Курсовой проект по предмету «Безопасность зданий и сооружений» по направлению 5640100 «бжд»

Глава. Основные свойства строительных растворов, какова его роль в безопасной эксплуатации зданий.

Минеральные (неорганические) вяжущие, в виде дисперсий при перемешивании с водой образуют пластичные растворы и в результате физико-химических реакций превращаются в искусственный каменный материал. Минеральные вяжущие по структурным признакам и механизму твердения, подразделяются на воздушные и гидравлические. Процесс твердения и рост прочности воздушных вяжущих происходит только в воздушной среде. К воздушным вяжущим веществам относится воздушная известь, гипс, магнезиальные вяжущие, жидкое стекло и другие. Процесс твердения гидравлических вяжущих начинается в воздушной среде, продолжается в воде или водонасыщенной среде и при этом увеличивается прочность. К гидравлическим вяжущим веществам относятся гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, пуццолановые и шлаковые портландцементы, безусадочные и расширяющиеся цементы и другие. С целью улучшения свойств, в состав минеральных вяжущих вводят активные минеральные добавки – трепел, опока, диатомит, пемза, глиеж, вулканический туф и золы, золы-шлаки каменного угля и другие дисперсии. На основе минеральных вяжущих можно изготавливать растворы для кладки кирпича, камня и штукатурки, бетонных и железобетонных конструкций, армоцементных конструкций, автоклавных изделий, клеевых и красочных композиций и другие продукции.
Воздушная известь образуется при обжиге кальций и магнийсодержащих карбонатных горных пород с содержанием в их составе до 6% глины, мела, известняка, доломитизированного известняка и доломитов. Известковое вяжущее (кипелка) образуется в виде кусков белого и серого цвета. Воздушное известковое вяжущее подразделяется на следующие разновидности: негашенное молотое, гашенное гидратное (пушонка), известковый раствор и известковое молоко. Известковое вяжущее в зависимости от содержания СаО в составе бывает кальцинированное, магнезиальное и доломитовое. Порошковая известь образуется при совместном помоле в специальной мельнице негашенной извести, доменного шлака, электротермофосфорного шлака и активных минеральных добавок. Производство известкового вяжущего. В качестве сырья при изготовлении воздушного известкового вяжущего используется карбонат кальция (Са СО3). В составе сырья могут быть в небольших количествах доломиты, гипс, кварц, глина и другие вещества.

Известь обжигается при температуре 900-12000С. При этом выделяется двуокись углерод (СО2): СаСО3=СаО+СО2 Карбонат магния (Mg CO3), который содержится в составе сырья разлагается при обжиге. При обжиге известняка образуется 56% воздушная известь и 44% двуокись углерода (СО2), которая улетучивается в атмосферу. Высокое содержание основных оксидов (СаО+MgO) в составе известкового вяжущего приводит к образованию пластичного высококачественного связующего. Содержание необожженных и переобоженных кусков извести больше нормы отрицательно влияет на вяжущее свойства извести. Необожженные куски извести практически не имеют вяжущего свойства, переобоженные куски очень медленно гидратируются при соприкосновении с водой и увеличиваются в объеме, что приводит к образованию трещин в материалах, полученных на основе известкового вяжущего.
Гашение извести. С целью гашения известь перемашивается с водой: СаО+Н2О=Са(ОН)2 При гашении образуется тепло в 950 кДж/кг. Процесс гашения извести сопровождается бурной реакцией, что приводит к Рис.5.1. Шахтная печь. 1-шахта; 2-загрузочной механизм; 3- зона подогрева; 4-зона обжига; 5-зона остывания; 6-гребень подающий воздух; 7-механизм для удаления обожженной извести. 88 диспергированию материала. Это единственное минеральное вяжущее, которое измельчается в результате химической реакции. Высокая дисперсность гашенной извести обеспечивает пластичность и водоудерживающую способность вяжущего. Это имеет большое значение при приготовлении строительных растворов и другой продукции, на основе известкового вяжущего. В зависимости от количества воды-затворения образуется гидратная известь (пушонка), известковый раствор и известкое молоко. Гидратная известь образуется при введении в состав извести кипелки 60-70% воды; при этом объем извести увеличивается на 200-300%. Гидратная известь состоит из тонкой дисперсии Са(ОН)2 белого цвета. Её средняя плотность в свободном состоянии 400-450 кг/м3 , а в уплотненном состоянии средняя плотность составляет 500-700 кг/м3 . Гидратная известь гасится в гидраторах непрерывного действия. При этом образование в большом количестве тепла и водяного пара приводит к превращению известковых кусков в тонкоизмельченную дисперсию. Известковый раствор приготовливают путем введения в известь-кипелку 200-300% воды. При этом масса гашенной извести увеличивается в 2-2,5 раза и материал расширяется в объеме. Для получения известкового молока в состав извести-кипелки добавляется вода в количестве более 300%. Известковый раствор получают в полностью механизированные цехах, в гасильных машинах из кусковой извести в присутствии воды. Известковый раствор, полученный по этому способу, имеет высокое качество и ускоренный процесс гашения. На небольших строительных площадках известь гасится в специальных ямах путём перемешивания и хранения в течении двух недель. При гашении извести, по этому способу, количество негашеной извести должно быть в пределах нормы, в противном случае в растворах и другой продукции образуются трещины.
Пластифицированный (гидрофилный) цемент получают введением 0,25% (по массе) лигносульфонатов и т.п. при помоле клинкера. Подвижность бетона и строительных растворов на этом цементе высокие, что приводит к снижению водоцементного отношения, увеличения прочности и морозостойкости. При этом расход цемента уменьшается на 10-20% при сохранении прочности. Гидрофобный цемент получают введением 0,1-0,2% (по массе) мылонафта, асидола, жирных кислот, кубовых остатков при помоле клинкера. Гигроскопичность цемента высокая по сравнению с обычным цементом, что не теряет активности при перевозке и хранении. Эти добавки пластифицируют бетонную смесь, увеличивают водо- и морозостойкость изделий. Гидрофобный эффект в цементе сохраняется в течение десятка лет. Белый и цветной цемент. Клинкер белого цемента получают на основе чистого известняка и белой глины. В составе сырья не должны быть оксиды железа и марганца и др. примеси, в противном случае образуются нежелательные цвета. Сырье обжигают с применением природного газа и размалывают клинкера в специальных мельницах с фарфоровыми или чисто металлическими шарами. Марка белого цемента 400 и 500. Согласно требованиям коэффициент белизны (по средствам абсолютной шкалы) определяется с помощью коэффициента светоотражения. По этой шкале коэффициент должен быть выше для первого сорта 80%, второго сорта 75% и третьего сорта 68%. Цветной цемент получают перемешиванием белого цемента с щелочестойкими пигментами (охра, железный сурик и др.). Белый и цветной цемент используют для получения отделочных 114 строительных растворов, лестничных маршей, бордюрных камней, пешеходных дорожек, архитектурных деталей и др

4.