- •Кафедра «Производство строительных изделий и конструкций»
- •1. Введение
- •1.1. Общие сведения о вяжущих веществах, их значение для народного хозяйства
- •1.2. Краткие сведения о развитии производства вяжущих веществ
- •1.3. Классификация и номенклатура минеральных вяжущих материалов
- •2. Гипсовые и ангидритовые вяжущие
- •2.1. Сырье для производства гипсовых вяжущих
- •2.2. Дегидратация двуводного гипса и модификации водного и безводного СаSо4
- •2.3. Технология производства гипсовых вяжущих
- •2.4. Твердение гипсовых вяжущих
- •2.5. Свойства гипсовых вяжущих и их применение
- •2.6. Ангидритовые вяжущие вещества
- •3. Воздушная строительная известь
- •3.1. Разновидности строительной извести, ее состав
- •3.2. Сырьевые материалы для производства строительной воздушной извести
- •3.3. Технология производства строительной извести
- •3.4. Виды твердения воздушной строительной извести
- •3.5. Свойства строительной извести и ее применение
- •4. Магнезиальные вяжущие вещества
- •4.1. Сырье для производства магнезиальных вяжущих веществ
- •4.2. Производство каустического магнезита и каустического доломита
- •4.3. Твердение магнезиальных вяжущих веществ
- •4.4. Свойства магнезиальных вяжущих веществ
- •4.5. Применение магнезиальных вяжущих веществ
- •5. Гидравлическая известь
- •6. Портландцемент
- •6.1. Общая характеристика и вещественный состав портландцемента
- •6.2. Химический и минеральный состав клинкера
- •6.3. Сырьевые материалы для производства портландцемента
- •7. Технология производства портландцемента
- •7.1. Способы производства портландцемента
- •7.2. Добыча и транспортирование сырьевых материалов
- •7.3. Складирование сырья, добавок, топлива
- •7.4. Измельчение материалов и приготовление сырьевой смеси
- •7.5. Обжиг сырьевой смеси и получение клинкера
- •7.6. Помол клинкера и добавок и получение портландцемента
- •8. Физико-химические основы схватывания и твердения портландцемента. Структура цементного теста и камня
- •8.1. Взаимодействие цемента с водой и химический состав новообразований
- •8.2. Теория твердения портландцемента
- •8.3. Формирование структуры и свойств цементного теста
- •8.3. Структура цементного камня
- •10. Стойкость портландцемента к химической коррозии
- •11. Разновидностипортландцемента
- •11.1 Быстротвердеющий и высокопрочный портландцементы
- •11.2. Портландцемент с поверхностно-активными добавками
- •11.3. Сульфатостойкий портландцемент
- •11.4. Портландцемент с умеренной экзотермией
- •11.5. Портландцемент для дорожного строительства
- •11.5. Портландцемент для производства асбестоцементных изделий
- •11.6. Белый и цветные портландцементы
- •12. Многокомпонентные цементы с природными минеральными добавками
- •12.1. Активные минеральные добавки
- •12.2. Пуццолановый портландцемент
- •12.3. Известково-пуццолановое вяжущее вещество
- •12.4. Цементы с микронаполнителями
- •12.5. Композиционные гипсовые вяжущие
- •13. Шлаковые цементы
- •13.1. Шлаки и их свойства
- •13.2. Шлакопортландцемент
- •13.3. Извсстково-шлаковое вяжущее
- •13.4. Известково-зольное вяжущее
- •13.5. Сульфатно-шлаковые вяжущие
- •14. Цементы из специальных клинкеров
- •14.1. Глиноземистый цемент
- •14.2. Расширяющиеся и напрягающие цементы
- •14.3. Сверхбыстротвердеющие цементы
- •15. Органические вяжущие вещества
- •15.1. Полимерные вяжущие
- •15.2. Битумные и дегтевые вяжущие
- •15.3. Неорганические вяжущие с добавками полимерных веществ
1.3. Классификация и номенклатура минеральных вяжущих материалов
Различают несколько разновидностей минеральных вяжущих материалов: гидравлические, воздушные, кислотоупорные и автоклавного твердения. Каждая из этих разновидностей включает ряд вяжущих веществ, отличающихся составом и свойствами.
Гидравлические вяжущие материалы (цементы) способны при затворении водой после предварительного затвердевания на воздухе продолжать твердеть в воде, сохраняя и наращивая свою прочность. По ГОСТ 23464—79 цементы классифицируют: по виду клинкера (продукта обжига сырьевой смеси) и вещественному составу; прочности при твердении; скорости твердения; срокам схватывания; нормированию специальных свойств.
По виду клинкера и вещественному составу различают цементы: на основе портландцементного клинкера (портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент) и на основе глиноземистого клинкера (глиноземистый, высокоглиноземистый и гипсоглиноземистый).
Выпускаются также специальные цементы, к которым предъявляют дополнительные требования по сульфатостойкости, объемной деформации при твердении, тепловыделению, декоративным свойствам. Для каждого цемента регламентируют основное назначение и допустимые области применения.
Воздушные вяжущие материалы при затворении водой схватываются, твердеют и превращаются в камень только на воздухе. Образовавшийся камень сохраняет длительно прочность также только в воздушной среде, поэтому такие материалы могут применяться лишь в надземных сооружениях, не подвергающихся действию воды. К ним относятся: строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие материалы.
В отдельную группу кислотостойких вяжущих входит кислотоупорный цемент. Кислотоупорный цемент после затвердевания на воздухе может длительное время сохранять прочность при действии на него минеральных кислот. Его применяют в тех случаях, когда затвердевший камень работает в кислой среде.
Вяжущие материалы автоклавного твердения превращаются в камень только при автоклавной (гидротермальной) обработке под давлением насыщенного пара 0,9—1,3 МПа и температуре 167—198 °С. К этой группе относятся известково-кремнеземистые и извест-ково-нефелиновые вяжущие.
2. Гипсовые и ангидритовые вяжущие
Гипсовые вяжущие – это порошкообразные материалы, состоящие из полуводного гипса (CaSO4 · 0,5H2O) и получаемые тепловой обработкой при температуре в пределах 105-180 ºС природного двуводного гипса (СаSO4 · 2H2O) или гипсосодержащих техногенных отходов (вторичных ресурсов). При термообработке двуводного гипса в паровой среде под давлением в автоклавах или в водных растворов некоторых солей при атмосферном давлении образуется α-полуводный сульфат кальция (гипсовое вяжущее α-модификации). При обжиге сырья при 130-180 ºС получают β-полуводный сульфат кальция (гипсовое вяжущее β-модификации). Модификации полуводного гипса отличаются размерами и формой кристаллов: α-модификация имеет более крупные кристаллы без пустот и пор; β-модификация – бесформенные кристаллы, в которых много пор. Вследствие этого гипсовое вяжущее α-модификации имеет меньшую водопотребность, а затвердевший гипс из α-полугидрата приобретает повышенную плотность и прочность по сравнению с β-полугидратом.
Гипсовые вяжущие по традиции с некоторой условностью, отвечающей практическим целям, разделяют на: строительный гипс, состоящий из β-полугидрата; формовочный гипс того же состава с повышенными техническими свойствами; высокопрочный гипс, состоящий из α-полугидрата.
К гипсовым вяжущим веществам часто относят также смешанные композиции, основной составляющей которых является полуводный гипс, а дополнительной—-известь, цемент, молотые гранулированные доменные шлаки. В зависимости от вида дополнительной составляющей различают гипсоизвестковые, гипсоцементные, гипсошлаковые и другие вяжущие.
Ангидритовые (высокообжиговые гипсовые) вяжущие (ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс) получают при 600—1000 °С. Они состоят преимущественно из безводного сульфата кальция (ангидрита) и медленно твердеют.