Минералогический состав клинкера портландцемента. - раздел Строительство, Физические свойства строительных материалов 1. Алит C3S (3Cao·sio2 – Трехкальциевый Силикат)...
1. Алит C3S (3CaO·SiO2 – трехкальциевый силикат) Быстро твердеет, с большим тепловыделением, особенно впервые 7 суток и развивает при этом высокую прочность. Такой быстрый прирост прочности сменяется малым приростом в последующие сроки твердения. Повышенное содержание C3S важно:
· При ремонтных работах
· В бетонах, где надо получить высокую прочность в короткие сроки
· При зимнем бетонировании
2. Белит C2S (2CaO·SiO2) – двухкальциевый силикат. В начальный период твердеет очень медленно с низким тепловыделением. Продукт твердения в течение первого месяца обладает невысокой прочностью, но при длительном твердении (несколько лет) в благоприятных условиях его прочность неуклонно увеличивается. Белитовые цементы нужны там, где требуется высокая прочность в более поздние сроки (например в гидротехнических сооружениях)
3. C3A (3Ca O Al2O3) – (4−12%) трёхкальциевый алюминат. В первые сутки твердения выделяет наибольшее количество теплоты и очень быстро твердеет. Однако у продукта его твердения:
· Повышенная пористость
· Низкая прочность и долговечность
· Малая стойкость против воздействия сернокислых соединений. Не стоек к сульфатной агрессии
4. Целит C4AF (4CaO Al2O3 Fe2O3)– четырехкальциевый аллюмоферит – (5-15%). Характеризуется умеренным тепловыделением. Твердеет значительно медленнее чем алит, но быстрее чем белит. Прочность продуктов его гидратации несколько ниже, чем у алита.
5. Клинкерное стекло. Затвердевшее в процессе быстрого охлаждения жидкая фаза. Имеет переменный состав, увеличивает прочность цементного камня
6. Щелочи (Na2O, K2O) (0,5 – 1 %) Если их более одного процента, то они вызывают непостоянство сроков схватывания цемента, и образование выцветов на поверхности растворов или бетонов. Опасные и в том случае, когда в заполнителях бетона есть опаловидный кремнезём (SiO2·nH2O), который взаимодействует со щелочами уже при нормальной температуре, причём, объем продуктов реакции увеличивается что вызывает растрескивание бетона в конструкции. Правило: для исключения (K2O+Na2O) должно быть не более 0,6 %
7. Свободные CaO и MgO. Если CaO более 7 % или Mg0 более 7 %, то они ведут себя, в цементом камне, как пережог извести.
Твердение портландцемента. При смешивании с водой образуется тесто, которое постепенно густеет и превращается в камневидное тело. Эти изменения происходят при взаимодействии клинкерных минералов с водой и образовании новых соединений:
Алит взаимодействует с водой: 2(3CaO · Si O2) + 6 H2O = 3 CaO·2SiO2·3H2O + 3Ca(OH)2 + Q↑↑
Молотый клинкер схватывается в течение нескольких минут. Растворные и бетонные смеси нежизнеспособны из-за быстрой гидратации C3A.
Для замедления сроков схватывания при помоле вводятся до 5 % двуводного гипса, который взаимодействует с C3A и образует комплексное соединение – трехкальциевый гидросульфоалюминат кальция. (Это минерал, который называется эттрингит: это минерал 3CaO Al2O3 + 3(CaSO4 · 2H2O) + 25·26 H2O = 3CaO · Al2O3 3Ca SO4 · 31-32 H2O - Г.С.А.К.)
Гидросульфоалюминат кальция образует оболочки и замедляет схватывание на 3-5 часов. Кроме того гипс ускоряет твердение цемента в начальный период.
По теории академика А.А. Байкова твердение портландцемента включает в себя 3 периода:
1. Период растворения. Вяжущее вещество растворяется в воде до образования насыщенного раствора. Происходит образование коллоидных масс, придающих тесту пластичность.
2. Период коллоидации или схватывания. Характеризуется прямым присоединением воды к твердой фазе вяжущего, и возникновением гидратного соединения высокой коллоидной дисперсности без промежуточного растворения исходного материала. Одновременно происходит схватывание массы
3. Период кристаллизации и твердения. Гелеобразные новообразования перекристализовываются и превращаются в кристаллический сросток, что сопровождается твердением системы и нарастанием ее прочности.
Ход работы... Образцы высушить при C до постоянной массы охладить и взвесить m... Находим объем тел правильной геометрической формы вычислением по геометрическим формулам подставив в них...
I Физические свойства строительных материалов
1. Истинная плотность – масса единицы объема абсолютно плотного материала, т.е. без пор и пустот Материал высушивают, измельчают до состояния пудры, и с помощью пикнометра определяют
Б) Кажущаяся пористость
– Это поры, сообщающиеся с атмосферой и доступные для воды. Кажущаяся плотность численно равна водопоглощению по объему.
Где - масса сухого образца до водонасыщения, гра
Водопоглощение
– способность материала впитывать и удерживать в своих порах воду. Водопоглощение делится по массе и по объему.
По массе: . По объему:
= , где
всегда меньше 1 ил
Водостойкость
– способность материала сохранять свою прочность при длительном воздействии воды. Оценивается коэффициентом размягчения, равным отношению предела плотности при сжатии в насыщенном водой состоя
Капиллярное увлажнение и диффузия
- возникает в результате способности воды подниматься по капиллярам на высоту.
Высота подъема зависит от тонкости капилляров и степени смачиваемости их стенок. Для кирпичной кладки он
Морозостойкость
Способность материала в насыщенном водой состоянии не разрушаться и не снижать прочности при многократном замораживании и оттаивании.
Основная причина разрушения материала под действием ни
Теплопроводность
- Способность материала проводить тепло через свою толщину в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал.
; ;
Зависит от коэффицие
Огнестойкость
- Способность материалов не разрушаться от действия высоких температур, воды в условиях пожара.
По огнестойкости материалы подразделяются на:
· Несгораемые – не г
II Механические свойства строительных материалов
1)Прочность – способность материала сопротивляться разрушению и деформациям под действием напряжений, возникающих от нагрузки. Оценивается пределом прочности – напряжение
А) пластичные (сталь)
Их особенности
1. Подчиняются закону Гука (участок I) , Е – модуль Юнга. При небольших напряжениях материал деформируетс
Твердость
- способность материалов оказывать сопротивление проникновению в него упругого, более твердого материала. При испытании природных каменных материалов пользуются шкалой Мооса, составленной из 10
I Минеральные (неорганические вяжущие вещества)
Порошкообразные материалы, образующиеся при смешивании с водой в удобоукладываемую пластичную массу, со временем твердеющую в камневидное тело.
Делят на:
1.
Воздушные вяжущие вещества.
Строительный гипс - получают из гипсового камня. Измельчают до порошкообразного состояния и подвергают термической обработке горячим воздухом в варочных котлах при 190 °C в теч
Свойства строительного гипса
1. Истинная плотность ρ = 2500 – 2800 кг/м3
2. Насыпная плотность (ρн)
a. В рыхлом состоянии 900-1100 кг/м
Марка по прочности.
Определяется испытанием на предел прочности 3х образцов балочек 40×40×160 мм изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции.
Через 2 часа после начала перемешивания
Ангидритовый цемент
Получают совместным помолом:
a) Обожженного при 600-700 °C гипсового камня Ca SO42H2O
b) Или высушенного природного ангидрита (Ca SO4
Магнезиальные вяжущие вещества
Получают обжигом в печах:
· Магнезита Mg CO3 ⇄ Mg O + CO2 (При 700 – 800 °C) Марки: 40,50,60 МПа
· Каустического
Растворимое (жидкое) стекло.
Представляет собой натриевый (Na2O nSiO2) или калиевый (K2O nSiO2) силикат.
Чистый кварцевый песок и соду (или потаж) тщательно смешивают и спла
II Кислотоупорный цемент
Порошкообразный материал, полученный совместным помолом тонкомолотого чистого кварцевого песка (94-96 %) и кремнефтористого натрия Na2Si F6 (4-6%). Порошкообразный материал, к
Воздушная строительная известь
- Продукт умеренного обжига при 1000-1200 °C карбонатных пород (мела, известняков, доломита, доломитизированных и мергелистых известняков и других), содержащих не более 6 % глинистых примесей до во
Влияние недожога, пережога и примесей
Недожог – неразложившийся при обжиге известняк (CaCO3). Снижает выход известкового теста и его пластичность. Лучше пережога.
Пережог – остеклов
Твердение известковых растворов
A. Гидрокарбонатное твердение. Происходит на воздухе и складывается из двух одновременно протекающих процессов:
1) Испарение воды и постепенной кристаллизации Ca (OH)2 из н
Хранение и транспортировка извести
Применяют для кладочных и штукатурных растворов в следствие ее высоководоудерживающей способности; в производстве силикатного и изделий из силикатных бетонов; в шлакобетонных блоках; для приготовле
Гидравлические вяжущие вещества
Способностями к гидравлическому твердению обладают искусственно получаемые тонко измельченные вещества, состоящие в основном из соединений CaO с кремнеземом (SiO2), глиноземом (Al2
Гидравлическая известь
Получают обжигом мергилистых известняков, содержащих 6-20 % глины при 1000-1100 °C и последующим помолом или гашением готового продукта в порошок.
Состоит из:
· Низкоосновных сили
Романцемент.
Мергили с содержанием глины более 20 % обжигают не до спекания в шахтных печах при 1000 – 1100 °C. Получается продукт, где вся или почти вся CaO связана в силикаты, алюминаты, и ферриты кальция. Не
Физико-механические свойства Портландцемента
1. Абсолютная плотность ρ = 3050 – 3200 кг/м3 (У смешанных цементов ШПЦ, ППЦ ρ = 2700-2900 кг/м3)
2. Насыпная плотность (ρнц) = 900-1100 кг/
Особые виды портландцемента.
1. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ). Производится аналогично ПЦ из высококачественного сырья и более точной его дозировкой. В составе клинкера БТЦ 60 – 65% C3S и C3A
Гидрофобный портландцемент (ПЦ ГФ)
Получается помолом клинкера с гидрофобной (не смачиваемой водой) добавкой в количестве 0,06 – 0,30 от массы цемента: мылонафта, асидола олеиновой кислоты, окисленного петролатума, метилсиликоната (
Специальные тампонажные цементы
Выпускают для тампонирования сверхглубоких скважин или скважин, проходящих через сильнотрещиноватые породы.
К ним относят:
a) Беллитовый тампонажный цемент. Д
Смешанные цементы
Активные (гидравлические) минеральные добавки (АМД) – вещества, содержащие активные SiO2 или Al2O3, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью прида
Пуццолановый портландцемент (ППЦ)
Изготовляют совместным помолом портландцементного клинкера, гипсового камня, и активных минеральных добавок:
а) Вулканического происхождения в количестве 25-40%
б) Осадочного - от
Глиноземистый цемент (ГЦ)
- быстротвердеющее высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое обжигом до спекания или сплавления высокоглиноземистых материалов (бокситов) и известняка с последующим помолом с 3-5% г
Расширяющиеся и безусадочные цементы
- это быстросхватывающиеся и быстротвердеющие вяжущие вещества с высокой водонепроницаемостью. Схватываются за 1 - 10 минут.
Быстро твердеют и приобретают высокую прочность через:
Разрушение сульфатными водами.
a) При воздействии растворенных в воде сульфатов между ними и Ca(OH)2 происходит обменная реакция: MgSO4 + Ca(OH)2+ 2H2O = CaSO4·2H2
Бетон и железобетон
Бетон – искусственный камень, получаемый в результате твердения рационально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды и заполнителей:
· Мелкого песка
· Крупного (гра
Мелкий заполнитель.
Песок – рыхлая смесь зерен с размерами от 0,14 -5 мм.
Подразделяется на:
1. Природные (кварцевые полевошпатовые и другие)
2. Искусственные (шлаковые, керамзитовые)
Гранулометрический (зерновой) состав
- это содержание частиц определенного размера в граммах или процентах.
Он должен быть строго определенным. Его определяют рассеиванием песка массой m через набор стандартных сит.
Кривая просеивания
Вывод:
1. Песок по модулю крупности относится по группе – повышенная крупность.
2. По графическому изображению выходит в область крупных песков.
3. Для со
Лекция 17.11.10
9. Износ (истираемость)
Крупные заполнители для строительства
· Автомобильных дорог
· Аэродромных покрытий
· Бетоно-транспортного строительства
· Гидрот
Прочность бетона
Прочность бетона, приготовленного на одних и тех же материалах не зависит от его состава, а определяется величиной водоцементного отношения. Этот закон водоцементного отношения открыт в 1895 го
Свойства бетонной смеси.
1. Связность– способность бетонной смеси удерживать в себе воду и сохранять однородность (не расслаиваться) при транспортировке, выгрузке, укладке, уплотнении.
Степень
Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетонной смеси.
1. У бетонных смесей с активными минеральными добавками осадка меньше, чем у обычного портландцемента.
2. С увеличением расхода воды подвижность бетонной смеси увеличивается, а прочность б
Новости и инфо для студентов