2. Общая технология производства бетонных и железобетонных изделий, основные технологические процессы, их последовательность

2.1 Исходные сырьевые материалы (виды, назначение, получение)

2.1.1 Вяжущие материалы (гипс, известь, цемент)

Вяжущие материалы — вещества, способные затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зёрна песка, гравия, щебня. Это свойство вяжущих используется для изготовления: бетонов, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожжённых искусственных материалов; строительных растворов — кладочных, штукатурных и специальных.

В основу классификации современной широкой палитры вяжущих веществ, как правило, положены условия, в которых они проявляют свои вяжущие свойства. Таким образом, вяжущие можно разделить на 4 группы: воздушные, гидравлические, автоклавные, термотвердеющие.

Воздушные вяжущие вещества при затворении водой схватываются, твердеют и превращаются в камень только на воздухе. Образовавшийся камень длительно сохраняет прочность также только в воздушной среде. Такие материалы применяют только в надземных сооружениях, которые не подвергаются действию воды и в основном для внутренних помещений. К данной группе относят строительную воздушную известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие материалы.

Гидравлические вяжущие вещества (цементы) способны при затворении водой после предварительного затвердевания на воздухе продолжать твердеть в воде, сохраняя и наращивая свою прочность. К ним относятся портландцемент, глиноземистый цемент, шлакопортландцемент и др.

Автоклавные вяжущие материалы превращаются в камень лишь при гидротермальной обработке в среде насыщенного водяного пара при температурах 150 — 200°С и давлении 0,9 — 1,3 МПа, то есть в автоклаве. Это известково-кремнеземистые вяжущие, на основе которых получают силикатный кирпич и силикатные бетоны.

Термотвердеющие вяжущие вещества твердеют только при термообработке при температурах выше 20°С, как правило, до 400°С, например, фосфатные цементы.

Назначение вяжущих материалов – это связать в монолитное целое все компоненты будущего изделия или конструкции. Различают два вида вяжущих материалов: твердеющие только на воздухе - воздушные и материалы, на свойства которых после начала схватывания вода не может оказать отрицательного воздействия, а в некоторых случаях оказывает даже положительное воздействие, - гидравлические. К воздушным - относится глина, гипс и воздушная известь. К гидравлическим - гидравлическая известь и цементы.

Глина - это мягкая, мелкодисперсная разновидность горных пород. При разведении водой образует пластичную массу, легко подвергающуюся любому формообразованию. При обжиге глина спекается, твердеет и превращается в камневидное тело, а при более высоких температурах обжига расплавляется и может достичь стекловидного состояния. В зависимости от примесей глина принимает разный цвет окраски. Наиболее ценный сырьевой вид глины - белая глина - каолин.

Глина имеет свойство впитывать воду до определенного предела, после которого она уже не в состоянии ее впитывать или пропускать через себя. Это свойство глины используется для создания насыпных гидроизоляционных слоев. В зависимости от стойкости глины к температуре выделяют глины легкоплавкие, тугоплавкие и огнеупорные. Их температуры плавления соответственно от 13800°С, до 15500°С и выше 15500°С. Чистый каолин плавится при температуре выше 17500°С.

Известь получают путем обжига известняка при высоких температурах. Полученную таким образом известь называют известь-кипелка за то, что при контакте с водой идет активное выделение углекислого газа. Этот процесс называют "гашением". Для большинства случаев применения извести она должна быть "погашена". Для получения вяжущего раствора известковое тесто смешивают с песком. Такой раствор используют при кладке фундаментов под печи, дымовых труб и применяют для оштукатуривания стен домов и печей.

Гипс получают путем обжига горной породы - гипсового камня и последующего измельчения продукта обжига. Гипс существенно уступает цементу по прочности изделий, полученных при его использовании в качестве вяжущего материала, а также уступает ему в гигроскопичности - способности противостоять прониканию влаги в тело конструкции. Поэтому гипс применяют в конструкциях и растворах, работающих внутри помещений. Гипс бывает марки А - быстротвердеющий (конец схватывания - менее 15 мин) и марки Б - нормальнотвердеющий (конец схватывания - 30 мин). Гипс служит основой растворов для заделки мелких неровностей и трещин бетонных плоскостей стен и потолочных перекрытий, а также оштукатуривания печей.

Цемент - наиболее распространенный вяжущий материал, позволяющий получать изделия и конструкции высочайшей прочности. Цемент - результат мелкодисперсного измельчения продуктов спекания одного из видов глины - мергеля или смеси известняка и глины. Процесс спекания ведется в специальных печах. При измельчении к продуктам спекания делаются дозированные добавки гипса, шлака, песка и других компонентов, что позволяет получать цемент с самыми различными свойствами. Для обозначения максимальных прочностных качеств цемента применяется понятие марка. Все цементы имеют достаточно быстрое время твердения. Начало твердения - схватывания - лежит в пределах 40-50 мин, а конец твердения.

Индустрия вяжущих материалов играет важную роль в современном общественном и экономическом развитии, так как во многом определяет потенциал промышленного и жилищного строительства. Чтобы построить 1 м. жилой площади, в среднем нужно израсходовать примерно 300 кг вяжущих материалов. От темпов роста выпуска вяжущих материалов зависят масштабы капитального строительства, его экономичность и технический уровень. Цементы принадлежат к немногим важнейшим видам продукции, объем выпуска которых определяет экономический потенциал страны и уровень технического прогресса. При этом каждый вид вяжущего в соответствии с особенностями их свойств имеет свое назначение.

Нормативные документы на вяжущие материалы (цемент, гипс, известь):

- ГОСТ 125-79 (СТ СЭВ 826-77) Вяжущие гипсовые технические условия ТУ

- ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые методы испытаний (СТ СЭВ 826-77 в части методов испытаний)

- ГОСТ 26871-86 Материалы вяжущие гипсовые. Правила приемки. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение.

- ГОСТ 4.204-79 Материалы вяжущие: известь, гипс и вещества вяжущие на их основе.

- ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия ТУ.

- ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения.

- ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

- ГОСТ 23464-79 (СТ СЭВ 4471-84) Цементы классификация.