m33170

Технологический процесс их производства слагается из следующих операций:

–дозирование сырьевых материалов (гипса, заполнителей,

воды);

–формовка плит;

–высушивание плит.

Формовку плит производят способом литья, вибрацией и прессованием.

Сп о с о б о м л и т ь я формуют пластичную гипсовую массу (55–75% воды от веса гипса), которую заливают в формы без последующего уплотнения.

Сп о с о б в и б р а ц и и дает возможность применять же-

сткие смеси (с водогипсовым отношением 0,35–0,45) и вводить до 40% заполнителя. Смесь укладывают в формы и уплотняют вибрацией.

С п о с о б п р е с с о в а н и я заключается в том, что гипс незначительно увлажняют водой, полученную смесь после укладки формы прессуют. При этом способе формовки плит расход гипса сравнительно большой, но этот недостаток компенсируется тем, что получают изделия высокой механической прочности и отсутствует процесс искусственной сушки.

На рис. 21 показана технологическая схема производства гипсовых плит, изготовление которых ведут на карусельных формовочных машинах.

Приготовленную смесь сливают в свободную форму, расположенную на вращающемся столе карусельной машины 8. Как только форма заполнится смесью, стол поворачивают на одну позицию, и следующая свободная форма снова заполняется раствором. За время, в течение которого отформованная смесь схватывается и частично затвердевает, стол делает пол-оборота, плита выталкивается из формы, поступает на транспортер 9, а затем на вагонетки 10, на которых плиты отправляются в туннельную сушилку 11.

Гипс ковшовым элеватором 1 подается в бункер 2, из которого шнеком 3 – в гипсорастворомешалку 6. Туда же из бункеров 4 и 5 поступает заполнитель (опилки или шлак) и ускоритель схватывания, а из подогреваемого резервуара 7 – горячая вода.

91

Плиты могут быть армированными и неармированными. Средняя плотность плит – 1100–1300 кг/м3, гипсобетон для плит должен иметь прочность не менее 3,5 МПа.

Рис 21. Технологическая схема производства гипсовых плит на карусельной машине:

1 – элеватор; 2 – промежуточный бункер; 3 – шнек для подачи гипса; 4, 5 – бункера заполнителей; 6 – гипсорастворомешалка; 7 – бак горячей воды; 8 – карусельная формовочная машина; 9 – приемный транспортер; 10 – вагонетки; 11 – туннельная сушилка

Гипсоволокнистые панели изготовляют из смеси гипса, воды и волокнистых заполнителей. До смешивания с гипсом волокнистые заполнители измельчают в воде, при этом они расщепляются на отдельные волокна. Сплетаясь между собой, волокна создают в формовочной массе армирующий каркас, повышая механическую прочность изделий.

Гипсоволокнистые панели выпускают со средней плотностью 800–1200 кг/м3, размерами 300х120, 250х60 см и толщиной 50 мм. Гипсоволокнистые панели хорошо пилятся и легко поддаются другим видам механической обработки.

Гипсовые, гипсобетонные и гипсоволокнистые панели применяют для устройства внутренних перегородок жилых, общественных и промышленных зданий. При эксплуатации они не должны воспринимать дополнительных нагрузок кроме собственного веса, так как являются самонесущими.

92

Гипсовые и гипсоволокнистые листы представляют собой отделочный листовой материал. Гипсовый лист состоит из тонкого слоя затвердевшего гипса, покрытого с обеих сторон картоном и прочно склеенного с ним. Картон выполняет функцию армирующего материала и снижает хрупкость листов. Выпускают их размерами: длина - 250 и 300 см, ширина - 120 см и толщина - 8– 10 мм. Листы гипсовой сухой штукатурки должны иметь предел прочности при изгибе не менее 8 МПа.

Гипсоволокнистые листы изготовляют без картона. В качестве армирующего материала применяют органические волокнистые заполнители (измельченная древесина, бумажная макулатура), добавляемые к гипсу в количестве до 10% по весу. Они имеют повышенную прочность при изгибе, хорошую звукоизоляционную способность, легко обрабатываются и ремонтируются, хорошо удерживают гвозди и шурупы.

Гипсовые и гипсоволокнистые листы применяют для отделки стен, потолков и перегородок. Использовать их можно только в помещениях с нормальной относительной влажностью воздуха до 60%. Обшивочные листы лучше прикреплять к поверхности не гвоздями, а мастиками: к каменным – битумносиликатными, к деревянным – цементно-казеиновыми.

4.4. Известь строительная воздушная и магнезиальные вяжущие

Сырьем для получения воздушной извести являются известняки, которые обжигают в шахтных или вращающихся печах. Технология производства извести включает следующие технологические операции: добычу сырья, подготовку его и топлива к обжигу (дробление и классификация), обжиг, превращение продукта обжига в порошок путем гашения или помола, упаковку материала.

Известняк при температуре 1000-1200 0 С разлагается на окись кальция и углекислый газ по реакции:

СаСО3 = СаО + СО2 .

В известняках наряду с всегда присутствует в большем или меньшем количестве углекислый магний МgСО3, который при обжиге разлагается по реакции:

93

МgCO3 = MgO + CO2 .

Таким образом, комовая негашеная известь состоит в основном из СаО и MgО, называемых активными составляющими воздушной извести. Комовая негашеная известь является полуфабрикатом. Перед применением ее в качестве строительного вяжущего комовую известь или измельчают, получая при этом молотую негашеную известь, или гасят водой, получая гашеную известь.

Известь молотая негашеная представляет собой тонкоизмельченный порошок, получаемый при помоле комовой извести. В отличие от гашеной молотая негашеная известь способна быстро схватываться и затвердевать.

При изготовлении известковых растворов на молотой негашеной извести берут примерно 100–150% воды от веса кипелки. Такое количество не вызывает бурной реакции гашения, а раствор быстро схватывается. Тепло, выделяемое при гашении молотой извести-кипелки, расходуется на испарение влаги из известкового раствора, способствуя быстрому твердению и высыханию. Особо выгодно применять молотую известь-кипелку в зимних условиях, когда обычные растворы требуется подогревать, чтобы они не замерзали. Растворы на молотой извести подогревать не надо, так как при гашении выделяется тепло, достаточное для поддержания положительной температуры раствора.

Известь гашеная получается при взаимодействии негашеной комовой извести-кипелки с водой. В результате происходит реакция гидратации с большим выделением тепла:

СаО + Н2О = Са(ОН )2 + Q .

В зависимости от количества взятой на гашение извести воды получают известь-пушонку или известковое тесто.

Известь гидратная (пушонка) представляет собой белый порошок, образующийся в том случае, когда для гашения комовой извести берут от 70 до 100% воды от веса извести. Реагируя с водой, куски комовой извести рассыпаются в тонкий порошок, объем которого примерно в 3 раза больше объема исходного продукта.

94

Если взять воды в 3–4 раза больше веса извести, при гашении образуется пластичное известковое тесто, объем которого будет тем больше, чем лучше известь.

Количество известкового теста в литрах, полученное при гашении 1 кг извести-кипелки, называют выходом известкового теста. Выход известкового теста зависит от наличия в комовой извести СаО неразложившегося известняка (недожога) и частиц пережженной извести, которая гасится медленно. Гашеная известь будет тем лучше, чем полнее прореагировала известькипелка с водой. При полном гашении получается пластичная тонкодисперсная масса, хорошо обволакивающая в растворе зерна песка и прочно сцепляющаяся с ними.

Твердение гашеной извести протекает очень медленно и только в воздушно-сухих условиях. В процессе твердения мельчайшие частицы гидрата окиси кальция сближаются между собой, образуя кристаллы. Упрочнению известкового теста способствует также карбонизация. В присутствии влаги известь способна поглощать углекислоту из воздуха, переходя в углекислый кальций:

Са(ОН )2 + СО2 = СаСО3 + Н2О .

Воздушную известь подразделяют по качеству на три сорта по содержанию активных CaO + MgO, по скорости гашения (для негашеной извести), тонкости помола и содержанию непогасившихся зерен.

В зависимости от содержания MgO воздушная известь разделяется на кальциевую (MgO<5%), магнезиальную (MgO = 5- 20%), доломитовую (MgO = 20-40%). В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь с временем гашения до 8 мин, среднегасящуюся – время гашения не превышает 25 мин, медленногасящуюся с временем гашения не менее 25 мин.

Воздушная негашеная известь без добавок подразделяется на три сорта, негашеная порошкообразная с добавками – на два сорта, гидратная (гашеная) без добавок и с добавками – на два сорта (табл. 18).

95

Таблица 18. Основные свойства негашеной и гидратной извести

Примечание: в скобках указано содержание MgO для доломитовой извести

Воздушная известь является одним из важнейших воздушных вяжущих веществ и ее применяют в строительстве для следующих целей:

–для получения строительных растворов для надземной кладки стен в воздушно-сухих условиях;

–для известково-цементных растворов и бетонов;

–для получения силикатных материалов;

–для производства бетонов низких марок;

–для изготовления лакокрасочных составов;

–для изготовления известково-шлаковых и известковопуццолановых вяжущих.

Известково-шлаковые вяжущие изготовляют путем совме-

стного помола гранулированных доменных шлаков (70-80%) и воздушной извести (20-30%). При помоле добавляют 3-5% гипса для улучшения процессов твердения. Этот вид вяжущего схватывается и твердеет медленно, но при термовлажностной обработке процесс ускоряется. Используют в бетонах невысоких марок и в строительных растворах.

96

Известково-пуццолановые вяжущие изготовляют путем со-

вместного помола трепелов, диатомитов и других активных минеральных добавок с воздушной известью.

К магнезиальным вяжущим веществам относят каустический магнезит и каустический доломит.

Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита МgCО3 в шахтных или вращающихся печах при температуре 750–850°С. В результате магнезит разлагается по реакции:

МgСО3 = МgО + СО2 .

Окись магния размельчают и упаковывают в металлические емкости. Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислый газ из воздуха, поэтому его необходимо хранить в герметичной плотной таре. Магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а растворами солей сернокислого или хлористого магния. Наиболее распространенный затворитель – МgCl2 , обеспечивающий боль-

шую плотность. Магнезиальные вяжущие вещества слабо сопротивляются воздействию воды, их можно использовать при твердении на воздухе с относительной влажностью не более 60%.

Каустический магнезит сравнительно быстро твердеет: начало схватывания его должно поступать не ранее чем через 20 мин, а конец – не позднее чем через 6 ч с момента затворения. Он подразделяется на 3 марки: 400, 500 и 600. Марки определяют по пределу прочности при сжатии в возрасте 28 суток образцовкубов из жесткого трамбованного раствора 1:3 (одна часть каустического магнезита и три части песка).

Каустический доломит получают путем обжига при температуре 650–750°С природного доломита Са СО3 · МgCО3 с последующим тонким измельчением продукта. При такой температуре обжига СаСО3 остается в инертном виде как балласт, из-за чего активность каустического доломита ниже, чем магнезита.

На основе магнезиальных вяжущих изготовляют ксилолит (смесь вяжущего с опилками), используемый для устройства полов, фибролит (смесь вяжущего со стружками) и другие теплоизоляционные материалы. Применяют в производстве изделий

97

для внутренней облицовки помещений, для изготовления оснований под чистые полы, скульптурных изделий.

4.5. Гидравлические вяжущие, их классификация. Сырье и технология получения портландцемента

Свойствами твердения в водной среде обладают тонко измельченные вещества, которые имеют в своем составе преимущественно окиси кальция (СаО) с кремнеземом (SiO2 ) , глинозе-

мом ( Аl 2О3 ) или с окислом железа (Fe2O3 ) . Такие соединения соответственно называют силикатами (nCаО × SiO2 ) , алюминатами (пСаО × Аl2O3 ), ферритами (пСаО × Fe2O3 ) и алюмоферритами каль-

ция (пСаО × Аl 2O3 × Fe2O3 ) .

Получить указанные выше соединения можно двумя способами – обжигом горных пород и путем смешивания извести и веществ, имеющих активные кислотные окислы.

Обжигом горных пород или искусственных смесей, состоящих из углекислого кальция и глины, получают гидравлическую известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент.

0 СРоманцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом обожженных не до спекания (900 0 С) известняковых или магнезиальных мергелей, содержащих более 20% глины.

Цемент – основной материал в современном промышленном, гражданском, гидротехническом и дорожном строительстве.

Цементы классифицируются:

–по назначению: на общестроительные и специальные;

–по виду клинкера: на основе портландцементного, глиноземистого (высокоглиноземистого) и сульфоалюминатного (-фер-

ритного);

– по прочности на сжатие цементы подразделяют на классы (22,5; 32,5; 42,5; 52,5). На цементы конкретных видов ГОСТы могут устанавливать дополнительные классы прочности. До отмены ГОСТ на некоторые виды цементов сохраняется подразделение цементов по прочности на сжатие по маркам (300, 400, 500,600 и т.д.);

98

–по скорости твердения: на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие;

–по срокам схватывания: медленносхватывающиеся (с

нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч); нормальносхватывающиеся (с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч); быстросхватывающиеся (с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин).

Классификация цементов по специальным требованиям устанавливается соответствующими ГОСТами.

Условное обозначение любого цемента должно состоять

из:

1)наименования вида цемента – портландцемент (ПЦ);

2)класса или марки цемента - 22,5 или 400;

3)обозначения максимального содержания добавок - Д0;

Д5; Д20;

4)обозначения быстротвердеющего цемента – Б (если он таковой);

5)обозначения пластификации и гидрофобизации – ПЛ,

ГФ (если имеет место);

6)обозначение цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава – Н (если имеет место);

7)обозначение стандарта.

Добавки для цементов

Добавки для цементов в зависимости от основного воздействия на свойства цемента или технологию его изготовления подразделяют на: компоненты вещественного состава; регулирующие свойства цемента; технологические, облегчающие процесс помола цемента, но не оказывающие существенного влияния на его свойства;

Добавки-компоненты вещественного состава по роли в процессе гидратации и твердения подразделяют на: активные минеральные; наполнители.

Добавки, регулирующие свойства цемента, по характеру регулируемых свойств подразделяют на: регулирующие основные строительно-технические свойства цемента; регулирующие специальные свойства цемента.

99

Добавки, регулирующие основные строительно-техни- ческие свойства цемента, подразделяют на:

1)регуляторы сроков схватывания (ускорители и замедлители начала схватывания цемента);

2)ускорители твердения – повышающие начальную прочность цемента;

3)повышающие прочность, то есть повышающие активность цемента в возрасте, установленном стандартами на продукцию для марочной прочности;

4)пластификаторы – снижающие водопотребность цемен-

та.

Добавки, регулирующие специальные свойства цемента,

подразделяют на:

–водоудерживающие – повышающие седиментационную устойчивость цементного теста, снижающие водоотделение;

–гидрофобизирующие – повышающие устойчивость цемента к воздействию влаги воздуха;

–регулирующие объемные (линейные) деформации це-

ментного камня (расширение или усадку цемента);

–регулирующие тепловыделение – снижающие или повышающие теплоту гидратации за установленный срок;

–улучшающие декоративные свойства цементов - придающие белизну, а также улучшающие цвет;

–регулирующие тампонажно-технические свойства цемен-

тов.

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое в результате тонкого измельчения обожженной до спекания смеси глины и известняка или горной породы – мергеля. Спекшуюся сырьевую смесь, имеющую вид мелких камневидных зерен, называют клинкером. Тонко измельченный клинкер при затворении водой очень быстро схватывается, что затрудняет возможность его практического использования. Для замедления сроков схватывания портландцемента к нему добавляют при помоле гипс с таким расчетом, чтобы содержание гипса в цементе в пересчете на SО3 было не менее 1,5 и не более 3,5%.

100