- •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
1.4.3.3 Алюминиево-фосфатные вяжущие
Базисом для алюминиево-фосфатных вяжущих является корунд и ортофосфорная кислота Н3PO4 или же гидрофосфат алюминия Al(Н2PO4)3. В отличие от других фосфатных вяжущих эти компоненты вступают в реакцию не при комнатной температуре, а только при более высоких температурах:
начиная примерно с 250 0С - полимеризация Al(Н2PO4)3 в пирофосфат алюминия Al4(P2O7)3.
500 0С - преобразование в метафосфат алюминия Al(PO3)3
> 500 0С - постепенное образование кристаллического ортофосфата алюминия AlPO4
Алюминиево-фосфатные вяжущие вместе с другими огнеупорными добавками (например, корунд Al2O3, силлиманит Al2O3·SiO2, шамот (обожжённая глина)) используются для изготовления огнеупорной футеровки. При использовании в качестве добавки корунда это вяжущее может использоваться при 16000 С [33, 210].
2 Строительно-химические добавки
С 1950 года стала развиваться строительно-химическая промышленность, которая производит добавки для систем строительных материалов, базирующихся на цементе и гипсе. Важными причинами для использования этих добавок являются:
Облегчение труда для строительных рабочих
Примером этому может служить ангидридная расплывающаяся штукатурка в композиции с разжижителями. Её жидкая консистенция позволяет штукатуру осуществлять укладку в вертикальном положении. А обычная цементная землистовлажная штукатурка требует обработку в положении на коленях. Нередко из-за этого возникают долговременные проблемы со здоровьем у строительных рабочих.
Снижение фонда заработной платы
Эффективное использование современных строительных материалов, таких например, как текучий бетон и машинная штукатурка, позволяют достигнуть значительно более высоких ежедневных результатов, из чего складывается экономия, несмотря на добавочные расходы при покупке добавок.
Улучшение качества строительных материалов
Ультра-высокопрочный бетон с пределом прочности при сжатии 200 ньютон/мм2 или так называемый макробездефектный цемент могут быть получены при помощи строительно-химических добавок.
Ресурсосбережение
Благодаря использованию строительно-химических добавок могут качественно применяться или же использоваться вторично проблемные или недостаточно качественные сырьевые материалы. Примером тому может служить первично обработанный старый бетон.
Строительно-химическая промышленность предоставляет сегодня большое количество добавок, которые различаются по своим химическим свойствам и используются для самых разных целей. Таблица 2.1 даёт обзор важных групп материалов, воздействия и областей применения добавок.
Таблица 2.1 - Группы материалов, воздействие и области применения добавок
Группа материалов |
Воздействие |
Область применения |
Лигносульфонаты |
пластификация, разжижение |
бетон, раствор, гипсовые строительные плиты |
Гуминовые кислоты |
пластификация, разжижение |
бетон, раствор |
Поликонденсаты |
диспергирование |
бетон, раствор, гипсовые строительные материалы |
Поликарбоксилаты |
диспергирование |
бетон, раствор |
Гидроксикарбоновые кислоты (глюконат, лимонные и винные кислоты) |
разжижение, замедление |
бетон, раствор, гипсовые строительные материалы |
Простой эфир целлюлозы |
задержание воды (водоудержание), сгущение |
сухие строительные смеси, растворы, гипсовые строительные материалы, строительные краски |
Гуар, гуаровый эфир |
задержание воды, сгущение |
осушающий раствор |
Крахмал, крахмальный эфир |
задержание воды, сгущение |
осушающий раствор, гипсовые строительные материалы |
Бентонит |
задержание воды, сгущение |
осушающий раствор (штукатурка), строительная краска |
Микробные биополимеры (Xanthan Gum, Welan Gum) |
сгущение, стабилизация |
бетон, осушающий раствор, строительная краска, цементирование глубинных скважин |
Полимерные дисперсии (SBR, PVAc, PU) |
усиление сцепления |
осушающий раствор, строительная краска |
Поверхностно-активные вещества (щелочные сульфаты, абиетиновые кислоты) |
Введение, создание воздушных пор, создание пены |
бетон, раствор, гипсовые строительные материалы |
Силаны, силоксаны |
гидрофобизация |
строительная краска, штукатурка |
Силиконы |
герметизация |
заделка швов |
Эпоксидные смолы |
склеивающий материал |
клей для коврового покрытия, покрытие пола |
Полиуретановые смолы |
склеивающий материал |
клей для коврового покрытия, покрытие пола |
Для пояснения высокой степени специализации современных строительно-химических добавок далее будут представлены некоторые из наиболее важных бетонных добавок.