Расширяющиеся цементы

Наиболее эффективным расширяющимся компонентом в расширяющихся и безусадочных цементах является гидросульфоалюминат кальция (эттрингит) 3СаО·Al₂О₃·3CaSO₄·32H₂O. Химический и минералогический состав цемента дает возможность регулировать количество и скорость образования кристаллов гидросульфоалюмината кальция и избежать появления вредных напряжений, вызывающих растрескивание цементного камня.

Различают безусадочные цементы с малым расширением (0,03…0,10 %), развивающие при твердении сжимающие усилия 0,2…0,7 МПа и самонапрягающие цементы с расширением более 0,23 % и сжимающими усилиями до 7 МПа.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) получается совместным помолом портландцементного клинкера (60…65 %), глиноземистого клинкера (7…10 % и активной минеральной добавки (20…28 %). Пропаривание ускоряет образование эттрингита до схватывания цемента, что обеспечивает расширение смесей без напряжений. Марки по прочности 400, 500, 600. Н_схв ≥ 30 мин, К_схв ≤ 12 час.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ). Получают совместным помолом или тщательным перемешиванием тонко измельченных глиноземистого цемента (70 %), высокоосновного гидроалюмината кальция С₄АН₁₃ (10 %) и полуводного гипса (20 %). Быстро схватывается и твердеет. Н_схв ≥ 4 мин, К_схв ≤ 12 мин. Марка по прочности 500. R _сж (6 час) ≥7,5 МПа, R _сж (3 сут) ≥ 30 МПа. Водонепроницаемость через 1 сутки 6 атм. Малая морозостойкость. Высокая стоимость.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГГРЦ) получается совместным помолом высокоглиноземистого доменного шлака (70 %) и гипсового камня (30 %). Быстро схватывается и твердеет. Н_схв ≥ 20 мин, К_схв ≤ 4 час. Марка 500. Прочность через 1 сутки ≥ 10 МПа, через 3 суток ≥ 28 МПа. Линейное расширение через 3 суток = 0,1…0,7 %. В водных условиях расширяется, на воздухе является безусадочным. Хорошо сцепляется со старым бетоном.

- 16/2 - Вяжущие в-ва

Тема: ГЛИНА И КЕРАМИКА

Керамические материалы – изделия и материалы, получаемые из порошкообразных веществ различными способами и подвергаемые обязательной высокотемпературной обработке (обжигу) для упрочнения и получения камневидного состояния. Изделие после обжига называется керамическим черепком. Керамические материалы – самые древние из всех искусственных материалов. Черепки грубых горшечных изделий находят на местах поселений, относящихся к каменному веку. Возраст керамического кирпича как строительного материала более 5000 лет.

1. Глинистое сырьё для производства керамических изделий

Древнейшим природным вяжущим веществом является необожжённая глина.

Глины представляют собой природные водные алюмосиликаты с различными примесями, способные при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камневидное состояние. Глина относится к осадочным горным породам и является продуктом физического выветривания и разложения полевошпатных горных пород. В глинистом сырье содержание оксидов колеблется в широких пределах (%): Al₂O₃ = 8…50, SiO₂ = 40…80, MqO = 0…4, CаO = 1…25, Fe₂O₃ = 0…15, R₂O = 0,3…5,0. Основная формула глин Al₂O₃·mSiO₂·nH₂O. Наиболее распространенными глинообразующими минералами являются каолинитовые минералы (каолинит Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O и галлуазит Al₂O₃·2SiO₂·4H₂O), бейделлит Al₂O₃·3SiO₂·nH₂O, монтмориллонитовые минералы (монтмориллонит Al₂O₃·4SiO₂·nH₂O,) и гидрослюды.

Глинистое сырьё классифицируется:

1) по содержанию оксида алюминия, водорастворимых солей, кварца, красящих оксидов (Fe₂O₃ + TiO₂), тонкодисперсных включений;

2) по пластичности;

3) по механической прочности на изгиб в сухом состоянии;

4) по огнеупорности;

5) по спекаемости.

Минеральный состав глинистых материалов определяет не только основные свойства изделий, которые изготовляются из глинистого сырья. Он обусловливает формовочную способность сырья, поведение в обжиге и другие технологические свойства.

- 16/3 - Вяжущие в-ва

По месторасположению различают:

– остаточные глины, которые остались на месте выветривания и разложения. Они обладают различным зерновым составом и более неоднородны;

– перенесенные глины, которые в процессе разложения переносились ветром, водными потоками и осаждались в виде однородных по зерновому составу месторождений.

В производстве вяжущих материалов наиболее широко применяются мономинеральные каолины и глины.

Каолины состоят из минерала каолинита. Первичные каолины, залегающие на месте их образования, перед использованием для производства тонкой керамики, очищают от механических примесей на обогатительных заводах. Вторичный, или переотложенный каолин используют необогащённым, так как он содержит много примесей, в том числе и тонкодисперсный кварц.

Глины более разнообразны по минеральному составу. Предварительному обогащению они не подвергаются. Очистка их от примесей (включений) осуществляется на заводе-потребителе.

Каолиновые глины, отличающиеся от каолинов более высокой дисперсностью и пластичностью, имеют ряд технологических свойств, дающих им преимущества перед каолинами. Эти глины широко используются в производстве тонкой керамики.

Монотермитовые глины высокопластичные, состоят из минерала монтмориллонита. Эти глины используются в производстве тонкой керамики.

Монтмориллонитовые (бентонитовые) глины имеют меньшее значение. Они применяются в основном в качестве добавки, повышающей формовочную способность керамических масс.

Гидрослюдистые глины являются характерными представителями кирпично-черепичных глин.

На свойства глины большое влияние оказывают примеси.

Органические примеси, способные при обжиге выгорать, увеличивать пористость, а также вызывать вспучивание черепка. В составе глин их может быть от 1 до 10 %;

Неорганические примеси:

– включения кварца (запесоченность) отощают глину, усложняют формование, обжиг, понижают прочность и снижают связующую способность;

– карбонатные включения повышают пористость и усадку, снижают огнеупорность, морозостойкость, интервал спекания и прочность;

– железистые примеси окрашивают глину, снижают огнеупорность и температуру обжига.

- 16/4 - Вяжущие в-ва