- •Isbn 978-9965-876-43-1
- •Isbn 978-9965-876-43-1
- •Содержание
- •Введение
- •1 Неорганические вяжущие вещества
- •1.1 Цемент
- •1.1.1 История
- •1.1.2 Экономика
- •1.1.3 Определение клинкера, цемента и добавок, вводимых при помоле
- •1.1.4 Состав сырьевой муки
- •1.1.5 Портландцементный клинкер
- •1.1.5.1 Номенклатура фаз клинкера
- •1.1.5.2 Алит
- •1.1.5.3 Белит
- •1.1.5.4 Фазы алюмината
- •1.1.5.5 Фаза феррита
- •1.1.5.6 Другие фазы клинкера
- •1.1.5.7 Состав и место происхождения
- •1.1.6 Анализ сырьевой муки, клинкера и цемента
- •1.1.7 Производство цемента
- •1.1.7.1 Сырье и топливо
- •1.1.7.1.1 Сырьевые материалы
- •1.1.7.1.2 Отходы
- •1.1.7.1.3 Добыча, переработка сырья, помол сырьевой муки и гомогенизация
- •1.1.7.2 Процесс обжига цементного клинкера
- •1.1.7.2.1 Процессы обжига
- •1.1.7.2.2. Топливо
- •1.1.7.2.3. Помол цемента
- •1.1.7.2.4. Тонкость помола и гранулометрический (зерновой) состав цемента
- •1.1.7.3. Хранение, упаковка, отгрузка цемента потребителю
- •1.1.8. Компоненты стандартного цемента
- •1.1.8.1. Основные составляющие портландцементного клинкера (k)
- •1.1.8.2 Мелкие составляющие
- •1.1.8.3 Сульфат кальция
- •1.1.8.4 Добавки к цементам
- •1.1.9 Цемент в соответствии со стандартом
- •1.1.9.1. Физические и химические свойства цементов по европейскому стандарту
- •1.1.9.2 Цементы со специальными свойствами
- •1.1.9.3 Тампонажный цемент
- •1.1.10 Гидратация
- •1.1.10.1 Реакция силикатов (c3s, c2s)
- •1.1.10.2 Реакции гидратации алюмината (c3a)
- •1.1.10.3 Гидратация феррита (c4af)
- •1. Модель Тейлора
- •2. Модель Старка
- •1.1.10.4 Гидратация цементов
- •1.1.10.5 Реакции вторичных составляющих
- •1.1.10.6 Гидратация цемента содержащего гранулированный шлак
- •1.1.10.7 Реакции пуццолановых материалов
- •1.1.10.8 Замедление затвердевания
- •1.1.11 Структура цементного камня
- •1.2 Строительная известь
- •1.2.1 Историческое и экономическое положение
- •1.2.2 Месторождения сырья
- •1.2.3 Производство извести
- •1.2.3.1 Добыча и переработка известняка
- •1.2.3.2 Обжиг извести
- •1.2.3.2.1 Шахтная печь на коксовом (угольном) и газовом топливе
- •1.2.3.2.2 Вращающаяся трубчатая печь
- •1.2.3.2.3 Противоточная регенеративная печь (ggr-печь)
- •1.2.3.2.4 Шахтная кольцевая печь
- •1.2.3.3 Помол и отгрузка обожженной извести
- •1.2.3.4 Гашение извести
- •1.2.4 Применение известковых продуктов
- •1.2.5 Требования гост 9179–79 к строительной извести
- •1.3 Гипс
- •1.3.1 История и экономика
- •1.3.2 Физико-химические основы гипсовых вяжущих
- •1.3.2.1 Фазы в системе CaSo4 - h2o
- •1.3.2.2 Кристаллические структуры, двойные соли, смешанные кристаллы
- •1.3.3 Месторождения и сырьё
- •1.3.3.1 Природный гипс, природный ангидрит
- •1.3.3.2 Химический гипс
- •1.3.3.3 Уддг-гипс
- •1.3.4 Производство кальциево-сульфатных вяжущих
- •1.3.4.1 Технологические процессы при производстве кальциево-сульфатных вяжущих
- •1.3.4.1.1 Автоклавный способ производства α-полугидрата
- •1.3.4.1.2 Гипсоварочный котел для производства ß-полугидрата
- •1.3.4.1.3 Метод высокотемпературного обжига гипса (многофазового гипса) на колосниковой решетке
- •1.3.4.2 Свойства способных к затвердеванию сульфатов кальция
- •1.3.5 Гидратация CaSo4-вяжущих
- •1.3.5.2 Природный -, уусдг - и химический ангидрит
- •1.3.5.3 Свойства обработанных гипсовых строительных материалов
- •1.3.5.4 Другие области применения
- •1.3.5.5 Нормы, химический анализ и фазовый анализ
- •1.3.5.6 Требования гост 125-79 к качеству строительного гипса
- •1.4 Другие неорганические вяжущие материалы
- •1.4.1 Глинозёмистый цемент
- •1.4.1.1 Производство
- •1.4.1.2 Химический и минералогический состав
- •1.4.1.3 Гидратация
- •1.4.1.4 Области применения
- •1.4.2 Магнезиальное вяжущее
- •1.4.3 Фосфатные вяжущие
- •1.4.3.1 Магнезиально-фосфатные вяжущие
- •1.4.3.2 Кальциево-фосфатные вяжущие
- •1.4.3.3 Алюминиево-фосфатные вяжущие
- •2 Строительно-химические добавки
- •2.1 Пластификаторы (разжижители), добавляемые при изготовлении бетона
- •2.2 Пластификаторы (разжижители), добавляемые в бетонные смеси
- •2.2.1 Поликонденсаты
- •2.2.1.1 Нафталинсульфоновая кислота-формальдегид-смола
- •2.2.1.2 Меламин-формальдегид-сульфитные смолы
- •2.2.2 Поликарбоксилаты
- •3 Системы стройматериалов
- •3.1 Бетон
- •3.1.1 Передвижные бетонные заводы
- •3.1.2 Бетон для сборных железобетонных элементов
- •3.1.3 Самоуплотняющийся бетон
- •3.2 Строительный раствор
- •3.2.1 Стяжка
- •3.2.2 Выравнивающие массы
- •3.2.3 Плиточный клей
- •3.2.4 Затирка и массы
- •3.2.5 Цементный раствор
- •3.2.6 Штукатурка
- •3.3 Гипсокартон
- •3.4 Краски и лаки
- •3.5 Цементирование глубинных скважин
- •4 Обзор (Заключение)
- •Литература
- •Химия строительных материалов
- •Химия строительных материалов учебник
Министерство образования и науки Республики
Казахстан
Южно-Казахстанский государственный университет
им. М.АуЭзова
Планк Й., Таймасов Б.Т., Штефан Д., Хирш К., Жакипбаев Б.Е.
Химия строительных материалов
учебник
для магистрантов специальности 6М075300 – Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов,
обучающихся в рамках Государственной программы индустриально-инновационного развития – 2 (ГП ИИР-2)
Шымкент, 2016
УДК 547:69.0(075.8)
ББК 24.2я73
П44
Планк Й., Таймасов Б.Т., Штефан Д., Хирш К., Жакипбаев Б.Е. Химия строительных материалов / Учебник. - Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова, 2016. -221 с.
Isbn 978-9965-876-43-1
В учебнике изложены состав, свойства, химико-технологические основы процессов производства портландцемента, глиноземистого цемента, гипсовых, известковых, магнезиальных, фосфатных вяжущих веществ. Кратко описаны сырьевые материалы, нетрадиционное сырье и отходы для получения строительных материалов. Описаны современные процессы дробления и сушки сырья, обжига клинкера, интенсификации процессов и снижения расхода топлива на обжиг, повышения производительности печей и мельниц. Приведены новые способы обжига клинкера и получения цемента. Описаны реакции гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция. Показаны состав и структура, механизм действия поликонденсатных, поликарбоксилатных и др. пластифицирующих, суперпластифицирующих, воздухововлекающих добавок к цементным системам и бетонам, методы получения самоуплотняющихся бетонов, бесшовных полов, клеев для плиток, нагнетаемых растворов и щтукатурок, гипсокартонных листов с использованием химических добавок, способы глубокого цементирования скважин. Приведены физические и химические особенности европейского стандарта цемента.
Учебник предназначен для магистрантов специальности 6М075300 - Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов, обучающихся по Программе ГП ИИР-2.
УДК 547:69.0(075.8)
ББК 24.2я73
Рецензенты:
Худякова Т.М. – доктор техн. наук, профессор ЮКГУ им. М.Ауезова
Бажиров Н.С.- доктор техн. наук, профессор, директор НПО «Химические технологии и техника»
Сарсенбаев Б.К.- доктор техн. наук, директор НИИ «Строительные материалы, строительство и архитектура»
Учебник рекомендован к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ
им. М.Ауезова, протокол № _6_ от «27» 06. 2016 г.
Isbn 978-9965-876-43-1
© Планк Й., Таймасов Б.Т., Штефан Д., Хирш К., Жакипбаев Б.Е, 2016
©Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова
Содержание
|
Введение |
7 |
1 |
Неорганические вяжущие вещества |
11 |
1.1 |
Цемент |
11 |
1.1.1 |
История |
11 |
1.1.2 |
Экономика |
13 |
1.1.3 |
Определение клинкера, цемента и добавок, вводимых при помоле |
15 |
1.1.4 |
Состав сырьевой муки |
16 |
1.1.5 |
Портландцементный клинкер |
19 |
1.1.5.1 |
Номенклатура фаз клинкера |
20 |
1.1.5.2 |
Алит |
21 |
1.1.5.3 |
Белит |
22 |
1.1.5.4 |
Фазы алюмината |
23 |
1.1.5.5 |
Фаза феррита |
24 |
1.1.5.6 |
Другие фазы клинкера |
24 |
1.1.5.7 |
Состав и место происхождения |
25 |
1.1.6 |
Аналитика сырьевой муки, клинкера и цемента |
27 |
1.1.7 |
Производство цемента |
31 |
1.1.7.1 |
Сырье и топливо |
31 |
1.1.7.1.1 |
Сырьевые материалы |
33 |
1.1.7.1.2 |
Отходы |
35 |
1.1.7.1.3 |
Добыча, переработка сырья, помол сырьевой муки и гомогенизация |
36 |
1.1.7.2 |
Процесс обжига цементного клинкера |
43 |
1.1.7.2.1 |
Процессы обжига |
49 |
1.1.7.2.2 |
Топливо |
52 |
1.1.7.2.3 |
Помол цемента |
58 |
1.1.7.2.4 |
Тонкость помола и гранулометрический (зерновой) состав цемента |
61 |
1.1.7.3 |
Хранение, упаковка, отгрузка цемента потребителю |
64 |
1.1.8 |
Компоненты стандартного цемента |
65 |
1.1.8.1 |
Основные составляющие портландцементного клинкера |
65 |
1.1.8.2 |
Мелкие составляющие |
70 |
1.1.8.3 |
Сульфат кальция |
70 |
1.1.8.4 |
Добавки к цементам |
71 |
1.1.9 |
Цемент в соответствии со стандартом |
71 |
1.1.9.1 |
Физические и химические особенности европейского стандарта цемента |
72 |
1.1.9.2 |
Цементы со специальными свойствами |
76 |
1.1.9.3 |
Тампонажный цемент |
76 |
1.1.10 |
Гидратация |
79 |
1.1.10.1 |
Реакции гидратации силикатов (C3S, C2S) |
80 |
1.1.10.2 |
Реакции гидратации алюминатов (C3A) |
89 |
1.1.10.3 |
Реакции гидратации феррита (C4AF) |
93 |
1.1.10.4 |
Гидратация цементов |
95 |
1.1.10.5 |
Реакции вторичных составляющих |
102 |
1.1.10.6 |
Гидратация цемента содержащего гранулированный шлак |
104 |
1.1.10.7 |
Реакции пуццолановых материалов |
106 |
1.1.10.8 |
Замедление затвердевания |
106 |
1.1.11 |
Структура цементного камня |
110 |
1.2 |
Строительная известь |
114 |
1.2.1 |
Историческое и экономическое положение |
114 |
1.2.2 |
Месторождения сырья |
114 |
1.2.3 |
Производство извести |
115 |
1.2.3.1 |
Добыча и переработка известняка |
115 |
1.2.3.2 |
Обжиг извести |
116 |
1.2.3.2.1 |
Шахтная печь на коксовом (угольном) и газовом топливе |
117 |
1.2.3.2.2 |
Вращающаяся трубчатая печь |
119 |
1.2.3.2.3 |
Противоточная регенеративная печь (GGR-печь) |
120 |
1.2.3.2.4 |
Шахтная кольцевая печь |
121 |
1.2.3.3 |
Помол и отгрузка обожженной извести |
121 |
1.2.3.4 |
Гашение извести |
122 |
1.2.4 |
Применение известковых продуктов |
124 |
1.2.5 |
Требования ГОСТ 9179–79 к строительной извести |
127 |
1.3 |
Гипс |
129 |
1.3.1 |
История и экономика |
129 |
1.3.2 |
Физико-химические основы гипсовых вяжущих |
131 |
1.3.2.1 |
Фазы в системе CaSO4 - H2O |
131 |
1.3.2.2 |
Кристаллические структуры, двойные соли, смешанные кристаллы |
134 |
1.3.3 |
Месторождения и сырьё |
138 |
1.3.3.1 |
Природный гипс, природный ангидрит |
138 |
1.3.3.2 |
Химический гипс |
138 |
1.3.3.3 |
УДДГ-гипс |
140 |
1.3.4 |
Производство кальциево-сульфатных вяжущих |
141 |
1.3.4.1 |
Технологические процессы при производстве кальциево-сульфатных вяжущих |
142 |
1.3.4.1.1 |
Автоклавный способ производства α-полугидрата |
142 |
1.3.4.1.3 |
Гипсоварочный котел для производства ß-полугидрата |
144 |
1.3.4.1.4 |
Метод высокотемпературного обжига гипса (многофазового гипса) на колосниковой решетке |
144 |
1.3.4.2 |
Свойства способных к затвердеванию сульфатов кальция |
146 |
1.3.5 |
Гидратация CaSO4-вяжущих |
147 |
1.3.5.1 |
α-, ß-полугидраты |
152 |
1.3.5.2 |
Природный -, УУСДГ - и химический ангидрит |
152 |
1.3.5.3 |
Свойства обработанных гипсовых строительных материалов |
154 |
1.3.5.4 |
Другие области применения |
155 |
1.3.5.5 |
Нормы, химический анализ и фазовый анализ |
155 |
1.3.5.6 |
Требования ГОСТ 125-79 к качеству строительного гипса |
156 |
1.4 |
Другие неорганические вяжущие материалы |
158 |
1.4.1 |
Глинозёмистый цемент |
158 |
1.4.1.1 |
Производство |
158 |
1.4.1.2 |
Химический и минералогический состав |
159 |
1.4.1.3 |
Гидратация |
160 |
1.4.1.4 |
Области применения |
162 |
1.4.2 |
Магнезиальное вяжущее |
164 |
1.4.3 |
Фосфатные вяжущие |
165 |
1.4.3.1 |
Магнезиально-фосфатные вяжущие |
166 |
1.4.3.2 |
Кальциево-фосфатные вяжущие |
166 |
1.4.3.3 |
Алюминиево-фосфатные вяжущие |
167 |
2 |
Строительно-химические добавкИ |
168 |
2.1 |
Пластификаторы (разжижители), добавляемые при изготовлении бетона |
169 |
2.2 |
Пластификаторы (разжижители), добавляемые в бетонные смеси |
174 |
2.2.1 |
Поликонденсаты |
175 |
2.2.1.1 |
Нафталинсульфоновая кислота-формальдегид-смола |
175 |
2.2.1.2 |
Меламин-формальдегид-сульфитные смолы |
178 |
2.2.2 |
Поликарбоксилаты |
184 |
3 |
Системы стройматериалов |
190 |
3.1 |
Бетон |
190 |
3.1.1 |
Передвижные бетонные заводы |
191 |
3.1.2 |
Бетон для сборных железобетонных элементов |
192 |
3.1.3 |
Самоуплотняющийся бетон |
193 |
3.2 |
Строительный раствор |
194 |
3.2.1 |
Стяжка |
195 |
3.2.2 |
Выравнивающие массы |
196 |
3.2.3 |
Плиточный клей |
197 |
3.2.4 |
Затирка и массы |
198 |
3.2.5 |
Цементный раствор |
200 |
3.2.6 |
Штукатурка |
200 |
3.3 |
Гипсокартон |
202 |
3.4 |
Краски и лаки |
205 |
3.5 |
Цементирование глубинных скважин |
207 |
4 |
Обзор (Заключение) |
209 |
5 |
Литература |
211 |