- •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
1.4.2 Магнезиальное вяжущее
Магнезиальные вяжущие состоят из порошка магнезии (MgO) и легкорастворимых солей магнезии. Затвердевание происходит путём образования гидратов солей гидроксида магнезии. Первое использование этого вяжущего началось в 1867 г. и было описано французом Сорелем. По имени открывателя магнезиальные вяжущие долгое время были известны как «цемент Сореля». Однако это название может вести к заблуждению, так как речь идёт не о гидравлическом, а о гидратном вяжущем. Уже в 1895 г. стало производиться «каменное дерево», которое состоит из древесных опилок и магнезиального вяжущего и прессуется при высоком давлении [182].
Слегка обожжённая неагломерированная магнезия вступает в реакцию с водой очень медленно. После поступления воды растворяется вначале небольшое количество MgO и гидрализуется в Mg(OН)2. Растворимость в воде обоих соединений очень мала (РMgO = 6,2 мг/л; Р Mg(OН)2 = 9,0 мг/л). MgO не может поэтому затвердевать как строительные материалы с сульфатом кальция благодаря выкристаллизовыванию из раствора гидратной воды строительного материала. Кроме того вокруг ядра магнезии образуется труднорастворимая оболочка из Mg(OН)2, которая препятствует дальнейшему вхождению MgO в раствор. Однако путём добавки растворимых солей магнезии, таких как MgCl2 или MgSO4 растворимость Mg(OН)2 может быть значительно повышена. Один килограмм 30%-го раствора MgCl2 временно растворяет до 30 г MgO. Из этого перенасыщенного раствора кристаллизуется труднорастворимый гидрат гидроксидхлорида магнезии, который образует структуру похожую на гипс. Примерно также как и в цементе, прочность повышается за счет образования игольчатых войлокообразных кристаллов [189, 210].
При использовании MgCl2 образуются следующие гидратные фазы:
MgCl2·5Mg(OН)2·8 H2O (метастабильная)
MgCl2·3Mg(OН)2·8 H2O (стабильная)
Эти продукты реакции при использовании MgSO4 зависят от температуры:
MgSO4·5Mg(OН)2·3H2O (Т > 50 0С)
MgSO4·3Mg(OН)2·8 H2O (Т < 50 0С)
В зависимости от вида и состава сырья время схватывания магнезиального вяжущего лежит между 15 и 90 минутами (быстросхватывающееся вяжущее) или между 1 и 6 часами (обычносхватывающееся вяжущее). Затвердевшая масса имеет декоративный белый цвет, подвергается полировке и достигает высокой прочности. Некоторые параметры магнезиального промышленного монолитного покрытия пола приведены в таблице 1.33. Эти параметры сильно колеблются в зависимости от использованных добавок [217]. Магнезиальные вяжущие не являются водонепроницаемыми и по причине высокого содержания сульфата и хлорида способствуют коррозии металлов. Характерным для магнезиальных вяжущих является очень хорошая способность к соединению с органическими веществами, благодаря чему в качестве заполнителей и добавок могут использоваться такие материалы как древесина, резина, бумага и пробковая корка.
На основании высокой устойчивости к давлению и истиранию изготовлялись специальные промышленные монолитные полы с магнезиальным покрытием. При этом в качестве заполнителя использовались древесные опилки и стружки (каменное дерево). Магнезиальные монолитные покрытия хорошо зарекомендовали себя и в таких областях, где требуются отсутствие пыли, электрическая проводимость или устойчивость к минеральным маслам, растворителям и горючим материалам. Проверка магнезиального покрытия осуществляется по стандарту Германии DIN 272 [218]. Магнезиальное вяжущее может также использоваться для изготовления лёгких строительных плит из древесной шерсти, производства огнеупорных изделий, а также изготовления искусственного мрамора для декоративных целей. В последние годы магнезиальное вяжущее всё больше и больше вытесняется другими вяжущими материалами [33, 189].
Таблица 1.33 - Свойства магнезиального промышленного бесшовного пола [217]
Свойство |
|
Параметр |
Объёмная плотность |
[кг/дм3] |
1,6 - 2,3 |
Прочность на растяжение при изгибе |
[Н/мм2] |
5 - 20 |
Прочность при сжатии |
[Н/мм2] |
20 - 100 |
Твёрдость поверхности |
[Н/мм2] |
50 - 400 |