21. Жидкое стекло

Это жидкость темно-желтого или коричневого цвета, являющаяся коллоидным раствором двуокиси кремния в едкой натриевое или калиевой щелочи (Na O nSiO , K O nSiO ).

Получают путем совместного спекания смеси кварцевого песка, соды при t = 1400 °С. При взаимодействии с водой силикаты подвергаются гидролизу, при этом образуется гель кремниевой кислоты, которая и является вяжущим веществом.

Недостатки: жидкое стекло без добавки воды твердеет очень медленно. Для ускорения твердения в жидкое стекло добавляют ускорители обр-я кремневой кислоты.

Область применения: натриевое стекло применяют для закрепления грунтов, для изготовления огнеупорных и кислотоупорных изделий.

Калиевое стекло применяют для изготовления силикатных красок.

Кислотоупорный цемент

Изготовляют из кислотоупорного заполнителя (кварц, кварцит, диабаз, андезит) и ускорителя твердения (кремнефториевый натрий).

Кислотоупорный цемент затворяют водным раствором жидкого стекла.

Основное свойство:

- этот цемент сопротивляется воздействию практически всех кислот (кроме трех: фтористая, фтористоводородная и фосфорная)

Начало схватывания – 20 мин, коней 8 часов. Через 15 – 20 суток после затворения цемент травят кислотой (чем выше концентрация кислоты, тем более кислотоупорнее становится цемент). Прочность при сжатии 28 суток 30 МПа.

Недостатки: теряет прочность при t = -20 °С, разрушается в щелочах.

Область применения: изготавливают бетоны и растворы, экспл-е на химических предприятиях.

22. Гидравлические вяжущие вещества Гидравлическая известь:

получают путем обжига при t = 900 - 1100 °С мергелистых известняков, содержащих до 20% глинистых примесей.

При обжиге образуются силикаты (2СаОSiO ), алюминаты (СаОAl O ) и ферриты кальция (2СаОFe O ) все эти оксиды способны твердеть и в воде, и на воздухе. При обжиге образуется так же СаО, который гасится при добавлении воды.

Твердеет известь за счет гидратации этих оксидов. Чем больше данных оксидов содержит известь, тем быстрее она твердеет и тем выше ее прочность. Прочность при сжатии в возрасте 28 суток 4 МПа.

Известь должна пройти испытание на равномерность изменения объема.

Область применения: используется для приготовления бетонов и растворов, которые эксп-я как в сухой, так и во влажной среде, для изготовления водостойких фасадных красок.

23. Портландцемент

Это продукт тонкого помола цементного клинкера, который получают путем обжига и в котором преобладает силикат кальция(2СаОSiO ).

Основными свойствами сырьевой смеси для производства клинкера являются оксиды: СаО, SiO , Al O , Fe O . Сам клинкер состоит из зерен d = 40мм.

Основные требования к сырьевой смеси:

- содержание глины – 20%

- мергелистого известняка – 80%

- свободной извести не должно быть

Основные минералы клинкера портландцемента:

- трехкальцеевый силикат 3СаОSiO - 45 – 60%

Он быстро твердеет и определяет скорость нарастания прочности портландцемента

- двухкальцеевый силикат 2СаО SiO - 20 – 35%

Он медленно твердеет и достигает своей максимальной прочности после длительного твердения

- трехкальцеевый алюминат 3СаО Al O - 4 – 12%

Он твердеет быстро, но имеет низкую прочность, является причиной сульфатной коррозии камня

- четырехкальцеевый алюмоферрит 4СаО Al O Fe O - 10 – 18%

По скорости твердения и прочности занимает промежуточное место между 2 первыми оксидами.

Процесс производства портландцемента

- добыча известняка и глины

- подготовка сырьевых материалов

- приготовление из сырьевых материалов однородной смеси заданного состава

- обжиг смеси

- измельчение клинкера в порошок совместно с гипсом (4%)

Выделяют способы производства:

- сухой (исходные компоненты измельчают и перемешивают в виде сухого порошка)

- мокрый (исходные материалы перемешивают с добавлением воды, при этом влажность жидкого шлама составляет 35 – 45%)

В воде облегчается измельчение исходных компонентов. Данный способ примерно в 1,5 – 2 раза дороже, чем сухой.

Рисунок 1- вращающаяся печь для обжига

Печь установлена с наклоном 3 – 4 ° и работает по принципу противотока.

При обжиге в печи происходят процессы:

1 испаряется влага

2 выгорают органические примеси

3 образуется 4 основных оксида клинкера

4 происходит частичное плавление материала

После выхода из печи материал охлаждают в холодильнике, размалывают в специальных печах с добавкой гипса.

Глубина гидратации зерен портландцемента составляет 20 – 40 микрон. После измельчения готовый портландцемент поступает в шлосы для охолождения, затем его сортируют в многослойные бумажные мешки по 50 кг и отправляют потребителю.

Портландцемент по прочности подразделяют на следующие марки (кг/см ). М 400, 500 ,550 и 600.