2490

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

С.В. Анисимова

ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и лабораторным занятиям по дисциплине

«Вяжущие вещества» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство,

профиль Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

3

Содержание

4

Введение

Область профессиональной деятельности подготовленных выпускников -

бакалавр производства строительных материалов, изделий и конструкций -

распространяется на проектирование, организацию, реконструкцию и техническое перевооружение предприятий по производству строительных материалов,

изделий и конструкций, обеспечение режимов технологии их производства,

сертификацию и контроль качества продукции. Приобретенные при обучении знания о состоянии науки и практики по получению современных композиционных материалов, их основных технологических и эксплуатационных свойствах, позволяют решать задачи по созданию новых и совершенствованию существующих технологий производства и строительства. Техническое обеспечение разрабатываемых технологических процессов и новейшие методы и средства контроля показателей качества продукции требуют высокого профессионализма и постоянного пополнения знаний, в том числе и о вяжущих веществах, являющихся основными сырьевыми источниками или компонентами большинства строительных материалов.

Программа курса предполагает процесс обучения в течение одного семестра на кафедре строительных материалов и технологий ННГАСУ, включающий аудиторные занятия - 32 ч лекций и 32 ч лабораторных работ. Самостоятельная работа студентов, включающая подготовку к лекциям и лабораторным занятиям, а

также выполнение курсовой работы по дисциплине «Вяжущие вещества», должна составлять 80 ч, т.е. более половины времени обучения. Выделяется еще 36 ч на подготовку к промежуточной аттестации – экзамену.

Данное учебно-методическое пособие разработано для оптимизации самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины «Вяжущие вещества» с целью основательного получения и закрепления необходимых знаний и навыков.

5

1. Общие положения.

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Целями освоения учебной дисциплины «Вяжущие вещества» являются:

формирование систематизированных базовых знаний о вяжущих веществах,

используемых при производстве современных строительных материалов, а

именно:

грамотное рациональное использование вяжущих веществ в технологиях производства строительных материалов для решения конкретных задач в профессиональной деятельности;

знание основных свойств вяжущих веществ, методов их контроля и способов корректировки с учетом микроструктуры и состава;

знание основных критериев подбора главных и вспомогательных сырьевых компонентов для получения вяжущих веществ при обеспечении эффективности капитальных вложений;

владение основами проектирования и эксплуатации предприятий строительной индустрии по производству вяжущих веществ из природного и техногенного сырья с соблюдением стандартов международной системы управления качеством и экологии;

способность анализировать проблемы, возникающие при производстве,

применении и эксплуатации материалов на основе вяжущих веществ, с оценкой их долговечности и влияния на окружающую среду.

В результате изучения учебной дисциплины обучающиеся должны:

-знать систематически пополняемые источники информации о вяжущих веществах, общие принципы производства и рационального использования вяжущих веществ, способы решения задач по установлению их свойств и области применения, приемы достижения максимальной производительности при производстве вяжущих веществ;

-уметь выбрать и использовать нужную информацию при решении конкретных задач, постоянно обновлять и углублять знания, а также решать

6

проблемы оптимизации технологических процессов получения конкретных вяжущих веществ с использованием простейших моделей;

- владеть постановкой познавательных задач и обобщением данных при оценке результатов исследований, приемами обсуждения и решения конкретных вопросов по производству и применению вяжущих веществ, обоснованными расчетами при подборе оборудования, используемого при производстве, методами и средствами контроля свойств вяжущих веществ и материалов на их основе,

применяемых в строительных технологиях.

Данная дисциплина позволит студентам приобрести и укрепить навыки при проведении испытаний минеральных и органических вяжущих веществ и даст возможность решать разнообразные профессиональные задачи на новом уровне.

7

1.2. Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1.Введение. Классификация вяжущих веществ. Развитие технологии минеральных вяжущих веществ. Общие принципы организации

производства вяжущих веществ.

Определение понятия вяжущих веществ. Исторические сведения о развитии производства вяжущих веществ Значение научных исследований в повышении качества, расширения номенклатуры и количества выпускаемых вяжущих веществ. Сырьевые материалы для производства минеральных вяжущих веществ.

Меры по экономному использованию природных ресурсов и энергии. Топливо в промышленности минеральных вяжущих веществ. Охрана окружающей среды и экологические проблемы производства минеральных вяжущих веществ.

2. Гипсовые вяжущие вещества Классификация и номенклатура гипсовых вяжущих. Сырьевые материалы

для их производства. Гипсовые вяжущие на основе α- и b- полуводного сульфата кальция. Основные способы производства. Низкообжиговые и высокообжиговые гипсовые вяжущие. Схватывание и твердение гипсовых вяжущих. Теории твердения гипсовых вяжущих и факторы, влияющие на твердение. Основные свойства гипсовых вяжущих и способы их модификации. Применение гипсовых вяжущих в производстве строительных материалов и изделий на заводах стройиндустрии Нижегородской области.

3. Вяжущие вещества на основе карбонатного сырья. Известь строительная воздушная. Магнезиальные вяжущие вещества.

Виды известковых вяжущих. Сырье для производства. Кинетика и термодинамика процесса диссоциации СаСО3 и МgСО3. Производство воздушной комовой и молотой извести. Гашеная известь и ее производство, физико-

химические основы процесса гашения извести. Свойства извести. Виды твердения воздушной извести. Известково-песчаные вяжущие автоклавного твердения.

Теория гидросиликатного твердения известково-кремнеземистых композиций.

Применение извести в производстве строительных материалов и изделий.

8

Применение извести в производстве силикатных изделий на заводах стройиндустрии Нижегородской области. Магнезиальные вяжущие вещества.

Производство, свойства и применение каустического магнезита и каустического доломита. Водные растворы магнезиальных солей, как затворителей магнезиальных вяжущих. Теория твердения, строительные свойства и области применения.

4. Растворимые стекла.

Классификация растворимых стекол. Производство жидкого стекла.

Свойства. Твердение. Современные области применения жидких стекол.

Кислотоупорный цемент. Кремнезоли.

5. Гидравлические вяжущие вещества.

Гидравлическая известь. Классификация гидравлической извести по гидравлическому модулю. Производство, основные свойства, особенности твердения. Романцемент. Сырье и основы производства. Строительные свойства и область применения. Современное производство и ассортимент гидравлических вяжущих.

6. Портландцемент.

Химический и минералогический составы клинкеров. Кремнеземистый и глиноземистый модули. Степень (коэффициент) насыщения клинкера известью.

Исходные материалы для производства портландцемента и их подготовка.

Приготовление сырьевой смеси. Мокрый, сухой и комбинированный способы изготовления клинкера. Обжиг клинкера. Основные типы печей, применяемые при мокром и сухом способах производства. Физико-химические процессы,

происходящие при обжиге клинкера. Измельчение клинкера по открытому и замкнутому циклам. Материалы для помола клинкера. Интенсификация помола.Упаковка, транспортировка и хранение цемента. Силосы для хранения цементов и способы отгрузки. Контроль производства цемента и охрана труда на цементных заводах. Гидратация и твердение портландцемента. Механизм реакций гидратации. Влияние различных факторов на скорость гидратации. Состав и строение кристаллогидратов, образующихся при твердении. Способы

9

интенсификации гидратации и твердения. Параметры состояния и строительно-

технические свойства портландцемента. Активность и прочность

портландцементов и их зависимость от различных факторов. Деформации усадки и набухания, трещиностойкость, ползучесть цементного камня. Стойкость цемента к действию химических и физических агрессивных факторов. Виды коррозии и меры борьбы с ней. Химические и физические процессы,

протекающие в цементном камне при воздействии агрессивных

7. Разновидности портландцемента. Смешанные вяжущие.

Разновидности портландцемента. Быстротвердеющий,

пластифицированный, гидрофобный сульфатостойкий цементы, цементы для бетонных покрытий автомобильных дорог, цемент с микронаполнителями,

вяжущие низкой водопотребности, белый и цветные цементы и др. эффективные вяжущие. Строительные свойства и области применения. Использование механохимической активации в технологии их получения. Классификация активных минеральных добавок. Способы оценки активности добавок и их свойства. Пуццолановый цемент и его производство. Особенности твердения,

свойства и применение. Шлаки и шлаковые цементы. Доменные, топливные и др.виды шлаков, их химический состав, структура. Их применение в производстве гидравлических вяжущих. Шлакопортландцемент, его состав, особенности производства, твердения, свойства и применение. Смешанные малоклинкерные и бесклинкерные цементы. Физико-химические и экономические предпосылки к их производству и применению в строительстве. Известково-шлаковый цемент.

Известково-пуццолановые цементы. Исходные материалы, производство,

твердение, свойства и области применения. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества, производство, свойства, применение.

8. Глиноземистый цемент. Специальные цементы.

Химический состав и структура глиноземистого цемента. Сырье и способы получения. Гидратация и твердение, свойства и области применения глиноземистых цементов. Безусадочные, расширяющиеся и напрягающие цементы. Их составы и методы изготовления, свойства и области применения.