Студопедия — Получение, состав и свойства железоуглеродистых сплавов 3 страница
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Получение, состав и свойства железоуглеродистых сплавов 3 страница






Из плотных силикатных мелкозернистых бетонов, выполняемых на кварцевом песке без крупного заполнителя, изготовляют крупноразмер­ные панели внутренних стен, перекрытия, балки, колонны.

Легкобетонные силикатные изделия и конструкции: стеновые блоки и панели, плиты покрытий и перекрытий изготавливают или с ис­пользованием пористых заполнителей, или путем создания ячеистой струк­туры за счет введения в бетонную смесь газо- и пенообразующих добавок (газосиликат и пеносиликат). В качестве вяжущего для их получения ис­пользуют смешанные известковые, содержащие известь-кипелку, кремне­зем или шлак в количестве до 50 % в сочетании с регулятором твердения - гипсом. Класс бетона по прочности на легком заполнителе в соответствии с СТ СЭВ 1406 от В05 до В15, марка по плотности от D300 до D1200, мо­розостойкости (в зависимости от назначения) от F15 до F100. Стеновые силикатные ячеистые блоки размером от 100х188х588 до 588х100х1200 мм применяют для кладки любых стен при отсутствии агрессивных сред и влажности помещений не более 60 %. Последнее ограничительное требова­ние связано с возможностью коррозии арматуры. При увеличении влажно­сти до 75 % необходима защита поверхности пароизоляционным покрыти­ем. Марка по прочности блоков от В1 до В 12,5, средней плотности от D350 до D1100. В зависимости от назначения блоки подразделяют на наружные (Н) с маркой по морозостойкости F50, 35, 25; внутренние (В); для выполне­ния перегородок (П) и внутренних стен подвалов (СП). В зависимости от точности размеров изделий их укладывают на раствор или специальный клей.

Получение водостойких материалов на основе воздушной извести возможно также за счет дополнительного введения шлаковых или пуццо- лановых добавок. При совместном помоле с целью замедления скорости гашения дополнительно вводят двуводный гипс в количестве 3 - 5 % от массы извести. Смешанные известково-пуццолановые и известково- шлаковые вяжущие твердеют во влажных условиях и обеспечивают водо­стойкость готовых изделий, т.е. являются гидравлическими. При их при­менении для изготовления низкомарочных бетонов и растворов необходи­мо учитывать такие свойства, как повышенные водо- и солестойкость, по­ниженную морозостойкость, а в случае известково-пуццоланового вяжу­щего - и воздухостойкость полученных материалов. Поэтому его исполь­зуют в подводном и подземном строительстве. Известково-шлаковые вя­жущие рациональнее применять при производстве изделий на заводе по пропарочной технологии, т. к. именно в этих условиях шлак значительно повышает свою химическую активность и полнее участвует в реакциях гидратации.

4.2.3. Магнезиальные вяжущие вещества

К магнезиальным вяжущим относятся каустический магнезит

(оксид магния МgО) и каустический доломит (МgО + СаСОз). Первый получают обжигом при температуре 700 - 800 °С природного магнезита, представляющего собой карбонат магния (МgСОз), второй - доломита (СаСОзхМgСОз). В отличие от других вяжущих магнезиальные затворяют не водой, так как в этих условиях процесс набора прочности проходил бы крайне медленно, а растворами хлористого или сернокислого магния. Скорость схватывания и конечная прочность изделий зависят от концен­трации применяемых растворов. Чем она выше, тем медленнее схватыва­ется вяжущее, но тем выше конечная прочность получаемого камня. Нача­ло схватывания каустического магнезита наступает не ранее 20 мин, конец - не позднее 6 часов от начала затворения водой. Для каустического доло­мита эти показатели соответственно равны 3 - 10 и 8 - 20 час. Тонкость помола магнезиальных вяжущих составляет на сите 02 не более 5 %, 008 - не более 25 %. Марку этого вида вяжущих определяют на образцах- балочках размером 40х40х160 мм состава по массе вяжущее: песок = 1: 3, твердевших 28 суток на воздухе. Прочность на сжатие образцов на каусти­ческом магнезите равна 40 - 60 МПа, каустическом доломите 10 - 30 МПа. Снижение активности последнего происходит за счет наличия неразло- жившегося при обжиге карбоната кальция, который в данном случае игра­ет роль инертного балласта.

Магнезиальные вяжущие в сочетании с древесными отходами применяют для устройства теплых бесшовных, так называемых ксилоли­товых полов. Эти полы малотеплопроводны, обладают высокой износо­стойкостью, негорючи. Из смеси вяжущего с водой и органическими во­локнистыми отходами (стружки, костра и др.) путем формования и воз­душно-сухого твердения получают фибролитовые и ксилолитовые пли­ты, которые используют для теплоизоляции строительных конструкций или выполнения внутренних перегородок.

4.2.4. Жидкое стекло, кислотостойкий цемент

Жидкое стекло представляет собой водный раствор силикатов на­трия или калия - SiO2xK(Na)2O - ГОСТ 13078-81. Качество этого вяжу­щего оценивают по плотности, вязкости раствора и модулю стекла (2,6 - 4,0), который равен отношению числа грамм-молекул кремнезема к одному грамм-молю оксида калия или натрия. С увеличением модуля по­вышаются клеящие свойства жидкого стекла и стойкость изделий к кисло­там. Технология получения этого вяжущего включает сплавление смеси кварцевого песка с карбонатом натрия (калия) или сульфатом натрия (ка­лия) при 1300 - 1400 °С, охлаждение расплава и его растворение паром под давлением 0,6 - 0,8 МПа в автоклаве. Растворимое стекло затвердевает только на воздухе. Сущность процесса заключается в испарении воды, по­вышении концентрации свободного коллоидного кремнезема, его после­дующей коагуляции и уплотнения. Значительно ускоряет процесс твер­дения растворимого стекла добавка кремнефтористого натрия, так как в результате реакции получается дополнительное количество кристалличе­ских и клеящих гелеобразных продуктов.

На основе жидкого стекла получают многокомпонентный кислото­стойкий цемент, состоящий из тонкоизмельченной смеси кислотостойко­го наполнителя: кварцевого песка или другой горной породы и кремнефто- ристого натрия, затворяемой водным раствором растворимого стекла плотностью не менее 1340 кг/м. Начало схватывания цемента наступает не ранее 20 мин, конец - 8 час. Основным достоинством этого вяжущего яв­ляется его высокая кислотостойкость (за исключением фтористоводород­ной и кремнефтористоводородной кислот), причем с повышением концен­трации кислоты стойкость повышается.

При затворении жидким стеклом тонкомолотого металлургического шлака получают воздушное шлакосиликатное вяжущее, которое имеет сле­дующие свойства: начало схватывания 40 - 60 мин, конец - 70 - 120 мин, прочность на сжатие от 15 до 30 МПа. Вяжущее используют для производ­ства бетонов, растворов, арболита (в сочетании с древесными отходами), эксплуатируемых в воздушно-сухих условиях.

При использовании кислотостойких заполнителей и стеклопластико- вой арматуры в сочетании с кислотостойким цементом получают кислото­стойкие бетоны. Этот вид вяжущего используют также при производстве жаростойких бетонных конструкций, эксплуатируемых при температуре до 1000 оС, а также огнезащитных обмазок. Жидкое стекло является ос­новой для силикатных красок и кислотостойких мастик. Интересно применение жидкого стекла для укрепления, уплотнения (силикатизации) слабых грунтов на строительных площадках. Вначале в грунт под давле­нием закачивают раствор хлористого кальция определенной концентрации, затем жидкое стекло. В результате реакции этих веществ образуются плохо растворимые соединения, которые повышают механическую прочность грунтов.

4.3. Гидравлические вяжущие вещества

Гидравлические вяжущие представляют собой тонкомолотые по­рошки, состоящие в основном из силикатов (кСа0pSi02), алюминатов (пСаОтА1203) и ферритов (пСаОтРе203) кальция, взаимодействующих с водой с образованием прочного водостойкого искусственного камня.

Химический состав гидравлических вяжущих представляют в виде оксидов. Например, силикат кальция записывают Са0хSi02 или сокращен­но СS, трехкальциевый алюминат - 3СаОхА1203 или С3А, гидросиликат кальция - 2Са0хSi02х2Н20 или С2SН2.

Способность гидравлических вяжущих образовывать в результате реакции с водой прочный камень оценивают по показателю активности, равному прочности (кгс/см) образцов состава Ц:П = 1:3, твердевших 28 суток в нормальных условиях (температура 18 - 20 оС, влажность 95 - 98 %). По активности при условии, что вяжущее удовлетворяет комплексу других, предусмотренных ГОСТом требований: тонкости помола, срокам схватывания, равномерности изменения объема, присваивают марку 200, 300, 400 и т.д.

К гидравлическим вяжущим относятся гидравлическая известь, которая занимает промежуточное положение между воздушными и гид­равлическими вяжущими, романцемент, разновидности портландцемен­та и специальные виды цементов.

4.3.1. Гидравлическая известь и романцемент

Гидравлической известью называют тонкомолотый продукт обжига при температуре 900 - 1000 оС мергелистых известняков, содержащих

до 20 % глинистых примесей. При этой температуре известняк (СаСО3) и глина (основные минералы: пА12032-тН2О, nFe2O3-kSiO2-pH2O) разла­гаются с образованием свободных оксидов СаО, A12O3, SiO2, Fe2O3, кото­рые при такой высокой температуре, обладая химической активностью, вступают в реакции между собой с образованием ряда минералов: силика­тов, алюминатов и ферритов кальция (СаО^Ю2, СаО-Al^, СаО-Fe^) и обеспечивают в дальнейшем гидравлическое твердение этого вяжущего, а продукты гидратации - прочность и водостойкость изделий. Так как гли­нистый компонент составляет в сырье только 20 %, то часть СаО остается в несвязанном, свободном состоянии. Наличие в гидравлической извести негашеной, воздушной извести - СаО обусловливает необходимость обес­печения вначале воздушно-сухих условий твердения (около 7 сут) для гид­ратации оксида кальция с образованием гидрооксида, а затем - влажных для гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция (оставшиеся 21 сут). Чем больше оксида кальция, тем продолжительнее должно быть начальное твердение в воздушной среде. В этом случае сильнее проявля­ются в извести свойства воздушного вяжущего, следовательно, водостой­кость образованного камня будет ниже.

Активность извести оценивают по гидравлическому или основ­ному модулю (ОМ), равному отношению процентного содержания по массе оксида кальция к сумме оксидов, входящих в состав минералов: ОМ = СаО / (SiO2 + AI2O3 + Fe2O3).

Для гидравлической извести численное значение основного модуля колеблется в пределах 1,7 - 9. В зависимости от величины различают сильногидравлическую и слабогидравлическую известь. У первой мо­дуль равен 1,7 - 4,5, у второй - 4,5 - 9. При показателе больше 9 получают воздушную известь, если он меньше 1,7 - романцемент.

Гидравлическая известь медленносхватывающееся вяжущее. В зави­симости от содержания свободного оксида кальция сроки схватывания ко­леблются в пределах: начало - 0,5 - 2 и конец - 8 - 16 час. Равномерность изменения объема при твердении зависит от наличия грубоизмельченных зерен, свободного оксида кальция. Активность сильногидравлической из­вести составляет 5 МПа, слабогидравлической - не менее 1,7 МПа.

Этот вид вяжущего используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, эксплуатируемых как в сухих, так и во влажных ус­ловиях, а также для получения низкомарочных легких и тяжелых бетонов.

С целью повышения гидравлических свойств и исключения из соста­ва свободного оксида кальция при производстве романцемента в качестве сырья используют мергели (известково-глинистые породы) с содержани­ем глинистых примесей не менее 25 %. В этом случае образующийся при 1000 - 1100 оС в результате разложения известняка свободный оксид каль­ция полностью связывается в минералы, обеспечивающие только гидрав­лическое твердение полученного минерального вяжущего. При помоле спекшегося продукта для обеспечения заданных сроков схватывания (на­чало - не ранее 20 мин, конец - не позднее 24 час) вводят добавку двувод- ного гипса в количестве 3 - 5 %.

Гидравлический модуль романцемента равен 1,1 - 1,7, что обеспечи­вает ему через 28 суток твердения во влажных условиях прочность от 2,5 до 15 МПа.

Строительные растворы и бетоны на романцементе отличаются от полученных на гидравлической извести более высокой стойкостью при эксплуатации во влажных условиях и при попеременном увлажнении и высушивании. Применяют романцемент для изготовления бетонов низ­ких марок и растворов, используемых при возведении наземных и под­земных частей зданий, а также в производстве стеновых камней и мелких блоков, особенно методом пропаривания.

4.3.2. Портландцемент, свойства цемента и цементного камня

Портландцементом называют порошкообразный материал, полу­ченный в результате совместного помола клинкера, продукта спекания смеси известняка и глины при температуре 1400 - 1500 оС, гипса и мине­ральных добавок.

В качестве сырья при производстве портландцемента используют чистые известняки и глину в соотношении 3:1, а также мергели с кор­ректировкой состава до заданного.

Производство портландцемента состоит из следующих основных технологических процессов: добычи известняка, глины или мергеля; из­мельчения сырьевых материалов и приготовления из них однородной сме­си заданного состава; обжига подготовленной массы при температуре 1400 - 1500 оС до спекания с получением клинкера; охлаждения и помола клинкера с гипсом (3 - 5 %) и минеральными добавками. Учеными уста­новлено, что при дополнительном вводе в сырьевую смесь хлорсодержа- щих добавок, например, хлорида кальция, можно снизить температуру спекания до 1000 - 1200 оС. Такая энергосберегающая технология была на­звана низкотемпературной или солевой. Полученный алинитовый цемент обладает теми же свойствами, что и портландцемент. Однако повышенное содержание хлор-ионов в его составе вызывает опасность коррозии арма­туры в железобетонных конструкциях и изделиях. Обеспечить химическую стойкость можно за счет защиты арматуры красочными составами, введе­нием в бетонную смесь специальных добавок - ингибиторов коррозии ста­ли или применением стеклопластиковой арматуры.

В настоящее время применяют два способа подготовки сырьевой смеси: мокрый - помол и перемешивание сырья производят в воде до по­лучения однородного шлама, содержащего до 45 % воды, и сухой - исход­ные материалы измельчают, подсушивают и смешивают в сухом состоя­нии. Каждый из этих способов имеет свои положительные и отрицатель­ные стороны. В водной среде облегчается измельчение и перемешивание материалов. При их совместном помоле быстро достигается высокая сте­пень однородности смеси, состав которой легко корректируется, снижается запыленность, но расход топлива на обжиг в 1,5 - 2 раза выше, чем при су­хом. Кроме того, значительно увеличиваются размеры вращающихся гори­зонтальных печей для обжига, так как на начальной стадии процесса эти тепловые агрегаты в значительной мере выполняют функции испарителей воды. Энергозатраты на получение клинкера представлены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Энергозатраты на получение клинкера

Страна Удельный расход тепла для получения клинкера, ккал/кг
сухой способ мокрый способ
Польша    
Франция   -
Германия 711,1 -
Япония   1318,2
США    
Россия    
Беларусь    

 

Снизить энергоемкость при производстве цемента по мокрому спо­собу, а, следовательно, и его себестоимость, в которой энергозатраты со­ставляют 50 - 75 %, можно прежде всего за счет уменьшения влажности шлама на 9 - 15 % введением специальных пластифицирующих добавок.

Эффективно также заменить часть топлива высококалорийными от­ходами - изношенными автомобильными покрышками. Это позволяет час­тично решить экологические и экономические вопросы. Их применение не только экономит энергоресурсы, но и позволяет снизить температуру об­жига на 100 оС без ухудшения свойств клинкера.

Сухой способ, который целесообразен только в том случае, если влажность сырья не более 15 %, благодаря его технико-экономическим преимуществам по сравнению с мокрым, несмотря на сложность переме­шивания сухих порошкообразных материалов до заданной однородности и сложности пылеулавливающего оборудования, находит все большее рас­пространение. Так в Беларуси из трех действующих цементных заводов два работают по мокрому способу и один - Белорусский цементный завод в г. Костюковичи по сухому способу.

В последние годы ведутся исследования возможности применения новых видов энергии и в целом технологий для получения клинкера. Это в частности радиационная обработка сырья в микроволновой печи, обжиг в кипящем слое. Одним из перспективных методов, который может найти широкое практическое применение, является получение клинкера спосо­бом плавления, которое проводят как с использованием конверторов, так и плазменных печей.

Электродуговые и электроплазменные печи, имеющие кпд 50 - 70 %, в настоящее время успешно эксплуатируют при производстве огнеупоров, кварцевого стекла, в металлургической промышленности. Работающая опытно-промышленная плазменная установка доказывает эффективность этой технологии для получения цемента и ее преимущества по сравнению с традиционной, которые заключаются, прежде всего, в значительной ин­тенсификации процесса (образование минералов происходит в течение не­скольких минут), повышенном содержании в клинкере основополагающе­го минерала - QS на 10 %, возможности исключения тонкого измельчения сырьевой смеси в шаровых мельницах в связи с тем, что из-за высокого перепада температур при подаче смеси через канал плазмотрона происхо­дит термическое саморазрушение материала.

Качество клинкера оценивают соотношением кристаллической и аморфной - стекловидной составляющими клинкера, зависящими от ско­рости охлаждения спекшегося продукта, и степенью его последующего измельчения. Последний процесс вследствие высокой прочности клинкера требует больших энергозатрат - до 20 % расходуемой энергии, снизить ко­торые можно или за счет создания напряженно дефектной структуры пу­тем грануляции расплава на выходе из печи в паровоздушной среде, или введения в мельницы специальных органических добавок (СДБ, мыло­нафт) в количестве 0,02 - 0,5 %, облегчающих помол.

Уменьшение энергозатрат возможно также в результате вторичного использования тепла отходящих газов из печи обжига и выделяющегося при охлаждении клинкера, а также применения безотходной, комплексной переработки сырья.

Обжиг до спекания подготовленного сырья сопровождается слож­ными физическими (испарение свободной и кристаллизационной воды) и химическими процессами (разложение минералов на оксиды, образование новых соединений), в результате которых из исходных компонентов полу­чается спекшийся материал - клинкер, состоящий в основном из следую­щих четырех минералов: 3СаО^Ю2 (QS) - трехкальциевого силиката - алит (45 - 60%); 2СаО^Ю2 (^2S) - двухкальциевого силиката - белит (10 - 30 %); 3СаО-А12О33А) - трехкальциевого алюмината - целит (5 - 12 %); 4СаО-А12О3-Ее2О34АБ) - четырехкальциевого алюмоферрита - (10 - 20 %) и стекловидной застывшей массы.

После обжига полученный клинкер направляют в специальные холо­дильники для быстрого охлаждения материала, т.к. скорость охлаждения влияет на количество застывшей стеклофазы, которая обеспечивает повы­шенную химическую активность, тепловыделение при реакции с водой и сульфатостойкость портландцемента. Охлажденный клинкер, двуводный гипс или гипсосодержащие отходы (фосфогипс, борогипс, фторогипс) в количестве 3 - 5 % (для регулирования схватывания цемента) и в ряде слу­чаев минеральные добавки (шлак и золы, природные осадочные и вулка­нические породы) поступают в шаровые мельницы, измельчение в которых происходит за счет истирающего и ударного воздействия мелящих тел в виде стальных шаров и цилиндров разного размера. С увеличением степе­ни размола клинкера повышается активность получаемого цемента, однако надо учитывать тот факт, что в этом случае в значительной степени увели­чивается расход электроэнергии. Поэтому определен оптимальный размер цементных зерен от 5 до 40 мкм. Согласно ГОСТ 30515-97 этот показатель оценивают по тонкости помола (остаток на сите 008 не должен превы­шать 15 % или удельной поверхности, которая составляет от 2500 до 5000 см /г. Обязательными определяемыми значениями для общестрои­тельных цементов являются также активность цемента, сроки схваты­вания цементного теста нормальной густоты (начало - не ранее 45 мин, конец - не позднее 10 час), равномерность изменения объема, зависящая от содержания свободной СаО (не более 1 %) и дозировки гипса. На осно­вании полученных результатов цементу присваивают марку (300, 400, 500, 550, 600), численно равную активности - среднеарифметическому значе­нию предела прочности на сжатие в кгс/см2 с учетом прочности на изгиб образцов-балочек размером 40х40х160 мм, состава по массе Ц: П = 1: 3 с подобранным количеством воды, твердевших 28 суток во влажных есте­ственных условиях. Классы цемента по гарантированной прочности на сжатие 22,5; 32,5; 42,5 и 52,5 МПа. Насыпная плотность цемента составля-

ет 1300 кг/м, истинная 3100 - 3200 кг/м.

Качество цементов оценивают по основным и рекомендуемым показателям.

К основным относятся следующие:

- химический вещественный и минералогический состав;

- предел прочности на сжатие и изгиб;

- равномерность изменения объема в процессе гидратации;

- удельная эффективная активность естественных радионуклидов;

- активность цемента при пропаривании для портландцементов с до­бавками;

- нормальная густота цементного теста (НГ), представляющая водо- цементное отношение, выраженное в процентах, при котором достигается заданная (нормируемая) пластичность цементного теста.

К рекомендуемым относятся как показатели общего характера: сро­ки схватывания, тонкость помола, так и специального назначения: корро­зионная стойкость, содержание свободной СаО, огнеупорность, гидрофоб- ность и т.д.

Для рационального использования цемента при производстве сбор­ного железобетона введено определение прочности (активности) после термовлажностной обработки в специальных пропарочных камерах по за­данному режиму. На основании полученных данных делают вывод о сте­пени эффективности использования цемента на предприятиях стройинду- стрии при получении сборных бетонных и железобетонных изделий и кон­струкций или в монолитном строительстве на строительной площадке.

При смешивании портландцемента с водой составляющие его ми­нералы гидратируют с образованием новых кристаллических соедине­ний, обусловливающих твердение цементного теста и прочность искус­ственного камня. Состав новообразований зависит от минералогическо­го состава цемента, влажности и температуры окружающей среды. Так алит гидратирует с образованием кристаллических гидросиликатов кальция - СаОрБЮ2пН2О - ГСК и гидрооксида кальция - Са(ОН)2 - СН, придающих начальную прочность и стойкость цементному камню. Опре­деленная концентрация Са(ОН)2 в растворе не только обеспечивает ста­бильность образованным в результате гидратации соединениям, но и кор­розионную стойкость стальной арматуры, применяемой при получении железобетона.

Гидратация белита протекает постепенно на протяжении всех 28 су­ток с образованием ГСК. Наиболее активен по отношению к воде трехкаль- циевый алюминат. Именно этот минерал влияет на сроки схватывания це­мента. Продукты его гидратации представляют собой крупнокристалличе­ские нестабильные соединения, повышающие начальную прочность, но снижающие морозостойкость и коррозионную стойкость цементного камня.

Гидратация четырехкальциевого алюмоферрита протекает аналогич­но двухкальциевому силикату. Все реакции гидратации сопровождаются выделением тепла. По экзотермическому эффекту минералы клинкера рас­полагаются в следующей последовательности: С3А - С3Б - С4АБ - С2Б.

Зная минералогический состав цемента, можно сделать предвари­тельные, ориентировочные выводы по его применению. Так, цементы с повышенным содержанием С3Б и С3А будут обладать высоким тепловыде­лением и скоростью набора прочности. Следовательно, их рационально использовать при низких температурах бетонирования или при производ­стве сборного железобетона, уменьшив температуру и продолжительность термообработки. Однако эти цементы из-за высокого тепловыделения нельзя использовать при бетонировании массивных фундаментов и гидро­технических сооружений, так как резкий перепад температуры внутри твердеющего бетона и на поверхности конструкции вызовет деформации, приводящие к появлению трещин. Нельзя эти цементы применять и при наличии сульфатосодержащих агрессивных сред. Так называемые бели- товые цементы с повышенным содержанием С2Б медленно твердеют, более коррозионностойки. Следовательно их эффективно использовать при летнем монолитном строительстве, при опасности коррозионного воздействия.

В результате частичного перехода воды при гидратации в химически связанное состояние, а также ее испарения из смеси в процессе твердения происходит усадка цементного камня, сопровождаемая появлением микро­трещин на его поверхности, которая приводит к формированию пористой структуры. Причем, чем больше водовяжущее, в данном случае водоце- ментное отношение, тем пористость будет больше, а прочность соответст­венно меньше. Кроме открытых капиллярных пор, образованных за счет испарения «лишней», не участвующей в реакциях воды, в цементном кам­не имеются замкнутые поры, заполненные воздухом, который попадает в цементное тесто при его приготовлении и перемешивании.

Структура цементного камня оказывает определяющее влияние на такие свойства, как водонепроницаемость, воздухостойкость, морозостой­кость. Если циклы высыхания и увлажнения, сопровождающиеся усадкой и набуханием цементного камня, повторяются, то это приводит к накопле­нию остаточных деформаций, появлению трещин и, как следствие, сниже­нию прочности. Для исключения этих процессов необходимо снизить В/Ц и обеспечить заданный температурно-влажностный режим твердения. К недостаткам цементного камня относится также ползучесть, которая про­является в увеличении деформаций под влиянием длительно действующих постоянных по величине нагрузок. Снижения ползучести достигают за счет введения жесткого недеформируемого заполнителя и снижения рас­хода цемента. Одним из важнейших эксплуатационных свойств цементно­го камня является его морозостойкость. Разрушающее действие воды, пе­реходящей в лед с увеличением в объеме до 9 %, зависит в первую очередь от ее количества, следовательно за счет снижения В/Ц и повышения со­держания резервных замкнутых воздухонаполненных пор, недоступных проникновению воды, возможно регулирование этого свойства в широких пределах.

В бетоне цементный камень не только должен обеспечить монолит­ность, прочность этого композиционного искусственного каменного мате­риала, но и долговечность его службы в конструкциях при разных услови­ях эксплуатации. Прежде всего, это изменение температурно- влажностного режима, о чем говорилось выше, и действие агрессивных сред: жидких, газообразных и твердых. В связи с расширением промыш­ленного производства и особенно предприятий химического профиля во­прос этот очень важен. В Беларуси особенно остро эта проблема стоит при возведении фундаментов, т.к. подъем минерализованных грунтовых вод в большинстве районов высок.

Действие агрессивных сред усиливается, если конструкции находят­ся под нагрузкой. Отсюда вытекает сложность и актуальность рассматри­ваемого свойства. По механизму действия и характеру разрушения опреде­лены три вида коррозии цементного камня. Первый вид - выщелачива­ние. В данном случае разрушение происходит в результате растворения и вымывания гидроксида кальция из цементного камня при фильтрации во­ды под давлением. Так как все образованные в результате реакции гидра­тации портландцемента кристаллогидраты химически устойчивы только при определенной концентрации гидроксида кальция, то ее снижение вы­зывает их частичное разрушение и, как следствие, падение прочности.

Степень разрушения зависит в первую очередь от объема открытых капиллярных пор и количественного содержания в них раствора свободно­го гидроксида кальция определенной концентрации. Следовательно, повы­сив плотность цементного камня, можно значительно увеличить стойкость изделий на основе портландцемента к этому виду разрушения.

Второй вид - кислотная коррозия, которую можно наблюдать при действии на цементный камень кислот и солей с кислой реакцией, образо­ванных сильной кислотой и слабым основанием, например, хлорид или нитрат аммония. Кислоты вступают в реакцию с кристаллическими про­дуктами гидратации цемента, образуя или легко растворимые соединения, или гелеобразные, не обладающие прочностью. Эти агрессивные среды вызывают самые сильные разрушения, интенсивность которых зависит от концентрации агрессивного раствора, его температуры и скорости движе­ния потока по отношению к разрушаемой поверхности. Так как действие растворов связано с химической реакцией между цементным камнем и аг­рессивной средой, то наиболее надежный способ защиты - изменение со­става самого вяжущего, т.е. применение специального цементокислото- стойкого.







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 407. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

Билет №7 (1 вопрос) Язык как средство общения и форма существования национальной культуры. Русский литературный язык как нормированная и обработанная форма общенародного языка Важнейшая функция языка - коммуникативная функция, т.е. функция общения Язык представлен в двух своих разновидностях...

Патристика и схоластика как этап в средневековой философии Основной задачей теологии является толкование Священного писания, доказательство существования Бога и формулировка догматов Церкви...

Основные симптомы при заболеваниях органов кровообращения При болезнях органов кровообращения больные могут предъявлять различные жалобы: боли в области сердца и за грудиной, одышка, сердцебиение, перебои в сердце, удушье, отеки, цианоз головная боль, увеличение печени, слабость...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия