Цель и задачи преподавания и изучения дисциплины

Подготовка специалистов, знающие минеральные и органические вяжущие вещества, умеющие их использовать в производстве бетонных и железобетонных изделий, теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов для строительства; способных самостоятельно обрабатывать информацию, обновлять и углублять свои знания, принимать решения при создании новых материалов и изделий, проектирования заводских технологий.

Задачи дисциплины:

- показать перспективы научно – технического прогресса в области вяжущих веществ;

- дать знания о принципах разработки технологии получения вяжущих веществ с требуемыми характеристиками, положив в основу представление о сырье и принципах производства как главных факторах, регулирующих свойства вяжущих веществ, которые определяют области применения и свойства материалов и изделий на их основе;

- научить оценивать свойства вяжущих веществ по числовым показателям и хорошо разбираться в принципах их определения;

- научить использовать в производстве вяжущих интенсивные энергосберегающие технологии, отдавая предпочтение безотходному производству и комплексному использованию побочных продуктов других отраслей хозяйства, экономить сырьевые ресурсы, топливо, электроэнергию;

- научить принимать экологически выгодные и экологически эффективные решения, учитывать требования технологии безопасности и охраны труда..

Объем дисциплины и вид учебной работы

Таблица 1 - Состав и объём дисциплины

Содержание дисциплины

4.1 Разделы дисциплины и виды занятий

Таблица 2 - Разделы дисциплины и объем занятий

4.2. Содержание разделов дисциплины

4.2.1.Ввведение

Краткие сведения о минеральных вяжущих веществах технологии их производства и применении в строительстве. Развитие промышленности минеральных вяжущих веществ в РФ. Исторический очерк развития вяжущих веществ и роль русских ученых в развитии науки о минеральных вяжущих веществах.

Классификация и номенклатура вяжущих веществ. Исходные материалы для их производства. Добавки.

4.2.2. Вяжущие вещества воздушного твердения

Гипсовые и ангидритовые вяжущие вещества. Номенклатура и классификация. Исходные материалы для их производства. Их физические и химические характеристики.

Гипсовые вяжущие, их разновидности по модификационному составу. Гипсовые вяжущие на основе альфа - и бета - полуводного сульфата кальция. Основные способы производства гипсовых вяжущих бета - и альфа -модификаций. Технике - экономические показатели способов производства гипсовых вяжущих различного назначения (строительный, формовочный и др.). Охрана труда и окружающей среды при их производстве.

Схватывание и твердение гипсовых вяжущих. Теория твердения гипсовых вяжущих и факторы, влияющие на них. Прочность гипсовых вяжущих в затвердевшем состоянии.

Водостойкость и долговечность затвердевших гипсовых вяжущих и изделий и способы их повышения. Области применения гипсовых вяжущих альфа - и бета - модификаций.

Ангидритовые вяжущие вещества, низкообжиговый (ангидритовый цемент) и высокообжиговый (экстрих - гипс), исходное сырье и требование к нему. Основы получения ангидритовых вяжущих. Свойства и области применения.

Известь строительная воздушная. Сырье, его оценка по химическому и минералогическому составу и по физическим свойствам. Производство извести и его физико-химические основы.

Гашение извести, физико-химические основы этого процесса.

Молотая негашеная известь и ее изготовление. Техника безопасности и меры по охране труда и окружающей среды при производстве известковых вяжущих. Свойства извести. Требование стандартов. Карбонатное твердение гашеной извести в воздушной среде. Гидратное твердение извести. Известково-песчаные вяжущие автоклавного твердения. Теория гидросиликатного твердения известково-кремнеземистых композиций.

Применение извести в производстве строительных материалов и изделий.

Магнезиальные вяжущие вещества. Основные представления об их производстве, свойствах и применении.

4.2.3. Гидравлическая известь

Виды сырья и принципы его обжига. Теория твердения. Требование стандарта. Строительные свойства и применение.

Романцемент. Сырье и основы производства. Строительные свойства и применение.

Портландцемент. Химический и минералогический составы клинкеров. Их характеристики с помощью модулей, коэффициента насыщения и минерального состава.

Исходные материалы для производства портландцемента, их химический состав и физические свойства. Вредные примеси в сырье.

Мокрый, сухой и комбинированный способы изготовления клинкера. Их преимущества и недостатки.

Подготовка исходных материалов.

Приготовление сырьевой смеси.

Обжиг. Основные типы печей, применяемые при мокром и сухом способах производства. Физико-химические процессы, происходящие при обжиге клинкера.

Производство портландцемента. Основы технологии.

Применение добавок, облегчающих помол. Технико-экономические предпосылки тонкого измельчения цемента.

Пути получения быстротвердеющих и сверхбыстротвердеющих высокопрочных портландцементов.

Охрана окружающей среды.

Основные технико-экономические показатели производства портландцемента, пути повышения его эффективности.

Физико-химические процессы при схватывании и твердении портландцемента. Особенности гидратных новообразований, возникающих при обычных и повышенных температурах твердения.

Гипотезы твердения портландцемента по Ле-Шателье, Михаэлису, Бойкову А. А., Волженскому А. В. и др.

Физические свойства портландцемента. Истинная плотность, средняя насыпная плотность, водопотребность, нормальная густота теста, сроки схватывания, равномерность изменения объема. Седиментация и водоудерживающая способность цементного теста. Тепловыделение при взаимодействии цемента с водой. Формы связи воды в тесте и камне. Микроструктура теста и камня. Активность, прочность и марки цементов и их определение по стандартам.

Зависимость прочности от минерального состава, степени измельчения, водоцементного отношения, степени гидратации, условий и продолжительности твердения, добавок и других факторов.

Усадка и набухание цементного камня. Трещиностойкость и ползучесть цементного камня.

Стойкость цемента против действия химических и физических агрессивных факторов. Виды химической коррозии. Их физико-химическая сущность. Защита цементного камня от различных агрессивных факторов.

Физическая коррозия цементного камня. Солевая форма коррозии. Морозостойкость и её зависимость от минерального состава цемента и структуры камня. Способы повышения морозостойкости цементного камня. Жаростойкость и огнеупорность цементов.

Разновидности портландцемента. Быстротвердеющий,

пластифицированный и гидрофобный цементы, сульфатостойкий, цементы для бетонных покрытий автомобильных дорог, портландцементы с микронаполнителями и др. Строительные свойства и области применения.

4.2.4. Активные минеральные добавки

Классификация и номенклатура активных минеральных добавок. Добавки природные и искусственные. Природа активности добавок. Их свойства и способы оценки активности.

Пуццолановый портландцемент и его производство. Твердение, свойства этого цемента. Области применения.

4.2.5. Смешанные малоклинкерные и бесклинкерные цементы

Физико-химические и экономические предпосылки к их производству и

применению в строительстве. ВНВ, ТМЦ и другие виды новых эффективных

вяжущих.

Известково-пуццолановые цементы. Разновидности этих цементов.

Исходные материалы и способы производства. Теория твердения и свойства.

Области применения.

4.2.6. Шлаки и шлаковые цементы

Доменные шлаки и их химический состав, структура. Гидравлические свойства шлаков. Грануляция доменных шлаков. Требование к гранулированным доменным шлакам. Топливные и другие виды шлаков. Их применение. Технико-экономические предпосылки, использование шлаков и зол.

Шлакопортландцемент. Его производство. Теория твердения и строительные свойства. Области применения.

Известково-шлаковый цемент. Производство, твердение, свойства и области применения.

4.2.7. Глиноземистый цемент

Химический состав и структура глиноземистого цемента. Сырье, производство, твердение, свойства, область применения глиноземистого цемента.

Смешенные вяжущие вещества на основе глиноземистого цемента и портландцемента.

Расширяющие, безусадочные, напрягающие цементы. Их составы и методы изготовления. Особенности твердения эти цементов.

Свойства и области применения.

4.2.8. Гипсоцементопуццолановые вяжущие вещества

Физико-химические основы их получения. Производство, свойства, область применения.

4.2.9. Органические вяжущие вещества.

Классификация органических вяжущих: полимеры, битумы и дегти. Области применения полимеров, битумов, дегтей для производства строительных материалов, изделий и конструкций.

4.2.10. Полимеры, получаемые цепной реакцией

4.2.11. Полимеры, получаемые поликонденсацией и ступенчатой

полимеризацией

Поликонденсация. Ступенчатая полимеризация. Основные закономерности. Строение олигомеров. Методы осуществления реакции поликонденсации.

Фенолформальдегидные полимеры. Закономерности поликонденсации фенолов с альдегидами. Способы получения. Резорциноформальдегидные и фенололигниновые.

олигомеры. Способы их отвержения. Свойства и области применения.

Аминоформальдегидные полимеры. Закономерности поликонденсации мочевины с формальдегидом. Получение аминоформальдегидных олигомеров. Их свойства. Способы отвержения. Области применения аминоформальдегидных полимеров.

Кремнийорганические полимеры. Способы получения. Свойства и области применения.

Эпоксидные элементы. Закономерности и способы получения. Свойства и способы отвержения олигомеров. Области применения эпоксидных полимеров в строительстве.

Полиэфирные и полиамидные полимеры. Виды и марки. Закономерности и способы получения. Свойства и области применения.

Фурановые полимеры. Схема получения. Свойства и способы их отвержения. Применение фурановых полимеров.

Охрана труда и техника безопасности при производстве полимеров и олигомеров, получаемых поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией. Охрана окружающей среды.

4.2.12. Модифицированные природные полимеры

Сложные, простые и смешанные эфиры целлюлозы. Целлюлоза и способы получения эфиров целлюлозы. Свойства и области применения.

4.2.13.Добавки и полимеры. Их роль и механизм действия.

4.2.14. Деструкция и горение полимеров

Пути снижения горючести и дымообразования, повышение стабильности полимеров. Токсичность продуктов деструкции и горение полимеров.

4.2.15. Битумы и дегти

Битумы. Виды и марки. Способы получения, свойства и области применения.

Дегти. Способы получения, свойства и области применения.

Техника безопасности и меры по охране труда при производстве битумов и дегтей.