Группа вяжущих веществ


Лекции - Вяжущие вещества
скачать (74.6 kb.)

Доступные файлы (1):


содержание

Загрузка...

  1   2   3   4   5

Реклама MarketGid:

Загрузка...


5.
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

5.1. Общие сведения и классификация

Для получения многих искусственных СМ или склеивания штучных материалов в изделия и конструкции широко используют неорганические (известь, гипсовые вяжущие, растворимое стекло, цементы) и органические (битумы, дегти, смолы, клеи) вяжущие вещества.

К вяжущим веществам относят любые порошкообразные, жидкие или пастообразные материалы, способные превращаться в камневидное тело при затворении их водой или отвердителем и связывать разнородные камни в единый монолит.

Общая классификация вяжущих веществ по А.А.Пащенко в зависимости от характера процессов происходящих при их твердении представлена в таблице 5.1.

Таблица 5.1


Группа вяжущего по основному характеру процессов твердения
Группа по химическому составу ВВ
Виды вяжущего вещества
I группа

гидратационные вяжущие

1) воздушного твердения


неорганические
Гипсовые вяжущие (строительный гипс, высокопрочный гипс, формовочный гипс, медицинский гипс, ангидритовое вяжущее, высокообжиговый гипс, безобжиговый гипсовый цемент)

Воздушная известь

Магнезиальные вяжущие


2) гидравлического твердения
неорганические
Гидравлическая известь
Романцемент
Портландцемент и его разновидности

Пуццолановые цементы (пуццолановый цемент, известково-пуццолановые, известково-зольные, известково-глинистые)


Шлаковые цементы (шлакопортландцемент, сульфатно-шлаковые цементы, известково-шлаковый цемент, шлакощелочные вяжущие)
Глиноземистый цемент
Расширяющиеся цементы
3) автоклавного твердения
неорганические
Автоклавные вяжущие (известко-кремнезе-мистые, шлаковые, известково-нефелиновые, силикатно-гидрогранатные и др.)
^ II группа

коагуляционные вяжущие


неорганические
Глина
органические
Битум и деготь
^ III группа

(поликондинсационные (полимеризационные)

вяжущие


неорганические
Растворимое стекло и вяжущие на его основе
Серный цемент
Фосфатные цементы
органические
Фенолформальдегидные, фурановые, полиэфирные, эпоксидные и др. смолы
элементо-органические
Кремне-органические смолы

Гидрализаторы этилсиликата

Глетгрицериновый цемент

К первой группе относятся все традиционные вяжущие материалы, твердеющие после смешивания с водой. Для этой группы вяжущих материалов характерны реакции гидратации и гидролитической диссоциации:

А + аq -→ А • аq,

A + aq →• А' • aq + A' • aq,

А + В-+aq →• АВ • aq.

Ко второй группе могут быть отнесены вяжущие, представляющие собой типичные коллоидные системы и твердеющие за счет коагуляционного структурообразования.

К третьей группе относятся вяжущие материалы, твердеющие за счет реакций полимеризации и поликонденсации. Для этой группы вяжущих материалов характерны следующие реакции:

n А → [—А—]n

nА→ [—А'— ]n + mА'',

Рассматриваемые группы вяжущих веществ отличаются как по своим свойствам, строению и типу химической связи, так и по процессам твердения. Вид химической связи (ионная, ковалентная) между отдельными атомами и группами атомов, а также размеры отдельных атомов и ионов или молекулярных групп и способность атомов к изменению координации определяют сложность строения веществ, используемых в качестве вяжущих.

Неорганические вяжущие вещества представляют собой искусственные тонкоизмельченные порошки, способные при смешивании с водой (в отдельных случаях с растворами некоторых солей) образовывать пластично-вязкую и легкоформуемую массу (вяжущее тесто), которая в результате физико-химических процессов постепенно затвердевает и переходит в камневидное тело.

В большинстве случаев в вяжущее тесто вводят заполнители, что способствует экономии вяжущего и улучшению свойств искусственного камня. Неорганические вяжущие вещества в зависимости от их способности твердеть в определенной среде делят на воздушные и гидравлические автоклавного твердения.

^ Воздушные вяжущие (известь воздушная, гипсовые и магнезиальные вяжущие, растворимое стекло) твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде.

Вяжущие вещества, способные твердеть и длительно сохранять или повышать прочность не только на воздухе, но еще лучше в воде, называют вяжущими водного твердения или гидравлическими вяжущими. Число разновидностей гидравлических вяжущих непрерывно увеличивается в результате использования новых видов сырья и применения новых способов производства.

В отдельную группу выделяют вяжущие вещества автоклавного твердения (известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые, бесклинкерные шлаковые и зольные вяжущие материалы), хотя по существу они то же относятся к гидравлическим вяжущим. Такие вяжущие эффективно твердеют только в среде нагретого насыщенного пара в автоклавах, где температура 175°С и более и давление 0,9...1,6 МПа.

Прочность вяжущих изменяется во времени, поэтому оценивают вяжущие по прочности, набранной за определенное время твердения в условиях, установленных стандартом. Этот показатель принимают за марку вяжущего. Например, марка гипсовых вяжущих определяется по прочности образцов спустя 2 часа после их изготовления, а портландцемента через 28 суток твердения.

Условно принято различать два периода в процессе твердения вяжущего вещества — схватывание и собственно твердение.

Момент, когда пластичное вяжущее тесто начинает загустевать и теряет пластичность, соответствует началу схватывания. Далее вяжущее тесто все больше и больше уплотняется, полностью загустевает и постепенно превращается в твердое камневидное тело, не обладающее еще практически заметной прочностью. Этот момент считают концом схватывания.

Некоторые вяжущие схватываются в течение нескольких минут, а затвердевают за несколько часов (на пример, гипсовые). Наиболее медленно твердеет воздушная гашеная известь, которая в обычных условиях заметно затвердевает лишь через несколько недель или месяцев. Большинство цементов схватывается в течение десятков минут или нескольких часов, а интенсивно твердеет в сроки до месяца, хотя процесс твердения при благоприятных условиях продолжается многие годы. Все операции по транспортированию и укладке смесей на основе вяжущих должны заканчиваться до начала схватывания. Повторное перемешивание, особенно с добавлением воды, с целью придания пластичности схватывающейся смеси приводит к существенному снижению прочности затвердевшей смеси.

Неорганические вяжущие, получаемые искусственно путем обжига природного сырья, появились в глубокой древности. Некоторые из них (воздушную известь, гипс и их смеси) уже использовали для возведения египетских пирамид и других сооружений. Римляне, сооружая водопроводы, морские сооружения, использовали вяжущие, состоящие из смеси воздушной извести со специальными измельченными добавками (вулканическими пеплами, обожженной глиной), которые сохраняли прочность в воде.

Применение вяжущих веществ в России относится к X в. При сооружении Десятинной церкви в Киеве (990 г.) использовали известь, там же при возведении Софийского собора (XI в.) применяли известь с добавкой цемянки (толченого кирпича). На известковом растворе сложены стены Московского Кремля (конец XV в.). В XVIII в. появились более водостойкие вяжущие — гидравлическая известь и романцемент, которые получали обжигом известняков с повышенным содержанием глинистых веществ, а также мергелей и искусственных смесей известняка и глины. Свойства этих вяжущих, опыт их производства и применения описаны в работах русских ученых акад. В. М. Севергина (1807) и проф. А. Шарлевиля (1822). Дальнейшим толчком развития производства и применения вяжущих веществ явилось изобретение цемента более высокой прочности и водостойкости, названного портландцементом.

Изобретение портландцемента часто приписывают английскому каменщику Д. Аспдину, который в 1824 г. получил патент на изготовление вяжущего вещества обжигом смеси извести с глиной. За сходство по цвету с естественным камнем из каменоломен под г. Портлэнд в Англии он назвал это вяжущее портландцементом. Однако Аспдин не обжигал смесь до спекания (частичного плавления). Поэтому вяжущее, полученное им, по технологии и свойствам являлось разновидностью романцемента и, следовательно, не походило на современный портландцемент. В то же время в России военный техник Е. Г. Челиев в 1817—1825 гг. изготовлял цемент из смесей извести или известковой штукатурки с глиной, производя их обжиг до частичного расплавления компонентов с последующим измельчением полученного продукта. При затворении вяжущего водой рекомендовалось вводить небольшое количество гипса. Свои работы Е. Г. Челиев завершил изданием книги (1825), в которой описал и научно обосновал применявшийся им способ изготовления цемента, принципиально не отличающийся от технологии современного портландцемента. Поэтому исторически справедливо считать основоположником портландцемента Е. Г. Челиева.

Дальнейшее изучение вяжущих веществ в России было продолжено русскими учеными А. Р. Шуляченко, И. Г. Малюгой, Н. А. Белелюбским, Н. Н. Ляминым, Д. И. Менделеевым, С. И. Дружининым и др. Особые заслуги в теории и практике промышленного производства цемента в России принадлежат проф. А. Р. Шуляченко (1841— 1903), которого считают «отцом русского цементного производствам. Благодаря его работам удалось наладить производство русских портландцементов и почти полностью вытеснить из России иностранные цементы. Им вместе с профессором Н. А. Белелюбским и И. Г. Малюгой разработаны в 1881 г. первые русские нормы на портландцемент.

В результате работ и исследований Н. Н. Лямина, В. И. Чарномского, А. А. Байкова были открыты русские гидравлические добавки, не уступающие по качеству добавкам, импортируемым в Россию из-за границы. Позднее советские ученые (А. А. Байков, С. И. Дружинин, В. А. Кинд, В. Н. Юнг и др.) полностью решили вопрос о пуццоланизации цемента и создании пуццоланового портландцемента.

Развивая исследования А. Р. Шуляченко, Н. Н. Лямина, Ле-Шателье, Михаэлиса по вопросам твердения вяжущих, акад. А. А. Байков разработал (1923) теорию твердения неорганических вяжущих веществ, базирующуюся на точных физико-химических представлениях.

Большой вклад в раскрытие химической сущности процессов минералообразования, гидратации, твердения, разработку новых видов технологии вяжущих внесли советские ученые В. А. Кинд, В. Н. Юнг, П. П. Будников, Н. А. Торопов, П. А. Ребиндер, Ю. М. Бутт и др.

Улучшилось качество цемента и прежде всего повысилась его средняя марка (прочность), появились новые виды цементов со специальными свойствами, создание которых при надлежит Б, Г. Скрамтаеву, М. И. Хигеровичу, В. В. Михайлову, И. В. Кравченко, С. В. Шестоперову и другим ученым.
^ 5.2. Сырьевые материалы и основы технологии неорганических вяжущих веществ
Сырье

Исходными материалами для производства неорганических вяжущих веществ являются различные горные породы, а также некоторые массовые побочные продукты металлургической, энергетической, химической и других отраслей промышленности (шлаки, золы и т. д.).

Для изготовления гипсовых вяжущих веществ применяют горные породы, состоящие из двуводного группа гипса и ангидрита.

Производство магнезиальных вяжущих базируется на природном магнезите и доломите.

Карбонатные горные породы в виде известняков, мела, доломитов и мергелей являются основой для получения воздушной и гидравлической извести, романцемента, портландцемента. В производстве портландцемента и его разновидностей чаще используют искусственные смеси известняков или мела и глинистых пород. Для этой же цели, а также для получения смешанных клинкерных и бесклинкерных цементов применяют кремнеземистые горные породы (диатомит, трепел, опоку, вулканические трассы и туф).

Высокоглиноземистые породы (бокситы), состоящие в основном из гидроксида алюминия, применяют в смеси с известняками для производства глиноземистого цемента.

Широко используют для изготовления различных вяжущих веществ массовые отходы промышленности (доменные и другие металлургические шлаки, шлаки и золы от пылевидного сжигания различных видов твердого топлива, нефелиновый шлам и т. п.). При этом отпадает необходимость организации карьеров, они не требуют топлива на обжиг, многие из этих материалов к тому же находятся в рыхлом или порошкообразном состоянии, что уменьшает расходы энергии на размол. Кроме того, использование отходов способствует охране природы и среды обитания. Все это предопределяет высокую технико-экономическую эффективность использования таких полупродуктов в промышленности вяжущих веществ и способствует охране окружающей среды.

Для регулирования схватывания и твердения вяжущих в них вводят добавки, ускоряющие или замедляющие эти процессы. Для улучшения свойств вяжущего и предохранения цементов от быстрой потери активности при дальних перевозках и длительном хранении используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), вводимые в вяжущее в количестве 0,1...0,3 % от массы вяжущего.

Придание вяжущим специальных свойств достигают введением в них полимерных органических веществ и других добавок.

Производство

Основу производства неорганических вяжущих веществ составляют следующие технологические переделы: добыча сырья, подготовка сырьевой смеси, обжиг и помол. Все технологические переделы последовательно связаны между собой и проводятся в строго заданных режимах. Принципиальных отличий при изготовлении вяжущих нет; различно сырье, следовательно, технические приемы осуществления указанных переделов.

Производство вяжущих веществ связано с переработкой больших количеств разнообразных сырьевых и вспомогательных материалов. Например, для получения 1 т портландцементного клинкера, расходуется до 1,5...1,8 т известняка и до 0,2...0,5 т глинистых пород. Учитывая высокую стоимость транспорта, заводы вяжущих веществ строят вблизи месторождений сырьевых материалов, и их добыча входит в общий комплекс технологических операций, осуществляемых заводом.

Добычу нерудных ископаемых осуществляют методом прямой экскавации. Скальные породы (известняки и др.) предварительно разрыхляют взрывами. Мягкие породы (глину и мел) добывают гидромониторами в виде текучей массы (шлама).

^ Доставку сырья на завод осуществляют железно дорожным, автомобильным транспортом, ленточными конвейерами или перекачивают по трубопроводам в виде шлама.

Обязательной подготовительной операцией в производстве всех вяжущих является измельчение сырья. При производстве вяжущих из однокомпонентного сырья (извести, гипса и др.), последнее измельчают до кусков примерно одного размера. В противном случае мелкие куски окажутся пережженными, а крупные не обожженными, т. е. не будет однородного продукта.

Высококачественные вяжущие из смеси нескольких сырьевых компонентов (портландцемент и его разновидности и др.) можно изготовить только из однородной смеси, получаемой тщательным смешением составляющих в тонкоизмельченном виде. Дробление сырья производят в конусных, щековых, молотковых, валковых и других дробилках. Тонкое измельчение (помол) сырья производят мокрым и сухим способами в мельницах.

При мокром способе сырьевые материалы измельчают и смешивают в присутствии воды до образования сметанообразной водной суспензии — шлама.

Компоненты сырьевой шихты, способные распускаться в воде (глина, мел, мягкий мергель и другие породы), предварительно размучивают (распускают) в специальных аппаратах-болтушках, представляющих собой бетонные резервуары, оборудованные устройствами для размешивания суспензии, а затем направляют на домол в шаровые мельницы. Твердые сырьевые материалы (известняк, мергель) размалывают в мельницах, представляющих собой стальной цилиндр, разделенный внутри на камеры дырчатыми перегородками. При вращении мельницы мелющие тела (металлические шары или цилиндрики) поднимаются на некоторую высоту и падают, разбивая и растирая зерна материала. Выходящий из мельницы сырьевой шлам влажностью 36....38 % транспортируют но трубам в шламбассейны, где его тщательно усредняют и гомогенизируют, а затем подают на обжиг.

^ При сухом способе дробленые сырьевые материалы частично подсушивают, дозируют в заданных соотношениях и подают в мельницу, где они измельчаются до требуемой тонины. Для тонкого измельчения сырьевой шихты преимущественно применяют технологические схемы с мельницами для одновременной сушки и помола. Усреднение и гомогенизацию сырьевой муки при сухом способе осуществляют в силосах, нагнетая в них сжатый воздух. При насыщении (аэрировании) воздухом сухая шихта приобретает подвижно-текучее состояние.

При производстве портландцемента все шире используют также комбинированный способ приготовления сырьевой смеси, при котором сырьевую смесь готовят по мокрому способу, затем шлам обезвоживают и из него приготовляют гранулы для обжига.

Выбор способа подготовки сырьевой смеси обусловливается главным образом свойствами сырьевых материалов и экономическими соображениями. При мокром способе облегчается измельчение материалов и быстро достигается однородность смеси, но расход топлива на обжиг в 1,5...2 раза больше, чем при сухом способе. При сухом способе возрастает расход электроэнергии и трудоемкость производства. Успехи в технике помола и гомогенизации сухих смесей в настоящее время способствуют развитию сухого и комбинированного способов производства.

Обжиг сырьевой шихты является важнейшим этапом в производстве вяжущих веществ. В результате физико-химических процессов, происходящих при термической обработке исходных сырьевых материалов, образуются новые соединения, способные вступать во взаимодействие с водой и при этом твердеть, превращаясь в искусственный камень. Каждый вид вяжущего требует определенных температур и времени действия на обрабатываемое сырье.

При нагревании вследствие ускорения теплового движения ионов, атомов и молекул в твердом теле возникают условия для отрыва некоторых из них с постоянных орбит движения и перехода их в окружающее пространство. В результате, как это происходит при дегидратации (обезвоживании) природного гипса при 150...200 °С или декарбонизации (удалении СО2) карбонатных пород при 800...900 °С, образуются новые вещества (гипсовые вяжущие и воздушная известь), обладающие вяжущими свойствами.

При температурах 800...1200 °С и более тепловое движение молекул твердых веществ возрастает столь значительно, что между ними становится возможным взаимообмен ионами и атомами с образованием новых соединений (реакции в твердых фазах). При обжиге в этих условиях мергелистых известняков или искусственных смесей известняков и глины продукты их разложения (CaO, SiO2, А12О3, Fe2O3 и др.) образуют серию новых соединений (2CaOхSiO2, СаОхА12О3, 2CaOхFe2O3), являющихся основными минералами гидравлической извести и романцемента.

Скорость химических реакций возрастает при появлении жидкой фазы (при температуре более 1300°С).

^ Процесс обжига с частичным плавлением сырьевой смеси называют спеканием. Обжигом до спекания получают портландцементный клинкер. Образование жидкой фазы при его производстве обеспечивает наиболее полное усвоение оксидами кремния SiO2 и алюминия А12О3 оксида кальция СаО и получение высокоосновных минералов, в частности наиболее ценного минерала в клинкере — трехкальциевого силиката 3СаОхSiO2.

Наиболее быстро химические реакции образования веществ, обладающих вяжущими свойствами, протекают при полном плавлении сырьевой смеси. Этого обычно достигают нагреванием смеси до 1500…1800 °С, что требует повышенного расхода топлива и применения специальных печей. В настоящее время плавлением получают лишь глиноземистый цемент высоких марок.

Таким образом, получение вяжущего вещества с заданными свойствами зависит не только от химического состава сырья, но и от правильного выбора температуры обжига и интервала времени для каждой зоны обжига. Из одной и той же минеральной смеси, но при разных температуре и режиме обжига можно получить вяжущее с различными свойствами (например, романцемент и портландцемент).

Процессы, происходящие при обжиге сырьевых материалов, и тепловые аппараты для обжига имеют определенную специфику для разных вяжущих, поэтому рассматриваются при подробном описании технологии производства конкретных вяжущих веществ.

Абсолютное большинство продуктов обжига в виде частиц разной крупности еще не являются вяжущими веществами. Для получения вяжущих веществ их подвергают помолу — тонкому измельчению в чистом виде или чаще с добавками, вводимыми для регулирования сроков схватывания вяжущего, придания ему специальных свойств, облегчения помола и удешевления. Помол вяжущих веществ осуществляют в шаровых мельницах. Тонкость помола вяжущих принято характеризовать остатками на стандартных ситах (% по массе) или удельной поверхностью порошка (см2/г), величину которых для каждого вида вяжущего регламентируют в стандартах.

Хранение

Хранят вяжущие вещества обычно в железобетонных или стальных силосах, которые оборудуют пневматическими устройствами для рыхления и загрузки вяжущих в транспортные средства. Некоторое количество вяжущих (около 20 % от выпуска) отправляют потребителям в бумажных многослойных мешках.

При отправке вяжущих веществ потребителям выдают паспорт, в котором указывают: завод-изготовитель, название вяжущего, его технические характеристики, массу партии и другие сведения.
^ 5.3. Воздушные вяжущие вещества
5.3.1. Гипсовые вяжущие вещества

Гипсовыми вяжущими веществами называют материалы, для получения которых используют сырье, содержащее сернокислый кальций. Чаще это природные гипс CaSO4х2H2O и ангидрит CaSO4, реже —некоторые побочные продукты химической промышленности (фосфогипс, борогипс).

Производство

Создавая соответствующие условия дегидратации двуводного гипса, можно получить различные гипсовые вяжущие вещества, которые разделяют на две группы: низкообжиговые (собственно гипсовые) и высокообжиговые (ангидритовые) — ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс.

При нагревании двуводного гипса до 180°С двуводный гипс превращается в полуводный:

CaSO4х2Н2О = CaS04 х0,5Н2О + 1,5Н2О

При дальнейшем нагревании до 200 °С полностью обезвоживается, превращаясь в безводный растворимый ангидрит CaSO4.

Модификации полуводного и безводного растворимого гипса значительно отличаются по своим вяжущим свойствам.

При дальнейшем нагревании до 450...750 °С безводный гипс медленно переходит в нерастворимый ангидрит, не обладающий вяжущими свойствами, но если его размолоть и ввести некоторые вещества — катализаторы, он приобретает способность медленно схватываться и твердеть.

При нагревании до 800...1000 °С нерастворимый ангидрит частично разлагается на оксид кальция, сернистый газ и кислород. Полученный продукт, размолотый в порошок, вследствие появления небольшого количества оксида кальция (3...5 %), выполняющего роль катализатора, вновь приобретает свойства схватываться и твердеть.

Термическую обработку природного гипса и помол осуществляют по различным схемам. По одной из схем гипсовый камень измельчают до обжига, по другой — после обжига, а по третьей — помол и обжиг совмещают в одном аппарате (обжиг во взвешенном состоянии).

Для получения гипсовых вяжущих сырье обжигают в печах (вращающихся, шахтных и др.) или в варочных котлах. При обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой, вода из сырья удаляется в виде пара и гипсовое вяжущее преимущественно состоит из мелких кристаллов β-модификации CaSO4х0,5H2O. При обжиге в герметических аппаратах (котлах-автоклавах), в которых обезвоживание природного гипса происходит в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного или в процессе кипячения в водных растворах некоторых солей при атмосферном давлении с последующей сушкой и измельчением, получают гипс, который состоит в основном из α-модификации CaSO4х0,5H2O в виде крупных и плотных кристаллов, характеризующихся пониженной водопотребностью по сравнению с β-полугидратом. Это обусловливает более плотную структуру отвердевшего CaSO4·0,5H2O и более высокую его прочность.

Твердение гипсовых вяжущих проходит по следующей схеме.

На первом этапе (подготовительном) частицы полуводного гипса, приходя в соприкосновение с водой, начинают растворяться с поверхности до образования насыщенного раствора. Одновременно начинается гидратация полуводного гипса по реакции

СaSО4 ·0,5Н2О + 1,5Н2О = CaSO4 ·2H2O

Этот период характеризуется пластичным состоянием теста.

На втором этапе (коллоидации) наряду с гидратацией растворенного полугидрата и переходом его в двуводный гипс происходит прямое присоединение воды к твердому полуводному гипсу. Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде высокодисперсных кристаллических частичек. Так как двуводный гипс обладает значительно меньшей растворимостью (примерно в 5 раз), чем полуводный, то насыщенный раствор по отношению к исходному полуводному гипсу является пересыщенным по отношению к образующемуся двуводному гипсу и тот, выделяясь из раствора, образует коллоидно-дисперсную массу в виде геля (студня), в которой кристаллики двугидрата связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами молекулярного сцепления. Этот период характеризуется загустеваиием теста (схватыванием).

На третьем этапе (кристаллизации) образовавшийся неустойчивый гель перекристаллизовывается в более крупные кристаллы, которые срастаются между собой в кристаллические сростки, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности.

Указанные этапы не следуют строго друг за другом, а налагаются один на другой и продолжаются до тех пор, пока весь полуводный гипс не перейдет в двуводный (практически через 20...40 мин после затвердения). К этому времени достигается максимальная прочность системы во влажном состоянии. Дальнейшее увеличение прочности гипсового камня происходит вследствие его высыхания. При этом из водного раствора выделяется частично оставшийся в нем двуводный гипс, упрочняющий контакты между кристаллическими сростками. При полном высыхании рост прочности прекращается. Сушка является необходимой операцией в технологии гипсовых изделий, но проводить ее надо осторожно (при температуре не выше 60...70°С), чтобы не допустить дегидратацию образовавшегося двугидрата сульфата кальция.

Свойства

Свойства низкообжиговых гипсовых вяжущих во многом одинаковы. Главное различие состоит в прочности, что в основном связано с их разной водопотребностью. Для получения теста нормальной густоты гипс β-модификации требует 50...70 % воды, а α-модификации — 30... 45 %, в то время как по уравнению гидратации полугидрата в двугидрат необходимо всего 18,6 % воды от массы вяжущего вещества. Вследствие значительного количества химически несвязанной воды затвердевший гипс имеет большую пористость — 30...50 %. Пористость меньше при использовании гипса α-модификации.

Стандартом на гипсовые вяжущие, получаемые путем термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция, установлено 12 марок (МПа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. При этом минимальный предел прочности при изгибе для каждой марки вяжущего должен со ответствовать значению соответственно от 1,2 до 8 МПа.

По тонкости помола, определяемой остатком (в %) при просеивании пробы на сите с отверстиями размером 0,2 мм, гипсовые вяжущие делятся на три группы: I – грубый помол (остаток на сите 02 не более 23 %), II – средний помол (остаток на сите не более 14%), III – тонкий (остаток на сите не более 2%).

Гипсовые вяжущие относительно быстро схватываются и твердеют. Различают быстротвердеющий (А), нормально твердеющий (Б) и медленно твердеющий (В) гипсы со сроками схватывания соответственно начало — не ранее 2, 6 и 20 мин, конец — не позднее 15, 30 мин (для В — не нормируется). Для замедления схватывания в воду затворения добавляют животный клей или сульфитно-дрожжевую бражку — ЛСТ (0,1...0,3 % от массы гипса). Эти вещества, адсорбируясь на зернах полуводного гипса, уменьшают его растворимость, поэтому процесс схватывания гипсового теста замедляется. При необходимости ускорить схватывание гипса добавляют вещества (0,2...3 % от массы гипса), одни из которых повышают растворимость полуводного гипса (поваренная соль, сульфат натрия и др.), другие (двуводный гипс) образуют центры кристаллизации, вокруг которых быстро закристаллизовывается вся масса.

Особенностью полуводного гипса по сравнению с другими вяжущими является его способность при твердении увеличиваться в объеме (до 1 %). Так как увеличение объема происходит в еще окончательно не схватившейся массе, то она хорошо уплотняется и заполняет форму. Это позволяет широко применять гипс для отливки художественных изделий сложной формы.

Важнейшими недостатками затвердевших гипсовых вяжущих являются значительные деформации под на грузкой (ползучесть) и низкая водостойкость. Для повышения водостойкости гипсовых изделий при изготовлении вводят гидрофобные добавки, молотый доменный гранулированный шлак, а также водоотталкивающие составы.

Применение

Гипсовые вяжущие применяют для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, архитектурных, звукопоглощающих и других изделий, а также строительных растворов для внутренних частей зданий.

Ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), предложенное акад. П. П. Будниковым, состоит преимущественно из нерастворимого ангидрита. Его изготовляют обжигом природного гипса при 600...700 °С и последующим помолом обожженного продукта с добавками — активизаторами твердения или из природного ангидрита без обжига путем его совместного помола с теми же добавками. В качестве активизаторов твердения применяют вещества, отличающиеся щелочным характером (известь, обожженный доломит, основные доменные шлаки и др.), а также некоторые соли (сульфат и бисульфат натрия и др.).

  1   2   3   4   5

Скачать файл (74.6 kb.)

Поиск по сайту:  


Источник: http://gendocs.ru/v19840/%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8_-_%D0%B2%D1%8F%D0%B6%D1%83%D1%89%D0%B8%D0%B5_%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Вяжущие вещества: свойства, классификация, описание, применение Идея для поделки на тему осень

Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ Группа вяжущих веществ