- •Предисловие
- •Глава I топливо и смазочные материалы §I. Общие сведения о топливе Значение топлива в народном хозяйстве ссср
- •Понятие о топливе и его классификация
- •Состав и свойства топлива
- •§ 2. Твердое топливо и продукты его переработки Основные виды твердого топлива
- •Свойства твердого топлива
- •Способы добычи ископаемого твердого топлива
- •Классификация и маркировка ископаемого твердого топлива
- •Методы и продукты переработки твердого топлива
- •Условия хранения и транспортирования твердого топлива
- •§ 3. Жидкое топливо Состав и свойства нефти
- •Классификация и методы добычи нефти
- •Методы и продукты переработки нефти
- •Состав, свойства и ассортимент моторных топлив
- •Котельное топливо
- •§ 4. Газообразное топливо Значение газообразного топлива в народном хозяйстве страны
- •Виды газообразного топлива
- •§ 5. Смазочные материалы Назначение и классификация смазочных материалов
- •Ассортимент и маркировка смазочных масел
- •Ассортимент и маркировка консистентных смазок
- •Условия хранения и транспортировании горюче-смазочных материалов
- •Контрольные задания
- •Глава іі химические материалы § 1. Неорганические кислоты, щелочи и соли Классификация и методы получения кислот
- •Ассортимент, применение, хранение и перевозка кислот
- •§ 2. Пластмассы Общие сведения о полимерах
- •Понятие о пластмассах и их классификация
- •Сырьевые пластмассы
- •Пленочные полимерные материалы
- •Листовые пластмассы
- •Газонаполненные пластмассы
- •Условия хранения и транспортирования пластмасс
- •§ 3. Каучуки, резина и резиновые технические изделия Состав, свойства и основные виды каучуков
- •Состав, свойства и классификация резины
- •Классификация, ассортимент и маркировка резиновых технических изделий
- •§ 4. Текстильные волокна и материалы Классификация текстильных волокон и нитей
- •Характеристики текстильных волокон и нитей, их измерители
- •Важнейшие виды натуральных волокон
- •Химические волокна
- •Текстильные ткани и материалы
- •Упаковка, маркировка, транспортировании и хранение текстильных материалов
- •§ 5. Лакокрасочные материалы Назначение, состав и классификация лакокрасочных материалов
- •Условные обозначения лакокрасочных материалов и покрытий
- •Основные лакокрасочные материалы
- •Вспомогательные и подсобные лакокрасочные материалы
- •Условия хранения и транспортирования лакокрасочных материалов
- •Контрольные задания
- •Глава III металлы и металлоизделия § 1. Основы металловедения и термообработки металлов и сплавов Значение и классификация металлов и сплавов на их основе
- •Свойства металлов и сплавов, их измерители
- •Строение металлов и сплавов, их кристаллизация
- •Способы изменения структуры и свойств металлов в твердом состоянии
- •Методы исследования структуры металлов и сплавов
- •Коррозия и методы защиты от нее
- •§ 2. Производство и характеристика чугунов Исходное сырье для выплавки чугуна
- •Чугунные отливки и трубы
- •Методы изменения свойств и контроль качества чугунов
- •Ферросплавы
- •§ 3. Производство и характеристика сталей Сырьевые материалы для выплавки стали и способы ее производства
- •Химический состав стали
- •Строение стального слитка и металлургические методы повышения его качества
- •Виды термической и химико-термической обработки стали
- •Классификация и ассортимент стали
- •§ 4. Стальной прокат и металлические изделия Общие сведения и классификация продукции прокатного производства
- •Сортамент стального проката
- •Сортамент металлоизделий промышленного назначения
- •Условия хранения и транспортирования стального проката и металлоизделий
- •§ 5. Цветные металлы и сплавы на их основе Значение и особенности производства цветных металлов
- •Легкие металлы
- •Тяжелые металлы
- •Тугоплавкие металлы
- •Драгоценные металлы
- •§ 6. Неорганические и металлические порошковые материалы и изделия на их основе Значение и применение порошковых материалов и изделий
- •Способы получения и характеристики металлических порошков
- •Ассортимент и маркировка металлических и неорганических порошков
- •Методы получения изделий порошковой металлургии
- •Контрольные задания
- •Глава IV строительные материалы § 1. Общие сведения о строительных материалах Значение и классификация строительных материалов
- •Свойства строительных материалов и изделий
- •§ 2. Природные каменные материалы Значение и классификация природных каменных материалов
- •Классификация и основные свойства важнейших горных пород
- •Материалы и изделия из природного камня
- •Условия хранения и транспортирования материалов и изделий из природного камня
- •§ 3. Стекло и стеклоизделия Общие сведения о стекле и стеклоизделиях
- •Листовые стекломатериалы
- •Строительные изделия из стекла
- •Условия хранения и транспортирования стекла и стеклоизделий
- •§ 4. Керамические материалы и изделия Общие сведения о керамических материалах и их классификация
- •Стеновые керамические материалы
- •Керамические изделия для облицовки и отделки
- •Керамические материалы и изделия различного назначения
- •Условия хранения и транспортирования керамических материалов и изделий
- •§ 5. Минеральные вяжущие вещества и материалы на их основе Классификация и свойства минеральных вяжущих веществ
- •Ассортимент минеральных вяжущих веществ
- •Материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ
- •Условия хранения и транспортирования минеральных вяжущих веществ и материалов на их основе
- •§ 6. Органические вяжущие вещества и материалы на их основе Состав, свойства и основные виды органических вяжущих веществ
- •Ассортимент органических вяжущих веществ
- •Материалы и изделия на основе органических вяжущих веществ
- •Условия хранения и транспортирования органических вяжущих веществ и материалов на их основе
- •§ 7. Лесные и бумажные материалы Значение, состав и свойства древесины
- •Классификация лесных материалов
- •Круглые лесоматериалы
- •Пиломатериалы
- •Прогрессивные древесные материалы
- •Изделия и конструкции из древесины
- •Сырьё, полуфабрикаты и производство бумажной продукции
- •Классификация и ассортимент бумажной продукции
- •Условия хранения и транспортирования лесных и бумажных материалов
- •Контрольные задания
- •Содержание
Ассортимент минеральных вяжущих веществ
Наиболее широко применяемыми в строительстве гидравлическими минеральными вяжущими веществами являются цементы. Их получают высокотемпературной (до частичного или полного плавления) обработкой сырьевых материалов, состоящих в основном из силикатов и алюминатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинкером.
По виду клинкера и вещественному составу различают портландцемент, портландцемент с активными минеральными добавками (до 20 %), шлакопортландцемент (с добавлением свыше 20 % гранулированного шлака), пуццолановый портландцемент (свыше 20 % активных минеральных добавок), гипсоцементно-пуццолановое вяжущее, глиноземистый, высокоглиноземистый и гипсоглиноземистый (на основе глиноземистого клинкера) цемент.
По прочности на сжатие (МПа) цементы выпускаются высокопрочные (марок 55 и выше), повышенной прочности (марка 50), рядовые (марок 30—40) и низкомарочные (ниже марки 30), по скорости твердения — обычные (твердеют в течение 28 сут), быстротвердеющие (3—28 сут) и особобыстротвердеющие (1 сут и менее), а по срокам схватывания — медленносхватывающиеся (начало схватывания через 1,5 ч и более после затворения), нормально схватывающиеся (от 45 мин до 1,5 ч) и быстросхватывающиеся (менее 45 мин).
Кроме этого, цементы классифицируются по сульфатостойкости, объемной деформации при твердении (безусадочные, расширяющиеся, напрягающиеся) и декоративным свойствам (цветные и белые).
Основным представителем цементов является портландцемент и его разновидности.
Портландцемент получают размолом клинкера, производимого на основе смеси известняка, глины и некоторых других добавок. Сырьевая смесь обжигается при температуре 900—1500°C в специальных вращающихся печах, представляющих цилиндр из листовой стали, облицованный внутри огнеупорным материалом. Печь установлена под углом 3,5—4° к горизонту. Сырьевая смесь загружается в верхнюю часть печи и постепенно перемещается к нижнему концу, откуда вдувается топливо (мазут, пылевидный уголь, природный газ). При горении топлива образуются горячие газы, движущиеся навстречу сырьевой смеси и нагревающие ее. Образующийся таким образом раскаленный клинкер быстро охлаждают, 10—15 дней выдерживают на складе, после чего размалывают и упаковывают в бумажные мешки массой по 50 кг или загружают в специально оборудованные транспортные средства.
Обычный портландцемент представляет собой тонкий порошок серо-зеленого цвета. Он выпускается марок 40, 50, 55 и 60 (МПа).
Портландцемент с активными минеральными добавками выпускается пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сульфатостойкий, тампонажный, расширяющийся, напрягающийся, белый, цветной, шлаковый и пуццолановый.
Пластифицированный портландцемент содержит поверхностно-активную добавку, повышающую пластичность цементного теста и его морозостойкость.
Гидрофобный портландцемент длительно сохраняет активность и не комкуется при повышенной влажности, так как содержит поверхностно-активную добавку, уменьшающую способность цемента смачиваться водой. Он отличается также повышенной пластичностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью.
Пластифицированный и гидрофобный цементы выпускаются марок 30, ..., 40 (МПа) и предназначены для изготовления растворов и бетонов. Их применение снижает расход цемента на 5—8 %.
Быстротвердеющий цемент (БТЦ) отличается тонкостью помола. Благодаря этому, а также наличию минеральных добавок он твердеет в течение 3 сут с момента затворения. Выпускается также сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ), распалубка изделий из которого возможна уже через 1—4 ч. Быстротвердеющие цементы выпускаются марок 40,...,50 (МПа) и применяются для производства железобетонных конструкций, а также при зимних бетонных работах. Их недостатками являются повышенное тепловыделение, а также быстрая порча даже при кратковременном хранении.
Сульфатостойкий портландцемент обладает повышенной стойкостью к действию агрессивных вод и пониженной теплоотдачей при затворении и твердении. Он выпускается марок 40, ..., 50 (МПа), предназначен для получения гидротехнических бетонов.
Тампонажный портландцемент предназначен для цементирования нефтяных и газовых скважин. Он выпускается утяжеленный (повышенной плотности), песчанистый (повышенной коррозионной и термостойкости), солестойкий (повышенной стойкости к воде, содержащей хлористые соли) и низкогигроскопичный.
Расширяющийся портландцемент (РПЦ) отличается равномерным приращением объема при твердении в условиях повышенной влажности и отсутствия усадки при твердении на воздухе, благодаря чему получаемый бетон не имеет трещин. Он характеризуется также высокой плотностью и водонепроницаемостью.
Напрягающийся портландцемент обладает свойством расширяться и повышать напряжение железобетона, поэтому его используют для изготовления бетонных покрытий аэродромов, напорных труб, резервуаров для воды и др.
Белый портландцемент получают из мрамора или известняков и белых каолиновых глин, содержащих минимальное количество окрашивающих окислов металлов. По степени белизны он выпускается трех сортов, а по прочности — марок 40 и 50 (МПа).
Цветные портландцементы получают помолом белого клинкера и минеральных пигментов.
Белые и цветные цементы используют для изготовления облицовочных и архитектурных деталей, а также отделочных работ. Шлаковый портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и гранулированного доменного шлака. Он выпускается обычный, быстротвердеющий и сульфатостойкий, марок 20,...,50 (МПа) и применяется для гидротехнического строительства, а также сооружения конструкций, эксплуатируемых во влажной среде, кроме подвергаемых частому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию.
Пуццолановый портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и добавок вулканического происхождения (диатомита, трепела, вулканического пепла и др.). Он выпускается марок 20,..., 40 (МПа), отличается повышенной водостойкостью, меньшими водопроницаемостью и тепловыделением. Пуццолановый портландцемент используют для изготовления массивных подводных и подземных бетонных конструкций, кроме таких, которые подвергаются частому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию.
Принципиально новым цементом является гипсоцементно-пуццолановое вяжущее, получаемое смешиванием гипса, портландцемента, а также добавок, содержащих кремнезем. Оно отличается быстротой твердения, простотой производства, водостойкостью, повышенной сульфатостойкостью. Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее выпускается марок 10 и 15 (МПа) и применяется при изготовлении панелей для внутренних стен, оснований полов и др.
Глиноземистые цементы получают помолом клинкера, производимого из бокситов и извести. Они выпускаются с добавками или без них, марок 40, 50 и 60 (МПа). Глиноземистые цементы отличаются быстротой твердения в условиях повышенной влажности и при нормальной температуре, стойкостью к действию агрессивных сред и термостойкостью, однако обладают значительным тепловыделением, разрушаются щелочами. Они применяются при срочных ремонтных работах, для футеровки тепловых аппаратов, травильных ванн, тампонирования нефтяных и газовых скважин, гидроизоляции шахт (гипсоглиноземистый расширяющийся цемент) и др.
Особую группу составляет кислотоупорный цемент, изготовляемый из измельченного кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Он затворяется жидким стеклом и выпускается типов I (для кислоупорных замазок) и II (для кислотоупорных растворов и бетонов), марок 50, ..., 60 (МПа). Такой цемент стоек к кислотам (кроме фтористо-водородной, кремнефтористо-водородной и фосфорной), однако теряет прочность в воде и щелочах.
К гидравлическим вяжущим веществам относится также гидравлическая строительная известь. Ее получают обжигом кальциево-магниевых карбонатных пород с содержанием глинистых примесей 6—25 % при температуре 900—1000°C. В последнее время ее выпуск сокращается, что обусловлено наращиванием производства портландцемента.
К воздушным вяжущим веществам относятся воздушная строительная известь, жидкое стекло, а также гипсовые, ангидритовые и магнезиальные вяжущие.
Воздушная строительная известь — это продукт обжига при температуре 1000—1200°C известняка, мела и других карбонатных пород с содержанием глинистых примесей до б %. В результате получают комовую известь (в виде каменистых кусков), которую в рабочее состояние превращают либо помолом (молотая известь), либо взаимодействием с водой — гашением (гашеная известь). В процессе гашения выделяется большое количество тепла, превращающее часть воды в пар. Поэтому гашеную известь называют также кипелкой.
В зависимости от количества воды, добавляемой к комовой извести, гашеная известь подразделяется на известковое тесто (известковое молоко), где воды в 3—4 раза больше, чем извести, и пушенку — воды 40—70 % массы извести. По скорости гашения известь подразделяется на быстрогасящуюся (менее 20 мин) и медленногасящуюся.
Строительная воздушная известь используется для приготовления строительных растворов и бетонов, получения силикатных материалов, а также в текстильной, лакокрасочной, сахарной и других отраслях промышленности.
Жидкое (растворимое) стекло представляет собой силикат натрия Na2O·SiO2 или калия K2O·SiO2, получаемый сплавлением кварцевого песка и кальцинированной соды или сульфата натрия и поташа при температуре 1400°C. После охлаждения расплава получают куски стекла, называемые силикат-глыбой.
Жидкое стекло применяют в виде вязкой жидкости темно-желтого или коричневого цвета, представляющей собой коллоидный раствор двуокиси кремния в едкой натриевой или калиевой щелочи.
Жидкое натриевое стекло используют для уплотнения грунтов, укрепления бетонной и каменной кладки, приготовления жаро-, огне- и кислотоупорных бетонов и растворов, огнезащитных обмазок. Жидкое калиевое стекло дороже и применяется реже натриевого. Оно используется для приготовления кислотоупорных бетонов и растворов, а также силикатных красок.
Гипсовые и ангидритовые вяжущие вещества представляют собой продукты обжига и последующего помола природного гипсового камня и ангидрида CaSO4, а также отходов химической промышленности (фосфогипс) при температурах 150—160°C (низкообжиговые) или 700—1000°C (высокообжиговые). К низкообжиговым вяжущим относятся строительный, высокопрочный и формовочный гипс, а к высокообжиговым — эстрих-гипс и ангидритовый цемент.
Гипс строительный (алебастр) применяется для внутренних отделочных работ в составе штукатурных растворов, выпуска плит, панелей и архитектурных деталей, гипс высокопрочный — для изготовления несущих конструкций, работающих на изгиб, а также гипсобетонных деталей, работающих на сжатие, гипс формовочный — для изготовления архитектурных деталей и скульптурных изделий.
Эстрих-гипс используется для устройства мозаичных полов, изготовления искусственного мрамора, гипсобетона, отделочных и декоративных работ. Ангидритовый цемент отличается от гипсовых вяжущих медленным схватыванием, а также добавками к сырью шлака, извести и доломита. Он применяется для создания бесшовных полов, производства пустотелых бетонных изделий и кладочных растворов.
Гипсовые вяжущие вещества отличаются пределами прочности при изгибе и сжатии (табл. 12).
Таблица 12. Марки гипсовых вяжущих веществ, МПа
Марки |
Предел прочности |
Марки |
Предел прочности |
||
при изгибе |
при сжатии |
при изгибе |
при сжатии |
||
Г-2 |
12 |
20 |
Г-10 |
45 |
100 |
Г-3 |
18 |
30 |
Г-13 |
55 |
130 |
Г-4 |
20 |
40 |
Г-16 |
60 |
160 |
Г-5 |
25 |
50 |
Г-19 |
65 |
190 |
Г-6 |
30 |
60 |
Г-22 |
70 |
220 |
Г-7 |
35 |
70 |
Г-25 |
80 |
250 |
В зависимости от начала и конца схватывания гипсовые вяжущие выпускаются индексов А (быстродействующие, начало схватывания — не ранее 2 мин, конец схватывания— не позднее 15 мин), Б (нормально твердеющие, начало схватывания — не ранее 6 мин, конец схватывания — не позднее 30 мин) и В (медленнотвердеющие, начало схватывания — не ранее 20 мин, конец схватывания не нормируется).
По степени помола гипсовые вяжущие выпускаются грубого, среднего и тонкого помола.
В соответствии с этим маркировка гипсовых вяжущих буквенно-цифровая. Например, Г-7Б1, где Г-7 — марка, Б — быстротвердеющее, 1 — степень помола,
Для замедления схватывания гипсовых вяжущих в их состав вводят органические добавки (животный клей, известь, сульфатно-дрожжевую бражку) или отработанные дубильные растворы кожевенной промышленности, а для ускорения схватывания — молотую гипсовую отливку.
Магнезиальные вяжущие вещества получают обжигом магнезита или доломита при температуре 800— 850°C. Соответственно получают каустический магнезит и каустический доломит.
Магнезиальные вяжущие затворяют растворами солей хлористого или сернокислого магния. Они хорошо сцепляются с органическими заполнителями (древесной стружкой, опилками, кострой и т. п.) и поэтому успешно применяются для изготовления фибролита (теплоизоляционного материала), ксилолита (материала для устройства полов), мозаичных плиток, искусственного мрамора и др.