Учебно-методический комплекс по дисциплине «Технология бетона и вяжущие средства» Специальность icon

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Технология бетона и вяжущие средства» Специальность


Смотрите также:
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Технология конструкционных материалов» Специальность...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «технология и механизация строительного производства»...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений»...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «современные средства оценивания результатов...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Технология строительных процессов» Специальность...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Юридическая психология специальность «Юриспруденция»...
Учебно-методический комплекс Специальность: 032401 Реклама Москва 2009...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» специальность:...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Организация и технология локомотиворемонтного...
Учебно-методический комплекс Специальность: 080401 «Товароведение и экспертиза товаров»...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «современные средства оценивания результатов...
Учебно-методический комплекс по дисциплине «материаловедение» Учебно-методический комплекс...



Загрузка...
страницы: 1   2   3   4
вернуться в начало
скачать
^

Негашеная комовая известь


Негашеную комовую известь (кипелку) получают обжигом известняков в виде щебня определенной фракции. Она состоит из СаО и примесей MgO, СаСО3, силикатов, алюминатов и ферритов кальция.

Процесс производства комовой извести включает добычу известняка, подготовку к обжигу и обжиг.

Известняк добывают в карьерах взрывным способом. Размеры обломков горной породы после взрыва могут достигать 500÷800 мм и более, поэтому в карьере обычно осуществляют дробление и сортировку. Известняк разделяют на фракции 40÷80 и 80÷120 мм для шахтных печей и 10÷20 и 20÷40 мм – для вращающихся печей. Высококачественную известь можно получить только обжигом кусков породы приблизительно одинаковых размеров. При обжиге щебня разных размеров получают неравномерно обожженный продукт с примесью недожога (первичный СаСО3) в центре крупных кусков и пережога (крупнокристаллической извести).

Целью обжига является декарбонизация известняка и изготовление продукта с определенной структурой - размерами кристаллов СаО и пор. Ниже приведена реакция разложения (декарбонизации) известняка:

СаСО3 ↔СаО + СО2 – 42,552 ккал/г.моль

Реакция обратима и ее направление зависит от температуры и парциального давления СО2 в зоне обжига. Разложение известняка в открытом сосуде начинается при температуре приблизительно 9000 С (в зависимости от структуры и состава сырья). Однако при этой температуре реакция идет сравнительно медленно. Повышение температуры обжига на 1000 ускоряет процесс декарбонизации приблизительно в 30 раз. Декарбонизация кусков породы происходит не по всему объему, а с поверхности, и зона разложения перемещается к центру. Поэтому для ускорения процесса в промышленных печах обжиг ведут при температуре 1100÷12000С. Качество извести зависит не только от содержания оксида кальция, но и от микроструктуры продукта – размеров и формы кристаллов СаО, размеров пор и их распределения в материале. Обжиг сырья при температуре 1100÷12000С незначительно изменяет объем кусков, при этом выделение СО2 приводит к образованию открытых пор. При этой температуре получают мелкокристаллическую сравнительно быстрого гасящуюся высококачественную известь.

Повышение температуры обжига до 14000С приводит к образованию сравнительно крупных кристаллов оксида кальция и уменьшению объема пор в материале. Такая известь медленно взаимодействует с водой и называется «пережогом». Замедленная гидратация крупных кристаллов СаО (пережога) при повышенном его содержании в извести может привести к разрушению искусственного камня, получаемого при твердении извести. Вследствие неравномерного нагревания известняка в печах при обжиге известь всегда содержит некоторое количество как недожога, так и пережога.

Для производства комовой негашеной извести применяют шахтные и вращающиеся печи. Наиболее распространены шахтные печи, которые отличаются низким расходом топлива и электроэнергии.

Вращающиеся печи применяют сравнительно редко, так как они менее экономичны, но эти печи позволяют использовать пористые известняки (мел, ракушечник, известковый туф); мелкие фракции щебня, образующиеся при дроблении; допускают возможность полной автоматизации процесса обжига и применение любого топлива – твердого, жидкого и газообразного.

Выгруженная из печи негашеная комовая известь является полупродуктом, перед применением в строительных растворах и бетонах ее подвергают гидратации (гашению) или помолу.
^

Гидратная известь, известковое тело и известковое молоко


Гидратная известь (пушонка) – высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением (гидратацией) комовой или молотой негашеной извести количеством воды, обеспечивающим переход оксида кальция негашеной извести в гидрат по реакции

СаО +Н2О↔ Са(ОН)2 + 15,6 ккал/г.моль

В процессе гашения гидроксид кальция распадается на мелкие частицы. Это объясняется значительным тепловыделением при гидратации, повышением температуры материала, испарением воды и образованием водяного пара в порах негашеной комовой извести.

Технические свойства гашеной извести зависят от температуры материала при гидратации. С повышением температуры качество извести понижается, поэтому процесс гашения ведут при температуре 50÷800С, тогда он протекает быстро, и образуется высокопластичное известковое тесто.

Теоретически для гашения извести необходимо 32,16% воды от массы СаО, практически при гашении в пушонку расход воды увеличивают в 2÷2,5 раза (60÷80% воды от веса кипелки), что объясняется повышением температуры и испарением воды.

В заводских условиях процесс производства гашеной извести включают дробление комовой негашеной извести в молотковой дробилке, ее гашение, догашивание в силосе, упаковку и отгрузку потребителю.

^ Производство гидратной извести. Гидратация негашеной извести осуществляется в специальных гасильных аппаратах (гидраторах) периодического и непрерывного действия:

а) во вращающихся гасильных барабанах емкостью до 15 м3. Гашение производится водяным паром под давление 3÷5 атм. Процесс гашения заканчивается через 30÷40 мин;

б) в гидраторах непрерывного действия барабанного типа. Негашеная известь смачивается водой и проходит систему барабанов, расположенных один под другим и оборудованных вращающимися валками с лопастями. В барабанах происходит гидратация извести.

При гашении в пушонку получают порошок с плотностью 400÷500 кг/м3. Гидратную известь поставляют потребителю в бумажных мешках или цементовозах.

При гашении в тесто расход воды увеличивают до 200÷300% от массы кипелки. При большем количестве воды можно получить известковое молоко и известкую воду.

Физико-механические свойства извести регламентируются ГОСТом 9179-77 по стандарту гидратная известь-пушонка подразделяется на три сорта. Основными качественными показателями гидратной извести являются: содержание активных СаО+МgО, содержание СО2, влажность и степень измельчения. Содержание активных СаО и МgО должно быть не менее 90 и 80% для первого и второго сортов, остаток на сите с сеткой № 063 не должен превышать 2% и на сите с сеткой № 008-10% независимо от сорта, влажность извести не должна превышать 5%.

Известь применяют обычно в строительных растворах при соотношении вяжущего и заполнителей от 1:3 до 1:5 по объему. Прочность известковых растворов не нормируется стандартом. Через 28 дней твердения предел прочности при сжатии составляет 5÷10 кгс/см2. Длительное (в течение многих лет) твердение повышает прочность до 50÷70 кгс/см2 за счет карбонизации и взаимодействия с заполнителем.

Прочность известковых растворов можно повысить до 50÷70 кгс/см2 искусственной карбонизацией изделий, обработкой в специальных камерах отходящими после сгорания топлива газами, содержащими до 15% СО2.

^ Твердение гидратной извести обусловлено протеканием следующих процессов:

а) испарением воды и кристаллизацией Са(ОН)2. Испарение воды приводит к росту кристаллов Са(ОН)2 и их срастанию – образованию каркаса;

б) образованием карбоната кальция по реакции

Са(ОН)2+СО2 = СаСО3 + Н2О.

Процесс карбонизации протекает только в присутствии воды. Кристаллы карбоната кальция срастаются друг с другом, с кристаллами Са(ОН)2 и частицами песка, образуя искусственный камень.

Испарение влаги и карбонизация протекают весьма медленно из-за образования на поверхности плотной пленки карбоната и малой концентрации СО2 в воздухе (0,03%). Поэтому в начальный период прочность обеспечивается срастанием кристаллов Са(ОН)2. Как было отмечено выше, процесс карбонизации можно ускорить;

в) взаимодействием извести с заполнителями, например кварцем, с образованием гидросиликатов кальция при длительном твердении известковых растворов и бетонов. Образование гидросиликатов ускоряется при введении добавок, содержащих аморфный кремнезем и при повышении температуры.
^

Негашеная молотая известь


Молотую негашеную известь получают из комовой негашеной извести (кипелки). Процесс производства включает дробление комовой негашеной извести, тонкое измельчение в шаровой мельнице (иногда с введением добавок), упаковку и отгрузку потребителю. Молотую негашеную известь можно хранить на складе не более 5÷10 дней, так как происходит ее гашение парами воды воздуха и карбонизация. Свойства молотой не гашеной извести регламентированы ГОСТом 9179-77. По стандарту она подразделяется на 3 сорта в зависимости от содержания активных СаО и МgО (не менее 90, 80 и 70% - для 1-го, 2-го и 3-го сортов), содержания СО2 и непогасившихся зерен.

По времени гашения известь подразделяется на:

быстрогасящуюся – время гашения не более 8 мин;

среднегасящуюся » » не более 25 мин;

медленногасящуюся » » не менее 25 мин;

^ Твердение молотой негашеной извести обусловлено ее взаимодействием с водой по реакции (3) и получило название «гидратного» твердения. Механизм гидратации и твердения тот же, что и у полуводного гипса. В соответствии с теорией А.А. Байкова процесс твердения можно подразделить на три периода:

  1. Подготовительный. Негашеная известь (СаО) растворяется в воде и образует водный раствор, пересыщенный по отношению к Са(ОН)2.

  2. Период коллоидации. При взаимодействии воды с молотой негашеной известью образуются частицы Са(ОН)2 коллоидных размеров и пространственная структура – гель. Происходит увеличение вязкости и сопротивления сдвигу известкового теста.

  3. Период кристаллизации характеризуется ростом коллоидных частиц, образованием сравнительно крупных кристаллов Са(ОН)2 за счет продолжающегося процесса гидратации и растворения мелких кристаллов. Кристаллы срастаются и образуют кристаллический сросток – искусственный камень.

Молотая негашеная известь (кипелка) обладает существенными преимуществами по сравнению с гидратной:

а) имеет более низкую водопотребность, что объясняется меньшей удельной поверхностью; это приводит к повышению прочности изделий;

б) в процессе гидратации СаО химически связывает сравнительно много воды (32,16% от массы СаО), что уменьшает количество свободной (испаряющейся) воды и объем пор, образующихся за счет испарения. Снижение пористости приводит к росту прочности изделий;

в) растворные смеси на молотой негашеной извести (кипелке) сравнительно быстро схватываются и твердеют, в то время как при применении гидратной извести (известкового теста) конец схватывания смесей наступает через несколько суток;

г) в процессе твердения негашеной извести выделяется значительное количество тепла, поэтому растворы быстрее высыхают. Растворные смеси на молотой негашеной извести целесообразно применять при отрицательных температурах воздуха.

Применение молотой негашеной извести может дать положительные результаты только при соблюдении некоторых обязательных условий:

а) при содержании воды в растворной смеси 100150% от массы извести (В/И=1,01,5). Снижение расхода воды до 6080% от массы извести (В/И = 0,60,8) приводит к образованию гидратной извести (пушонки). Интенсивное выделение тепла, нагревание смеси и испарение воды препятствуют образованию искусственного камня. Затворение водой в количестве более 200% от массы вяжущего приводит также к образованию гидратной извести, но в виде известкового теста, которое твердеет медленно;

б) тонкое измельчение извести и отсутствие пережога.

Запоздалое гашение пережога и крупных частиц молотой негашеной извести приводит к неравномерным объемным деформациям, неравномерному нагреванию отформованных изделий, возникновению в них напряжений, которые могут привести к снижению прочности, а иногда и разрушению. Поэтому важно своевременное снижение температуры в процессе твердения. Оно достигается увеличением расхода воды, введением замедлителей, например, СДБ, гипса. Эффективным технологическим приемом является двухступенчатое затворение водой: сначала добавляют 15 20% воды от общего ее количества (2030% от массы извести), перемешивают 23 мин и выдерживают 3060 мин. В это время происходят гидратация и интенсивные объемные деформации. Далее вводят еще 8085% воды и формуют изделия.

Строительная известь применяется:

  1. В штукатурных и кладочных растворах, работающих в условиях, когда относительная влажность воздуха не превышает 65%. Известковые растворы характеризуются высокой связностью и удобоукладываемостью, поэтому известь является одним из основных вяжущих, используемых в строительных растворах.

  2. Для производства бетонов низких марок, работающих при относительной влажности воздуха не выше 65%.

  3. В автоклавных (силикатных) изделиях, плотных и пористых, на основе извести и кварцевого песка.

  4. При производстве смешанных гидравлических вяжущих веществ – известково-шлаковых, известково-пуццолановых и др. цементов.

  5. В известковых красках для наружной и внутренней отделки.



ЛИТЕРАТУРА

Основная литература


  1. Баженов В.К., Милых Т.И. Материаловедение. Уч. пособие. – М.: РГОТУПС, 2003.

  2. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы (Материаловедение и технология). 3-е изд. – М.: М-во образования РФ, 2002.

  3. Баженов В.К., Чепелев Р.Н., Милых Т.И. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Раздел – металлы. – М.: РГОТУПС, 2006.



Дополнительная литература


  1. Михайлова И, Васильев К. Современные строительные материалы. – М.: Эксмо, 2005.

  2. Баженов П.И. Комплексное использование минерального сырья и экология. – М.: АСВ, 1994.

  3. Справочник снабжения. Строительные смеси, растворы, камни и гипсокартон. – М.: Торговый дом металлов, 2004.



^ МАТЕРИАЛЫ ТЕКУЩЕГО И ИТОГОВОГОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ


Вопросы к экзамену


  1. Технология производства железобетона

  2. Добавки, применяемые для ускорения застывания бетона

  3. Добавки, применяемые для повышения пластичности бетона

  4. Свойства бетона для монолитного домостроения

  5. Укладка бетона для монолитного домостроения

  6. Виды формовочных машин

  7. Тепловлажностные установки для ускорения твердения бетона

  8. Мокрый способ производства цемента

  9. Сухой способ производства цемента

  10. Виды цемента

  11. Как повысить марку цемента

  12. Что такое марка бетона и класс бетона? Их отличия

  13. Гипсовые вяжущие

  14. Вяжущие на основе извести

  15. Отходы, применяемые для изготовления вяжущих

  16. На какие группы делятся вяжущие вещества и назовите их.

  17. Бетон как композиционный материал: влияние вида заполнителя на структуру и плотность бетона.

  18. Материалы для ячеистого бетона.

  19. Воздушные вяжущие и их свойства.

  20. Применение пластификаторов для регулирования удобоукладываемости бетонной смеси и экономии цемента.

  21. Легкие бетоны на легком заполнителе

  22. Гипс и его свойства.

  23. Основной закон прочности бетона, его физический смысл и математическое выражение.

  24. Глиноземистый цемент.

  25. Известь и ее применение.

  26. Требования к мелкому заполнителю для бетона.

  27. Газобетон.

  28. Магнезиальные вяжущие вещества.

  29. Требования к крупному заполнителю.

  30. Пенобетон.

  31. Отличие газобетона от пенобетона.

  32. Влияние минералогического состава на прочность цемента.

  33. Способы перемешивания бетонной смеси.

  34. Что такое автоклавная обработка бетона.

  35. Теория твердения цемента.

  36. Способы формирования бетона.

  37. Использование полимерных материалов для легкого бетона.

  38. Технические характеристики портландцемента.

  39. Технология изготовления сборного железобетона.

  40. Легкий бетон на древесных отходах (стружки, опилки и т.д.)

  41. Виды коррозии цементного камня.

  42. Связь реологических и технологических свойств бетонной смеси.

  43. Технология изготовления пенобетона.

  44. Что такое активные минеральные добавки ?

  45. Как определяется подвижность и жесткость бетонной смеси ?

  46. От чего зависит прочность легкого бетона.

  47. Шлакопортландцемент и его свойства.

  48. Применение бетонов в монолитных конструкциях.

  49. Материалы для изготовления легкого бетона.

  50. Пуциолановый портландцемент – производство и свойства.

  51. Способы ухода за свежим бетоном.

  52. Как ускорить процесс твердения легкого бетона.




Скачать 0,52 Mb.
оставить комментарий
страница4/4
Баженов В.К
Дата30.09.2011
Размер0,52 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх