- •9. Изоморфизм и полиморфизм. Влияние полиморфных превращений на свойства.
- •10. Понятие о строительных дисперсных системах. Классификация
- •11. Свойства дисперсных систем. Понятие о самоорганизующихся системах.
- •12. Общие понятия и классификация свойств строительных материалов. Механические свойства.
- •13. Средняя и истинная плотности материалов. Способы их определения.
- •14. Структурная пористость материалов: виды пор, способы определения, влияние на свойства материалов.
- •15. Растворимость веществ: ее значение на формирование строительных материалов и их долговечность.
- •16. Гидрофильность и гидрофобность веществ. Их влияние на область применения материалов и их долговечность. Олеофильность и олеофобность веществ.
- •17. Адсорбционная способность веществ : сущность, влияние на долговечность материалов. Гигроскопичность.
- •18. Изменение веществ при нагревании, влияние на свойства материалов.
- •19. Объемные и линейные температурные деформации. Термостойкость.
- •20. Огнеупорность и огнестойкость материалов. Пути их повышения.
- •Вопрос 21. Теплопроводность материалов. Способы определения.
- •Вопрос 22. Звукопроницаемость и звукопоглащаемость материалов. Влияние структуры.
- •Вопрос 23. Водостойкость и воздухостойкость: сущность явления, способы оценки.
- •Вопрос 24. Морозостойкость материалов: сущность явления, способы оценки. Влияние структуры.
- •Вопрос 25. Стойкость материалов против действия высоких температур.
- •Вопрос 26. Стойкость материалов против агрессивных сред.
- •Вопрос 27. Химическая активность веществ, её значение и влияние на формирование материалов и их долговечность
- •Вопрос 28. Механические свойства материалов: виды прочности, связь между различными видами прочности, вещественным составом и строением материала.
- •Вопрос 29. Разрушающие и неразрушающие методы определения прочности.
- •30. Генетическая классификация пкм. Представители горных пород
- •32. Механическое и химическое выветривание горных пород.
- •36. Пкм в производстве минеральных вяжущих.
- •37) Классификация глин по условиям и образования и свойствам
- •38) Классификация керамических изделий по строению черепка и назначению
- •39) Физико-химические процессы, происходящие при обжиге глины
- •40)Добавки, применяемые для изготовления строительной керамики. Основные технологии производства изделий строительной керамики
- •41) Кровельная керамика. Особенности строения, требования, предъявляемые к изделиям
- •42) Сантехническая керамика. Способ получения, свойства
- •43) Отделочная и облицовочная керамика, разновидности, особенности применения
- •44) Керамика специального назначения, свойства, применение
- •45) Керамический кирпич: основы технологии, свойства, применение
- •46) Строительное стекло: разновидности, свойства и применение
- •47) Основные технологии изготовления строительного стекла и стеклянных изделий
- •48) Каменное литье и ситаллы: основные технологии, разновидности, свойства и применение изделий
- •49) Минеральные вяжущие вещества: их классификация и назначение. Основные представители.
- •50) Основы теории твердения минеральных вяжущих. Принципы гидравличности.
- •51) Основные свойства и область применения воздушных вяжущих
- •52) Гипсовые вяжущие. Получение, свойства, применение.
- •53) Известь воздушная и гидравлическая, различие состава, свойств и применения
- •54) Основы производства портландцемента
- •55) Химико-минералогический состав портландцементного клинкера
- •56) Свойства клинкерных минералов и влияние на свойства вяжущего
- •57) Основные свойства портландцементов
- •58) Цементы с пав и наполненные цементы. Их применение.
- •59) Структурно-реологические свойства цементного теста и бетонных смесей
- •60) Коррозия цементного камня.
- •62.Требования к тяжелому бетону.
- •64) Способы укладки и уплотнения бетонной смеси. Влияние на свойства бетона
- •65) Виды и классификация добавок в бетонные смеси
- •66) Способы зимнего бетонироания
- •67) Гидротехнический бетн: особенности состава, треования к нему
- •68) Газобетон и пенобетон
- •69) Жаростойкие бетоны. Бетоны для защиты от радиоактивного излучения
- •70) Силикатный кирпич и бетон
- •71) Классификация строительных растворов по виду вяжущего
- •72) Свойства растворных смесей
- •73) Жб монолитный и сборный
- •75.Разрушающие и наразрушающие способы оценки прочности древесины.
- •78.Физико-химические свойства: 1.Прекрасный теплоизоляционный материал
- •79. Состав и свойства и область применения битумов и дегтей
- •80. Рулонные кровельные материалы на основе битумов и дегтей
- •81. Мастики горячие и холодные особенности состава и применения
- •82. Гидроизоляционные материалы на основе битумов и дегтей
- •83. Асфальтобетоны состав и свойства
- •86. Отделочные полимерные материалы
- •87. Достоинства и недостатки синтетических полимеров
- •88. Компоненты лакокрасочных материалов, их основные свойства. Классификация по пленкообразователям.
- •89. Получение и применение полимерных бетонов
- •90) Классификация тим по структуре и внешнему виду
- •91) Значение тим в строительстве
- •92) Неорганические тим из природного сырья
- •93) Искусственные необжиговые материалы ячеистой структуры
- •94) Изделия теплоизоляционные на основе минеральной ваты.
- •95) Акустические и звукопоглощающие материалы из минеральной ваты
- •96) Асбест - сырье для получения тим
- •97) Синтетические органические тим
55) Химико-минералогический состав портландцементного клинкера
Портландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера и небольшого количества гипса (1,5...3 %). Клинкер получают обжигом до спекания сырьевой смеси, обеспечивающей в портландцементе преобладание силикатов кальция. К клинкеру для замедления схватывания цемента добавляют гипс. Для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости портландцемента допускается введение минеральных добавок.
Производство. Основные операции при получении портландцемента: приготовление сырьевой смеси, обжиг ее до получения цементного клинкера и помол его совместно с добавками. Клинкер имеет следующий химический состав(%): СаО – 62...68, SiO2 – 18...26, А12О3 – 4...9, Fе2О3 – 2...6. Чаще используют известняк и глину в соотношении 3:1. В сырьевую смесь вводят корректирующие добавки и промышленные отходы, обеспечивающие требуемый состав клинкера.
Тщательно подготовленную сырьевую смесь (рис.8.1.) подают на обжиг во вращающуюся печь, диаметром до 7 м и длиной до 185 м. Изнутри печь выложена огнеупорным кирпичом. Печь установлена под небольшим (3...4˚) углом к горизонту и вращается (0,8...1,3 мин-1), благодаря этому сырьевая смесь перемещается в ней от верхнего конца к нижнему, куда подается топливо. Максимальная температура обжига 1450° С. При таких высоких температурах оксид кальция СаО, образовавшийся в результате разложения известняка, взаимодействует с оксидами SiO2, А12О3 и Fе2О3, образующимися при разложении глины. Продукты взаимодействия, частично плавясь и спекаясь друг с другом, образуют портландцементный клинкер – плотные твердые гранулы серого цвета. В состав портландцементного клинкера входят четыре основных минерала (табл. 8.1) и небольшое количество стеклообразного вещества.
Таблица 8.1. Минеральный состав портландцементного клинкера
|
Минерал |
Формула |
Количество, % |
|
Трехкальциевый силикат (алит), C3S Двухкальциевый силикат (белит), C2S Трехкальциевый алюминат, C3A Четырехкальциевый алюмоферрит, C4AF |
3CaO · SiO2 3CaO · SiO2 3CaO · AL2O3 4CaO · Al2O3 · Fe2O3 |
42…65 12…35 4…14 10…18 |
Примечание: В скобках сокращенное обозначение клинкерных минералов.
Портландцементный клинкер (на 60…80%) состоит из силикатов кальция, из-за чего портландцемент называют силикатным цементом.
Для получения портландцемента клинкер размалывают в трубных или шаровых мельницах с гипсом и другими добавками. Свойства портландцемента зависят от его минерального состава и тонкости помола клинкера. При взаимодействии с влагой воздуха активность портландцемента падает, поэтому его предохраняют от действия влаги. Портландцемент хранят в силосах, а транспортируют в специальных вагонах, автомобилях-цементовозах.
56) Свойства клинкерных минералов и влияние на свойства вяжущего
Клинкер. Качество клинкера зависит от его химического и минералогических составов. Для производства портландцементного клинкера применяют известняк и глину. Известняк в основном состоит из двух оксидов: СаО и СO2, а глина — из различных минералов, содержащих в основном три оксида: SiO2, Аl2О3 и Fe2O3. В процессе обжига сырьевой смеси удаляется СO2, а оставшиеся четыре оксида: СаО, SiO2, Аl2О3 и Fe2O3 — образуют клинкерные минералы. Содержание оксидов в цементе примерно следующее: 64...67% СаО, 21...24% SiO2, 4...8% Аl2O3, 2...4% Fe2O3.
Кроме указанных основных оксидов в портландцементном клинкере могут присутствовать MgO и щелочные оксиды К2О и Na2O, снижающие качество цемента. Оксид магния, обожженный при температуре около 1500°С, при взаимодействии с водой очень медленно гасится и вызывает появление трещин в уже затвердевшем растворе или бетоне, поэтому содержание оксида магния в портландцементе не должно быть более 5%. Наличие в цементе щелочных оксидов выше 1 % может вызвать разрушение отвердевшего бетона на таком цементе.
Указанные выше основные оксиды находятся в клинкере не в свободном виде, а образуют при обжиге четыре основных минерала, относительное содержание которых в портландцементе следующее (%): трехкальциевый силикат 3CaO•SiO2 (алит) — 45...60; двухкальциевый силикат 2CaO•SiO2 (белит)— 20...35; трехкальциевый алюминат 3СaO•Аl2O3 — 4...12; четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO•Al2O3•Fe2O3—10...18. Сокращенное обозначение этих минералов следующее: C3S, C2S, С3А и C4AF.
• Алит (C3S) — основной минерал клинкера, быстро твердеет и практически определяет скорость твердения и нарастания прочности портландцемента. Он представляет собой твердый раствор трехкальциевого силиката и небольшого количества (2...4%) MgO, Аl2O3, Р2О5, Cr2О3 и других примесей, которые могут существенно влиять на структуру и свойства портландцемента.
• Белит (β-C2S) — второй по важности и содержанию силикатный минерал клинкера, медленно твердеет и достигает высокой прочности при длительном твердении. Белит в клинкере представляет собой твердый раствор двухкальциевого силиката (β-C2S) и небольшого количества (1...3%) Аl2O3, Fe2O3, MgO, Сr2O3 и др. В связи с тем что белит при медленном охлаждении клинкера теряет вяжущие свойства, переходя из β-C2S в γ-C2S, это явление предотвращается быстрым охлаждением клинкера.
Содержание минералов-силикатов в клинкере в сумме составляет около 75%, поэтому гидратация алита и белита в основном определяет свойства портландцемента. Оставшиеся 25% объема клинкера между кристаллами алита и белита заполнены кристаллами С3А, C4AF, стекла и второстепенными минералами.
• Трехкальциевый алюминат (С3А) при благоприятных условиях обжига образуется в виде кубических кристаллов. Он очень быстро гидратирует и твердеет. Продукты гидратации имеют пористую структуру и низкую прочность. Кроме того, С3А является причиной сульфатной коррозии цемента, поэтому его содержание в сульфатостойком цементе ограничено 5%.
• Четырехкальциевый алюмоферрит (C4AF) — алюмоферритная фаза промежуточного вещества клинкера, представляет собой твердый раствор алюмоферритов кальция разного состава, обычно ее состав близок к 4СаО•Аl2О3•Fe2О3. По скорости гидратации этот минерал занимает как бы промежуточное положение между алитом и белитом и не оказывает определяющего значения на скорость твердения и тепловыделение портландцемента.
Клинкерное стекло присутствует в промежуточном веществе в количестве 5... 15%, которое в основном состоит из СаО, Аl2О3, MgO, К2О и Na2O.
При правильно рассчитанной и тщательно подготовленной и обожженной сырьевой смеси клинкер не должен содержать свободного оксида кальция СаО, так как пережженная при температуре около 1500°С известь, так же как и магнезия MgO, очень медленно гасится, увеличиваясь в объеме, что может привести к растрескиванию уже затвердевшего бетона.