пс, сп, кп – индекс раскисления.

Наиболее широко используется в строительстве сталь марки Ст3, которая идет на изготовление металлических конструкций гражданских и промышленных зданий и сооружений, опор линий электропередач, резервуаров, арматуры для железобетона.

Маркировка легированных сталей: 10ХСНД

1 – содержание углерода в сотых долях процента.

2 – названия легирующих элементов, Х –хром, С – кремний, Н – никель, М – молибден, Д – медь, К – кобальт, Г – марганец, В – вольфрам, Ю – алюминий.

Наибольшее применение в строительстве для изготовления металлических конструкций получили стали марок 10ХСНД, 15ХСНД, 10Г2СД и др.

Стальные строительные материалы и изделия

Горячекатаные стали выпускают в виде равнополочного уголка (с полками шириной 20-250 мм); неравнополочного уголка; двутавров, тавров, швеллера…

В качестве крепёжных изделий из стали применяют заклёпки, болты, гайки, винты и гвозди. При выполнении строительно-монтажных работ применяют различные способы обработки металлов: механическую, термическую, сварку.

Холодную обработку металлов подразделяют на слесарную и обработку металлов резанием. Слесарная и обработка состоит из следующих технологических операций: разметки, рубки, резки, отливки, сверления, нарезки.

Обработку металлов, резание осуществляют путём снятия металлической стружки режущим инструментом (точение, строгание, фрезерование). Её производят на металлорежущих станках.

Коррозия металла и защита от неё. Воздействие на металлические конструкции и сооружения окружающей среды приводит к их разрушению, которое называется коррозией. Коррозия начинается с поверхности металла и распространяется в глубь него, при этом металл теряет блеск, поверхность его становится неровной, изъеденной.

По характеру коррозионных разрушений различают сплошную, избирательную и межкристаллитную коррозию.

Сплошную коррозию подразделяют на равномерную и неравномерную. При равномерной коррозии разрушение металла протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности. При неравномерной коррозии разрушение металла протекает с неодинаковой скоростью на различных участках его поверхности.

Избирательная коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Её подразделяют на поверхностную, точечную, сквозную, и коррозию пятнами.

Межкристаллитная коррозия проявляется внутри металла, при этом разрушаются связи по границам кристаллов, составляющих металл.

По характеру взаимодействия металла с окружающей средой различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия возникает при действии на металл сухих газов или жидкостей не электролитов (бензина, масла, смол). Электрохимическая коррозия сопровождается появлением электрического тока, возникающего при действии на металл жидких электролитов (водных растворов солей, кислот, щелочей), влажных газов и воздуха (проводников электричества).

Для предохранения металлов от коррозии применяют различные способы их защиты: герметизацию металлов от агрессивной среды, уменьшения загрязнённости окружающей среды, обеспечение нормальных температурно-влажностных условий, нанесение долговечных антикоррозионных покрытий. Обычно с целью защиты металлов от коррозии их покрывают лакокрасочными материалами (грунтовками, красками, эмалями, лаками), защищают коррозионностойкими тонкими металлическими покрытиями (в том числе оцинковывание, алюминиевые покрытия и др.) с помощью газотермического напыления, плакированием. Кроме этого, металл от коррозии защищают легированием, то есть путём плавления его с другим металлом (хром, никель и др.) и неметаллом.

Стальная арматура для железобетонных конструкций. Для армированияжелезобетонныхконструкций применяют стержневую проволочную арматуру гладкого и периодического профиля, канаты. Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта. Железобето́н — строительный композиционный материал, представляющий совместно работающие бетон и арматуру. Совместную работу обеспечивают сцепление бетона с арматурой, защита бетоном арматуры от коррозии, примерно одинаковые коэффициенты линейного расширения.

Предварительно напряжённый железобетон (преднапряжённый железобетон) — это строительный материал, предназначенный для преодоления неспособности бетона сопротивляться значительным растягивающим напряжениям. Конструкции из преднапряженного железобетона по сравнению с обычным имеют значительно меньшие прогибы и повышенную трещиностойкость, обладая одинаковой прочностью, что позволяет перекрывать большие пролеты при равном сечении элемента. По условиям применения бывает:напрягаемаяарматура;ненапрягаемая арматура. Для предварительно напрягаемых конструкций используют А-IV, A-V, A-VI, B-II,Bp-II,K-7,K-19. Остальная арматура используется только для изготовления сеток, каркасов, петель и т.д.

13) Стекло и стеклянные изделия

Стекло — переохлаждённый расплав сложного состава из смеси силикатов и других веществ. Стеклообразующие оксиды: SiO₂, P₂O₅, B₂O₅. Полученную при нагревании стекломассу формуют различными методами: вытягиванием, литьем, прокатом, прессованием, выдуванием. Отформованные стеклянные изделия подвергают специальной термической обработки — отжигу, закалке. Стеклянные материалы:

Оконное стекло выпускают в листах размером до 3210×6000 мм. Стекло в соответствии с его оптическими искажениями и нормируемыми пороками подразделяют на марки М0-М7.По толщине 2-6 мм.

Витринное стекло выпускают полированным и неполированным в виде плоских листов толщиной 6,5-12 мм больших размеров, чем оконное. Применяют его для остекления витрин и проёмов.

Армированное стекло — изготавливают на поточных линиях методом непрерывного проката стекломассы с одновременным закатыванием внутрь листа металлической сетки. Это стекло имеет гладкую, узорчатую поверхность, может быть бесцветным или цветным. Применяют для устройства фонарей, ограждений и т.д.

Стекло теплопоглощающее обладает способностью поглощать инфракрасные лучи солнечного спектра. Оно предназначено для остекления оконных проёмов с целью уменьшения проникания солнечной радиации внутрь помещений. Это стекло пропускает лучи видимого света не менее чем на 65 %, инфракрасных лучей не более 35 %.

Увиолево е стекло пропускает 25-75 % ультрафиолетовые лучей и применяют для остекления оранжерей, заполнения оконных проемов в детских и лечебных учреждениях.

Безопасные стекла: 1) закаленное стекло (при разрушении распадается на мелкие осколки с тупыми нережущими краями; 2) многослойное стекло (триплекс), состоящее из нескольких слоев стекол прочно склеенных между собой полимером (при ударе не дает осколков).

Блоки стеклянные пустотелые (стеклоблоки) - хорошая светопропускающая способность, тепло- и звукоизоляционные свойства.

Профильное стекло – погонажное длинномерное светопрозрачное изделие.

Стеклянные труб ы изготавливают из обычного прозрачного стекла способом вертикального или горизонтального вытягивания. Длина труб — 1000-3000 мм, внутренний диаметр — 38-200 мм. Трубы выдерживают гидравлическое давление до 2 МПа.

Стеклопакеты состоят из двух или более листов стекла, соединенных между собой по контуру таким образом, что между ними образуются герметически замкнутые прослойки. Заполненные воздухом или газом.

Ситаллы получают путём введения в расплавленную стеклянную массу специального состава катализаторов кристаллизации. Из такого расплава формируют изделия, затем их охлаждают, в результате расплавленная масса превращается в стекло. При последующей тепловой обработке стекла происходит его полная или частичная кри сталлизация — образуется сит олл. Он имеет большую прочность, малую среднюю плотность, высокую износостойкость. Применяется при облицовке наружных или внутренних стен, изготовлении труб, плит для полов.

Стемали т представляет листовое стекло различной фактуры, покрытое с одной стороны глухими керамическими кристаллами разного цвета. Изготавливают его из неполированного витринного или прокатного стекла толщиной 6-12 мм. Применяют его для наружной и внутренней облицовки зданий, изготовления стеновых панелей.

Марблит–изделие из глушонного стекла с полированной поверхностью и рифленной тыльной стороной.

Смальта – кусочки глушонного стекла неправильной формы размером до 20 мм, используемые для декоративной отделки фасадов, в интерьерах.

Коврово-мозаичная плитка – декор.

14) Неорганические вяжущие вещества. Общие сведения. Воздушные вяжущие

Вяжущие вещества по составу делятся на

1. неорганические, которые затворяют водой (реже водными растворами солей). Включают: вяжущие возду шные (способны затвердевать и длительное время сохранять прочность только на воздухе) – воздушная известь, гипс, магнезиальные вяжущие, жидкое стекло, вяжущие гидравлические (не только на воздухе, но и в воде) - портландцемент, вяжущие автоклавного твердения (в автоклавах при повышенном давлении и температуре) – известково-кремнеземистое.

2. органические (битумы, дёгти, животный клей, полимеры), которые переводят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях.

Строительная воздушная известь (CaO и Mg О) — продукт умеренного обжига при 900—1300 °C природных карбонатных пород (CaCO_{3 и}MgCO₃), содержащих до 8 % глинистых примесей (известняк, доломит, мел и др.). Обжиг осуществляют в шахтах и вращающихся печах. Наиболее широкое распространение получили шахтные печи. При обжиге известняка в шахтной печи движущийся в шахте сверху вниз материал проходит последовательно три зоны: зону подогрева (сушка сырья и выделение летучих веществ), зону обжига (разложение веществ) и зону охлаждения. В зоне подогрева известняк нагревается до 900 °C за счёт тепла поступающего из зоны обжига от газообразных продуктов горения. В зоне обжига происходит горение топлива и разложение известняка (CaCO_{3 и}MgCO₃) на известь (CaO и MgО) и диоксид углерода (CO₂) при температуре 1000—1200 °C. В зоне охлаждения обожжённый известняк охлаждается до 80-100 °C двигающимся снизу вверх холодным воздухом.

В результате обжига полностью теряется двуокись углерода и получается комовая, негашёная известь в виде кусков белого или серого цвета. Комовая негашёная известь является продуктом, из которого получают разные виды строительной воздушной извести: молотую порошкообразную негашёную известь, известковое тесто.

В зависимости от содержания оксида магния воздушную известь делят на кальциевую (MgО≤5 %), магнезиальную (MgО=5-20 %), высокомагнезиальную или доломитовую (MgО=20-40 %). Наиболее важным показателем качества извести являются: активност ь – процентное содержание оксидов CaO и MgО, способных гаситься, количество непогасившихся зерен (недожог и пережог), время гашения. В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь с временем гашения до 8 мин, среднегасящиеся – ее время гашения не превышает 25 мин и медленно гасящуюся с временем гашения не менее 25 мин.

Строительную воздушную известь различного вида используют при приготовлении кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок (работающих в воздушно-сухих условиях), изготовлении плотных силикатных изделий (кирпича, крупных блоков, панелей), получении смешанных цементов.

Строительные растворы на воздушной извести имеют невысокую прочность. Поэтому сорт извести устанавливают не по прочности, а по характеристикам ее состава. Чем меньше глинистых и др. примесей в исходном известняке, тем выше активность, быстрее гашение и больше выход известкового теста.

Гипсовые вяжущие вещества – состоят из полуводного гипса (CaSO₄x0,5H₂O) или ангидрида (CaSO₄) и получают тепловой обработкой сырья и помолом.Cырье – гипс CaSO₄x2H₂O, ангидрид CaSO_4, отходы промышленности. В зависимости от температуры обжига – низкообжиговые (110-180 ºС, строительный, формовочный, высокопрочный гипс) и высокообжиговые (600-900 ºС). Установлено 12 марок гипса по прочности(Г-2..Г-25). По тонкости помола гипс: грубого помола (остаток на сите №0,2 ммне более23 %), среднего помола(не более 14 %), тонкого помола(не более 2 %).быстротвердеющий (начало схватывания не ранее2 мин,конец, не позднее 15), нормальнотвердеющий (начало- не ранее6 мм, конец – не ранее 30 мм), медленнотвердеющий(не ранее 20 мм, конец – не нормируется).Для определения марки гипса по прочности изготавливают 3 образца-балочки 4х4х16 см, через два часа испытывают их сначала на изгиб, потом полученные половинки – на сжатие). Марка определяется по двум показателям.

Гипс применяют для изготовления гипсовых деталей и гипсобетонных изделий, приготовления штукатурных растворов и гипсоцементнопуццолановых вяжущих.

Ангидрит встречается как естественная горная порода (CaSO4) без кристаллической воды (природный ангидрит NAT) или образуется из искусственно приготовленного ангидрита в установках по извлечению серы из дымовых газов на электростанциях, работающих на угле (синтетический ангидрит SYN). Его часто обозначают также REA — гипс. Чтобы ангидрит мог воспринимать воду, к нему добавляют в качестве возбудителей (ингибиторов) основные материалы, такие, как строительная известь, или основные и солевидные материалы (смешанные ингибиторы).

Ангидридный раствор начинает схватываться через 25 минут и становится твёрдым не позже чем через 12 часов. Его твердение происходит только на воздухе. Ангидритноевяжущее (АВ) поставляется по DIN 4208 двух классов прочности. Он может применяться в качестве вяжущего для штукатурок и стяжек, а также для внутренних строительных конструкций. Штукатурки с ангидритнымвяжущим необходимо защищать от влаги.

Магнезиальные – каустический магнезит и каустический доломит, порошки, основной частью которых является оксид магния. Затворяют водными растворами солей (хлористого магния).

Жидкое стекло – коллоидный водный раствор силиката натрия или силиката калия. Применяют для изготовления кислотоупорных и жароупорных бетонов, укрепления грунтов.

15) Гидравлические вяжущие вещества

Гидравлическую известь получают умеренным обжигом природных мергелей и мергелистых известняков при 900—1100 °C. Мергель и мергелистый известняк идущие для производства гидравлической извести содержат от 6 до 25 % глинистых и песчаных примесей. Её гидравлические свойства характеризуются гидравлическим (или основным) модулем (m), представляющим отношение в процентах содержания окислов кальция к содержанию суммы окислов кремния, алюминия и железа:

Гидравлическая известь — медленно схватывающееся и медленнотвердеющее вещество. Её применяют для приготовления строительных растворов, низкомарочных бетонов, лёгких бетонов, при получении смешанных бетонов.

Портландцемент

Гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путём совместного, тонкого помола клинкера и двуводного гипса.

Клинкер — продукт обжига до спекания (при t>1450 °C) однородной, определённого состава природной или сырьевой смеси известняка и глины. Сырьевую массу обжигают во вращающихся печах.

Портландцемент как вяжущее вещество используют при приготовлении цементных растворов и бетонов.

Марку портландцемента(в кг/см²)определяютиспытанием образцов призм (балочек) размером 4×4×16 см, в возрасте 28 суток на изгиб и сжатие. Образцы изготавливаются (ГОСТ 310) из растворной смеси 1:3 на стандартном нормальном песке при В/Ц близком к 0,40, хранятся до испытаний в течение суток при влажности не менее 90 %, а затем до 28 суток в воде при температуре 20±2 °C. Цифра, которая указана в марке М400 – величина прочности на сжатие (округленная). Активность цемента, используемая для расчётов состава бетона и др. смесей, является показателем прочности на сжатие образца размером 4×4×16 см в возрасте 28 суток.

Кроме предусмотренных ГОСТ 10178 марок 400, 500, 550 и 600, производитель цемента по техническим условиям может выпускать цементы более низких (300, 200) или более высоких марок (700 и выше).

Минералогический состав портландцементного клинкера

1) Алит 3CaO·SiO₂ (45-60 %)- самый важный минерал клинкера, определяющий быстроту твердения (второй по скорости твердения), прочность и другие свойства п/ц.

2) Белит 2CaO·SiO₂ (20-30 %) – второй по важности и содержанию минерал. Он медленно твердеет, но достигает высокой прочности при длительном твердении п/ц.

3) Трехкальциевый алюминат 3CaO·Al₂O₃ (4-12 %) – первый по скорости твердения, но имеет небольшую прочность. Является причиной сульфатной коррозии бетона, поэтому в сульфатостойком портландцементе содержание ограничено 5 %.

4) Четырехкальциевыйалюмоферит4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃ (10-20 %) – по скорости гидратации занимает промежуточное положение между алитом и белитом.

В клинкере содержится оксиды магния МgО и кальция СаО, гидратация которых длится долго (до нескольких лет), переход в Мg(ОН)₂и в Ca(OH)₂сопровождается увеличением объема твердой фазы в уже затвердевшем цементном камнеи растрескиванием бетона. Поэтому содержаниеМgОдопускается не более 5%,СаО– не более 1.

К цементу предъявляют требования не только по прочности, но и по:

- срокам схватывания. Началом схватывания цементного теста считают промежуток времени, прошедший от начала затворенияводой до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают промежуток времени от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм. Для цемента начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, конец – не позднее 10 часов.

- равномерность изменения объема. Изготавливают лепешку из теста нормальной густоты. Кипятят 3 часа. Цемент соответствует требованиям стандарта в отноше­нии равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешек не обнаружено радиальных, доходящих до краев, трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек.

Коррозия цемента. Делят на три вида:

1) коррозия первого вида (выщелачивание). Происходит вымывание Са(ОН)₂– (продукта гидратации цемента) при действии на цементный камень мягких вод, содержащих мало растворенных веществ (вода оборотного водоснабжения, конденсат, дождевая вода, равнин рек в половодье, болотная). Выщелачивание ведет к снижению прочности на 40 и более процентов. Визуально – белые пятна (подтеки) на поверхности бетона.

Меры борьбы: а) ограничение содержания алита3CaO·SiO₂в клинкере до 50 %; б) введение в цемент активных минеральных добавок (трепел, диатомит и т.д.), которые связывают Са(ОН)₂ в нерастворимый гидросиликат кальция

 

в) применение плотного бетона; карбонизация за счет взаимодействия Са(ОН)₂ с СО₂

2) Коррозия второго вида происходит в различных формах.

а) общекислотная – при действии растворов любых кислот (встречаются в сточных водах промышленных предприятий). Кислоты вступают в реакцию обмена с гидроксидом кальцияСа(ОН)₂, при этом образуются растворимые соли (например, СаСl₂) и соли, увеличивающие в объеме (СаSO₄х2Н₂О).

б) магнезиальная – воздействие магнезиальных солей, которые встречаются в растворенном виде в грунтовых водах и в морской воде. Происходит реакция обмена.

Образуются растворимые соли, вымываемые из бетона, или вещества вяжущими свойствами не обладающие (гидроксид магния).

В) органические кислоты при взаимодействии с цементным камнем.

Меры борьбы: а) ограничение содержания алита; б) введение активных минеральных добавок; в) применение плотного бетона; г) гидроизоляция.

3) коррозия третьего вида возникает при действии на бетон растворов сульфатов и едких щелочей. Сульфоалюминатная коррозия возникает при действии на гидроалюминат цементного камня (продукт взаимодействия с водой 3CaO·Al₂O₃) морской воды, грунтовых и других минерализованных вод, содержащих сульфатные ионы. При этом в порах образуются малорастворимое вещество, объем которого в 2 раза больше исходных материалов, это приводит к растрескиванию материала.

Меры борьбы: ограничение содержания в цементе С₃А до 5 %, плотные бетоны, гидроизоляция.

16 Разновидности портландцемента

Для получения п/ц с заданными свойствами:

1) регулируют минеральный состав и структуру цементного клинкера;

2) вводят минеральные или органические добавки (для изменения свойств вяжущего и экономия клинкера, уменьшения расходы цемента в бетоне);

3) регулируют тонкость помола п/ц (для изменения скорости твердения, активности и т.д.).

Быстротвердеющий п/ц (БТЦ) имеет более интенсивное нарастание прочности в первые 3 суток твердения (более половины его марочной прочности). Для его получения сырьевая смесь должна содержать минимальное количество вредных примесей (МgО, SО₃, R₂О). Повышают содержание С₃А+С₃S =60-65 %. П/ц имеет более тонкий помол 3500-4000 см²/г (вместо 2800-3000 см²/г у обычного п/ц). Допускается при помоле БТЦ введение активных минеральных добавок или гранулированных доменных шлаков (до 10 %).

Применение: сборные высокопрочные, обычные и предварительно напряженные железобетонные и бетонные конструкции (сокращается длительность ТО, иногда можно отказаться от ТО); монолитные сооружения (сокращается время выдержки в опалубке); ремонтные и восстановительные работы.

Недостатки: не следует долго хранить – гигроскопичен, портится под влиянием воды и углекислого газа, это снижает активность; нельзя использовать для массивных конструкций, т.к. цемент имеет повышенное тепловыделение; непригоден для конструкций, подвергающихся сульфоалюминатной коррозии.

Особобыстротвердеющий высокопрочный п/ц (ОБТЦ): C₃S – 60-65 %, С₃А – до 8 %; тонкость помола 4000-4500 см²/г, минеральные добавки не допускаются. Выпускают марки М600, М700. В возрасте 1 сутки должны иметь прочность 20-25 МПа, через 3 суток – 40 МПа.

Применяют – в сборных ЖБК, зимнее бетонирование (сокращение расхода цемента). Нельзя использовать в массивных конструкциях.

Сверхбыстротвердеющийп/ц (СБТЦ) – через 1-4 ч имеет прочность достаточную для распалубки. Через 6 часов – 10 МПа. В сырьевую смесь вводят при получении галогеносодержащие вещества (фторид или хлорид кальция), повышают содержание алюминатов. Имеет быстрое схватывание.

Цементы с поверхностно-активными добавками

При помоле клинкера на заводе вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ) в малых дозах (0,05-0,3 % от массы цемента).

ПАВ делят на: гидрофилизирующие и гидрофобизующие. Гидрофилизирующие (например, сульфатно-дрожжевая бражка – СДБ) повышают пластичность цементного теста и подвижность бетонной смеси. Гидрофобизующие (например, мылонафт, асидол, синтетические жирные кислоты и их сило) оказывают пластифицирующие действие.

Пластифицированный п/ц изготовляют путем введения при помоле клинкера около 0,25 % ЛСТ (считая на сухое вещество). Он придает растворным и бетонным смесям повышенную подвижность. В результате: снижается трудоемкость при укладке бетонной смеси, ускоряется бетонирование и повышается качество укладки бетонной смеси в сооружение; уменьшается расход п/ц в бетоне, т.к. для получения заданной пластичности потребуется меньше цемента и воды (на 10-15 %).Выпускают марки М400, М500, М550 и М600. Схватывание и твердение происходит более медленно, но к 28 суткам он набирает прочность.

Применяют: в монолитных конструкциях, подвергающихся частому увлажнению и высушиванию, замораживанию и оттаиванию.

Гидрофобный п/ц: при помоле вводят 0,1-0,2 % мылонафта и т.п. ПАВ покрывают зерна цемента тонкой водостойкой пленкой. При приготовлении растворов и бетонных смесей цемент перемешивается с заполнителями и пленка снимается, вода реагирует с цементом, смесь схватывается и твердеет. КВ камне гидрофобная добавка покрывает поверхность пор и микротрещин, препятствует прониканию в них воды. Он обладает пониженной (по сравнению с обычным цементом) гигроскопичностью, лучше сохраняет свою активность при хранении и перевозках. Отличается повышенной тонкостью помола, повышенной сыпучестью. Пластифицирует бетонные и растворные смеси, повышает морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Гидрофобный цемент при непосредственном соприкосновении с водой не впитывает ее в течении 5 минут, а обычный п/ц впитывает воду за 1-2 с. Марки - М400, М500, М550, М600. Применяется, в первую очередь, в гидротехнических сооружениях (портовых, морских), когда требуется длительное хранение и перевозка на дальние расстояния (особенно водными морским путем). При хранении 3-6 месяцев в насыщенной влагой среде увеличивается в массе на 2,5-3,5 %, а обыкновенный цемент на 6-14 %. Применяется также наравне с обычным цементом в различных строительных работах, преимущественно для наружной декоративной облицовки зданий, для изготовления гидроизоляционной штукатурки.

Вяжущие низкой водопотребности (ВНВ) получают совместным помолом п/ц и ПАВ суперпластификатора (С-3 и др.). Тонкость помола 4500-5000 см²/г. Это повышает реакционную способность, снижает водопотребность смеси до 15-18 % (вместо 25-28 % у обычного цемента), замедляет начало схватывания до 6-7 часов при сохранении конца схватывания до 10 ч), приводит к быстрому набору прочности в ранние сроки (через сутки 25-30 МПа). ВНВ – высокомарочное вяжущее 700-1000 МПа. Для получения ВНВ марок 500-600 (для тяжелого бетона) при помоле вводят минеральные добавки – тонкомолотый кварцевый песок, зола-унос и др. 30-50 % от массы цемента.

Портландцементы с активными минеральными добавками

Активные минеральные добавки – природные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой. Активные минеральные добавки содержат SiO₂ в аморфном, а следовательно, в химически активном состоянии и способном взаимодействовать с Са(ОН)₂ образуя гидросиликаты кальция (3СаО·2SiO₂·3H₂O). Добавки бывают природные (горные породы – трепел, опока, пемза и т.д.) и искусственные (доменный шлак, зола-унос и т.п.). Шлакопортландцемент — в своём составе имеет гидравлическую добавку в виде гранулированного, доменного или электротермофосфорного шлака, охлаждаемого по специальному режиму. Его получают путём совместного помола портландцементного клинкера (до 3,5 %), шлака (20-80 %), и гипсового камня (до 3,5 %). Шлакопортландцемент характеризуется медленным нарастанием прочности в начальные сроки твердения, однако в дальнейшем скорость нарастания прочности возрастает. Он чувствителен к окружающей температуре, стоек при воздействии на него мягких сульфатных вод, имеет пониженную морозостойкость.

Карбонатныйпортландцемент получают путём совместного помола цементного клинкера с 30 % известняка. Он обладает пониженным тепловыделением при твердении, повышенной стойкостью.

Пуццолановый п/ц (название от итальянского города Pozzuoli. В окрестностях которого имелась рыхлая вулканическая порода –пуццолана, ее применяли еще в Древнем Риме в качестве добавки к извести) получают помолом клинкера, гипса и активных минеральных добавок (не менее 20 % и не более 40 %). Количество вводимой в состав цемента активной минеральной добавки зависит от ее активности. Чем она выше, тем меньше добавки надо вводить в состав пуццоланового п/ц для химического связывания Са(ОН)₂, образующегося в процессе гидратации клинкерной части цемента. Отличия от п/ц: плотность 2,7-2,9 г/см³ (меньше) при одинаковой дозировке по массе дает больший выход раствора или бетона; увеличивается водопотребность смеси (до 35 %), а следовательно замедляется нарастание прочности бетона. При нормальной температуре несколько замедляется твердение в первые сроки, во влажных условиях или в воде прочность пуццоланового п/ц во времени повышается и превышает прочность исходного п/ц не только на изгиб, но и на сжатие. Тепловыделение при гидратации меньше, чем у п/ц. имеет повышенную усадку, пониженную морозостойкость(поэтому не применяется в конструкциях, подвергающихся оттаиванию-замораживанию).

Применяют для бетонов, постоянно находящихся в влажных условиях (подводные и подземные части сооружений), для внутренних частей массивных сооружений (т.к. имеет небольшое тепловыделение при твердении).

Белый п/ц производят из чистых известняков и белых глин (т.е. не содержащих оксидов железа и марганца, которые придают обычному п/ц зеленовато-серый цвет). Обжигают сырьевую смесь на беззольном (газовом) топливе. При помоле клинкера предохраняют цемент от попадания в него частиц железа. Несмотря на все меры по выходе из печи клинкер имеет зеленоватый оттенок, поэтому после обжига его подвергают специальной операции – отбеливанию (суть – резкое охлаждение водой после обжига). Белый п/ц отличается высоким содержанием алита.

Цветной п/ц получают совместным помолом белого клинкера с соответствующими минеральными пигментами. Имеет большую склонность к усадочными явлениями.

Применяют белые и цветные п/ц для отделки конструкций.

Сульфатостойкие п/ц имеют в клинкере содержание алита не более 50 %, С₃А – неболее 5 %, суммарное содержание С₃А и С₄АF – не более 22 %, МgО – до 5 %. Это достигается подбором сырьевых материалов. Марки М300, М400, М500. Характеризуется повышенным сульфато-, морозо- и водостойкостью, пониженным тепловыделением. Применяют для бетонных и железобетонных конструкций наружных зон гидротехнических массивных сооружений.

Глиноземистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое тонким помолом измельченного клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Сырье: известняк и породы, содержащие глинозем (бокситы). Твердеет при температурах не выше 25 ºС. Марка определяется в возрасте 3-х суток.

17) Бетоны и другие искусственные каменные безобжиговые материалы. Классификация, исходные материалы

Искусственные каменные материалы на основе вяжущих веществ получают в результате затвердевания вяжущих. В качестве заполнителей применяют кварцевый песок, шлак, пемзу, золу, древесные опилки, в качестве армирующих – асбест, древесное волокно, стальную арматуру и др. Различают изделия на основе гипса, извести, портландцемента. На основе гипса изготовляют перегородочные плиты, гипсобетонные камни, обшивочные листы и др.

На основе извести – силикатный, известково-шлаковый и известково-зольный кирпичи, силикатные, пеносиликатные и др. изделия из плотного и ячеистого силикатного бетона.

Портландцемент – производство бетонных и железобетонных изделий, асбоцементных плит…

Бетон – композиционный материал, получаемый в результате твердения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердевания – бетонная смесь.

Бетоны классифицируются по следующим признакам:

1 основному назначению;

2 виду вяжущего;

3 виду заполнителей;

4 структуре;

5 условия твердения.

1.. В зависимости от основного назначения бетоны подразделяются на:

конструкционные;

специальные (жаростойкие, химические стойкие, декоративные, радиационно-защитные, теплоизоляционные и др.).

2. По виду вяжущего бетоны могут быть на основе:

цементных вяжущих;

известковых вяжущих;

шлаковых вяжущих;

гипсовых вяжущих;

специальных вяжущих.

3. По виду заполнителей бетоны могут быть на:

плотных заполнителях;

пористых заполнителях;

специальных заполнителях.

4. По структуре бетоны могут быть:

плотной структуры;

поризованной структуры;

ячеистой структуры;

крупнозернистой структуры.

5. По условиям твердения бетоны подразделяются на твердевшие:

в естественных условиях;

в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении;

в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Наименования бетонов определенных видов должны включать, как правило, все признаки, установленные настоящим стандартом.

Мелкий заполнитель (песок) – зерна до 5 мм. Различают природный (в результате естественного разрушения горных пород), искусственный (получаемый дроблением твердых горных пород и из отсевов).

К песку предъявляются требования по зерновому составу, содержанию пылевидных и глинистых частиц, содержанию органических примесей. При оценке зернового состава пробу песка просеивают через набор сит размером 10,5,2,5, 1,25, 0,63, 0,315, 0,16(0,14) мм. Вычисляют частный остаток на сите (a= x100%), полный остаток на сите, модуль крупности. Сравнивают значения полного остатка на сите №0,63 и модуля крупности с данными ГОСТ, определяют группу песка по крупности.

Крупный заполнитель имеет размер зерен 5-70 мм, для массивных конструкций – до 150 мм. Делят на:

Гравий получают рассевом природных гравийно-песчанных смесей. Имеет окатанную форму, гладкую поверхность (в результате естественного разрушения горных пород). Содержит вредные примеси – глину, пыль, органические примеси.

Щебень получают дроблением твердых горных пород. Зерна имеют угловатую форму. Шероховат, что улучшает сцепление с цементным камнем. Содержание органических примесей незначительно. Для получения высокопрочных бетонов лучше щебень.

Качество крупного заполнителя определяется: а) зерновым составом заполнителя; б) минералогическим составом исходной горной породы (ее прочностью и морозостойкостью); в) формой зерен; г) содержанием вредных примесей.

Зерновой состав оценивают просеиванием через сита №70,40,20,10,5 мм. Находят частные и полные остаток на сите, сравнивают их значения с данными ГОСТ. Кроме этого, определяют прочность зерен (путем либо сдавливания в цилиндре, либо путем истирания в полочном барабане), содержание зерен пластинчатых и игловатых, пылевидных и органических примесей.

Добавки к бетонам п рименяют для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента. Делят на две группы:

1. Химические вещества, добавляемые в бетон в небольшом количестве (0,1-2 % массы цемента) для изменения в необходимом направлении свойств бетонной смеси и бетона.

2. Тонкомолотые материалы, добавляемые в бетон в количестве 5-20 % и более для экономии цемента или для получения плотного бетона при малых расходах цемента. К тонкомолотым добавкам относят золы, молотые шлаки, пески, отходы камнедробления и некоторые другие материалы, придающие бетону специальные свойства (повышающие его плотность, жаростойкость, изменяющие электропроводимость, окрашивающие и т.п.).

Химические добавки по основному эффекту действия:

1) добавки, регулирующие свойства бетонных смесей (пластифицирующие, т.е. увеличивающие подвижность бетонной смеси; стабилизирующие, т.е. предупреждающие расслоение бетонной смеси; водоудерживающие, уменьшающие водоотделение).

2) Добавки, регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона: ускоряющие схватывание, замедляющие схватывание, ускоряющие твердение, обеспечивающие твердение при отрицательных температурах – противоморозные.

3) Добавки, регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона: воздухововлекающие, газообразные, пенообразующие, уплотняющие (воздухоудаля

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: