Презентация на тему Неорганические вяжущие вещества, цемент

неорганические вяжущие вещества, способные при взаимодействии с водой или

при обжиге связываться друг с другом и с наполнителями строительных смесей, образуя искусственный камень.
Вяжущимися свойствами обладают:
Оксиды (СаО, MgO, Al2O3);
Соли (СаSO4, Na2SiO3);
Гидроксиды (гашеная известь, Ca(OH)2),
Многокомпонентные смеси (цемент, гидравлическая известь, шлаки).
Цемент является основным видом вяжущего вещества широко использующегося в строительстве.

Вяжущие вещества строительных материалов

вяжущие вещества, способные схватываться, твердеть и длительно сохранять прочность

только в воздушной среде (СаО, MgO, СаSO4, Na2SiO3)
Гидравлические вяжущие способны твердеть и сохранять прочность не только на воздухе, но и в воде (цемент, гидравлическая известь).
Вяжущие вещества автоклавного твердения твердеющие в автоклавах в паре или при обжиге. (Al2O3)

получают обжигом горных пород (например, мергеля - осадочной горной

породы смешанного глинисто-карбонатного состава) или обжигом специально подготовленной сырьевой смеси (например, 75-78% известняка (СаСО3): мела, известкового туфа, ракушечника и 25-22% глины или глинистых сланцев.
Обжиг проводится при температуре 1450оС до спекания.
В результате обжига смеси в шахтных или вращающихся печах природное сырье разлагается с выделением СО2, Н2О, SO2 и др. газов в результате получается продукт обжига – клинкер.
Химический состав клинкера характеризуется содержанием оксидов (в процентах по массе). Главные оксиды: СаО = 62-67%, SiO2=21-24%, Al2O3=4-8%, Fe2O3 = 2-5%.

Цемент

оксиды связаны между собой, образуя минералы:
- алит 3CaOхSiO2

(фаза С3S) – 45-60% - самый важный минерал, определяет быстроту твердения, прочность и другие свойства;
Белит 2CaOхSiO2 (фаза С2S) -20-30% - медленно твердеет, но достигает высокой прочности при длительных сроках твердения;
Трехкальциевый алюминат 3CaOхAl2O3 (фаза С3A)- 4-12% - быстро гидратируется и твердеет, но конечная прочность его не большая, является причиной сульфатной коррозии цементного камня

I – портландцемент;
Тип II А – портландцемент

с минеральными добавками (одна добавка или их смесь) от 6% до 20%;
Тип II В – портландцемент + шлак 21—35%;
Тип III – Шлакопортланцемент (портланцементный клинкер + доменный, топливный или электротермофосфатный шлак в количестве 36-65%;
Тип IV – Пуццолановый цемент (портланцементный клинкер + пуццолану и/или зола уноса от 21% до 35%
(Пуццолан - пористый светлый пепловый вулканический туф, применяемый в качестве добавки для изготовления пуццоланового цемента и гидравлической извести). Хорошо твердеет под водой.

Виды цемента

смесь шлака и пуццолану и/или золы уноса от 22-60%);
Тип

I-C – сульфатированный портланцемент ( портланцемент + сульфатоалюминатный или сульфатоферритный клинкер < 5%;
Тип – II-C -сульфатированный портланцемент ( портланцемент + сульфатоалюминатный или сульфатоферритный клинкер от 6 до 20% .
Буквенные обозначения добавок в цемент: ш – шлак, з – зола уноса, п- пуццолана, к – композитная добавка, мк- кремнезем, и –известняк, г – обожженные сланцы, глиеж.

Виды цемента

делится на классы:
Существуют цементы следующих классов: 22,5,

32,5, 42,5, 52,5.
Класс цемента – это гарантированная его прочность в МПа (н/м2 х106) при исследовании на сжатие балочек размером 4х4х16 см в возрасте 28 суток стандартного хранения (на воздухе и в воде), изготовленных из исследуемого цемента при соотношении цемента и стандартного кварцевого песка в соотношении 1:3.
Класс цемента выраженный в МПа международная классификация.

сжатие.
Различают марки цемента М300, М400, М500, М550, М600.

Марка цемента – это его средняя прочность на сжатие в кгс/см2, при испытаниях балочек того же размера, что и при определении класса.
Цемент классифицируется по маркам только в России.

Марка цемента

быстротвердеющий

в возрасте 2 (7) суток и 28 суток;
Быстротвердеющие (Б)

с нормированием прочности в возрасте 2 и 28 суток повышенной в сравнении с нормальными;
Медленнотвердеющие (М) с нормированием прочности в возрасте 2 и 28 суток пониженной в сравнении с нормальными;
6. По срокам схватывания:
Медленносхватывающиеся - с схватыванием >2 час
Нормальносхватывающиеся - от 45 мин до 2 часов;
Быстросхватывающиеся - срок схватывания < 45 мин

Виды цемента

прочность цементного камня (удельная поверхность 2500-3000 см2/г.
Истинная плотность -

3,05-3,15 г/см3;
Насыпная плотность -1300 кг/м3;
Водопотребность (НГ = 21-28%), характеризуется количеством воды (% от массы цемента), необходимым для получения цементного теста нормальной густоты;

ГОСТ 30515-2013 цемент на таре должен обозначаться следующим образом:

ЦЕМ II/А-Ш 42,5 Н.
Где, ЦЕМ –цемент; II/А –Ш - тип цемента (портландцемент с минеральными добавками до 20%, минеральная добавка –шлак (ш));
42,5 – класс цемента в МПа; Н – нормальнотвердеющий

По старому ГОСТу 10178-85 было бы написано
Цемент 500-20Д, Где, 500 – марка цемента в кг/см2,20Д – с минеральной добавкой в количестве 6-20%

и делятся на низкообжиговые (110-180оС) и высокообжиговые (600-900оС). Обжигаются

природные материалы или отходы
Гипсовые смеси в строительстве называют алебастром.
Низкообжиговые
Строительный гипс β-СaSO4.0,5H2O;
Формовочный гипс β-СaSO4.0,5H2O более мелкий помол;
Высокопрочный гипс α-СaSO4.0,5H2O;
Высокообжиговые
Ангидрид СaSO4 ;
Высоокообжиговый гипс (Ангидрид СaSO4 + 3-5% СаО)
При твердении гипсовые вяжущие переходят в двуводный гипс СaSO4.2H2O, а изделия на 1% увеличиваются в объеме.

взять 50-70% воды от массы гипса, а на химическую

реакцию гидратации требуется всего 18,6% воды. Избыток воды затем испаряется, что обуславливает большую пористость (40-60%) и соответственно невысокую прочность изделий из гипса.
Марку гипса (от Г-2 до Г-25, где цифра означает предел прочности на сжатие в МПа) определяют по результатам испытаний образцов-балочек размерами 40х40х160 мм через два часа после их изготовления.
Водостойкость изделий на основе гипсовых вяжущих не велика.
Гипсовые вяжущие различают по срокам схватывания.

схватывания

гипсоцементно-пуццолановых вяжущих.

из двух слоёв строительной бумаги (картона) и сердечника из

слоя затвердевшего гипсового теста с наполнителями. Предназначается для устройства обшивок, перегородок, потолков в зданиях с сухим и нормальным влажностным режимом. Стандартная ширина листа — 1200 мм, длина 2000, 2500, 3000 мм
Выпускается четырех модификаций:
Гипсокартон обычный – ГКЛ
(гипсокартонный лист);
Гипсокартон влагостойкий – ГКЛВ (гидрофобизированный);
Гипсокартон огнестойкий – ГКЛО;
Пазогребневые гипсокартонные плиты – ПГП (лучшая стыковка).

результате обжига (при 900-1200оС) природных материалов, содержащих преимущественно карбонат

кальция CaCO3 (известняк, мел). Состоит в основном из оксида кальция CaO, но в ней может быть небольшое количество MgO.
Воздушная известь способна твердеть только на воздухе.
Мелкомолотый CaO называется негашеной известью - кипелкой. Так как она легко взаимодействует с водой с выделением такого количества тепла, что смесь закипает и превращается в гашеную известь Са(ОН)2.
После гашения негашеной извести CaO гашеная известь Са(ОН)2 получается очень мелкодисперсной и ее часто называют известь – пушенка.

кирпича и силикатных бетонов, для каменной кладки без добавок

или с добавками цемента, для штукатурных работ, как составную часть смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известково-пуццолановых).
Прочность известковых растворов невелика: предел прочности при сжатии составляет 0,4-1,0 Мпа на гашеной извести и до 5,0 МПа на негашеной извести.
Более высокая прочность изделий может быть получена при автоклавном твердении (силикатный кирпич и силикатные бетоны)

из 92-94 % песка, 6-8% извести. Влажность смеси 7-9%

по массе.
Технология изготовления включает: измельчение извести –кипелки - смешение с песком - гашение извести паром – дополнительное перемешивание – увлажнение до 7-8% - формование на прессах (15-20 Мпа) – обработка в автоклаве:
Р = 0,8 – 1,3 Мпа (8-13 атм), Т = 175 -200 С, 10 -14 часов –
выдержка на воздухе для карбонизации извести не вступившей
в реакцию.)
При автоклавной обработке известь вступает в реакцию с кремнеземом с образованием гидросиликатов кальция различного состава: СаО . SiO2. nH2O; 5СаО . 6SiO2. 5H2O,
2СаО . SiO2. H2O.

и глиняный 250х120х65 мм, утолщенный 250х120х88 мм. Может быть

полнотелым и пустотелым. Выпускаются также пустотелые силикатные камни 250х120х138.
Установлены марки кирпича (камня) по пределу прочности на сжатие – М75, М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300;
По морозостойкости – F15, F25, F35, F50;
Водопоглощение по массе не менее 6 % ;
Плотность силикатного кирпича обычно 1600-1800 кг/м3, такая плотность обеспечивает лучшие его характеристики.
Силикатный кирпич может быть цветной;
Себестоимость силикатного кирпича на 25-35 % ниже глиняного;

лучшая шумоизоляция в сравнении с глиняным.
Недостатки
Силикатный кирпич не рекомендуется

для фундаментов и цоколей зданий из-за недостаточной водостойкости.
Не используется во влажных помещениях: прачечные, бани, ванные комнаты.
Не используется для кладки печей и труб т.к. разрушается при высоких температурах. Максимальная температура использования 550 С.

извести;
m = 1,7 – 9 - для гидравлической извести;
m

= 1,9 -2,4 – для портландцемента.

Усиление гидравлических свойств портландцемента в сравнении с гидравлической известью связано не только с уменьшением гидравлического модуля, но и с повышением температуры обжига сырья при получении этих веществ: 1000оС –известь, 1450оС – портландцемент.