Стекло и строительные материалы на основе минеральных вяжущих веществ

C:\Documents and Settings\Сveta\Local Settings\Temp\Rar$DI00.922\Все для материаловедения\Стекло\Стеклышко1.htm - word0000#word0000Стекло, твёрдый аморфный материал, полученный в процессе переохлаждения расплава. Для стекла характерна обратимость перехода из жидкого состояния в метастабильное, неустойчивое стеклообразное состояние. При определённых температурных условиях кристаллизуется. Стекло не плавится при нагревании подобно кристаллическим телам, а размягчается, последовательно переходя из твёрдого состояния в пластическое, а затем в жидкое.

По агрегатному состоянию стекло занимает промежуточное положение между жидким и кристаллическим веществами. Упругие свойства делают стекло сходным с твёрдыми кристаллическими телами, а отсутствие кристаллографической симметрии (и связанная с этим изотропность) приближает к жидким.

Склонность к образованию стекла характерна для многих веществ (селен, сера, силикаты, бораты и др.).

Состав некоторых промышленных стекол

Стеклом называют также отдельные группы изделий из стекла, например строительное стекло, тарное стекло, химико-лабораторное стекло и др. Изделия из стекла могут быть прозрачными или непрозрачными, бесцветными или окрашенными, люминесцировать под воздействием, например, ультрафиолетового и g-излучения, пропускать или поглощать ультрафиолетовые лучи и т.д. Наибольшее распространение получило неорганическое стекло, характеризующееся высокими механическими тепловыми, химическими и др. свойствами. Основная масса неорганического стекла выпускается для строительства (главным образом листовое) и для изготовления тары. Эти виды продукции получают преимущественно из стекла на основе двуокиси кремния (силикатное стекло); применение находят также и др. кислородные (оксидные) стекла, в состав которых входят окислы фосфора, алюминия, бора и т.д. К бескислородным неорганическим стеклам относятся стекла на основе халькогенидов мышьяка (As₂S₃), сурьмы (Sb₂Se₃) и т.д., галогенидов бериллия (BeFz) и т.д.По назначению различают: строительное стекло (оконное, узорчатое, стеклянные блоки и т.д.), тарное стекло, стекло техническое (кварцевое стекло, светотехническое стекло, стеклянное волокно и т.д.), сортовое стекло и т.д. Вырабатываются стекла, защищающие от ионизирующих излучений, стекла индикаторов проникающей радиации, фотохромные стекла с переменным светопропусканием, стекло, применяемое в качестве лазерных материалов, увиолевое стекло, пеностекло, растворимое стекло и др. Растворимое стекло, содержащее около 75% 3102, 24% Na₂O и др. компоненты, образует с водой клейкую жидкость (жидкое стекло); используется как уплотняющее средство, например для изготовления силикатных красок, конторского клея, в качестве диспергаторов и моющих средств, для пропитки тканей, бумаги и пр. Химический состав некоторых видов стекла приведён в таблице.

Свойства стекла зависят от сочетания входящих в их состав компонентов. Наиболее характерное свойство стекла -- прозрачность (светопрозрачность оконного стекла 83--90%, а оптического стекла --до 99,95%). Стекло типично хрупкое тело, весьма чувствительное к механическим воздействиям, особенно ударным, однако сопротивление сжатию у стекла такое же, как у чугуна. Для повышения прочности стекло подвергают упрочнению (закалка, ионный обмен, при котором на поверхности стекла происходит замена ионов, например натрия, на ионы лития или калия, химическая и термохимическая обработка и др.), что ослабляет действие поверхностных микротрещин (трещины Гриффитса), возникающих на поверхности стекла в результате воздействия окружающей среды (температура, влажность и пр.) и являющихся концентраторами напряжений, и позволяет повысить прочность стекла в 4--50 раз. Обычно для устранения влияния микротрещин применяют стравливание или сжатие поверхностного слоя. При стравливании дефектный слой растворяется плавиковой кислотой, а на обнажившийся бездефектный слой наносится защитная плёнка, например из полимеров.

При закалке поверхностный слой сжимается, что препятствует раскрытию трещин. Плотность стекла 2200--8000 кг/м³, твёрдость по минералогической шкале 4,5--7,5, микротвёрдость 4--10 Гн/м², модуль упругости 50--85 Гн/м². Предел прочности стекла при сжатии равен 0,5--2 Гн/м², при изгибе 30--90 Гн/м², при ударном изгибе 1,5--2 Гн/м². Теплоёмкость стекла 0,3--1 кдж/кг -К, термостойкость 80°-- 1000 °С, температурный коэффициент расширения (0,56--12) 10⁹ 1/К.

Коэффициент теплопроводности стекла мало зависит от его химического состава и равен 0,7--1,3 вт/(м^. К). Коэффициент преломления 1,4--2,2, электрическая проводимость 10^-8--10^-18 ом ^-1. см^-1, диэлектрическая проницаемость 3,8--16.

Производство стекла состоит из следующих процессов: подготовки сырьевых компонентов, получения шихты, варки стекла, охлаждения стекломассы, формования изделий, их отжига и обработки (термической, химической, механической). К главным компонентам относят стеклообразующие вещества (природные, например SiO₂, и искусственные, например Na₂CO₃), содержащие основные (щелочные и щёлочноземельные) и кислотные окислы. Главный компонент большинства промышленных стекол -- кремнезём (кремния двуокись), содержание которого в стекле составляет от 40 до 80% (по массе), а в кварцевых и кварцоидных от 96 до 100%. В стекловарении обычно в качестве источника кремнезёма используют кварцевые стекольные пески, которые в случае необходимости обогащают. Сырьём, содержащим борный ангидрид, являются борная кислота, бура и др. Глинозём вводится с полевыми шпатами, нефелином и т.д.; щелочные окислы -- с кальцинированной содой и поташом; щёлочноземельные окислы -- с мелом, доломитом и т.п. Вспомогательные компоненты -- соединения, придающие то или иное свойство, например окраску, ускоряющие процесс варки и т.д. Например, соединения марганца, кобальта, хрома, никеля используются как красители, церия, неодима, празеодима, мышьяка, сурьмы -- как обесцвечиватели и окислители, фтора, фосфора, олова, циркония -- как глушители (вещества, вызывающие интенсивное светорассеяние); в качестве осветлителей применяют хлорид натрия, сульфат и нитрат аммония и др. Все компоненты перед варкой просеиваются, сушатся, при необходимости измельчаются, смешиваются до полностью однородной порошкообразной шихты, которая подаётся в стекловаренную печь. Процесс стекловарения условно разделяют на несколько стадий: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизацию и охлаждение («студку»). При нагревании шихты вначале испаряется гигроскопическая и химически связанная вода. На стадии силикатообразования происходит термическое разложение компонентов, реакции в твёрдой и жидкой фазе с образованием силикатов, которые вначале представляют собой спекшийся конгломерат, включающий и не вступившие в реакцию компоненты. По мере повышения температуры отдельные силикаты плавятся и, растворяясь друг в друге, образуют непрозрачный расплав, содержащий значительное количество газов и частицы компонентов шихты. Стадия силикатообразования завершается при 1100--1200 °С. На стадии стеклообразования растворяются остатки шихты и удаляется пена -- расплав становится прозрачным; стадия совмещается с конечным этапом силикатообразования и протекает при температуре 1150--1200 °С. Собственно стеклообразованием называют процесс растворения остаточных зёрен кварца в силикатном расплаве, в результате чего образуется относительно однородная стекломасса. В обычных силикатных стеклах содержится около 25% кремнезёма, химически не связанного в силикаты (только такое стекло оказывается пригодным по своей химической стойкости для практического использования). Стеклообразование протекает значительно медленнее, чем силикатообразование, оно составляет около 90% от времени, затраченного на провар шихты и около 30% от общей длительности стекловарения. Обычная стекольная шихта содержит около 18% химически связанных газов (СО₂, SO₂, O₂ и др.). В процессе провара шихты эти газы в основном удаляются, однако часть их остаётся в стекломассе, образуя крупные и мелкие пузыри. На стадии осветления при длительной выдержке при температуре 1500--1600 °С уменьшается степень пересыщения стекломассы газами, в результате чего пузырьки больших размеров поднимаются на поверхность стекломассы, а малые растворяются в ней. Для ускорения осветления в шихту вводят осветлители, снижающие поверхностное натяжение стекломассы; стекломасса перемешивается специальными огнеупорными мешалками или через неё пропускают сжатый воздух или др. газ. Одновременно с осветлением идёт гомогенизация -- усреднение стекломассы по составу. Неоднородность стекломассы обычно образуется в результате плохого перемешивания компонентов шихты, высокой вязкости расплава, замедленности диффузионных процессов. Гомогенизации способствуют выделяющиеся из стекломассы газовые пузыри, которые перемешивают неоднородные микроучастки и облегчают взаимную диффузию, выравнивая концентрацию расплава. Наиболее интенсивно гомогенизация осуществляется при механическом перемешивании (наибольшее распространение эта операция получила в производстве оптического стекла).Последняя стадия стекловарения -- охлаждение стекломассы («студка») до вязкости, необходимой для формования, что соответствует температуре 700--1000 °С. Главное требование при «студке» -- непрерывное медленное снижение температуры без изменения состава и давления газовой среды; при нарушении установившегося равновесия газов образуется т. н. вторичная мошка (мелкие пузыри).Процесс получения некоторых стекол отличается специфическими особенностями. Например, плавка оптического кварцевого стекла в электрических стекловаренных печах ведётся сначала в вакууме, а в конце плавки -- в атмосфере инертных газов под давлением. Производство каждого типа стекла определяется технологической нормалью. Формование изделий из стекломассы осуществляется механическим способом (прокаткой, прессованием, прессовыдуванием, выдуванием и т.д.) на стеклоформующих машинах. После формования изделия подвергают термической обработке (отжигу). В результате отжига (выдержки изделий при температуре, близкой к температуре размягчения стекла) и последующего медленного охлаждения происходит релаксация напряжений, появляющихся в стекле при быстром охлаждении. В результате т. н. закалки в стекле возникают остаточные напряжения, обеспечивающие его повышенную механическую прочность, термостойкость и специфический (безопасный) характер разрушения в сравнении с обычным стеклом (закалённые стекла применяют для остекления автомобилей, вагонов и т.п. целей).

Строительное C:\Documents and Settings\Сveta\Local Settings\Temp\Rar$DI00.922\www_rubricon_ru - Большая советская энциклопедия   .htm - word0000#word0000стекло. Изделия из стекла, применяемые для остекления световых проёмов, устройства прозрачных и полупрозрачных перегородок, облицовки и отделки стен, лестниц и др. частей зданий. К строительному стеклу относят также тепло- и звукоизоляционные материалы (пеностекло и стекловата) и стеклянные трубы. Строительное стекло подразделяют на листовое оконное стекло, полированное, витринное, армированное, узорчатое, цветное, профилированное, стеклоблоки, стеклопакеты, марблит, коврово-мозаичное, увиолевое стекло, стемалит и некоторые др. виды.

Оконное строительное стекло. Вырабатывается в виде плоских листов размером от 400 Х 400 до 1600 Х 2200 мм и толщиной от 2 до 6 мм, плотность 2470--2500 кг/м² средняя прочность при симметричном изгибе 40Мн/м² (400 кгс/см²), светопропускание 84--87%.

Полированное строительное стекло. Обладает минимальными оптическими искажениями, применяется для остекления витрин и оконных проёмов в общественных зданиях, для зеркал и т.д. Из полированного закалённого стекла толщиной 10--20 мм изготовляют стеклянные полотна для дверей размером от 2200 Х 700 до 2600 Х 1040 мм.

Узорчатое строительное стекло имеет с одной стороны рифлёную поверхность, предназначается для рассеяния света. Размеры его от 400 Х 400 до 1200 Х 1800 мм при толщине 3--6,5 мм. Узорчатое строительное стекло с матовым или «морозным» рисунком используют для остекления лестничных клеток, внутренних перегородок.

Цветное строительное стекло может быть окрашенным по всей толщине или состоять из 2 слоев -- основного бесцветного и тонкого цветного: применяют для витражей, декорирования мебели, остекления зданий.

Профилированное строительное стекло -- стекло с профилем швеллерного или коробчатого типа (стекор). Применяется как стеновой материал (гаражи, киоски, автобусные остановки и т.д.), толщина 6 мм, светопропускание 0,6--0,75%.

Марблит -- прокатанное глушёное цветное строительное стекло для облицовки стен внутренних помещений промышленных и общественных зданий.

Стеклянные трубы применяются в качестве трубопроводов на заводах химической и пищевой промышленности и в сельском хозяйстве; характеризуются повышенной коррозионной стойкостью в сравнении с металлическими. Потери на трение при протекании жидкости в стеклянных трубах на 22% ниже, чем у новых чугунных, и на 6,5% ниже, чем у новых стальных. Стеклянные трубы выпускаются с внутренним диаметром от 38 до 200 мм.

Ведущие Российские и зарубежные производители, представленные на Российском (Московском) стекольном рынке.

Зарубежные производители:

Российские производители:

Белорусские производители:

Украинские производители:

Минеральные вяжущие вещества

Марку гипса определяют испытанием на сжатии и изгиб стандартных образцов балочек 4*4*16см спустя 2 ч после их формирования. Установлено 12 марок гипса по прочности.

В районах Средней Азии и Закавказья применяют местные вяжущие ганч и гожу. Их получают из пород, содержащих гипс и глину. Эти вяжущие используют для штукатурных и художественных работ.

Ангидритовые вяжущие и высокообжиговый гипс - медленносхватывающиеся и медленнотвердеющие вяжущие, состоящие из безводного сульфата кальция и активизаторов твердения.

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс) получают обжигом природного гипсового камня. Технологические свойства эстрих-гипса существенно отличаются от свойств обычного гипса. Благодаря пониженной водопотребности эстрих-гипс после затвердевания образует более плотный и прочный материал. Марки эстрих-гипса: 100, 150 или 200 (кг/см³)

Ангидритовый цемент получают обжигом природного гипса при температуре 600-700 ⁰С до полной дегидратации. Эстрих-гипс и ангидритовый цемент в настоящее время применяют ограниченно.

Цены на гипс

Цемент

Цемент -- собирательное название большой группы порошкообразных вяжущих веществ (преимущественно гидравлических), способных при смешивании с водой образовывать пластичную массу, приобретающую затем камневидное состояние. Один из важнейших строительных материалов, применяется главным образом в производстве бетонов и для приготовления строительных растворов. Представляет собой тонкомолотый порошок, как правило, серого или серо-зелёного оттенка; продукт совместного измельчения цементного клинкера, получаемого обжигом (до плавления или спекания) сырьевой смеси, состоящей из бокситов, глины и (или) известняков, и специальных корректирующих минеральных добавок (например, гипса). Цемент -- самое прочное вяжущее вещество. Его основные разновидности: портландцемент, шлаковый и пуццолановый цементы, глинозёмистый цемент и др. Качество цемента характеризуется маркой. Марка цементов, применяемых для строительных растворов, не должна быть ниже 200 (цифра, обозначающая марку, указывает прочность цемента на сжатие в кг/см²). Наиболее распространены цементы марок 300, 400, 500 и 600. Схватывание цемента должно наступать, как правило, не ранее чем через 45 минут, а заканчиваться не позднее чем через 12 часов после затворения водой; для полного затвердевания цемента необходимо 28 суток.

Портландцемент - продукт тонкого измельчения клинкера, получаемого в результате равномерного обжига до спекания природного сырья (мергеля) или искусственной однородной сырьевой смеси определенного состава, содержащий известняк и глину.

В зависимости от характера приготовления сырьевой смеси различают мокрый, сухой и комбинированный способы производства портландцемента.

В нашей стране на цементных заводах преобладает мокрый способ, хотя многие заводы перестраивают технологию на более экономичный по расходу топлива сухой и комбинированный способы.

При мокром способе сырьевую смесь измельчают в шаровых мельницах в присутствии большого количества воды и получают жидкотечную массу. Её называют шламом. Из шлам-бассейна масса направляется для обжига во вращающуюся печь.

Мокрый способ целесообразно использовать при применении в качестве компонентов мела, сырой глины, что понижает расход электроэнергии на измельчение сырьевой смеси. При этом способе облегчается транспортирование и перемешивание сырьевой смеси, однако расход топлива на обжиг её в печи в 1,5-2 раза больше, чем при сухом способе.

При сухом способе готовят сухой порошок смеси исходных материалов (так называемая сырьевая мука), который обжигают во вращающейся печи.

Комбинированным называют способ производства, при котором сырьевая смесь для обжига подготавливается в виде гранул. Можно также увлажнять сырьевую муку до 12-15% и из неё изготавливать те же гранулы для обжига.

При всех способах весьма важно обеспечить бесперебойное поступление сырьевой смеси на обжиг для получения из неё портландцементированного клинкера.

Получаемый портландцементированный клинкер характеризуется содержанием отдельных оксидов, соотношениями между содержаниями главнейших оксидов, выражаемыми в форме модулей и коэффициентами насыщения, содержащим клинкерообразующих соединений клинкерных минералов.

Имея химический состав, нетрудно определить приближенное значение модулей m=1,9-2,4; n=1,7-3,5; p=1,0-2,5.

Цементы с высоким силикатным модулем медленно схватываются и твердеют, но с течением времени они достигают весьма высоких прочностей. Низкий же силикатный модуль придаёт сырьевой смеси чрезмерную легкоплавкость.

При оценке качества и выборе необходимого для конкретных целей цемента, кроме прочностных показателей принимают во внимание деформативные, усадочные, тепловыделение, коррозиестойкость, морозостойкость и стойкость к внешним условиям работы строительных конструкций и другие свойства.

Портландцемент применяют главным образом для бетонных и железобетонных конструкций в наземных, подземных и подводных сооружениях, в том числе и таких, которые подвержены попеременному замораживанию и оттаиванию.

Различают следующие марки портландцемента: М400; М500; М550 и М600.

Быстродействующий портландцемент получается за счет повышенного содержания в клинкере быстродействующих материалов С₃S и С₃А. Для ускорения процессов твердения необходим более тонкий и однородный помол сырьевой смеси, использование исходных материалов по возможности с аморфной структурой, поддержание повышенных температур при обжиге с добавлением в смесь минерализаторов, более быстрое охлаждение клинкера, выходящего из зоны спекания, более тонкий помол клинкера. Скорость нарастания прочности цементного камня можно увеличить также путём введения химической добавки - хлористого кальция, соляной кислоты или других веществ аналогичного действия, вводимых в малых дозах.

Сверхбыстродействующий высокопрочный портландцемент (СБТЦ) отличается высокой ранней прочностью. При использовании СБТЦ можно через 1- 4 ч получать прочность бетона, достаточную для распалубки изделий. В технологический период при изготовлении СБТЦ в сырьевую смесь вводят галогеносодержащиеся вещества.

В ряду быстротвердеющих и сверхбыстротвердеющих цементов возможно по своим свойствам расположить ещё особобыстротвердеющий цемент. Он является высокопрочным и в возрасте 1 сутки. Имеет предел прочности при сжатии 20-25 МПа.

Сульфатостойкий портландцемент получают при совместном тонком помоле клинкера специального состава с гипсом 8%. Сульфатостойкий портландцемент имеет марку 400, не должен содержать минеральных добавок. Разновидности этого цемента: сульфатостойкий портландцемент имеет марку 400 и 500, сульфатостойкий шлакопортландцемент марок 300 и 400 и пуццолановый портландцемент марок 300 и 400. Их применяют при строительстве подземных и подводных частей сооружений, подвергающихся сульфатной коррозии.

Пластифицированный портландцемент - продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера с двуводным гипсом и с добавлением при помоле около 0,25% сульфидно-дрожжевой бражки или другой пластифицирующей добавки.

Гидрофобный портландцемент - продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера с двуводным гипсом с добавлением при помоле гидрофобизирующих добавок. В результате гидрофобный цемент может длительное время пребывать на воздухе с повышенной влажностью без потери своей активности.

Портландцементы с поверхностно-активными добавками применяют для бетонных и железобетонных наземных, подземных и подводных конструкций, а также работающих в условиях циклического замораживания или увлажнения.

Белые и цветные портландцементы. Сырьём для заводского производства служат чистые известняки и глины. По степени белизны белый портландцемент делится на три сорта. Степень белизны определяют фотометром ФМ-58.

Цветные цементы получают путём совместного помола клинкера белого портландцемента со щёлочестойкими и светостойкими пигментами. Белые и цветные портландцементы выпускают марок М 400 и М 500. Их применяют для архитектурно отделочных работ.

Портландцемент дорожный получают совместным помолом портландцементного клинкера с повышенным содержанием С₃S, но ограниченная C₃A, а также гипса. Выпускают этот цемент двух марок: 400 и 500.

Расширяющийся портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, состоящее из портландцементного клинкера, глиноземистого клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса. РПЦ характеризуется быстрым твердением водонепроницаемостью до 1,2 МПа, а также повышенной морозостойкостью цементного камня.

Алинитовый цемент состоит из глинистого компонента и добавки раствора хлористого кальция. Активность алинитового цемента составляет 40-60 МПа.

Механоактивированный портландцемент. Реакционная способность, выражаемая в приросте гидравлической активности на 30-40 МПа.

Расширяющийся водонепроницаемый цемент получают способом тщательного перемешивания глиноземистого цемента, гипса и молотого высокоосновного гидроаллюмината кальция. Он является быстросхватывающимся и быстро твердеющим гидровлическим вяжущим веществом. Данный цемент используют при восстановлении железобетонных конструкций, заделки трещин разного рода.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент - гидравлическое быстро твердеющее вещество, получаемое совместным помолом высокоглиноземистого шлака с двуводным сернокислым кальцием. Деформативная способность ГГРЦ выше, чем у глиноземистого цемента. Он предназначен для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых бетонов, для заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций.

Напрягающийся цемент - быстросхватывающееся, быстротвердеющее, расширяющееся вяжущее вещество, получаемое тщательным смешением в определённой дозировке при совместном помоле силикатного, алюминатного и сульфатного компонентов. Выделяют разновидности напрягающего цемента: НЦ-2, НЦ-4 и НЦ-6. НЦ применяют для изготовления конструкций из самонапряжённого железобетона, также для гидроизоляции шахт, подвалов.

Портландцемент пуццолановый - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, гипса и минеральной добавки, или тщательным смешиванием тех же раздельно измельчённых материалов. Этот цемент отнесён по стандарту к группе сульфатостойких. Пуццолановый портландцемент имеет марки 300 и 400, его используют для сооружения бетонных и железобетонных конструкций.

Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава и гипса. Его марка по прочности - 400. Используется для изготовления бетонных и железобетонных конструкций. Шлакопортландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, доменного гранулированного или электротермофосфорного шлака и гипса.

Известь

C:\Documents and Settings\Сveta\Local Settings\Temp\Rar$DI00.922\Моя известь\www_rubricon_ru - Большая советская энциклопедия   .htm - word0000#word0000Известь, условно объединяемые общим термином продукты обжига (и последующей переработки) известняка, мела и других карбонатных пород. Чаще всего под названием «Известь» объединяют известь негашёную CaО (t_пл 2627°) и продукт её взаимодействия с водой -- известь гашёную Ca(OH)₂ [пушонка](разлагается при 520°C). Суспензию гашеной извести в воде называют известковым молоком. Негашеную известь получают обжигом известняка, мела, гашеную -- действием воды на негашеную.

Применение извести:

Карбонат кальция - известковое удобрение, которое используется для известкования кислых почв и для комплексного агрохимического окультуривания полей на типичных, выщелоченных оподзоленных черноземах и лесных почвах ( на почвах с pH ниже оптимального).

Максимальная разовая доза внесения карбоната кальция не должна превышать: 5 т/га - для песчаных почв; 7 т/га - для глинистых, суглинистых и торфяно-болотных почв. Карбонат кальция, внесенный в нормах по полной гидролитической кислотности, оказывает свое действие в течение 9-10 лет. Широкое внедрение известкования в свекловичных севооборотах будет способствовать как бы “снятию тормоза” в росте урожаев, каким являются кислотность и неблагоприятные свойства почв, и даст возможность повысить эффективность применения удобрений.

В почву вносится существующими разбрызгивателями известковых удобрений. Карбонат кальция хранят в складских помещениях, исключающих попадание атмосферных осадков и грунтовых вод. Для известкования кислых почв. Для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов и грибковых болезней. Для приготовления бордоской смеси: 200 грамм извести + 20 грамм медного купороса + 1 ведро воды.

В строительстве известь известна с древних времен и применяется в качестве вяжущего вещества для изготовления кладочных и штукатурных растворов, известковых красок. Воздушную известь получают умеренным обжигом (не доводя до спекания) известковых или известково-магнезиальных пород, содержащих не более 8% примесей (глины, кварцевого песка и т. д.). Обоженная известь называется комовой, состоит из кусков с размерами 2-15 см, по фазовому составу представляет собой в основном оксид кальция, в подчиненном количестве - оксид магния, частично неразложившийся карбонат кальция, а также содержит небольшое количество алюминатов и ферритов кальция. Комовая известь является полупродуктом для получения известковых вяжущих. Порошкообразные вяжущие вещества из комовой извести получают двумя способами: тонким измельчением получают молотую негашеную известь, которая по химическому составу и фазовому составу подобна комовой извести. Гашением комовой извести соответствующим количеством воды получают гидратную известь-пушонку, которая состоит преимущественно из гидроксида кальция Са(OH)₂, а также гидроксида магния Mg(OH)₂ и небольшого количества примесей. При гашении комовой извести водой до образования тестообразной массы (с содержанием физической и адсорбционно-связанной воды 45-50%) получают известковое тесто.
В сухих строительных смесях (ССС) для штукатурок, шпатлевок, затирок, составов для кладки в качестве одного из минеральных вяжущих веществ применяют гидратную известь-пушонку. Технические требования, предъявляемые к строительной извести, и методы испытания известковых вяжущих веществ регламентированы ГОСТ 9179-77 и ГОСТ 22688-77. Качество гидратной извести оценивают по следующим показателям:

1. Содержание активных CaO+MgO, которое оценивается химическим методом, в гидратной извести первого сорта - не менее 67%, второго сорта - не менее 60%.

2. Наличию в извести неразложившихся карбонатных пород, по содержанию CO₂.

3. Влажности, которая не должна превышать 5%.

4. Дисперсности, по рассеву на ситах № 02 и № 008, остаток на сите не более 2.5 и 15% соответственно.

5. Отсутствию неравномерности изменения объема; испытания проводят на лепешках, изготовленных из известково-цементного теста, пропариванием их в течение двух часов.

Однако вышеприведенные испытания недостаточны для полной оценки качества извести. Основные свойства известковых вяжущих, которые определили успешное применение их в составах красок, шпатлевок, штукатурок, - это пластичность и высокая водоудерживающая способность. Водоудерживающая способность извести составляет 75-95%; в отличие от извести, портландцементные растворы имеют водоудерживающую способность 50-60%. В ГОСТах на строительную известь не предусмотрены испытания, характеризующие вышеуказанные свойства.

Стандарты США, Англии и других стран включают оценку пластичности, водоудерживающей способности, неравномерности изменения объема несколькими методами, в том числе для определения пригодности извести в штукатурках, определение дисперсности извести и т. д.

Особенную значимость эти свойства имеют в рецептурах ССС, где целесообразно применять такое строительно-техническое качество извести, как пескоемкость. На практике высокопластичные виды извести называют "жирными", а низкопластичные - "тощими". "Жирные" виды извести характеризуются пескоемкостью 3-4 масс. частей песка на 1 масс. часть извести.

Водопотребность может быть определена различными методами, которые основаны на измерении пластических свойств известкового теста. Так, по стандарту ASTMC 110-98, водопотребность определяют как количество воды затворения, необходимое для достижения стандартной консистенции. Стандартная консистенция соответствует такой пластичности растворной смеси, при которой несколько видоизмененный пестик Вика (Р 12,5 мм) через 30 сек. с момента затворения гидратной извести водой погружается в кольцо, заполненное тестом, на 20 + 5 мм.

В ранее действовавшем на территории Германии стандарте TGL 28110-03 водопотребность гидратной извести определялась как количество воды, которое необходимо ввести в известковое тесто, чтобы в результате 15 встряхиваний образца, полученного в стандартной конусной форме для определения нормальной консистенции цементных растворов, получить значение расплыва 180 + 2 мм. Для сохранения высокой пластичности известкового теста необходимо предотвращать агломерацию частиц, что обеспечивается введением в растворные смеси веществ-диспергаторов. Высокоэффективным диспергатором гидратной извести являются натриевые полиакрилаты. Они дают заметный эффект при содержании в смеси - 0.2%. Другим средством воздействия на стабильность частичек гидратной извести являются защитные коллоиды, которые, в зависимости от длины цепей, могут улучшать или ухудшать стабильность дисперсий. Применение высокомолекулярных видов метилцеллюлозы (Тилоза МН30000) снижает стабильность суспензий. Низковязкие типы целлюлозы (Тилоза МН200) недостаточно эффективно разделяют частицы друг от друга. Наилучшие результаты дает применение эфиров со средней длиной цепочек (Тилоза МН4000). Количество ее в дисперсиях гидратной извести в воде составляет 0.2%. По стандарту ASTMC 110-98, пластичность известкового теста может определяться с помощью пластометра. Очень важным свойством извести является неравномерность изменения объема. Наш опыт свидетельствует о том, что метод испытания на неравномерность изменения объема по ГОСТ 22688 не всегда позволяет выявить это свойство. Отсутствие регламентации характеристик цемента (активности в ранние сроки твердения, наличие в цементе добавок и др.), который в смеси с известью используется для приготовления образцов-лепешек, способствует получению ошибочных оценок этого свойства. Нередко образцы гидратной извести, выдержавшие испытания по ГОСТ 22688, при последующем хранении в воздушных условиях обнаруживали признаки неравномерности изменения объема (через 1-1.5 мес.). Надежным способом выявления неравномерности изменения объема при твердении является метод, изложенный в стандарте ASTMC 110-98 "Растрескивание и разъедание", по которому испытанию кипячением подвергаются смеси строительного гипса с известью. Стандартом ASTMC 110-98 предусмотрен также автоклавный метод испытания расширения извести.

Основные функции, которые гидратная известь выполняет в составе ССС, наряду с приданием прочности растворам в процессе гидратации и карбонизации - это придание им повышенной пластичности и удобообрабатываемости. Кроме того, гидратная известь при смешивании с водой за счет процесса перекристаллизации гидроксида кальция снижает усадочные деформации при твердении растворов в воздушно-сухих условиях. Добавка гидратной извести (2-3%) в составе рецептур ССС для самовыравнивающихся полов играет роль ускорителя образования эттриргита и гексагональных гидроалюминатов кальция - новообразований, которые обеспечивают формирование прочности в ранние сроки (часы от начала смешивания с водой) и сдерживают деформации усадки.

Основные требования, которые необходимо предъявлять к качеству гидратной извести, применяемой в составе ССС, следующие:

- известь должна быть кальциевой, с низким (< 5%) содержанием оксида магния; повышение содержания MgO снижает пластичность гидратной извести, ухудшает долговечность известковых покрытий;

- в гидратной извести должны отсутствовать частицы с размером 0.6 мм, так как грубые фракции ухудшают качество поверхности покрытий, в составе затирок приводят к царапанию облицовочной плитки, являются причиной неравномерности изменения объема в материале;

- содержание непогасившихся зерен оксида магния и оксида кальция не должно превышать 1% и 2-3% соответственно, так как присутствие негидратированных оксидов может привести к запоздалому, медленному гашению в изделии и вызвать появление трещин вследствие увеличения объема;

- влажность гидратной извести не должна превышать 5%, чтобы не вызывать комкование сухой смеси.

Ниже приводятся некоторые базовые рецептуры с использованием гидратной извести.

Сухая смесь для цементной шпатлевки (% масс):

1. Портландцемент ПЦ500-ДО - 40.0

2. Гидратная известь - 8.0

3. Кварцевый песок (0,1-0,3 мм) - 49.0

4. Roximat PAV 22 - 3.0

5. Walocell MKX15000PP25 - 0.15

Сухая смесь для вертикального и горизонтального применения (% масс):

1. Портландцемент - 20.5

2. Гидратная известь - 2.5

3. Кварцевый песок (0,08-2 мм)- 75.0

4. Drycryl ДР-2904 - 2.5

5. Сульфат алюминия - 0.5

Состав для самовыравнивающихся полов (% масс):

1. Портландцемент ПЦ500-ДО - 36.0

2. Высокоглиноземистый цемент - 9.0

3. Гидратная известь - 4.5

4. Кварцевый песок (0-0,5 мм) - 30.0

5. Карбонат кальция - 18.0

6. Редиспергируемый полимерный порошок - 1-2

7. Суперпластификатор - 1-2

8. Водоудерживающая добавка - 0.5-2.0

Штукатурка на основе извести и цемента (% масс):

1. Портландцемент - 10-20

2. Гидратная известь - 5-10

3. Кварцевый песок или карбонат кальция: - 70-85

- штукатурка для внутренних работ - 0-0.8 мм

- штукатурка для внешних работ - 0-2.0 мм

4. Бермоколл E411FQ - 0.04-0.16 Бермоколл CCA203 - 0.04-0.16

Минеральная краска на основе цемента и извести (% масс):

1. Портландцемент - 12-16

2. Гидратная известь - 10-20

3. Известняковая мука <0.1мм - 45-60

4. Неорганический пигмент - 0-3

5. Тилоза МН30000УР2 или МН6000УР2 - 0.3-0.8

6. Мовилит ДМ2010Р или ДМ1140Р - 4-8

7. Генаоол PF80P - 0.01-0.3

8. Гидрофобизатор (стеараты/олеаты)- 0.3-0.6

9. Антивспениватель - 0.15-0.30

Исследование качества гидратной извести различных производителей показало, что многие образцы извести содержат грубодисперсные частицы > 0.6 мм. Содержание непогасившихся оксидов достигает уровня по MgO - 3-4%, по CaO - 15-17%, влажность некоторых образцов гидратной извести _25%. Лучшими качествами из исследованных нами образцов извести характеризуются гидратная известь, произведенная Угловским известковым комбинатом, и гидратная известь, получаемая гашением комовой извести на КЖБИ 211 (пос. Сертолово, Ленинградская область).

Пример фазового состава гидратной извести Угловского известкового комбината (по данным петрографического анализа): основная фаза - Ca(OH)₂; Mg(OH)₂ - 4-5%; неразложившийся CaCO₃ - 2-3%; вторичный CaCO₃ - 10-12%; CaO - в центре Ca(OH)₂ - до 1%; MgO - почти нет; примеси - кварц, оксиды железа, слюда, b - C₂S, CA₂ - S 3-4%.

Учитывая важную роль, которую играет гидратная известь в ССС самого разного назначения, следует либо предпринять усилия для пересмотра действующего стандарта, либо разработать в рамках Союза производителей сухих строительных смесей нормативно-техническую документацию на гидратную известь для сухих строительных смесей с указанием методов испытаний ее качества.

В химической промышленности известь применяется при производстве химических продуктов: кальцинированной, пищевой и каустической соды, в производстве карбида кальция, хлорной извести и т.д.

Также известь применяется в металлургической, сахарной, целлюлозно-бумажной промышленности.

Бетон

Бетон (франц. beton), искусственный каменный материал, получаемый из рационально подобранной смеси вяжущего вещества (с водой, реже без неё), заполнителей и специальных добавок (в некоторых случаях) после её формования и твердения; один из основных строительных материалов. До формования указанная смесь называется бетонной смесью.

Классификация и области применения бетона. Бетон классифицируют по виду применяемого вяжущего: бетоны на неорганических вяжущих и бетоны на органических вяжущих.

Бетоны на неорганических вяжущих:

1) цементные бетоны - общее название бетонов, для приготовления которых в качестве вяжущего вещества используется цемент (главным образом, портландцемент и его разновидности). Способность твердеть в обычных условиях и высокие физико-механические свойства (прочность, водо- и морозостойкость, долговечность и др.) обусловили преимущественное применение цементных бетонов при изготовлении сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций и изделий. Цементные бетоны в зависимости от объёмной массы (в кг/м³) подразделяются на особо тяжёлые (более 2500), тяжёлые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо лёгкие (менее 500).

2) гипсобетоны - гипсовый C:\Documents and Settings\Сveta\Local Settings\Temp\Rar$DI00.922\Бетон\Гипсобетон.htm - word0000#word0000бетон, вид бетона, изготовляемого на основе гипсовых вяжущих материалов (главным образом, строительного гипса). Применяется для производства гипсобетонных изделий. Для изготовления гипсобетонов используются каменные минеральные (преимущественно с пористой и шероховатой поверхностью) и органические (древесные опилки, сечка соломы и пр.) заполнители. В гипсобетон вводятся добавки, замедляющие схватывание, а также повышающие его водо- и атмосферостойкость. Прочность гипсобетона зависит от тех же факторов, что и прочность обычного цементного бетона.

3) силикатные бетоны - бетоны, получаемые тепловлажностной обработкой (в автоклавах) смесей, состоящих из известково-кремнезёмистого вяжущего, неорганического заполнителя и воды. В процессе обработки силикатобетонного изделия паром (под давлением 0,9--1,5 Мн/м² при температуре 174,5--197,4°С) смесь затвердевает (вследствие образования в ней гидросиликатов и других соединений кальция), приобретая прочность на сжатие до 60 Мн/м², а иногда и более. В качестве вяжущего при изготовлении силикатных бетонов используют тонкомолотые смеси воздушной или гидравлической извести с материалами, содержащими кремнезём (такими, как кварцевые пески, вулканические породы, металлургические, электрофосфорные и топливные шлаки, золы, нефелиновый шлам, отходы обогатительных фабрик и т. п.). Заполнителями в силикатных бетонах служат природные или искусственные пески (кварцевые, полевошпатовые, вулканические, карбонатные, шлаковые и т. п.), а также более крупные заполнители. По своим свойствам силикатный бетон близок к бетону на портландцементе. Его объёмная масса 1800--2200 кг/м³, морозостойкость 75--200 циклов.

4) кислотоупорные бетоны,

5) жаростойкие бетоны - бетоны, способные сохранять в заданных пределах физико-механические свойства при длительном воздействии на него высоких температур. Вяжущими для жаростойких бетонов служат: портландцемент, шлакопортландцемент и др. В вяжущие во многих случаях вводятся тонкомолотые добавки. В качестве заполнителей используют дроблёные огнеупорные или тугоплавкие горные породы, бой обожжённых огнеупорных изделий и некоторые др. материалы. По степени огнеупорности жаростойкие бетоны подразделяются на высокоогнеупорные (огнеупорность выше 1770^оС), огнеупорные (1580--1770°С), жароупорные (ниже 1580°С). Жаростойкие бетоны применяют для сооружения тепловых агрегатов, фундаментов промышленных печей и др. конструкций, подверженных длительному нагреванию.

Бетоны на органических вяжущих:

1)асфальтобетоны - строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Перед смешением составные части высушивают и нагревают до температуры 100--160°C. Различают асфальтобетон горячий, содержащий вязкий битум, укладываемый и уплотняемый при температуре не ниже 120°C; тёплый -- с маловязким битумом и температурой уплотнения 40--80°C; холодный -- с жидким битумом, уплотняемый при температуре окружающего воздуха, но не ниже 10°C. Асфальтобетон может быть крупно-, средне-, мелкозернистым и песчаным (наибольшая крупность зёрен, соответственно, 40--25--15--5 мм). Асфальтобетон применяют для покрытий дорог, аэродромов, эксплуатируемых плоских кровель, в гидротехническом строительстве;

2)пластбетоны - бетон, в котором вяжущее вещество -- органический полимер; строительный и конструкционный материал, представляющий собой затвердевшую смесь высокомолекулярного вещества с минеральным заполнителем. В качестве вяжущего в пластбетонах обычно применяют фурановые, полиэфирные, эпоксидные, феноло-формальдегидные смолы; иногда используют кумароно-инденовые, поливиниловые смолы и некоторые др. полимеры. Заполнителями служат кварцевый песок, гранитный, базальтовый и др. виды щебня, измельченный песчаник и т.д. Технология пластбетонов не отличается существенно от приготовления обычных цементных бетонов; различие в их стоимости (пластбетон значительно дороже) определяется главным образом стоимостью вяжущего. Наиболее распространены пластбетоны на основе фурановых смол. Из пластбетонов и полимерцементных бетонов делают полы в промышленных зданиях, гаражах, больницах. Их применяют для получения высококачественных дорожных и аэродромных покрытий, ремонта поврежденных бетонных поверхностей, заделки трещин. Полимерцементные смеси и пластбетоны с мелким заполнителем используют как гидроизоляционные и защитные покрытия, отделочный и декоративно-облицовочный материалы, мастики. Из пластбетона с лёгким заполнителем, например керамзитовым или перлитовым песком, получают теплоизоляционные плиты. Пластбетоны используют также для изготовления неармированных тонкостенных изделий и моделей различных строительных конструкций. Пластбетон также находит применение в подземных конструкциях и сооружениях: при изготовлении элементов шахтной крепи, канализационных коллекторов и др.