 |
Вопрос 5. Что такое термозит, каковы его свойства и для каких целей применяется в строительстве
|
|
|
|
ОТВЕТ.
Термозит - шлаковая пемза.
Шлаковая пемза является искусственным пористым материалом.
Благодаря своим универсальным физико-механическим и теплотехническим свойствам шлаковая пемза применяется:
Как заполнитель в лёгких бетонах,
В теплоизоляционно-конструкционных и высокопрочных мелкозернистых бетонах;
Как утеплитель для кровельно-промышленных и гражданских зданий, тёплых полов;
В смесях для дорожных одежд;
В виде тонкомолотых добавок в цементные и асфальтовые бетоны;
В производстве минераловатных изделий
Шлаковая пемза выпускается двух фракций: 0-5 мм и 5-20 мм, отгружается потребителям по ГОСТ 9757 со следующими характеристиками:
насыпной плотностью следующих марок 600-1000;
прочностью П75-П150;
пористостью - 40-45%;
коэффициентом формы зёрен 1,8-2,0;
устойчивой структурой против силикатного распада;
морозостойкостью Мрз 15 и выше.
Шлаковая пемза (Аэф = 64+-11 бк / кг) относится к первому классу строительных материалов в соответствии с ГОСТ 30108-94, может использоваться в строительстве без ограничений.
Термозит производится из каменноугольных или коксовых шлаков доменных печей. Представляет собой гравиеподобный пористый материал. Как субстрат для разведения комнатных растений неидеален, так как обладает следующими недостатками:
частицы термозита имеют острые края, что делает его небезопасным в применении, - характеризуется высокой щелочностью (до 43% СаО).
Оба недостатка можно устранить. В первом случае к термозиту рекомендуется добавить 10% кварцевого песка. Песок вводят в субстрат перед обработкой.
Во втором случае, как и вулканические породы, термозит подвергают предварительной обработке с целью удаления из него ядовитых веществ (соединений серы и извести).
|
|
|
Для того, чтобы определить, содержит ли термозит серу или известь, необходимо провести следующий опыт. В стеклянную банку кладут около 1 л шлака, во другую банку наливают 0,5 л воды, в которую затем осторожно вводят такое же количество серной кислоты. Разведенную серную кислоту вливают в банку со шлаком и смотрят, появится ли на поверхности раствора пена, (пузырьки газа с запахом тухлых яиц). Если да, то шлак необходимо выдерживать в серном растворе до тех пор, пока он не перестанет выделять пузырьки газа, после чего шлак загружают на длительное время в чистую воду и затем промывают в проточной воде. Для проверки полноты удаления остатков серной кислоты в воду, в которой промывался шлак, опускают лакмусовую бумажку. Если бумажка показывает нейтральную или слабокислую реакцию, значит, термозит готов для дальнейшего употребления.
Впервые в конце 1960-х годов термозит начали применять для промышленных целей в таких областях, как различные типы свай, шпунтованные сваи, анкерные сваи, Вертикальные Опорные Элементы (ВОВ), трубы, трубопроводы, границы зон облучения и т.п.
Применение изготовляемого термозита получило широкое признание в ряде мест континентальной части Соединенных Штатов в качестве альтернативного средства забутовки вокруг опор электропередач, свай и анкерных опор. Сваи и ВОЭ крепятся в стволах, пробуренных обычным способом, а затем заранее отмеренное количество термозита заливается или впрыскивается в стволы. Жидкий термозит немедленно начинает реагировать и расширяется до 15 раз по сравнению с исходным объектом, а затем затвердевает. В течение десяти минут свая или ВОЭ дают усадку и их можно освободить.
В 1974 году сообщалось, что термозит был успешно применен для установки 200 свай для гидроэлектростанции при температуре - 10 градусов и ветре 40 миль в час. Прочность сжатия превышала 100 фунтов на квадратный дюйм (ф / кв. д).
|
|
|
Исследования компаний показали, что частичное заглубление в почву покрытых термозитом панелей на десять лет "продемонстрировало незначительное повреждение термозита и уложенного металла, защищенного термозита.
Применение термозита в течение двадцати пяти лет для конструкций как в условиях США, так и в районах с низкой температурой при установке ВОЭ продемонстрировало следующие общие преимущества, которые дает использование термозита в качестве забутовочного материала.
Экологическая чистота.
Отсутствие фреона.
Соответствие требованиям EPA в отношении выщелачивания Предотвращение проникновения средств защиты дерева через термозит в землю Покрываемый термозитом материал химически инертен.
Структурная сообразность.
Повышенная прочность отвесного пояса.
Прочность пояса не зависит от температуры.
Большая устойчивость во времени.
Повышенный срок службы сваи Сокращает гниение / коррозию у поверхности земли Поддерживает сохранение защитного состава дерева в свае.
Быстрая забутовка.
Меньше времени на усадку.
Значительно меньше затраты на перевозку забутовочных материалов.
Отсутствие времени на разморозку.
Значительное сокращение трудовых затрат.
Механические свойства термозита:
1. Неограниченная прочность на сжатие 75 ф / кв. д
2. Прочность на растяжение 64 ф / кв. д
3. Прочность сцепления 37 ф / кв. д
4. Модуль Юнга 1500 ф / кв. д
5. Тепловые свойства
6. Коэффициент теплопроводности К 0,255 (БТЕ / час / фут2/F / дюйм)
примерно при 75 F
7. Коэффициент теплового расширения 40 х 10-6 на F
8. Эксплуатационные параметры
9. Температура, верхний предел 225-250 F
10. Температура, нижний предел - 300 F
Электрические свойства термозит.
1. Диэлектрическая постоянная 1000 сантипуаз 1,04
2. Косвенные потери 0,05
Таблица 1
Устойчивость к воздействия химических веществ
| Вода | отличные |
| Рассол, 10% | хорошие |
| Рассол, насыщенный | хорошие |
| Серная кислота, 10% | хорошие |
| Серная кислота, концентрированная | плохие |
| Азотная кислота, концентрированная | плохие |
| Соляная кислота, 10% | хорошие |
| Соляная кислота, концентрированная | плохие |
| Гидроокись алюминия, 10% | хорошие |
| Аммония, концентрированный | хорошие |
|
|
|
Таблица 2
Устойчивость к воздействию растворителей
| Большинство алифатических, алициклических углеводородов | хорошие |
| Устойчивость к воздействию плесени | отличная |
Практическая часть
Задача 1
УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ.
Определите пористость горной породы, если известно, что ее водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощения по массе, а плотность твердого вещества равна 2,6 г / см3.
РЕШЕНИЕ
Водопоглащение по массе равно:
Вп м = М в / М пл,(2)
где М воды - масса воды в горной породе при ее насыщении, г
М пл - масса горной породы в сухом состоянии, г
2) водопоглощение по объему равно:
Вп о = М воды / Об пл,(3)
где Об пл - объем горной породы в сухом состоянии без учета объема пор, см3
3) Так как,
Вп о = 1,7 * Вп м,(4)
М воды / Об пл = 1,7 8 М воды / М пл,
Отсюда, М пл / Об пл = 1,7
4) Пористость определяется формулой:
По = (1-(р пл / р 0) *100,(5)
где р0 - средняя плотность горной породы (2,6 г / см3)
р пл = М пл / Об пл - плотность абсолютно твердой горной породы, г / см3
р пл = 1,7 г / см3
5) Тогда
По = (1-1,7/2,6) *100 = 34,6 (%)
ОТВЕТ
Пористость горной породы равна 34,6%.
Задача 2
УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ.
Определите пористость цементного камня при водопроцентном отношении В / Ц =0,6, если химически связанная вода составляет 16% от массы цемента, плотность которого 3,1 г / см3.
РЕШЕНИЕ
1) Пористость равна:
П о = (М воды) / р воды* (В воды + В цем),(6)
где р воды - плотность воды (1 г / см3)
М воды - масса воды, г
В воды - объем воды, см3
В цем - объем цемента, см3
Тогда,
По = М воды / (В воды + В цем),(7)
2) В воды = М воды / р воды,(8)
Так как р воды = 1 г / см3, то:
В воды = М воды
3) В цем = М цем / р цем,(9)
где М цем - масса цемента, г
Р цем - плотность цемента (3,1 г / см3)
4) По условию задачи
М воды = 0,16 М цем
Тогда,
По = 0,16 М цем / (0,16 М цем + М цем / 3,1)
По = 0,16 М цем / 0,483 М цем = 0,33 или 33 (%)
ОТВЕТ
Пористость цементного камня равна 33%.
Список литературы
1. Геллер Ю.А. Материаловедение. - М.: Металлургия, 1989. - 455 с.
|
|
|
2. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1986. - 544 с.
3. Козлов Ю.С. Материаловедение. - М.: Агар, 1999. - 180 с.
4. Лахтин Ю.М. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1993. - 448 с.
5. Материаловедение: Учеб. для вузов / Под ред. Арзамасова Б.Н., Мухина Б.Н. - М.: МГТУ им. Баумана Н.Э, 2001. - 646 с.
|
|
|
12 |
