1)Гидрофильные добавки

2)Гидрофобные добавки

3)Быстротвердеющий (высокая удельная поверхность С3S+С3A 60-65%)

4)Сульфатостойкий (алит менее 50 процентов, С3А менее 5,С3S менее 50, С3А+С4АF менее 22 процентов)

5)Сульфатостойкий с добавками

6)Декоративный

Сравнение ГОСТов

1) вместо марок установили Классы. Вместо 300,400.500 теперь 22,5- 52.5

2) наименование цемента. Вместо ШПЦ300, ПЦ400Д20 и ПЦ500Д0 теперь ЦЕМ I, II, III, IV, V

3) для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по скорости твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие

40. Свойства общестроительного портландцемента. Старые и новые ГОСТ на методы их измерения.

Цемент является одним из важнейших строительных материалов. Его применяют для изготовления бетонов, бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, асбестоцементных изделий. Из числа цементов разных видов наиболее важное значение имеет портландцемент.

Портландцемент – порошкообразное минеральное вяжущее вещество, которое обладает гидравлическими свойствами, способностью образовывать искусственный камень при твердении, как на воздухе, так и в воде.

РАЗЛИЧИЯ ГОСТОВ

1) испытания цемента с использованием полифракционного песка, который гармонизирован с европейскими стандартами

41. Виды коррозии цементного камня.

Классификация

1. По Москвину (3 вида)

1) Процессы, протек.в затвердевшем цем. бетонном камне под действием воды с малой временной жесткостью. Некоторые составляющие камня уносятся.

2) Процессы, развивающиеся в бетоне под действием вод,содержащих вещества,вступающие в хим.реакции с цементным камнем. Образованные продукты либо легко растворяются ,либо образуются в виде аморфных масс, снижающих плотность.

3) Процессы, вызванные обменными реакциями с составляющими цементного камня. Продукты таких реакций кристаллизуются в порах и капиллярах ,накапливаются. Пора забивается и разрушается.

2. По Кинду:

1) Коррозия выщелачивания

Мягкая вода+ Ca(OH)2- растворяет камень, на его месте образуется пора

2) Кислотная коррозия

Под действием кислот

3) Углекислотная коррозия

4) Сульфатная коррозия

4.1.) Сульфатоаллюминатная( под действием ионов SO₄^2- при их концентрации в грунтовых водах

4.2.) Сульфатоаллюминатногипсовая

4.3.) Гипсовая

5) Магнезиальная

• Собственно магнезиальная

• Сульфатно-магнезиальная

42. Добавки для цементов. Классификация и виды.

Добавки для цементов

Компоненты вещ.состава Технологические (по роли в проц.гидратации)

Регулир. св-ва цемента

Наполнители (по хар-ру свойств)

А ктивные минеральные

(по роду активности)

-облад.гидрав. св-вами

-облад. пуццол.св-вами

Регул. основные с-ва Регул. спец.св-ва:

цемента: -водоудерживающие

-сроки схватыв. -гидрофобизирующие

-ускор.твердения -регулир.расшир. и усадку

-повыш.прочность -регулир. тепловыделение

-сниж.водопотребность -улучш.декор.свойства

-регулир. плотность

43. Специальные виды цементов.

1. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ). Возраст 3 суток прочность на сжатие не менее

20 МПа

2. Особобыстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ). Возраст 1 суток прочность на сжатие

20 МПа, 3 суток – 40 МПа

3. Сверхбыстротвердеющий портландцемент (СБТЦ). Возраст 6ч прочность на сжатие не менее

10 МПа

4. Пластифицированный портландцемент. Имеет повышенную подвижность, на 10-15% снижает расход цемента

5. Гидрофобный портландцемент. Предназначен для долгого хранения даже во влажных условиях

6.Пуццолановый портландцемент. Применяется для подземных и подводных и подводных конструкций.

7. Шлакопортландцемент (ШПЦ). Применяется для подземных и подводных и подводных конструкций. Более высока влаго- и морозостойкость даже по сравнению с Пуццолановым портландцементом

8. Тампонажный цемент. Легче портландцемента, предназначен для нефтяных и газовых скважин

9. Глиноземистый цемент. Тепловыделение в 1.5 раз выше чем у портландцемента применяется для строительства в зимний период.

10. Расширяющийся портландцемент (РПЦ). Предназначен для изготовления предварительно напряженных Ж/б конструкций

11. Сульфатостойкие портландцемент (СПЦ). Стойкий на воздействие вод содержащих сульфатные анионы

12. Вяжущие вещества автоклавного твердения.

13. Белый и цветные цементы.

44. ЦЕМЕНТЫ С АКТИВНЫМИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ДОБАВКАМИ. ВИДЫ И СВОЙСТВА.

Цементы с активными минеральными добавками – цементы, получаемые совместным помолом портландцементного клинкера с активной минеральной добавкой.

Активная минеральная добавка – вещество, которое при смешивании в тонко измельченном виде с известью пушонкой придает ей гидравлические свойства, а при смешивании с портландцементом повышает его водостойкость.

Виды и свойства.

• Пуццолановый портландцемент. Изготовляют путем совместного тонкого помола клинкера, необходимого количества гипса и активной минеральной добавки 20...40 %. Отличается высокой водопотребностью, повышенной коррозионной устойчивостью, повышенной экзотермией. Область применения: монолитные железобетонные большие конструкции.

• Шлакопортландцемент (ШПЦ). Шлак ( от 20 до 80%) смешивают с цементом, с гипсом. Основная рабочая марка: М300, может быть М400, М500.

Особенности: 1) противостоит различным видам коррозии. 2) хорошо переносит нагревание. Область применения: фундаменты тепловых установок в агрессивных средах.

45. ГИПСОЦЕМЕНТНОПУЦЦОЛАНОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ. ПРОИЗВОДСТВО И СВОЙСТВА.

3СаОAl₂O₃+6H₂O→3СаОAl₂O₂•6H₂O

3СаОAl₂O₂•6H₂O+3CaSO₄2H₂O→3СаОAl₂ O₃3CaSO₄32H₂O (этрендит)

Са(OH)₂+SiO₂+4H₂O→CaOSiO₂4H₂O

Состав: вяжущего от 50-70%, строительного гипса – 15-25%, портландцемент – 10-15%, активная добавка.

Марки М100,М150,М200, М250 и М300. Начало схватывания: 4мин, конец схватывания: 20мин.

Тонкость помола: (сито 0.2 ) М100 не более 15%

М150 не более 20%

По сравнению с гипсовыми вяжущими веществами повышенная водостойкость, прочность, и долговечность.

Панели из ГЦПВ применяют преимущественно для устройства стен ванных и душевых комнат, а также санитарных кабин; из него изготовляют также блоки с вентиляционными каналами и др. Предусмотрено, что стальная арматура в изделиях из ГЦПВ должна быть защищена от коррозии применением ингибиторов.

46. Глиноземистый цемент. Сырье и способы производства.

По минеральному составу и техническим свойствам такой цемент сильно отличается от портландцемента.

Глиноземистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция.

Для получения клинкера глиноземистого цемента сырьевую смесь, составленную из известняка СаСО₃ и боксита Al₂O₃•nH₂O, подвергают спеканию (при температуре около 1300 ^○С) или плавлению (при 1400^○С). Сырьевая база для выпуска глиноземистого цемента может быть расширена путем использования некоторых отходов промышленности, содержащих в своем составе глинозем.

Обжиг и плавление сырьевой смеси производят в доменных, электрических, вращающихся печах или в вагранках. 

47. ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ.

Глиноземистый цемент обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной температуре(не выше 25^○С), поэтому глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке.

Свойства:

1) Необычно быстрое твердение.

2)Марки глиноземистого цемента, определяемые по результатам 3-суточного возраста: 400, 500, 600.

Марка глиноземистого цемента	Предел прочности при сжатии, МПа, не менее
	Через 1 сут	Через 3 сут
400	23	40
500	28	50
600	33	60

3)Сроки схватывания: начало не ранее 30 мин

конец не позднее чем через 12 ч от начала затворения.

4) Тепловыделение глиноземистого цемента при твердении примерно в 1,5 раза больше тепловыделения портландцемента (250-370 кДж/кг).

5) Глиноземистый цемент по сравнению с портландцементом является более огнестойким и термически устойчивым материалом.

Область применения.

Глиноземистый цемент применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Кроме того, он входит в состав многих расширяющихся цементов.

48. Цементы на основе глиноземистого цемента. Виды, свойства.

• Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ)

Цемент ВРЦ - один из первых видов расширяющихся цементов - представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество. ВРЦ получают смешиванием или совместным помолом глиноземистого цемента (70%), полуводного гипса (20%) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция 4СаО-А12О3-13Н2О (10%).

Глиноземистый цемент в составе ВРЦ обеспечивает твердение и неизменность объема цементного камня.

Наиболее интенсивное расширение ВРЦ происходит в течение первых суток и продолжается до 2-3 суток. ВРЦ имеет марку 500 через 28 суток, хотя уже через 6 ч твердения набирает прочность не менее 7,5 МПа.

Отличается пониженной морозостойкостью и может применяться только при положительных температурах.

• Водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ)

ВБЦ - быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тщательного смешивания глиноземистого цемента, полуводного гипса и гашеной извести. Сырьевая смесь содержит не менее 85% глиноземистого цемента.

Соотношение между известью и гипсом может изменяться в пределах от 2,0 до 1,0. Водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ) состоит из тех же компонентов, что и ВРЦ, но взятых в других соотношениях. Эти цементы быстро схватываются (начало схватывания — несколько минут, конец—• не позднее 5... 10 мин) и быстро твердеют, достигая к 3 сут 60...80 %-ной марочной прочности. Они образуют цементный камень высокой водонепроницаемости (выдерживает давление воды до 0,7 МПа), за что и получили второе название водонепроницаемых цементов.

• Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГГРЦ)

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент производят путем помола смеси высокоглиноземистого шлака и двухводного сернокислого кальция.

ГГРЦ содержит не более 30% гипса и характеризуется началом схватывания не ранее 10 минут и концом схватывания не позднее 4 часов с момента начала затворения. Для замедления схватывания используют буру, уксусную кислоту, СДБ. 

ГГРЦ обладает свойством расширения при твердении в воде, при твердении на воздухе он проявляет безусадочные свойства.

49. Бетоны. Виды классификации и основные требования к нему.

Бетон - искусственный камень, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия).

Классификация:

1. В зависимости от основного назначения бетоны подразделяют на: - конструкционные; - специальные

2. По стойкости к видам коррозии бетоны подразделяют на следующие виды: А - бетоны, эксплуатируемые в среде без риска коррозионного воздействия (ХО);  Б - бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей коррозию под д-ем карбонизации (ХС); В - бетоны, эксп. в среде, вызывающей коррозию под действием хлоридов (XD и XS); Г - бетоны, экс.в среде, выз.кор. под д-ем попеременного замораживания и оттаивания (XF); Д - бетоны, эксплуатируемые в среде, вызывающей химическую коррозию (ХА). 3. По виду вяжущего бетоны подразделяют на: - цементные; - известковые; - шлаковые; - гипсовые; - специальные .

4. По виду заполнителей бетоны подразделяют на бетоны на заполнителях: - плотных; - пористых; - специальных .

5. По структуре бетоны подразделяют на бетоны со структурой: - плотной; - поризованной - ячеистой; - крупнопористой.

6. По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие: - в естественных условиях; - в условиях тепловой обработки при атмосферном давлении; - в условиях тепл. Обр. при дав-ии выше атмосферного (бетоны автоклавного твердения).

7. По прочности бетоны подразделяют на бетоны: - средней прочности (класс пр. при сж. В<=В50); - высокопрочные (В>=В55).

8. По скорости набора прочности в нормальных условиях твердения бетоны подразделяют на: -быстротвердеющие;-медленнотвердеющие.За критерий отн-е  .

9. По средней плотности бетоны подразделяют на: - особо легкие (марки по ср. пл. < D800); - легкие (от D800 до D2000); - тяжелые (D2000 до D2500); - особо тяжелые (более D2500).

10. По морозостойкости бетоны подразделяют на бетоны: - низкой морозостойкости (марки по морозостойкости <=F50); - средней (F50 -F300); - высокой (более F300).

11. По водонепроницаемости бетоны подразделяют на бетоны: - низкой водонепроницаемости (марки по водонепроницаемости менее W4); - средней (W4-W12); - высокой (> W12).