КП Вяжущие композиции / 1 Характеристика компонентов

1. Характеристика сырьевых компонентов

1.1 Мел

Мел добывается из меловых отложений, образовавшихся еще в меловой период. Часто встречаются залежи, выходящие на поверхность земли. Мел строительный (мел технический тонкодисперсный МТД) - это белый порошкообразный продукт. Характеристика мела прописана в ГОСТ 12085-88 «Мел природный обогащенный. Технические условия». Он получается при дроблении, а затем высушивается и мелется до порошкообразного состояния. Представляет собой скрытокристаллический минерал, в котором кальцит составляет 99% от общей массы мела, остальная часть - зерен кварца. [2]

Общепринятой классификации мела нет. И все же его различают по цвету и степени цементации. Выделяют три категории: А, В и С1. Между пластами разных категорий нет четких границ. При добыче мела, изымаются невостребованные залежи горной породы и формируются отвалы.

Данный компонент - необходимая составляющая для производства материалов, применяемых в строительстве: цемента, малярных и шпаклевочных составов, извести, клея, штукатурки. Обладая высокой дисперсностью, белизной (78-96%), малой абразивностью и гигроскопичностью, используется при побелке в качестве молотого порошка, водного раствора с известью, растворимой меловой пасты. [2]

Изготовление цемента не требует ограничений использования мела. Важно, чтобы в сырье для производства входил оксид магния (до 4%),оксиды щелочных металлов в количестве 1%, серный (1,3%) и фосфорный (0,4%) ангидриды. Изготовление строительной воздушной смеси, возможно, при использовании мела, содержащего не менее 95% CaCO3, не более 2,5% MgCO3, примеси глинистые не должны превышать 2%. [2]

Мел - высокодисперсный, пористый продукт. Он имеет низкую морозостойкость и обладает большим водопоглощением. Кроме того, слипаясь, он создает трудности при транспортировке и обработке. Гидрофобизующие поверхностно-активные вещества (ПАВ), используемые для обработки поверхности частиц мела, придают порошку хорошую сыпучесть и наделяют его водоотталкивающими свойствами. Обработанный по такой методике мел не слеживается и не зависает в бункерах, хорошо смешивается с порошкообразным составом ПВХ и пластификаторами. [2]

1.2 Каолин

Каолин – экзогенная или осадочная порода, практически полностью состоящая из глинистого минерала каолинита – Al₂Si₂O₅(OH)₄. Благодаря высокой огнеупорности, химической инертности, дисперсности и низкой диэлектрической проницаемости, каолин относится к наиболее универсальным видам минерального сырья, используемого как в сыром, так и в обогащенном виде. Его основные характеристики прописаны в ГОСТ 21286-82. Теоретический состав каолинита включает Al₂O₃ – 39,5%, SiО₂ – 46,5%, H₂O – 14%. Влажность 17,4%. В естественных условиях к ним в незначительных количествах добавляются примеси Fe₂О₃, Mg, Ca, Na₂O, K₂O, минералы группы кремнезема (кварц, опал, халцедон), остатки зёрен полевых шпатов, чешуек слюды и другие. Каолин обладает высокой огнеупорностью, низкой пластичностью и сравнительно крупными размерами глинистых частиц. Различают каолин остаточный (первичный), залегающий на месте своего образования, и осадочный, переотложенный (вторичный), образовавшийся главным образом за счёт размыва и переотложения в водоёмах продуктов каолинового выветривания. Применение каолина в промышленности очень разнообразно и основывается на различных физико-химических и физических свойствах: гидрофильности, дисперсности, огнеупорности и значительном содержании глинозема, пластичности, химической инертности, высоких диэлектрических свойствах в обожженном состоянии и т. д. [ 3]

1.3 Песок

Согласно ГОСТ 8736-93 строительный песок — это неорганический сыпучий материал с крупностью зёрен до 0,5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования. Прочность многих железобетонных конструкций обычно определяется качеством применяемого при их изготовлении песка. Следует знать, что для каждого вида строительных работ нужен определенный вид песка, даже крупный остроугольный песчаник идет на уплотнение аэродромных покрытий взлетно-посадочных полос. Пористость песков в рыхлом состоянии около 47%, а в плотном - до 37%. Рыхлое сложение легко переходит в плотное при водонасыщении, вибрации, и динамических воздействиях. В песке размеры обломков (зерен) колеблются от 0,1 до 1 мм. В зависимости от размеров зерен различают разновидности песка крупнозернистый, пылевидный и глинистый песок.

Плотность строительного песка очень зависит от содержания в нем глины - чистый песок может иметь плотность 1,3 т. в кубическом метре, а песок с большим содержанием глины и влаги 1,8 т. в кубическом метре. К строительному песку можно отнести следующие его разновидности: речной песок, карьерный песок. Песок для строительных работ должен быть изготовлен в соответствии с требованиями ГОСТ 8736-93. Добыча песка для строительных работ производится в карьерах или руслах рек (откуда название: речного и карьерного песка). Доставляется песок самосвальной техникой. [4]

1.4 Диатомит

Диатомит - осадочная горная порода, лёгкая тонкопористая кремнистая порода, рыхлая или плотная, состоящая в своей основной массе из опаловых створок диатомовых водорослей или их обломков. Размер створок диатомей обычно колеблется от 0,03 до 0,15 мм. Содержит от 62 до 97% SiO2 преимущественно в виде глобул /микроскопических шариков/ опала. В качестве постоянной примеси присутствуют глинистые минералы, а также обломочный материал. Содержание песчано-алевритового материала не превышает 5-10%. Цвет диатомита белый, светло- или желтовато-серый, иногда буровато-серый. Диатомиты обладают большой пористостью, плохой тепло- и звукопроводностью, тугоплавкостью и кислостойкостью. Характеристика диатомита и требования к нему прописаны в ТУ 5761-001-59266087-2005 "Диатомит измельченный". Диатомит по своей природе рыхлый или слабо сцементированный, желтоватого, или же светло-серого цвета. В составе породы, как правило, встречаются шарики опала (глобулы), глинистые и обломочные материалы, водный кремнезем (до 86%). Диатомит формируется из диатомитового ила, который накапливался в древних озерах, морях с третичного периода вплоть до нашей эры. Диатомит применяется: как адсорбент и фильтр в текстильной, нефтехимической, пищевой промышленности, в производстве антибиотиков, бумаги, различных пластических материалов, красок; как сырье для жидкого стекла и глазури; в качестве строительного тепло- и звукоизоляционного материалов, добавок к некоторым типам цемента и бетона; в качестве полировального материала (в составе паст) для металлов и мраморов; как инсектицид, вызывающий гибель вредителей и т. д. [5]

1.5 Гипс

Гипс - минерал, водный сульфат кальция. Химический состав - Ca[SO4] × 2H2O.  Гипс строительный - белый или сероватый порошок тонкого помола, получаемый из гипсового камня (природного гипса) путём обжига при температуре 140- 190 ^оС; быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество. Характеристики прописаны в ГОСТ 125-79. Гипс строительный применяется для штукатурных работ, изготовления гипсобетона, гипсовых строительных изделий, отливок, форм, а также в качестве добавки к др. вяжущим (например, извести, цементам). Выпускается 12 марок гипса строительного. Для отделочных работ в помещении используют в основном гипс строительный марок от Г-2 до Г-7 (группа Б), имеющий прочность при сжатии 0,2-0,7 МПа (2-7 кгс/см2), с началом схватывания не ранее 6 мин и окончанием схватывания не позднее 30 мин. Строительный гипс (или как его иначе называют алебастр) - единственное вяжущее вещество, которое в процессе твердения расширяется и увеличивается в объёме до 1 %, в то время как известковое тесто и цемент при твердении дают значительную усадку. Хранить гипс, как и цемент, следует в сухом помещении в прочных полиэтиленовых мешках на высоте 30-50 см от земли. Однако даже при правильном хранении гипс со временем утрачивает свои свойства и по истечении гарантийного срока его необходимо испытать на пригодность. Для проверки качества небольшую порцию гипса (100 г) нужно затворить водой до густоты сметаны, положить на металл или стекло и определить время от момента приготовления гипсового теста до начала его схватывания; для каждой марки гипса оно должно соответствовать установленным показателям. [6]

1.6 Уголь

Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»). Характеристики угля прописаны в ГОСТ Р 51591-2000. Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. В среднем, сжигание одного килограмма этого вида топлива приводит к выделению 2,93 кг CO₂ и позволяет получить 23-27 МДж (6,4-7,5 кВт·ч) энергии или, при КПД 30 % — 2,0 кВт·ч электричества. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии, к 1970 году его доля упала до одной трети. Использование угля увеличивается в периоды высоких цен на нефть и другие энергоносители. [7]