stroitelnye_materialy

и последующем быстром охлаждении. Закалке подвергают готовые изделия с целью повышения твердости, и прочности. Изделия, от которых требуются высокое сопротивление истиранию и повышенная вязкость, подвергают поверхностной закалке; При поверхностной закалке повышаются твердость и износостойкость только поверхностных слоев изделия. Отпуском называют термическую обработку, при которой закаленную сталь нагревают до температуры ниже критических точек, выдерживают при этой температуре, а затем охлаждают. Цель отпуска — уменьшение внутренних напряжений, снижение твердости и хрупкости, повышение пластичности. Химико-термическая обработка стали заключается в изменении химического состава стали на поверхности изделия и последующем проведении термообработки. Цель ее — упрочнение поверхностных слоев стали (повышение твердости, усталостной прочности, износостойкости), изменение физико-химических и других свойств (коррозионных, фракционных). От поверхностной закалки данный вид обработки отличается тем, что предварительно производят насыщение поверхности обрабатываемых изделий различными элементами (С, N, Al, Si, Cr и др.). Цементация — поверхностное насыщение малоуглеродистой стали (С<0,3 %) углеродом с последующими закалкой и отпуском с целью получения детали с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной. Цементацию можно проводить в твердой, жидкой или газообразной среде. При закалке сердцевина цементированных изделий будет мягкой и вязкой, а поверхностный слой — твердым и прочным. Азотирование

— процесс поверхностного насыщения стали азотом путем выдержки стали, нагретой до 500...650°С, в атмосфере аммиака NH3. Азотирование стали значительно повышает ее поверхностную твердость увеличивает износоустойчивость и предел усталости стали, повышает сопротивление коррозии. Цианирование - одновременное насыщение поверхности стального изделия азотом и углеродом, производится для повышения твердости, износоустойчивости и усталостной прочности деталей. Диффузионная металлизация — процесс поверхностного насыщения стали алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами. Его осуществляют путем нагрева и выдержки стальных изделий в контакте с одним или несколькими из элементов. Такая обработка изделия придает поверхностным слоям стали жаростойкость, износоустойчивость, сопротивление коррозии.

20. Гипсовые вяжущие вещества: сырье, производство, технические свойства, применение в строительстве.

Неорганическими вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-химических процессов. Неорганические вяжущие делят на 2 группы: воздушные и гидравлические. Воздушные вяжущие способны затвердевать и длительное время сохранять прочность на воздухе. По химическому составу они делятся на 4 группы: гипсовые вяжущие, основой которых является сернокислый кальций; магнезиальное вяжущее, содержащее каустический магнезит; жидкое стекло – силикат натрия или калия; известковые вяжущие, состоящие главным образом из оксида кальция СаО. Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность не только на воздухе, но и в воде. Они в основном состоят из из соединений четырех видов: CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3. Три основные группы гидравлических вяжущих: силикатные цементы, состоящие преимущественно из силикатов кальция; к ним относится ПЦ и его разновидности; алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты; главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности; гидравлическая известь и романцемент.

Гипсовые вяжущие - это воздушные вяжущие, состоящие в основном из полуводного гипса или ангидрита и получаемые тепловой обработкой сырья и помолом. Сырье: природный гипсовый камень (CaSO42H2O) или ангидрит (CaSO4). Гипсовые вяжущие вещества подразделяются в зависимости от температуры тепловой обработки на две группы: Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса при температурах (110-180оС). Они состоят преимущественно из полуводного гипса CaSO40.5H2O. CaSO4*2H2O=CaSO4*0.5H2O+1.5H2O–83.47 кДж/моль. К низкообжиговым гипсовым вяжущим относятся строительный (изготовляют обжигом гипсовой породы в варочных котлах или печах, гипсовый камень сначала разламывают, а потом в виде порошка нагревают в котлах, прочность при сжатии 10-12МПа, водопотребность 50-70% ); формовочный (содержание CaSO4 в гипсовом камне не менее 95%,); высокопрочный гипс (термическая обработка под давлением пара с последующей сушкой и измельчением, содержание CaSO4 в гипсовом камне не менее 95-97%, прочность при сжатии 18-25МПа, водопотребность 30-40%). Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготавливают путем обжига гипсового камня при высоких температурах – 600-900оС. Они состоят преимущественно из ангидрита CaSO4. К ним относятся ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс. Ангидритовый цемент получают путем совместного помола природного или искусственного ангидрита (600-700 0С) и различными минеральными активизаторами твердения (известь, обожженный доломит, горючие сланцы) водопотребность 30-35%, прочность 5-20МПа. Высокообжиговый гипс (эстрих - гипс) получают обжигом (600700 0С) двуводного гипса с последующим измельчением. Для высокообжиговых гипсовых вяжущих прочность при сжатии 10-20МПа, водопотребность 30-35%. Тонкость помола характеризуется остатком в % на сите с сеткой № 02 (900 отв./см2 <23-I, <14-II, <2-III. По срокам схватывания гипсовые вяжущие делятся на: А - быстросхватывающиеся ( 2-15 мин), Б - нормально схватывающиеся ( 6-30мин), В - медленно схватывающиеся ( более 20 мин). Прочность при изгибе 1,2-8МПа. Марки по прочности при сжатии в МПа: Г-2, Г-3,… Г-25. Марки

11

Г-2 до Г-7 применяют для изготовления тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей. Марки до Г-25 (Б, В) применяют в штукатурных работах, для заделки швов и в специальных целях. Для повышения прочности и ускорения сроков схватывания гипсовые вяжущие добавляют в известково-песчаные растворы.

21.Твердение гипсового теста .

При твердении строительного гипса происходит химическая реакция присоединения воды и образования двуводного сульфата кальция CaSO40.5H2O+1.5H2O=CaSO42H2O. При гидратации 1кг полугидрата выделяется 133кДж тепла. В теории, разработанной А. А. Байковым, твердение можно условно подразделить на три периода: 1.Образование насыщенного раствора при растворении полугидрата (растворение) 2.Образование субмикрокристаллов двуводного гипса в результате прямого присоединения воды к полуводному гипсу (коллоидация) – схватывание. Отличительной особенностью этого периода является увеличение вязкости гипсового теста. 3. Перекристаллизация двугидрата с образованием более крупных кристаллов (кристаллизация). Объем твердеющего гипсового теста увеличивается на 0,5-1,0%. Это свойство используется при изготовлении архитектурных деталей и отливок из гипса, которые точно передают очертания формы.

22.Известь строительная воздушная: сырье, производство, технические свойства, применение в строительстве. Твердение известкового теста.

Воздушная известь – продукт умеренного обжига кальциево – магниевых карбонатных горных пород: мела,

ракушечник, известняка, доломита, содержащих примеси глины не более 6% . Основной составляющей известняка является карбонат кальция CaCO3. Обжиг сырья: CaCO3 = CaO+CO2 при t=1000-1500 0C. Продукт обжига содержит кроме СаО также некоторое количество оксида магния: MgCO3=MgO+CO2. Чем выше содержание основных оксидов (СаО, MgO), тем пластичнее известковое тесто и тем выше ее сорт. Обжиг известняка производят в шахтных печах, в которых известняк поступает в виде кусков размеров 8-20см. При обжиге удаляется углекислый газ и получается негашеная известь в виде пористых кусков. Гашение воздушной

извести заключается в гидратации оксида кальция CaO+H2O=Ca(OH)2 с выделением тепла 950кДж/кг, т. е. выделяют гашеную ( пушенка(И:В=1:1), известковое тесто(И:В=1:3), известковое молоко(И:В=1:5-10)) и негашеную известь(комовая, молотая). Производство: добыча сырья, дробление, классификация, обжиг, комовая известь, помол (для молотой негашеной извести) или гашение ( для гашеной извести). Строительные растворы на воздушной извести имеют невысокую прочность (при сжатии для гашеной извести 0,4-1МПа; для негашеной извести до5МПа), поэтому сорт устанавливают не по прочности, а по характеристикам ее состава. По виду содержащегося основного окисла воздушная известь подразделяется на: Кальциевую (70-96% СаО и до 5% MgO); Магнезиальную (MgO содержится в пределах - 5-20%); Доломитовую (MgO содержится в пределах - 2040%). По времени гашения подразделяют на три группы: быстрогасящаяся (время гашения не более 8 мин); среднегасящаяся (время гашения не более 25 мин); медленногасящаяся (время гашения не менее 25 мин). В зависимости от вида извести и условий, в которых протекает процесс ее твердения, различают три вида твердения: карбонатное; гидратное. Карбонатное твердение складывается из двух одновременно протекающих

процессов: 1) испарение физически связанной воды, кристаллизация Ca(OH)2 , 2) образование карбоната кальция по реакции: Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О. Гидратным твердением называют процесс постепенного превращения в твердое камневидное тело известковых смесей на молотой негашеной извести, в результате

взаимодействия извести с водой и образования Ca(OH)2. Строительную известь применяют для: приготовления строительных растворов; производства известково-пуццолановых вяжущих; производства термоизоляционных материалов; изготовления искусственных каменных материалов (силикатного кирпича, шлакобетонных блоков, газобетона); производства сухих строительных смесей. Преимущества применения молотой негашеной извести перед гашеной известью: Для приготовления растворов и бетонов используется вся известь, включая отходы в виде непогасившихся зерен. При гидратном твердении молотой негашеной извести выделяется значительное количество тепла, что ускоряет процессы твердения извести. Молотая негашеная известь характеризуется меньшей водопотребностью, чем гашеная известь. Изделия на негашеной извести имеют повышенную плотность, прочность, водостойкость и долговечность по сравнению с полученными на гашеной извести. Недостатки: «пыление», вредность и др.

23.Основы технологии портландцемента.

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее, в составе которого преобладают силикаты кальция ( 7080%). Портландцемент получают совместным измельчением клинкера и гипса. Гипс (природный) вводится для замедления сроков схватывания. Клинкер получают обжигом до спекания при t= 1450-1500 C сырьевой смеси из известняка и глины. Сырьем для производства портландцемента служат: 1.карбонатные породы (известняк, мел, известковый туф) обеспечивающие содержание СаСОз в пределах 75-78%; 2.глинные породы (глина, глинистые сланцы-22-25%); 3.корректирующие добавки. Производство ПЦ – сложный технологический и энергоемкий процесс, включающий добычу, доставку, приготовление сырьевой смеси, обжиг смеси до спекания (получение клинкера), помол клинкера с добавкой гипса. При мокром способе производства тонкое измельчение сырья ведется в водной среде, а шихта получается в виде сметанообразной массы — шлама. Поступающий из карьера

12

известняк подвергается дроблению до частиц размером 8-10 мм. Куски добытой глины измельчают в дробилках. Глиняный шлам с влажностью 60-70% подают в сырьевую мельницу, где он размалывается совместно с раздробленным известняком. Из мельницы шлам влажностью 32-40 % подается в печь для обжига. При сухом способе сырьевая шихта представляет собой тонкомолотый сухой порошок, называемый сырьевой мукой. При сухом способе затраты тепла в 2 раза меньше, чем при мокром способе производства. Комбинированный способ совмещает в себе два способа: мокрым способом готовят сырьевую смесь – шлам. После чего шлам пропускают через фильтры, осушая смесь до 16-18%, а затем отправляют на обжиг. Обжиг сырьевой смеси как при сухом, так и при влажном способе производства осуществляется во вращающихся печах при t=1450оС. Печь представляет собой длинный, слегка наклоненный цилиндр длиной до 230м и диаметром 5-7м. Сырье занимает только часть печи, и при ее вращении медленно движется к нижнему концу, проходя различные температурные зоны: 1) В зоне испарения (t=200° С) протекают удаление воды из материала, его подсушка. 2) В зоне подогрева материал нагревается до 500-700оС;начинаются химические реакции, происходит разложение и выгорание органических веществ. Образуется коалинитовый ангидрит Al2O3*2SiO2. 3) В зоне декарбонизации температура материала повышается до 900-1100оC; происходит разложение карбоната кальция, распад глинистых минералов, появляется свободная известь. Образуются минералы 3СаО*Al2O3, СаО*Al2O3, 2CaO*SiO2 –белит. 4) В экзотермической зоне (t до 1300° С) скорость реакций увеличивается, образуется C2S,алюминаты и алюмоферриты (3СаО*Al2O3, 4СаО*Al2O3*Fe2O3). 5)При поступлении в зону спекания (t=1450° С) материал начинает частично расплавляться. Образуется главный минерал клинкера (алит - C3S) 3CaO*SiO2. 6) В зоне охлаждения температура снижается до 1000° С. Последующее охлаждение клинкера до температуры ~50 С происходит на выходе клинкера из печи, клинкер выдерживается на складе. Помол клинкера производится в трубных мельницах. ПЦ выдерживают до его охлаждения и гашения остатков свободного оксида кальция. Готовый ПЦ очень тонкий порошок темно-серого цвета.

24.Минеральный состав портландцементного клинкера, характеристики клинкерных минералов и их влияние на свойства портландцемента.

Химический состав клинкера выражают содержанием оксидов (% по массе). Главными являются: СаО-63-66%,

SiO2-21-24%, Al2O3-4-8%, Fe2O3=2-4%, суммарное количество которых составляет 95-97%. В процессе обжига главные оксиды образуют силикаты, алюминаты, алюмоферрит кальция. Основными минералами клинкера являются: Алит 3CaO*SiO2(С3S) – главный минерал цементного клинкера, имеет большую активность в реакции

сводой (в начальном сроке). Быстро твердеет и набирает высокую прочность, содержится в клинкере в

количестве 45-60%. Белит 2CaO*SiO2 (C2S) менее активен, чем алит, второй по важности и содержанию (20-30%) минерал клинкера. Твердеет медленно. К месячному сроку его продукт обладает сравнительно невысокой

прочностью. Трехкальциевый алюминат 3СаО*Al2O3 (С3А). Самый активный; отличается быстрым взаимодействием с водой. Большое тепловыделение. Быстрое твердение порождает раннее структурное образование в цементном тесте и сильно ускоряет сроки схватывания (несколько минут). Если не ввести добавку гипса, то получится цемент «быстряк» - бетонная смесь, которая не успевает перемешаться и уложиться в форму.

С3А из всех минералов наименее морозостойкий, содержание в клинкере 4-12%. Четырехкальциевый алюмоферрит4СаО*Al2O3*Fe2O3 обладает умеренным тепловыделением. Быстрота твердения занимает промежуточное положение между алитом и белитом. Прочность продуктов твердения (гидратация) в ранние сроки ниже, чем у алита и выше, чем у белита, содержится в количестве 10-20%. Содержание СаО и MgO не

должно превышать соответственно 1 и 5%, иначе снижается качество цемента. Щелочи(Na2O, K2O) присутствуют в виде сульфатов, их содержание не должно превышать 0,6% из-за опасности растрескивания.

25.Технические свойства портландцемента.

Портландцемент — порошкообразный материал серого цвета плотностью 3000-3200 кг/м3 и насыпной в рыхлом состоянии 900-1300 кг/м3, в уплотненном — 1500-1600 кг/м3. Характеристики портландцемента можно подразделить на: минеральный и вещественный составы, тонкость помола, нормальная густота, сроки схватывания, марка по прочности и другие технические свойства. Минеральный состав выражает содержание в клинкере (в % по массе) главных минералов: Высокоалитовый (C3S>60%); Алитовый (C3S=50-60%); Белитовый (C2S>35%); Алюминатный (C3А>12%); Алюмоферритный (C3А<2%, C4AF>18%). Вещественный состав цемента выражает содержание в цементе (в % по массе) основных компонентов: клинкера, гипса, минеральных добавок, пластифицирующих и гидрофобизующих добавок. Тонкость помола цемента оценивается по стандарту путем просеивания предварительно высушенной пробы цемента через сито с сеткой № 008 (размер ячейки 0,08 мм); тонкость помола должна быть такой, чтобы через указанное сито проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы. Водопотребность цемента определяется количеством воды (в % от массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты. Водопотребность портландцемента в пределах от 22 до 28%. При введении активных минеральных добавок водопотребность цемента повышается и может достигнуть 32 — 37 %. Чем меньше водопотребность цемента, тем выше его качество. Сроки схватывания цемента определяют в тесте нормальной густоты. Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания — не позднее 10 ч от начала

13

затворения. Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера на цементном заводе вводят добавку двуводного гипса в количестве 3-5%. Активность и марка портландцемента, определяют испытанием стандартных образцов-призм, их сначала испытывают на изгиб, затем получившиеся половинки призм — на сжатие. Активностью называют предел прочности при сжатии половинок балочек, испытанных в возрасте 28 сут. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемента подразделяют на марки М400, М500, М550 и М600.

26.Твердение цементного теста. Состав и строение цементного камня.

Цементное тесто, приготовленное путем смешивания цемента с водой, имеет три периода твердения.1) Первый период (вначале1-3ч), который можно назвать периодом растворения или подготовительным периодом. Когда цемент приходит в соприкосновение с водой, тотчас начинается химическая реакция и протекает она на поверхности зерен. Продукты реакции переходят в раствор до тех пор, пока жидкость, окружающая зерня цемента, не превратится в насыщенный раствор продуктов реакций. 2)Потом начинается схватывание, заканчивающееся через 5-10ч после затворения. Во время второго периода (коллоидации) цементное тесто загустевает, утрачивает подвижность, но прочность еще не велика.3)Третий период — кристаллизации или твердения (переход загустевшего теста в твердое состояние означает конец схватывания и начало твердения ) При затворении цемента водой: сначала из алита при взаимодействии с водой образуется гидросиликат и гидроксид кальция: 2(3CaO*SiO2)+6H2O=3CaO*2SiO2*3H2O+3Ca(OH)2 . Затем гидратируется белит: 2(2CaO*SiO2)+4H2O=3CaO*2SiO2*3H2O+Ca(OH)2. Взаимодействие трехкальциевого алюмината с водой приводит к образованию гидроалюмината кальция: 3СаО*Al2O3+6H2O=3CaO* Al2O3*6H2O. Четырехкальциевый алюмоферрит при взаимодействии с водой расщепляется не гидроалюминат и гидроферрит: 4СаО*Al2O3*Fe2O3+m H2O=3CaO*Al2O3*6H2O+CaO* Fe2O3*n H2O. Гидроалюминат связывается добавкой природного гипса, а гидроферрит входит в состав цементного геля.

27.Разновидности портландцемента: быстротвердеющий, сульфатостойкий, белый и цветные.

Быстротвердеющий портландцемент — ПЦ с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью через трое суток твердения. Этот цемент обеспечивает более интенсивное нарастание прочности в начальный период твердения по сравнению с обычным портландцементом за счет более тонкого помола и

регулирования химического и минералогического состава. Содержание C3S в БТЦ должно быть не менее 50%. Выпускается двух марок –М400 и М500. Сульфатостойкий портландцемент изготавливается из клинкера нормированного минералогического состава, в котором содержание минералов должно быть не более (в %): C3S

—50, С3A.—5, С3A+С4AF—22, и выпускается марки М400.Цемент характеризуется пониженным тепловыделением и замедленным твердением в начальные сроки и предназначается для изготовления бетонных и железобетонных конструкций наружных зон гидротехнических и других сооружении, работающих в условиях сульфатной агрессии при одновременном систематическом попеременном увлажнении и высыхании или замораживании и оттаивании. Белый и цветные портландцементы. Белый портландцемент получают совместным тонким помолом белого клинкера, активной минеральной добавки — белого диатомита (до 6%) и гипса. Гипс, активная и инертная добавки в измельченном состоянии должны иметь белизну не ниже установленной для цемента данного сорта. Для получения клинкера используют чистые известняки, мел и белую каолиновую глину. Обжиг клинкера белого портландцемента производят при более высокой температуре. Белый портландцемент предназначается для архитектурно-отделочных работ в сборном жилищном, гражданском и промышленном строительстве и выпускается трех марок: 300, 400, 500. Цветной портландцемент в зависимости от цвета, подразделяют на желтый, розовый, красный, коричневый, голубой, зеленый, черный и делится на марки: 300, 400, 500. Получают его совместным помолом цветного клинкера, активной минеральной добавки и гипса, либо белого клинкера, красящей добавки, белого диатомита и гипса. Цветной цемент применяют при наружных и внутренних архитектурно-отделочных работах, при изготовлении облицовочных плиток, лестничных ступеней, подоконных плит, фактурного слоя панелей, искусственного мрамора.

28.Активные минеральные добавки. Смешанные цементы, их свойства.

Активные минеральные добавки вводят в состав цементов для улучшения их строительно-технических свойств, они могут быть природными и искусственными. К природным активным минеральным добавкам относят некоторые осадочные горные породы (диатомит, трепел, естественно обожженные глинистые породы). В качестве искусственных активных минеральных добавок используют побочные продукты и отходы промышленности: доменные шлаки, топливные золы и шлаки. Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД) получают измельчением клинкера, минеральных добавок и гипса. Предельно допустимое содержание минеральных добавок в цементе не должно превышать 20%. При этом практически сохраняются все свойства портландцемента, кроме морозостойкости (она несколько ниже), а некоторые свойства улучшаются (больше водостойкость, меньше тепловыделение, более высокая сопротивляемость коррозии первого вида). При его получении экономится портландцементный клинкер, что способствует снижению себестоимости цемента. Марки такого цемента те же, что и у портландцемента: 400, 500, 550 и 600. ПЦД успешно применяют в строительстве

14

вместо портландцемента, за исключением случаев, когда требуется высокая морозостойкость. Портландцемент с минеральными добавками имеет разновидности: быстротвердеющий портландцемент ПЦД-Б и сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками — СПЦД. Такие цементы выпускают М400 и 500 и применяют практически наравне с быстротвердеющим и сульфатостойким портландцементом. Шлакопортландцемент (ШПЦ) изготовляют так же, как и пуццолановый портландцемент, но в качестве активной минеральной добавки используют доменные гранулированные шлаки, содержание которых должно быть не менее 21 % и не более 80% от массы цемента. По химическому составу доменные шлаки в основном состоят из CaO, SiO2, A12O3 и отчасти MgO, суммарное содержание которых достигает 90...95%. Если основные шлаки измельчить и смешать с водой, то они схватываются и затвердевают, т. е. обладают самостоятельными вяжущими свойствами. Шлакопортландцемент выпускают трех марок: 300, 400, 500. Шлакопортландцемент несколько светлее портландцемента. Плотность его в зависимости от содержания шлака колеблется в пределах 2800-3000 кг/м3. Начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч. Пуццолановый портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях. Пуццолановый портландцемент изготовляют путем совместного тонкого помола клинкера, содержащего не более 8 % С3А, необходимого количества гипса и активной минеральной добавки 20...40 %, или тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно, выпускается МЗОО, 400 и особенно эффективно применяется при строительстве подводных и подземных бетонных и железобетонных частей сооружений, когда от них требуется большая водонепроницаемость, высокая водостойкость. Портландцементы с добавками ПАВ получают путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и небольшого количества (0,1-0,3% от массы цемента) добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) . Назначение добавок ПАВ сводится к повышению пластичности цементного теста, при том же содержании воды, либо к снижению водопотребности смеси и расхода цемента при сохранении подвижности и прочности бетона. 2 вида: Пластифицированный портландцемент получают при помоле клинкера с добавкой гидрофильно-пластифицирующих веществ (0,15- 0,25% массы цемента). В качестве такой добавки используют лигносульфонат технический (ЛСТ). Адсорбируясь на поверхности зерен цемента, лигносульфонат кальция улучшает их смачивание водой. Образующиеся слои воды обеспечивают гидродинамическую смазку зерен, уменьшая трение между ними, и одновременно препятствуют их слипанию, благодаря чему повышается пластичность цементного теста. Гидрофобный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера 0,1-0,3% мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот. Молекулы гидрофобизирующих веществ имеют асимметрично-полярное строение и состоят из полярной группы и неполярной. Эти молекулы в процессе помола адсорбируются на поверхности цементных зерен, ориентируясь полярной группой к поверхности цементного зерна, а углеводородным радикалом наружу, придавая цементу гидрофобные (водоотталкивающие) свойства.

29.Глиноземистый цемент: сырье, производство, свойства и применение в строительстве.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее, нормально схватывающееся вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением обожженной до сплавления (t =1500-1600° С) или спекания (t=1250° С) смеси бокситов и извести (известняка) с преобладанием в готовом продукте алюминатов кальция. Основным минералом глиноземистого цемента является однокальциевый алюминат СаО*Аl203. Для производства глиноземистого цемента способом спекания тонкоизмельченная и тщательно перемешанная сырьевая смесь боксита и известняка обжигается в шахтных или вращающихся печах. Этот цемент выпускается трех марок 400, 500 и 600. При твердении глиноземистого цемента в короткий промежуток времени выделяется большое количество теплоты. (376 кДж/кг). Это приводит к значительному повышению температуры камня и может быть полезным при ведении работ в зимнее. Однако сильное повышение температуры в бетонных массивах вызывает трещинообразование. Плотность глиноземистого цемента 3100—3300 кг/м3, насыпная объемная масса в рыхлом состоянии 1000—1300 кг/м3. Бетоны на глиноземистом цементе водостойки, воздухостойки, морозостойки. Применяется глиноземистый цемент при скоростном строительстве, аварийных работах, зимнем бетонировании. Высокая жаростойкость глиноземистого цемента, позволяет изготавливать бетоны, успешно работающие при t до 1700°С. В минеральном составе клинкера глиноземистых цементов преобладает однокальциевый алюминат (2030%), определяющий основные свойства вяжущего: СаО • Аl2О3 (СА) Кроме того, в нем присутствуют алюминаты СА2, С12А7; двухкальциевый силикат C2S

30.Определение бетонов и их классификации.

Бетон - искусственный камневидный материал, представляющий собой затвердевшую бетонную смесь. Различают следующие стадии готовности бетона: бетонная смесь, свежеуложенный бетон и затвердевший бетон. Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону. Бетон - это композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. Классификация бетонов:

15

По плотности бетоны делят на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг/м3; тяжелые – 1800-2500; легкие – 500-1800; особо легкие - менее 500 кг/м3. По основному назначению: конструкционные; специальные (жаростойкие, химические стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные ).

По виду вяжущего: на цементных вяжущих; на известковых вяжущих; на шлаковых вяжущих; на гипсовых вяжущих; на специальных вяжущих. По виду заполнителей: на плотных заполнителях; на пористых заполнителях; на специальных заполнителях. По структуре: плотной структуры; поризованной структуры; ячеистой структуры; крупнопористой структуры По условиям твердения: твердевшие в естественных условиях; в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении; в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

31.Свойства бетонной смеси. Зависимость свойств бетонной смеси от различных факторов.

Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения. Состав бетонной смеси определяют, исходя из требований к самой смеси и к бетону. Самым важным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость (удобоформуемость) - способность бетонной смеси заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя однородность. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя. Подвижность бетонной смеси характеризуется погружением (см) конуса в бетонную смесь. Если осадка конуса равна нулю, то бетонная смесь характеризуется жесткостью. Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости. Связность бетонной смеси обуславливает однородность строения и свойств бетона, однородность бетонной смеси при перевозке, укладке в форму и уплотнении. Реологические свойства бетонных смесей. Вследствие коагуляционного структурообразования в цементном тесте бетонная смесь приобретает такие свойства твердого тела, как упругость и эластичность. Эти свойства проявляются при напряжениях, меньших критических значений, необходимых для разрушения структуры. Деформативные свойства бетонной смеси позволяют определить ее как упруго-эластично-вязко-пластичное тело. При дальнейшем структурообразовании и твердении бетон сохраняет эти свойства. В индукционный период твердения цементного теста и бетона прочность структуры еще сравнительно мала, что позволяет производить технологические операции, применяя небольшое силовое воздействие. Тиксотропия – способность бетонной смеси разжижаться под действием вибрационных воздействий. Приложенные к бетонной смеси нагрузки вызывают в ней напряжения сдвига, разрушающие структурные связи и обеспечивающие ее течение с определенной вязкостью. Для определения реологических кривых течения бетонной смеси применяют пластометры и вискозиметры. Бетонные смеси должны обладать пластичностью—способностью к течению без нарушения оплошности. Непластичные смеси расслаиваются, т. е. отделяют воду или крупный заполнитель при транспортировке и укладке. Для предотвращения расслаивания бетонной смеси должно быть обеспечено определенное значение предельного сопротивления сдвига растворной части. Обеспечив соответствующую эффективную вязкость раствора, можно получить практически нерасслаивающуюся смесь для принятой технологии ее транспортировки и укладки.

32.Основы технологии тяжелого бетона.

Технология тяжелого бетона включает в себя следующие технологические операции: подбор состава бетона, приготовление и транспортирование бетонной смеси, ее укладку и уплотнение, и обеспечение требуемого режима твердения бетона. Состав бетона должен быть таким, чтобы бетонная смесь и затвердевший бетон имели заданные значения свойств (удобоукладываемости, прочности, морозостойкости), а стоимость бетона при этом была более низкой. Требуемая подвижность бетонной смеси обеспечивается выбором необходимого количества воды. Требуемая прочность бетона достигается: 1) выбором марки цемента (она, как правило, принимается в 1,5.

..2,5 раза выше марки бетона); 2) расчетом требуемого соотношения цемента и воды (Ц/В) по формуле основного закона прочности бетона. Количество цемента определяется по известным значениям В и В/Ц: Ц = В: (В/Ц). Количество крупного и мелкого заполнителей рассчитывают так, чтобы расход цемента был минимальным. Это достигается в том случае, если количество крупного заполнителя будет максимально возможным (обычно оно составляет 0,75.. .0,85 от объема бетона), а мелкий заполнитель (песок) заполнит пустоты между зернами крупного заполнителя. В этом случае цементное тесто должно будет заполнить пустоты в песке и покрыть поверхность заполнителей для обеспечения связи всех частиц друг с другом. Увеличивая или уменьшая содержание цементного теста (но, не изменяя при этом рассчитанного Ц/В), можно повысить или снизить подвижность бетонной смеси, сохраняя заданную прочность бетона. При использовании влажных заполнителей необходимо учитывать содержащуюся в них воду и соответственно уменьшать количество воды затворения, чтобы суммарное количество воды было равно расчетному. Приготовление бетонной смеси осуществляют в специальных агрегатах — бетоносмесителях разных конструкций и различной вместимости. Обозначение бетонной смеси должно содержать: степень готовности; класс по прочности; марки по удобоукладываемости, морозостойкости, водонепроницаемости, средней плотности (для легкого бетона) обозначение стандарта. Например, готовая к употреблению бетонная смесь тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В25, марок

16

по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться: БСГ В25

П3 F200 W6 ГОСТ 7473-94

33.Алгоритм подбора состава тяжелого бетона.

Подбор состава бетона заключается в установлении наиболее рационального соотношения между составляющими бетон материалами (цементом, водой, песком, гравием или щебнем) для обеспечения его удобоукладываемости, прочности и др. требуемых показателей. Состав бетонной смеси выражают в виде массового соотношения между количеством цемента, песка, гравия или щебня с обязательным указанием водоцементного отношения. Количество цемента принимают за единицу и выражают соотношением 1:Х:У (цемент : песок : гравий) при В/Ц=Z, например 1: 2,5: 4,8 при В/Ц=0,5. I. Вяжущее Выбор типа вяжущего обусловлен: условиями приготовления бетонной смеси; классом (маркой) бетона по прочности – как правило марка цемента должна в 1,5-2 раза превышать марку бетона. Для тяжелого бетона применяют портландцемент и его разновидности, а также глиноземистый цемент. II. Заполнители. В качестве мелкого заполнителя в тяжелом бетоне применяют песок, состоящий из зерен размером 0,16-5 мм и имеющий плотность более 1,8 г/см3. Для приготовления тяжелых бетонов применяют природные пески, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов. В качестве крупного заполнителя применяют гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. При бетонировании массивных конструкций можно применять щебень крупностью до 150 мм. Максимальная крупность заполнителя – менее ½ минимального размера конструкции и менее ¾ расстояния между стержнями арматуры. Прочность крупного заполнителя – в 1,5 раза выше марки бетона (для бетонов марки ниже «300») и в 2 раза выше марки бетона (для бетонов марки выше«300»). III. Вода Чистая водопроводная вода, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества IV. Добавки Минеральные добавки - природные или техногенные тонкодисперсные вещества, содержащие аморфный SiO2,(вулканический пепел, молотые вулканический туф, диатомит, трепел). Органо-минеральные добавки - добавки, получаемые совместным измельчением кремнеземосодержащих веществ и поверхностноактивных веществ (ПАВ): (микрокремнезем и суперпластификатор С-3 –добавка МБ-1). Химические добавки 1) регулирующие свойства бетонных смесей (пластифицирующие); 2 ) регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона (ускорители и замедлители схватывания и твердения, противоморозные) – CaCl2, карбид лития; 3) регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона (воздухововлекающие, газообразующие, уплотняющие) – СНВ, алюминиевая пудра, сульфат железа; 4) регулирующие деформации бетона (расширяющие) – алюминат кальция, сульфат алюминия; 5) повышающие защитные свойства бетона к стали (ингибиторы коррозии стали); 6) стабилизаторы (снижающие водоотделение и раствороотделение) - эфиры целлюлозы; 7) придающие бетону специальные свойства (гидрофобизирующие, антикоррозионные, красящие, электроизоляционные).

34.Прочность тяжелого бетона, факторы, влияющие на прочность.

Прочность при сжатии является основным показателем механических свойств бетона. Она определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов, изготовленных из данной бетонной смеси и выдержанных в течение 28 суток. По пределу прочности при сжатии для тяжелых бетонов установлены следующие марки: М200, М250, МЗОО, М350, М400, М450, М500, М600, М700, М800. Основные факторы, влияющие на прочность бетона - активность цемента и соотношение массы воды и цемента (водоцементное отношение В/Ц или обратное ему цементоводное отношение - Ц/В). Зависимость прочности обычного бетона от Ц/В и марки цемента в общем виде выражают формулой Боломея-Скрамтаева: 1) для обычных бетонов (Ц/В<=2,5) Rб = А Rц (Ц/В - 0,5); 2) для высокопрочных бетонов (Ц/В>2,5) Rб = А1 Rц (Ц/В + 0,5); где Rб - прочность бетона в возрасте 28 сут. при твердении в нормальных условиях, МПа; Rц - активность цемента, МПа; А(А1) - коэффициенты, учитывающие качество заполнителей и вяжущего (для высококачественных -0,65 (0,43), для рядовых –0,6 (0,4), для пониженного качества –0,55 (0,37)). На прочность бетона влияние оказывает зерновой состав заполнителей, правильность перемешивания его составляющих. Значительное влияние на прочность бетона оказывают степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона. Хорошо уплотненный бетон в благоприятных температурных и влажностных условиях непрерывно набирает прочность в течение ряда лет. При этом в первые 7 -10 сут. прочность бетона растет довольно быстро, затем рост прочности к 28 сут. замедляется и в возрасте свыше 1 года затухает, в 7-суточном возрасте имеют среднюю прочность, равную 60 - 70% 28-суточной (марочной) прочности, в возрасте 180 сут., 1 года и 2 лет их прочность соответственно составляет 150, 175 и 200 % марочной прочности. Прочность бетона в возрасте n: Rn=R28· (Lg n / Lg 28), где 90 > n ≥ 3 суток.

35. Свойства тяжелого бетона: пористость, морозостойкость, водонепроницаемость, тепловыделение, усадки и набухание.

Средняя плотность тяжелого бетона колеблется в пределах 1800—2500 кг/м3 и зависит от средней плотности заполнителей. Пористость. Бетон не является абсолютно плотным телом. Поры, хотя бы в очень малых количествах, будут находиться внутри частиц заполнителя, в цементном камне, между заполнителем и

17

цементным камнем. Пористость тяжелого бетона колеблется от 6 до 15% в зависимости от рода заполнителей, состава бетона и методов уплотнения. Большое значение имеет характер пористости: крупные открытые поры ухудшают свойства бетона, мелкие замкнутые (при использовании пластифицирующих и гидрофобных добавок) улучшают свойства бетона. Морозостойкость тяжелого бетона может колебаться от 50 до 300, марки по морозостойкости— 50, 100, 150, 200, 300. Морозостойкость бетона зависит от характера и величины пористости бетона, вида цемента и заполнителей. Жаростойкость тяжелого бетона невелика. Его можно применять для конструкций, подвергающихся длительному нагреву до температур не выше 200° С. Прочность при этом снижается на 30—50%, что надо учитывать при проектировании состава бетона. Деформативность бетона. В бетоне различают деформации двух видов: объемные, развивающиеся во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности; силовые, развивающиеся главным образом вдоль направления действия сил. Начиная с малых напряжений, в нем помимо упругих восстанавливающихся деформаций развиваются неупругие остаточные деформации. Поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия подразделяют на три вида: при однократном загружении кратковременной нагрузкой, при длительном действии нагрузки и при многократно повторном действии нагрузки. При однократном загружении бетона кратковременно приложенной нагрузкой деформация бетона образуется из упругой и неупругой пластической деформаций. Небольшая доля неупругих деформаций в течение некоторого периода времени после разгрузки восстанавливается. Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки, называют ползучестью бетона. Деформации ползучести могут в 3-4 раза превышать упругие деформации. Ползучесть бетона в сухой среде значительно больше, чем во влажной. Технологические факторы влияют на ползучесть бетона: с увеличением В/Ц и количества цемента на единицу объема бетонной смеси ползучесть возрастает; с повышением прочности зерен заполнителей ползучесть уменьшается; с повышением прочности бетона, ползучесть уменьшается. Деформации бетона при многократно повторяющимся действии нагрузки. Многократное повторение циклов загружения и разгрузки бетона приводит к постепенному накапливанию неупругих деформаций. После достаточно большого числа циклов эти неупругие деформации, соответствующие данному уровню напряжений, постепенно выбираются, ползучесть достигает своего предельного значения, бетон начинает работать упруго. При больших напряжениях после некоторого числа циклов неупругие деформации начинают неограниченно расти, что приводит к разрушению образца.

36. Легкий бетон на пористых заполнителях: состав, особенности технологии, свойства, применение в строительстве.

Легкий бетон — бетон с объемным весом 500 - 1800 кг/м3, состоящий из вяжущего, пористых заполнителей и воды. В состав легкого бетона вводят добавки для улучшения удобоукладываемости, ускорения твердения, уменьшения расхода цемента и объемного веса, улучшения прочности, морозостойкости и т. д. Лёгкий бетон изготовляют с применением ПЦ или др. вяжущих. Лёгкий бетон на ПЦ получает наименование в соответствии с видом примененного пористого заполнителя (шлакобетон, пемзобетон, керамзитобетон), а изготовленный на др. вяжущих — в соответствии с видом вяжущего и заполнителя (гипсопшлакобетон, известково-песчаный автоклавный шлакобетон). Заполнителями для Лёгкого бетона служат природные или искусственные виды пористого щебня (или гравия), песка. По происхождению пористые заполнители можно разделить на 3 группы:1. Природные заполнители из пористых изверженных и осадочных горных пород – пемза, пепел, дробленый туф, пористые известняки, ракушечники и др. 2. Промышленные отходы – заполнители на основе пористых металлургических, топливных шлаков и зол.3. Искусственные заполнители – керамзит, аглопорит, перлит. Керамзит – искусственный гравий или песок, полученный вспучиванием легкоплавких глин. Вспучивание происходит при совмещении процессов спекания глин и газовыделения при обжиге. Образующийся при спекании расплав закрывает капиллярные поры, и выделяющийся газ вспучивает материал. Насыпная плотность 400-1200 кг/м3. Перлит – пористый заполнитель, образующийся при быстром нагревании вулканических стекол. Увеличение объема в 6-12 раз при нагревании обусловлено испарением воды, содержащейся в вулканическом стекле. Перлит относится к числу наиболее легких эффективных заполнителей. Насыпная плотность 250-450 кг/м3. Лёгкий бетон делят по назначению на 3 основные группы: теплоизоляционные ( для многослойных ограждающих конструкций) — с объемным весом менее 700 кг/м3, марки таких бетонов по прочности на сжатие 5,10,15 кгс/см2; конструктивно-теплоизоляционные (для однослойных ограждающих конструкций) — с объемным весом от 700 до 1600 кг/м3 при марках по прочности от 35 до 100 кгс/см2; конструктивные (для несущих конструкций и сооружений ) — с объемным весом до 1800 кг/м3 и с прочностью на сжатие до 350—400 кгс/см2. Степень морозостойкости и водостойкости Лёгкого бетона зависит от вида заполнителя, от вида и расхода вяжущего. Лёгкий бетон на природных и искусственных пористых заполнителях, не содержащих вредных примесей, очищенных от несгоревшего топлива, избытка золы, при правильно выбранном составе, выдерживает 50—100 циклов испытаний. Бетонная смесь должна иметь виброукладываемость и не должна расслаиваться. Затвердевший лёгкий бетон должен обладать заданным объемным весом и прочностью, необходимой морозостойкостью. Отличия ЛБ от обычных тяжелых бетонов: имеют меньший объемный вес, чем плотные, меньшую прочность; обладают сильно развитой и шереховатой поверхностью. Качества легкого заполнителя влияют на свойства бетона. В зависимости от заполнителя (плотного или пористого) резко меняются

18

водопотребность и водосодержание бетонной смеси, основные свойства легкого бетона. Одним из факторов, от которых зависит прочность легкого бетона, является расход воды: при увеличении количества воды до оптимального прочность бетона растет. Оптимальный расход воды в легких бетонах соответствует наилучшей удобоукладываемости, наибольшей плотности смеси, уложенной в заданных условиях, и устанавливается по наибольшей прочности бетона. Если же количество воды превышает оптимальное для данной смеси, то уменьшается прочность бетона. Хорошее уплотнение ее достигается вибрацией с применением равномерно распределенного груза. Оптимальное количество воды зависит от водопотребности заполнителя. Водопотребность же заполнителя, в свою очередь, зависит от зернового состава и пористости и больше, чем больше суммарная поверхность и открытая пористость зерен. Отсос воды из цементного теста пористыми заполнителями в период приготовления и укладки бетонной смеси вызывает относительно быстрое ее загустевание, что делает смесь жесткой и трудноукладываемой. Для повышения подвижности смеси необходимо вводить в нее большее количество воды, чем в обычные (тяжелые) бетоны. Объемный вес и прочность легкого бетона зависят главным образом от объемного веса и зернового состава заполнителя.

37.Ячеистые бетоны: классификация, основы технологии, свойства, применение в строительстве.

Ячеистые бетоны — разновидность легких и особолегких бетонов, строение которых характеризуется наличием значительного количества искусственно созданных условно замкнутых пор в виде ячеек размером 0,5—2 мм, заполненных воздухом или газом. Мелкие воздушные ячейки, равномерно распределенные в теле бетона, разделены тонкими и прочными перегородками из отвердевшего цементного камня, образующими несущий каркас материала. Ячеистые бетоны по способу получения пористой структуры подразделяются на пенобетоны и газобетоны. Газобетоны получают путем введения газообразователя в смесь, состоящую из вяжущего, воды и кремнеземистого компонента, пенобетоны — смешиванием смеси, состоящей из вяжущего, воды и кремнеземистого наполнителя с пеной. По виду применяемого вяжущего ЯБ делятся на: газобетоны и пенобетоны, получаемые на основе портландцемента, цементно-известкового и известково-нефелинового вяжущего. По виду кремнеземистого компонента различают группы ячеистых бетонов: газосиликаты и пенобетоны, получаемые с применением молотого песка; газозолобетоны и пенозолосиликаты, получаемые с применением золы взамен песка. В зависимости от способа твердения ячеистые бетоны разделяют на виды: естественного твердения; твердения при атмосферном давлении в камерах пропаривания; твердения в автоклавах

при высоком давлении. И в зависимости от применения ячеистые бетоны делят на три вида: теплоизоляционные объемным весом 500 кг/м3 и менее; конструктивно-теплоизоляционные объемным весом от 500 до 900 кг/м3; конструктивные объемным весом от 900 до 1200 кг/м3. Марка ячеистых бетонов зависит от объемного веса: при объемном весе бетона 500, 600, 700, 900, 1000 и 1200 марка соответственно равна 25, 35, 50, 75, 100 и 150. Ячеистые бетоны по сравнению с обычными бетонами обладают повышенной усадкой, и для ее уменьшения в состав бетона вводят некоторое количество легких пористых заполнителей, природный немолотый, мелкий песок. К недостаткам ячеистых бетонов следует также отнести их большую влагоемкость и плохую отдачу влаги при сушке. Несмотря на высокое (до 30%) водопоглощение, ячеистые бетоны обладают сравнительно хорошей морозостойкостью — выдерживают 15—25 и более циклов попеременного замораживания и оттаивания. Водопоглощение может быть понижено путем введения добавок или нанесением на поверхность изделий гидрофобных покрытий. Прочность и атмосферостойкость ячеистых бетонов могут быть повышены получением более мелких и однородных по размеру пор. Это достигается применением вяжущих повышенной активности, более тонким помолом компонентов. Для получения ячеистых бетонов автоклавного твердения применяется преимущественно молотая негашеная известь, или портландцемент, пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент марок 300 и 400. Для ячеистых бетонов, твердеющих в условиях естественного и тепловлажностного режима (в камерах пропаривания), при атмосферном давлении применяют преимущественно клинкерные цементы высоких марок 400 и 500 с введением в ячеистую массу гипса и ускорителей твердения.

38.Строительные растворные смеси: состав, свойства. Сухие растворные смеси.

Раствором называется правильно подобранная смесь вяжущего, заполнителя, воды, специальных добавок, затвердевающая до прочности природного камня. Классификация По плотности: тяжелые (1500 кг/м3 и более); легкие (менее 1500 кг/м3). По скорости схватывания: быстросхватывающиеся; медленносхватывающиеся. По количеству вяжущего: жирные; тощие. По виду вяжущего: глиняные; известковые; гипсовые; известковогипсовые; цементные; цементно-известковые. В зависимости от среды твердения: воздушные растворы; гидравлические. В зависимости от вяжущих: простые; сложные (смешанные). По назначению: кладочные; отделочные (штукатурные); монтажные; инъекционные; специальные. Свойства растворных смесей Удобоукладываемость - это свойство растворной смеси легко распределяться плотным и тонким слоем на основании, равномерно заполняя все его неровности и шероховатости. Удобоукладываемость зависит от пластичности и водоудерживающей способности смеси. Подвижность - это способность растворной смеси растекаться под действием собственной массы или приложенных к ней внешних сил. Водоудерживающая способность - это свойство растворной смеси удерживать воду при наличии ее поглощения пористым основанием. Расслаиваемость - разделение растворной смеси на твердую и жидкую фракции при ее перевозке или

19

хранении. Наибольшая крупность зерен заполнителя должна быть, мм, не более: кладочные (кроме бутовой кладки) 2,5; бутовая кладка5,0; штукатурные ( кроме накрывочного слоя) 2,5; штукатурные накрывочного слоя 1,25; облицовочные 1,25. Прочность раствора характеризуется его маркой, которая определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов - кубов с ребрами 7,07 см. По пределу прочности на сжатие (кгс/см2) для строительных растворов установлены следующие марки: М 4, 10, 25, 50, 75, 150, 200. Водонепроницаемость - это свойство раствора не пропускать через себя воду. Степень водонепроницаемости зависит в основном от пористости раствора. Водонепроницаемость раствора повышают введением в него жидкого стекла или полимерных смол. Морозостойкость - это свойство раствора выдерживать многократное число циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых признаков разрушения и значительного снижения прочности и массы (F 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200). Условное обозначение строительного раствора должно состоять из сокращенного обозначения с указанием степени готовности, назначения, вида применяемого вяжущего, марок по прочности и подвижности, средней плотности и обозначения настоящего стандарта. Пример условного обозначения тяжелого раствора, готового к употреблению, кладочного, на известково-гипсовом вяжущем, марки по прочности М100, по подвижности - Пк2: Раствор кладочный, известково-гипсовый, М100, Пк2, ГОСТ 28013-98. Для сухой растворной смеси, легкой, штукатурной, на цементном вяжущем, марки по прочности М50 и по подвижности - Пк3, средней плотности D900: Смесь сухая растворная штукатурная, цементная, М50, Пк3, D900, ГОСТ 28013-98. Применяют портландцемент, шлакопортландцемент. Пески применяют природные - кварцевые, полевошпатные, а также искусственные - дробленные из плотных горных пород и пористых пород. Пластифицирующие добавки. Неорганические дисперсные добавки (известь, глина, зола ТЭС, диатомит, молотый доменный шлак и т.п.). Органические поверхностно-активные пластифицирующие добавки. Строительные сухие смеси - это композиции заводского изготовления на основе минеральных вяжущих веществ, включающие заполнители и добавки. В качестве вяжущего используют порошкообразные минеральные вяжущие: портландцемент, строительный гипс, воздушную известь. В качестве заполнителя применяется песок для строительных работ. Большую роль в технологии сухих смесей играют добавки. Применяются неорганические и органические пластифицирующие добавки: глина, воздушная известь, зола, суперпластификатор С-З. Вода для затворения сухих смесей не должна содержать вредных примесей. Технология производства сухих смесей: поступаемый с карьера песок подвергается тепловой обработке в сушильных агрегатах, затем производят рассев на ситах до нужных фракций. Просеянный песок направляется в смеситель. В этот же смеситель загружают и другие компоненты в необходимом количестве. Дозированные материалы перемешивают до получения однородной массы. Полученную смесь затаривают в емкости, необходимые для реализации и подают на склад готовой продукции.

39.Определение битума. Химический и групповой составы, структура битумов.

Битумы природные — полезные ископаемые органического происхождения с первичной углеводородной основой, залегающие в недрах в твёрдом, вязком и вязко-пластичном состояниях. С генетической точки зрения к битумам природным относят нефть, горючие, а также естественные производные нефти (мальты, асфальты и др.) образовались из нефти в верхних слоях земной коры. Природные битумы отличаются высокой атмосферостойкостыо и хорошим прилипанием к поверхности каменных материалов, но из-за дефицитности и высокой стоимости в строительстве применяют ограниченно. Нефтяные битумы представляют собой твердые, вязко-пластичные или жидкие продукты переработки нефти. По химическому составу битумы — сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных азота, кислорода и серы, полностью растворимые в сероуглероде. Элементарный химический состав всех битумов достаточно близок. В них 70... ...87 % углерода, до 15 % водорода, до 10 % кислорода, до 1,5 % серы, небольшое количество азота. Химический состав битумов позволяет судить только о материальном балансе элементов, из которых построены компоненты битумов, и не дает представления о химических соединениях, об их влиянии на структуру и свойства битумов. Для исследования битумов их разделяют на основные группы углеводородов — масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты. Масла — жидкая при обычной температуре группа углеводородов, плотностью менее единицы и молекулярной массой 100..500. Повышенное содержание масел в битуме придает им подвижность и текучесть. Смолы — вязко-пластичные вещества, твердые или полутвердые при обыкновеной температуре с плотностью около 1 и молекулярной массой до 1000. При длительном воздействии некоторых факторов (кислорода воздуха или другой окислительной среды) могут произойти необратимые изменения фазового состава битума, свидетельствующие о его химическом старении. Смолы придают битумам вяжущие свойства и пластичность. Асфальтены— твердые неплавкие высокополициклические соединения с плотностью более единицы и молекулярной массой 1000...5000. Асфальтены придают битуму твердость и теплоустойчивость. При длительном нагревании битума в присутствии воздуха масла и смолы переходят в асфальтены. Чрезмерно большое количество асфальтенов в битуме может образоваться также под действием солнечной радиации, что вызывает постепенное разрушение — «старение» битума. Асфальтогеновые кислоты принадлежат к группе полинафтеновых кислот; их консистенция может быть твердой или высоковязкой. Являясь поверхностноактивной частью битума, они способствуют повышению прочности сцепления битума с каменными и другими материалами.

20