Реферат магнезиальные вяжущие вещества

Обновлено: 02.07.2024

Магнезиальные вяжущие вещества – воздушные вяжущие в виде тонкомолотого порошка, содержащие оксид магния, благодаря которому порошок, затворенный водными растворами хлористого или сернокислого магния, приобретает свойства вяжущего. Он характеризуется высокой прочностью на сжатие – 300-600 кгс/см 2.

Сырьем для их производства служат горные породы осадочного происхождения или искусственно приготовленные смеси, содержащие минералы, которые обусловливают физико-химическую активность процесса твердения. Получают минеральные вяжущие вещества обжигом сырья - магнезита (MgCO3 ) или доломита (CaCO₃ MgCO₃) не до спекания или до спекания при относительно низкой или высокой температуре (140-170 ºС, 600-1480ºС) и последующим тонким помолом продукта обжига. Продукт обжига соответственно называется каустическим магнезитом или каустическим доломитом. Магнезиальные вяжущие хорошо сцепляются с древесными, асбестовыми и другими волокнами и применяются для получения теплоизоляционных материалов (фибролит), устройства теплых полов (ксилолит). обжига магнезита при 700. 800°С и последующего тонкого помола. При обжиге магнезит разлагается: МgСO₃=МgО + СО₂ Углекислый газ удаляется из печи естественной или искусственной тягой. Готовое вяжущее упаковывают в металлические барабаны.

Каустический доломит получают путем обжига при 650-750 °С и последующего тонкого помола. При обжиге доломит разлагается: МgСО₃ СаСO₃= МgО + СО₂ + СаСО₃.

Углекислый кальций при этом не разлагается, а остается в инертном виде как балласт, поэтому каустический доломит по качеству уступает каустическому магнезиту.

Свойства магнезиальных вяжущих веществ:

их затворяют не водой, а водными растворами хлористого магния MgCl₂ H ₂O или сернокислого магния;

твердеют только при положительной температуре более +12 °С и сравнительно быстро (начало схватывания не ранее 20 мин, окончание — не позднее 6 ч.);

хорошо сцепляются с органическими заполнителями (древесными опилками и стружками), придавая им повышенную стойкость против загнивания, возгорания и истирания;

являются очень гигроскопичными, неводостойкими материалами, поэтому в настоящее время имеют ограниченное применение.

Применение: для изготовления ксилолита (магнезиально-опилочный материал для полов), фибролита (теплоизоляционный материал), штукатурных растворов, искусственного мрамора.

Жидкое стекло

Сырьем для производства жидкого стекла служат чистый кварцевый песок, кальцинированная сода Na₂СO₃ или сернокислый натрий Na₂SO₄, реже вторым компонентом является поташK₂СО₃.

Подготовленную сырьевую смесь сплавляют в стекловаренных печах при температуре 1300-1400 °С в течение 7-10 ч, затем стекломассу быстро охлаждают и она твердеет, распадается на куски(силикат-глыбы). Последние растворяют до жидкого состояния паром (в автоклаве) высокого давления 0,5-0,6 МПа при 150°С. Этот вязкий раствор и называют жидким стеклом (или натриевый силикат Na₂O·nSiO₂ или калиевый силикат Кa₂O·nSiO₂).

Качество жидкого стекла характеризуется показателями – модулем и плотностью. Модуль стекла – это отношение количества оксида кремния к оксиду металла. Чем больше модуль, тем выше качество стекла. Для строительных целей используют чаще натриевое стекло модулем 2,5. 3,0, калиевое – модулем 3. 4 применяют реже.

плотность 1300. 1500 кг/м3;

твердение происходит только на воздухе вследствие высыхания и выделения аморфного кремнезема nSiO2. Процесс твердения можно ускорить, добавив катализатор – кремнефтористый натрий.

Применение: в строительстве – для получения силикатных огнезащитных красок, для защиты природных каменных материалов от выветривания, для уплотнения (силикатизации) грунтов, для получения кислотоупорного цемента и бетона.

Твердение кислотоупорного цемента происходит достаточно быстро в воздушно-сухих условиях при температуре воздуха не менее +10 °С: начало схватывания наступает в зависимости от количества кремнефтористого натрия через 20-60 мин., конец – не позднее 6 ч. Растворы и бетоны, приготовленные на кислотоупорном цементе, обладают высокой стойкостью к большинству минеральных и органических кислот, но теряют прочность в воде и разрушаются в едких щелочах. Предел прочности при сжатии стандартами не нормируется, но бетоны, изготовленные на этом цементе, имеют прочность при сжатии до 60 МПа.

Применение – для изготовления стойких к действию кислот замазок, растворов и бетонов, для футеровки химической аппаратуры, возведения башен, резервуаров и других сооружений химической промышленности.

Внимание! При работе с цементом, содержащим ядовитое вещество–кремнефтористый натрий, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, не допуская попадания порошка в дыхательные пути и на слизистые оболочки.

Классификация гидравлических вяжущих веществ. Виды, применение

Гидравлические вяжущие вещества - более сложные по составу, чем воздушные, вещества. После смешивания с водой способны схватываться, твердеть, сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но и в воде. не содержат сложные минералы, образующиеся при обжиге карбонатных пород или искусственных смесей : силикаты, алюминаты, ферриты кальция.

К гидравлическим веществам относятся:

портландцемент и его разновидности;

Число разновидностей гидравлических вяжущих постоянно растет благодаря использованию новых видов сырья и применения современных способов производства.

Сырьем для производства минеральных вяжущих являются различные горные породы, главным образом осадочного происхождения, и некоторые массовые побочные продукты металлургической, энергетической, химической и других отраслей промышленности. В больших объемах используются:

карбонатные (известняк, мел, доломит, мергель, магнезит);

сульфатные (гипс, ангидрит);

кремнеземистые (диатомит, трепел, опока);

глинистые и высокоглиноземистые (бокситы) горные породы;

промышленные отходы (доменные и другие металлургические шлаки, шлаки и зола от пылевидного сжигания твердого топлива, нефелинового шлама). При этом отпадает необходимость организации карьеров по добыче природного сырья, сокращаются расходы топлива и электроэнергии на обжиг и помол, что в целом способствует охране природы и среды обитания человека.

Технологический процесс производства вяжущих состоит из следующих циклов – измельчение сырья до частиц примерно одного размера, тщательное смешение смеси для получения однородной композиции, обжиг сырья при высоких температурах(в результате физико-химических процессов в период обжига образуются новые соединения, способные взаимодействовать с водой и при этом твердеть, превращаясь в искусственный камень). Причём каждое вяжущее требует определенной температуры и продолжительности термической обработки. Высококачественные вяжущие(портландцемент и глиноземный цемент) получают обжигом при высоких температурах до частичного плавления(спекания) сырьевой смеси. Чаще всего продукты обжига еще не являются готовым вяжущим.

Для проявления вяжущих свойств их подвергают тонкому измельчению (помолу) в чистом виде или чаще совместно с добавками, вводимыми с целью регулирования технологических свойств теста вяжущего и эксплуатационных свойств искусственного камня, а также облегчения помола и удешевления. Чем выше тонкость помола, тем быстрее и полнее пройдут процессы химического взаимодействия вяжущего с водой.

Минеральные вяжущие обычно приводят в рабочее состояние путем смешивания с водой (затворения). Иногда (например, в случае с магнезиальными вяжущими) затворение производят водными растворами солей. Переход теста в искусственный камень происходит в результате затвердевания – сложных процессов, сопровождающих химическое взаимодействие вяжущего с водой с выделением теплоты (экзотермический процесс).

Применение – в сухих и влажных условиях, где требуется высокая прочность и там, где нельзя применять воздушные вяжущие вещества. Их используют в кладочных и штукатурных растворах для наружных стен, фундаментов и получения бетона, железобетона, асбестоцементных и других изделий.

Асбестоцемент - строительный композиционный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, армированный волокнами асбеста. Асбестоцементные изделия получают формованием смеси асбеста, портландцемента и воды. Волокна асбеста выполняют роль своеобразной арматуры асбестоцементных изделий, а портландцемент, затворенный водой, является связующим веществом.

Благодаря этим качествам изделия из асбестоцемента имеют срок службы до 50 лет, что в несколько раз больше срока службы аналогичных металлических конструкций, пластмасс, рубероида, дерева и других материалов. Кроме того, асбестоцементные изделия хорошо режутся и окрашиваются, что придаем им эстетичный вид и делает пригодными для различного рода дизайнерских решений.

В развитии и совершенствовании технологии асбестоцементных изделий большую роль сыграли труды отечественных ученых П.Н.Соколова, И.И.Бернея, Т.М.Берковича и др.

Асбест в природе встречается в основном в виде минерала - хризолит-асбеста, характеризующегося волокнистостью строения и способностью расщепляться на тончайшие и прочные волокна. Длина волокон асбеста колеблется от долей миллиметра до 40 мм. Чем длиннее волокна асбеста, тем выше его сорт. Для производства асбестоцементных изделий используют коротковолокнистый асбест 3, 4, 5 и 6 сортов. Асбест не сгораем, имеет малую тепло- и электропроводность.

Портландцемент, применяемый для изготовления асбестоцементных изделий, должен иметь марку не ниже 400. В его состав не допускаются никакие добавки, кроме гипса. При производстве изделий методом автоклавной обработки рекомендуется песчаный портландцемент, содержащий около 50 % молотого песка. Для изготовления облицовочных изделий используют также цветные цементы.

Вода, применяемая для изготовления асбестоцементных изделий, не должна содержать органических веществ, глинистых примесей и солей.

В зависимости от вида асбестоцементных изделий назначают состав смеси: для листовых изделий количество асбеста 10-18 % и цемента 82-90 % по массе, а для труб - соответственно 15-21 и 79-82 %.

Технологический процесс получения асбестоцементных изделий состоит в следующем: обминание и распушивание асбеста в присутствии воды вначале на бегунах, а затем в голлендерах до получения возможно более тонких волокон; в этих же голлендерах тщательное смешивание распушенного асбеста с цементом и разжижение полученной асбестоцементной смеси водой; формование изделий в формовочных машинах; предварительное твердение, тепловая обработка сформованных изделий и механическая обработка (обрезка, волнировка) асбестоцементных изделий.

Асбестоцементные изделия обладают высокой прочностью, морозостойкостью и малой водопроницаемостью. Они теплостойки, имеют пониженную теплопроводность, их сравнительно легко обрабатывать. Под влиянием влаги они не корродируют, со временем их прочность несколько увеличивается. Недостаток асбестоцементных изделий - малое сопротивление удару и коробление.

В современном строительстве широко применяют разнообразные асбестоцементные изделия: плитки и листы (профилированные и плоские) облицовочные и кровельные, напорные и безнапорные трубы, муфты, короба, подоконные и электроизоляционные доски, изделия специального назначения, малые архитектурные формы (цветочницы, вазы и пр.).

Профилированные листы изготовляют из асбестоцемента волнистыми (обыкновенного и усиленного профиля) и полуволнистыми.

Листы волнистые имеют форму прямоугольника с шестью (восемью) волнами, направление гребней которых совпадает с направлением большой стороны прямоугольника. Длина волнистых листов обыкновенного профиля (ВО) - 1200, ширина - около 700 и толщина - 5,5 мм. Листы волнистые усиленного профиля (ВУ) несколько толще, что позволяет изготовлять их больших размеров. Длина их - 2800, ширина - около 1000 и толщина - 8 мм. В последние годы разработан новый тип асбестоцементных волнистых листов - СВ-40-250 размером 2500x1150x6 мм. По сравнению с ранее выпускаемыми листами ВО эти листы имеют большую полезную площадь и меньший расход асбестоцемента на 1 м 2 полезной площади.

Листы, профилированные должны быть строго прямоугольной формы, без трещин и отколов. Предел прочности при изгибе листов ВО должен быть не менее 16 МПа, ВУ - свыше 18 МПа, водопоглощение листов - не выше 28 %, морозостойкость - не ниже Мрз 25.

Профилированные асбестоцементные листы применяют для устройства кровель, облицовки стен, ограждений балконов и т.п.

Плоские облицовочные асбестоцементные плиты выпускают непрессованными и прессованными повышенной прочности (при изгибе не менее 25 МПа) толщиной 4-10, шириной до 1600 и длиной до 2800 мм. В процессе формования их лицевую поверхность отделывают в зависимости от назначения декоративным асбестоцементным слоем, окрашивают водостойкими эмалями, полируют, а также делают рельефной, имитирующей керамическую глазурованную плитку. Плиты, окрашенные водостойкими эмалями, в последнее время с успехом применяют для облицовки панелей, потолков, стен санитарных узлов и кухонь жилых и общественных зданий.

Трубы и короба. Асбестоцементные трубы широко применяют для устройства водопроводов (напорные трубы), канализации (безнапорные трубы), газопроводов и сетей механизированного орошения полей.

Асбестоцементные водопроводные трубы имеют длину 2950-3950, внутренний диаметр - 50-500, толщину стенок - 9-43,5 мм. Трубы должны быть прямыми, строго цилиндрической формы, с гладкой внутренней поверхностью и без трещин. Напорные трубы выпускают нескольких марок с рабочим давлением от 0,3 до 1,2 МПа. Длина канализационных труб - 2500-4000, внутренний диаметр - 50-600, ток шина стенок - 7-18 мм. Для соединения водопроводных и канализационных труб используют соединительные асбестоцементные муфты.

Вентиляционные короба изготавливают круглого и прямоугольного сечения, безраструбные или с раструбом на одном конце.

ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ

Материалы на основе магнезиальных вяжущих получают, используя в качестве органических заполнителей древесные опилки, шерсть или стружки.

Магнезиальные вяжущие применяют для изготовления ксилолита и фибролита.

Ксилолит - искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания смеси древесных опилок и магнезиального вяжущего, затворенного раствором хлористого магния. В смесь вводят также добавки, улучшающие свойства материала, - тальк, асбест, кварцевый песок и красители. Плотность ксилолита - 1000-1200 кг/м 3 , предел прочности при сжатии - 30-40 МПа, теплопроводность - около 0,3 Вт/(м°С). Его применяют для устройства бесшовных полов.

Ксилолитовые бесшовные полы устраивают из ксилолитовой смеси пластичной консистенции, приготовленной на месте производства работ. Эту смесь наносят на основание, разравнивают и уплотняют вибрацией. Ксилолитовые полы относят к теплым, бесшумным покрытиям, гладким, хорошо сопротивляющимся истиранию и динамическим нагрузкам. Однако, и в этом их существенный недостаток, магнезиальные бетонные полы характеризовались низкой водостойкостью и требуют защиты от увлажнения, особенно снизу от капиллярного подсоса воды через основание и сбоку через стены. В связи с этим, а также с дефицитностью сырья (в первую очередь магнезиты используют для получения огнеупоров) перспектив у магнезиальных вяжущих не было. И только теперь, с появлением новых месторождений, а также с расширяющимися возможностями химии полимеров магнезиальные полы получили новый взлет. Используя различные полимеры, производители полов имеют возможность, таким образом отгрунтовать поверхность основания, на которое укладывается магнезиальный бетон, чтобы грунтовка одновременно служила и гидроизоляцией, и была паропроницаемой. Полимерная пропитка верхнего слоя (на толщину 2-Змм) позволяет оградить от проникновения внутрь бетона влаги сверху. Кроме того, используя новые технологии и материалы, как органические, так и неорганические, можно получить водостойкое магнезиальное вяжущее. Из ксилолита можно изготовлять путем прессования квадратные или шестиугольные плитки для полов, подоконники и другие изделия. Поверхность ксилолитовых изделий окрашивают и отделывают под мрамор, малахит и т. п.

Фибролит представляет собой теплоизоляционный материал, изготовленный из древесной стружки или шерсти, связанной магнезиальным вяжущим. Фибролитовые плиты применяют для утепления стен, перекрытий или для заполнения стен, перекрытий и перегородок каркасных зданий.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Институт физики и химии

Кафедра физической химии

Реферат по дисциплине Химия строительных материалов,

Выполнил студент 4-го курса,

специальности ХФиММ: Кутюшев Д. Р.

Проверил преподаватель: Арасланкин С. В.

Вяжущие вещества – вещества, затвердевающие в следствии действия различных физико-химических процессов, иными словами, они работают в качестве цементирующего элемента. Переходя из вязкой пастообразной фазы в камневидную фазу, вяжущие вещества соединяют друг с другом частицы какого-нибудь заполнителя (песка, каменной крошки, щебня и прочих). Данная функциональная черта вяжущих веществ, нашла довольно обширное применение в строительной промышленности, их используют в рецептурах растворов – кладочных, штукатурных и специализированных, а кроме того бетонов, силикатного кирпича, асбестоцементных и других необожженных строительных материалов искусственного происхождения[2].

Вяжущие вещества классифицируются на органические и неорганические (минеральные) вещества. К органическому классу вяжущих веществ, принадлежат битумы, дегти, животные клеи, различные высокомолекулярные соединения. Они все переходят в эксплуатационную фазу в следствии воздействия повышенных температур, расплавления, либо растворения в разных органических растворителях. К неорганическому классу вяжущих веществ, принадлежат строительный гипс, известь, различные виды цементов, растворимое стекло и прочие. Неорганические вяжущие вещества, как правило, затворяются водой, а иногда и водными растворами различных солей. Их классифицируют на воздушные, кислотостойкие, гидравлические и вяжущие вещества автоклавного твердения. Также вяжущие вещества подразделяются на множество разных марок. Марка вяжущего вещества говорит о его прочностных показателях при сжатии, в стандартных условиях эксперимента. Еще их классифицируют по быстроте затвердевания. Самую большую скорость затвердевания имеют вяжущие вещества на основе гипса (до нескольких часов). Самую маленькую скорость затвердевания имеет воздушная известь (не один месяц)[5].

О примитивных вяжущих веществах знали уже за несколько тысячелетий до нашей эры, их прародителем была необожженная глина. Уже в древнем династическом Египте, в эпоху властвования фараонов, при строительстве пирамид активно употребляли вяжущие вещества, которые получали из гипса. Наглядным примером является известная египетская пирамида Хеопса, построенная приблизительно 4000 лет назад, которая возведена именно на гипсовом растворе. Тогда вяжущие вещества получали в следствии обжига гипсового камня и известняковых пород. Римляне для повышения стойкости к воде, к ним добавляли различные сильно измельченные минеральные порошки, например вулканический пепел, туф или пемзу. В древней Руси вяжущие вещества на основе гипса начали применять приблизительно в XI веке, при строительстве Софийского храма в Киеве[1]. В растворы, обладающие хорошими гидравлическими показателями, наши предки также добавляли бычью кровь, творожную массу, яйца и прочие похожие материалы. В 1584 году в Москве был издан Каменный приказ, который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также изготовлением извести.

Большой вклад в развитие производства вяжущих веществ внесли англичане. В 1796 году Джеймс Паркер получил патент на производство романцемента. А в 1824 году Джозефом Аспдином был заявлен патент на производство портландцемента[1].

В нашей стране первые рецептуры по приготовлению вяжущих веществ были разработаны в XVIII веке. Данные рецептуры были обобщенным плодом многолетних исследований многих русских ученых.

Так, Василий Михайлович Севергин говорил о целесообразности применения известняковых пород с примесями глин и мергелистых пород для приготовления вяжущих веществ, обладающих хорошими гидравлическими свойствами[2].

Совершенно новым стали правила технологии получения гидравлических вяжущих, представленные в научной работе русского военного техника Егора Герасимовича Челиева, изданной в XIX веке. В своих исследованиях он приводит описание изготовления гидравлического вяжущего, полученного из извести и глины (в отношении 1:1) смешанных в присутствии воды; изготовления кирпичей и обжига их в горне на сухих дровах (примерно при температуре 1100 – 1200 ° C ). Уже тогда Егор Челиев предложил применять гипс при затворении получаемого им цемента водой, как для повышения устойчивости к воздушной среде только что обожженного продукта, так и для повышения прочности лежавшего без употребления в течение долгого времени цемента[1].

В XIX – XX веках в усовершенствование базы по производству вяжущих большой вклад внесли исследования Дмитрия Ивановича Менделеева, а также работы таких великих ученых, как Алексей Романович Шуляченко, Иван Григорьевич Малюга, Николай Николаевич Лямин, Николай Аполонович Белелюбский[1].

1. Неорганические вяжущие

Неорганическими вяжущими называют порошкообразные вещества высокой степени перемола, которые переходят в следствии затворения водой в вязкотекучее сходное с тестом вещество, затвердевающее при конкретных условиях до камневидного состояния.

По своему составу, важным показателям и применению выделяют несколько разновидностей неорганических вяжущих: воздушные, кислотоустойчивые, гидравлические и вяжущие автоклавного затвердевания. Каждую из приведенных групп подразделяют еще на некоторое количество различных подгрупп[2].

Таблица 1. Классификация минеральных вяжущих

В контакте с воздухом, затворенные воздушные вяжущие схватываются, затвердевают и упрочняются. В конечном итоге выходит камневидный материал, долго сохраняющий свои прочностные показатели, но исключительно на воздухе. Эти материалы, в силу особенности своих свойств, не используются ни в каких сооружениях, кроме наземных, в коих исключено действие не воздушных сред. К этому классу принадлежат строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие[2].

Кислотостойкие вяжущие после затвердевания в воздухе некоторый период сохраняют свои прочностные характеристики под влиянием неорганических кислот. К данному классу вяжущих принадлежат кислотостойкий цемент и прочие[ 1 ].

Затворенные водой, гидравлические вяжущие обладают особенностью, увеличивать свои прочностные характеристики в воде. По клинкерному и вещественному составу бывают: цементы на базе портландцементного клинкера (портландцемент, портландцемент с неорганическими добавками) и цементы на базе глиноземистого клинкера (глиноземистый и гипсоглиноземистый).

Вяжущие автоклавного твердения превращаются в камень исключительно в автоклавных условиях, то есть при паровом давлении 0,9 – 1,3 МПа и температуре 440 – 470 K . К ним принадлежат, к примеру известково-кремнеземистые, известково-пуццолановые, известково-зольные вяжущие и прочие [2].

Важными показателями вяжущих являются плотность, насыпная плотность, показатель водопотребления, быстрота схватывания и твердения, прочностные показатели.

Плотность сильно зависит от класса неорганического вяжущего. Больше остальных у негашеной извести – 3,1 – 3,3 г/см 3 и портландцемента – 3 – 3,2 г/см 3 , меньше всего у гипсовых вяжущих – 2,6 – 2,7 г/см 3 .

Насыпная плотность вяжущих сильно зависит от основной плотности и степени перемола порошка. Насыпная плотность портландцемента – 900 – 1100 кг/м 3 .

Водопотребление – это объем воды, нужный для достижения вязкотекучего тестообразного состояния. Маленький показатель водопотребления дает лучшее качественные и прочностные характеристики. Самый маленький показатель у портландцемента – 24 – 28%, самый большой у вяжущих на базе гипса – 50 – 80 %.

Время схватывания – это время, за которое затворенное неорганическое вяжущее, поддерживает свои показатели пластичности. Очень скоро схватываются гипсовые вяжущие: начинают через 4 – 5 минут, заканчивают через 10 – 15 минут после затворения водой. Очень долго схватывается гидратная известь, аж через 3 – 5 суток.

Быстрота затвердевания зависит от взаимодействия компонентов неорганического вяжущего с водой. У гипсовых вяжущих скорость затвердевания около 1 – 2 часов. Гашеная известь затвердевает не один год. Цементы по быстроте твердения выделяют: обычные (с нормировкой прочностных показателей за срок 28 суток), быстротвердеющие (с нормировкой прочностных показателей за срок 1 – 28 суток), быстротвердеющие (с нормировкой прочностных показателей за 1 сутки и меньше).

Прочность показывает способность вяжущего сохранять свои свойства под действием различных внешних нагрузок. Прочностные показатели камневидной фазы являются зависимыми от нескольких условий: вида вяжущего, тонкости его перемола, показателя водопотребления, быстроты твердения. По прочностным характеристикам выделяют цементы: высокопрочные (550 – 600 и более), повышенной прочности (500), рядовые (300 – 400), низкомарочные (менее 300). Большие прочностные показатели имеют вяжущие автоклавного твердения. А вот, прочностные показатели воздушных вяжущих намного меньше (5 – 20 МПа)[ 5 ].

1.1 Воздушные вяжущие

Затворенные водой воздушные вяжущие затвердевают и сохраняют прочностные характеристики исключительно в воздухе. Под влиянием водной среды такие материалы достаточно быстро подвергаются разрушению. Из-за этого воздушные вяжущие используются только при возведении наземных сооружений. К таким материалам принадлежат гипсовые вяжущие, воздушная известь (негашеная комовая известь, гашеная молотая известь), магнезиальные вяжущие, кислотостойкий цемент, растворимое стекло и прочие[2].

Гипсовые вяжущие классифицируются на две группы – низко обжиговые и высоко обжиговые. Исходным сырьем для них служит гипсовый камень – двухводный гипс – CaSО ₄ ·2H ₂ О, и ангидрит, в его состав входит безводный гипс – CaSО ₄ , а кроме того отходы химической индустрии, содержащее двухводный или безводный сернокислый кальций. Чистый двухводный гипс состоит из 32,56% СаО; 46,51% SО ₃ и 20,93% воды, а ангидрит – из 41,19% СаО и 58,81% SО ₃ . Растворимость двухводного гипса, равна 2,05 грамм в одном литре воды при 20 ° С. Растворимость ангидрита – один грамм на один литр воды[ 3 ].

Магнезит широко распространенный минерал, который назван от области Магнесия (Фессалия, Греция), где был впервые обнаружен. В природных условиях магнезит существует в двух разновидностях – кристаллическом и аморфном. Прочностные показатели и того и другого вида магнезита по шкале Мооса находится в интервале 3,5 – 4,5; плотность 2,9 – 3,1. Состав магнезита 47,82% оксида магния и 52,18% CO ₃ . В природном магнезите имеют место разные примеси: глинистые породы, углекислый кальций и прочие. В зависимости от состава примесных компонентов различают белый, бурый, серый и желтый магнезит. В аморфном состоянии всегда есть наличие кремнезема, но отсутствуют соединения железа. В природных условиях магнезит более редкий минерал, чем известняк и доломит. Наиболее известны два магнезиальных вяжущих: каустический магнезит и доломит. Каустический магнезит получают в следствии обжига магнезита (MgCО ₃ ) и перемолом его в порошок высокой степени тонкости. Отличие между каустическим доломитом и каустическим магнезитом в исходном сырье. Для каустического доломита им является не магнезит, а доломит (CaCО ₃ ·MgCО ₃ ). И то и другое вяжущие затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или прочих солей.

Доломит – это минерал, который имеет состава CaCO ₃ – MgCO ₃ . Еще доломитом называют осадочную карбонатную горную породу, которая состоит из минерала доломита на 95 %. Доломит назвали в честь геолога из Франции Деода де Доломье, он первым описал характерные особенности доломитовых пород. Прочностные показатели доломита по шкале Мооса 3,5 – 4; плотность 2,85 – 2,95. Содержание в доломите СаСО ₃ – 54,27%; MgCО ₃ – 45,73% или в окислах: СаО – 30,41%; MgO – 21,87% и СО ₂ – 47,72%. Доломит, который встречается в природе, как правило, имеет избыток углекислого кальция. Кроме него, в доломите имеются глинистые и прочие примеси. Доломит бывает белого, желтого и бурого цвета, в зависимости от примесного состава[4].

Воздушная известь одно из самых древних вяжущих, которое до сих пор применяется в строительстве. Известь получается в следствии обжигания кальциевых и кальциево-магниевых карбонатных пород до избавления от углекислого газа. В следствии обжигания получается белый материал, который имеет название негашеная комовая известь. Исходным сырьем для получения извести являются достаточно распространенные осадочные горные породы: известняки, доломиты, мел, доломитизированные известняки. В составе сырья имеет преимущество карбонат кальция СаСО ₃ , а также содержатся карбонат магния и прочие примеси. Сырье, обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 900 – 1200 ° C , по итогам обжигания комовую известь гасят водой. В контакте с водной средой комки извести активно с ней взаимодействуют, преобразуясь в порошок, а при излишнем количестве воды – в пластичное тестообразное вещество. Такой процесс, сопровождающийся очень большим выделением тепла и нагреванием воды до кипения, называют гашением извести. В зависимости от времени гашения различают быстро гасящуюся известь (время гашения до 8 минут) средне гасящуюся (до 25 минут) и медленно гасящуюся (более 25 минут)[3].

1.2 Гидравлические вяжущие

Гидравлические вяжущие являются порошками высокой степени перемола, состоящие из силикатов и алюминатов кальция, которые реагируют с водой, переходя в твердую камневидную фазу. Состав компонентов, из которых состоят гидравлические вяжущие, записывают в виде различных оксидов. Например, силикат кальция CaSiО ₃ , трехкальциевый алюминат Са ₃ А1 ₂ О ₃ [3].

К гидравлическим вяжущим принадлежат гидравлическая известь, которая занимает среднее положение между воздушными и гидравлическими вяжущими, романцемент, портландцемент, разновидности портландцемента и специализированные виды цементов[2].

Цементы готовят из мергеля конкретного химического состава или из смеси известняковых горных пород и глин (известняк 75 %, глина 25 %). Эту смесь подвергают обжигу в печах при 1450 ° C . Результатом обжига является частичное оплавление, и получение гранул, которые называют клинкером. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO ₂ , 5% A l ₂ O ₃ , 3% Fe ₂ O ₃ и 3% других компонентов и обычно содержит четыре фазы: алит, белит, алюминатная и ферритная фаза. В клинкере также обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция. При едином перемоле клинкера с гипсом и прочими добавками получается порошок серого цвета – это и есть цемент. Гипс регулирует быстроту схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Степень перемола цемента также оказывает влияние на быстроту его схватывания, а еще и на прочностные показатели после затвердевания. Цементы разделяют: по виду клинкера и вещественному составу; прочностным показателям; быстроте затвердевания; специальным свойствам. Портландцемент готовят путем совместного перемола портландцементного клинкера, доменного шлака и гипса. Шлаковый портландцемент схватывается и затвердевает намного дольше, чем обычный портландцемент[5].

Магнезиальные вяжущие - это тонкомолотые порошки, состоящие в основном из оксида магния MgO и твердеющие при затворении водными растворами хлорида магния MgCl₂*6H₂O или серного магния MgSO₄*6H₂O. Два вида магнезиальных вяжущих: каустический магнезит и каустический доломит.

1. Каустический магнезит – получают при обжиге горной породы магнезита MgСO₃ в шахтных или вращающихся печах при 650-850 0 С. В результате MgСO₃ разлагается по схеме MgСO₃= MgO+ СO₂. Оставшееся твердое вещество (окись магния) измельчают в тонкий порошок.

2. Каустический доломит MgO и СаСO₃ получают путем обжига природного доломита СаСO_3* MgСO₃ с последующим измельчением его в тонкий порошок. При обжиге доломита СаСO₃ не разлагается и остается инертным, как балласт, что снижает вяжущую активность каустического доломита по сравнению с каустическим магнезитом.

Магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а водными растворами сернокислого и хлористого магния. Магнезиальные вяжущие, затворенные на растворе хлористого магния, дают большую прочность, чем на растворе сернокислого магния. Магнезиальные, являясь воздушными, слабо сопротивляются воздействию воды. Их можно использовать только при затвердении на воздухе с относительной влажностью не более 60%. Каустический магнезит легко поглощает влагу и углекислоту воздуха, в результате чего образуется гидрат окиси магния и углекислый магний. В связи с этим каустический магнезит хранят в плотной герметичной таре.

Применение: на основе магнезиальных вяжущих в прошлом времени изготовляли ксилолит (смесь вяжущего с опилками), используемый для устройства полов, в также фибролит и др. теплоизоляционные материалы. В настоящее время применение магнезиальных вяжущих резко сократилось.

24) Воздушная известь, сырьевые материалы, производство, свойства, применение. Известь воздушная строительная – это воздушное вяжущее вещество, получаемое умеренным (не до спекания) обжигом карбонатных горных пород до возможно полного удаления углекислого газа.

Сырьем для производства воздушной извести служат известняки СаСO₃ .

Твердение: Известь, в отличие от гипса, твердеет медленно. При этом протекают следующие процессы: 1этп – испарение воды и кристаллизация Са(ОН)₂, образуется камневидное тело; 2этап – карбонизация гидроксида кальция Са(ОН)₂ в поверхностных слоях раствора за счет присоединения углекислоты воздуха. Са(ОН)₂+СО₂" СаСO₃+H₂O. Образующийся карбонат кальция СаСO₃ срастается с кристаллами Са(ОН)₂ и упрочняет раствор.

Свойства извести, характеризующие её качество:

1. Активность – процентное содержание оксидов, способных гаситься.(1сорт – гасится не менее 90%; 2сорт – гасится не менее 80%;3сорт – гасится не менее 70%)

3. Время гашения.

4. Тонкость помола. Строительные растворы на воздушной извести

малопрочные, потому сорт извести по прочности не устанавливается (до 1 МПа).

Применение: для приготовления строительных растворов в производстве известково-пуццолановых вяжущих, для изготовления каменных материалов – силикатного кирпича, силикатных и пеносиликатных изделий, а так же в качестве покрасочных составов.

Магнезиальный цемент. Неорганические вяжущие вещества ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Известны два магнезиальных вяжущих вещества: каустический магнезит и каустический доломит. Каустическим магнезитом называется продукт, получаемый обжигом магнезита (MgC03) с последующим его измельчением в тонкий порошок. Каустический доломит отличается от каустического магнезита тем, что сырьем для его изготовления служит не магнезит, а доломит (CaC03 · MgC03). Оба эти вяжущие вещества затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или некоторых других солей.

Магнезит (горький шпат) встречается в природе в двух видах — кристаллическом и аморфном. Твердость обоих видов магнезита по шкале Мооса колеблется в пределах 3,5—4,5; плотность 2,9—3,1. Теоретический состав магнезита 47,82% MgO и 52,18% С02 .

Доломиты являются распространенной горной породой. Твердость доломита по шкале Мооса 3,5—4; плотность 2,85—2,95. Теоретическое содержание в доломите СаСОз — 54,27%; MgC03 —45,73% или в окислах: СаО —30,41%; MgO —21,87% и С02 — 47,72%.

Природный доломит имеет обычно некоторый избыток углекислого кальция. Кроме того, в доломите встречаются глинистые и другие примеси. Цвет доломита белый, желтый и буроватый, в зависимости от примесей, главным образом железистых соединений.

Магнезиальный цемент, называемый также каустическим магнезитом или каустическим доломитом, — это продукт обжига природного каустического магнезита (при 800−850°) или каустического доломита (при 650−750°) и последующего измельчения в тонкомолотый порошок. При добавлении к магнезиальному цементу водного раствора хлористого или сернокислого магния получается магнезиальное вяжущее вещество. Этот вяжущий материал применяют для устройства ксилолитовых полов, искусственного мрамора, мозаичных плит, ступеней и других изделий. Изделия из магнезиального вяжущего имеют марки прочности от 400 до 600 кг/см2.

Читайте также: