Прогрессивные строительные материалы

Размещено на http://allbest.ru

РЕФЕРАТ

На тему: «Прогрессивные строительные материалы»

Содержание

Введение

1. Разновидности портландцемента

2. Основные особенности

3. Применение

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Портландцемент - важнейший строительный материал, широко применяемый в народном хозяйстве. Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве. В СССР его производство составляло около 65% от выпуска всех цементов. Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место.

В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Его применяют для изготовления монолитного, сборного бетона и железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность.

Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы. Описанию его свойств, технологии получения и условий применения посвящается много работ. В реферате рассмотрены такие темы как: разновидности портландцемента, их основные особенности, применение в строительстве.

Разновидности портландцемента

Цемент - это порошкообразная группа веществ, отличающаяся вязкостью и способностью при смешивании с водой или ее солевыми растворами превращаться в пластичную массу, приобретающую при высыхании вид и свойства камня. Это односторонний процесс - затвердев, цемент никогда не вернется в свое исходное состояние. Основными составляющими цемента являются глинистые, известковые, мергелистые породы, а также различные добавки. Эти сырьевые материалы после высокотехнологичной и высокотемпературной обработки полностью или частично расплавляются. Так образуются алюминаты кальция и силикаты, а цемент приобретает достаточно высокую прочность - важнейшее свое качество. портландцемент клинкер железобетонный

Портландцемент - это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением клинкера и гипса (до 3,5%). При помоле возможно введение минеральных добавок: шлаков (до 20%), глиежей (до 10%) и прочих активных минеральных - до 15%.

Для более полного удовлетворения специфических требований отдельных видов строительства промышленность выпускает особые виды портландцемента. При получении портландцементов с заданными специальными свойствами используют следующие основные пути:

1)Регулирование минерального состава и структуры цементного клинкера, оказывающих решающее влияние на строительно-технические свойства цемента;

2)Регулирование тонкости помола и зернового состава цемента, влияющих на скорость твердения, прочность, тепловыделение и другие важнейшие свойства вяжущего;

3)Изменение вещественного состава портландцемента введением в него активных минеральных и органических добавок, позволяющих направленно изменять свойства вяжущего, экономить клинкер и расход цемента в бетоне.

Портландцемент состава (%): CaS--45--55. C₂S-- 25--30, С₃А--8--13, C₄AF--12--18, выпускаемый преимущественно нашей промышленностью, не всегда удовлетворяет требованиям, предъявляемым к нему при производстве и применении бетонных и железобетонных изделий и конструкций в некоторых областях строительства. Например, в гидротехническом строительстве предпочтительны цементы с пониженным тепловыделением, более стойко выдерживающие воздействие попеременного замораживания и оттаивания в минерализованных водах.

Портландцемент, используемый при устройстве бетонных покрытий автомобильных дорог, должен характеризоваться не только высокой прочностью и морозостойкостью, но и трещиностойкостью, а также пониженными показателями усадки и набухания при частых изменениях температуры и влажности бетона.

Возведение бетонных и железобетонных сооружений при отрицательных температурах значительно облегчается при использовании портландцементов, быстро твердеющих в начальные сроки и обладающих повышенным тепловыделением. Быстротвердеющие цементы предпочтительны и при заводском производстве бетонных и железобетонных изделий, так как их применение способствует ускорению оборачиваемости форм и сокращению производственного цикла.

Для более полного удовлетворения специфических требований отдельных видов строительства к свойствам цементов промышленностью организован выпуск особых видов портландцемента.

В наименовании этих портландцементов или подчеркиваются их особые свойства (быстротвердеющий, сульфатостойкий, гидрофобный, белый и др.), или указываются области их применения (цемент для бетонных покрытий автомобильных дорог, цемент для производства асбестоцементных изделий, тампонажный цемент и др.), или указывается их отличие от обычных цементов по химическому составу (кремнеземистый и др.)

Основные особенности

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) отличается от обычного более интенсивным набором прочности в первые 3 сут. В соответствии с требованиями ГОСТ 10178--85 БТЦ М400 должен иметь через 3 сут твердения в нормальных условиях предел прочности при сжатии не менее 24,5 МПа, а БТЦ М500 -- не менее 27,5 МПа. В дальнейшем рост прочности замедляется ,и к 28 сут прочность БТЦ такая же, как обычного портландцемента М400 и 500.

Быстрое твердение БТЦ достигается повышенным содержанием в клинкере активных минералов (содержание C₃S+C₃A составляет 60...65%) и более тонкого помола цемента (удельная поверхность 3500...4000 см2/г).

При помоле БТЦ допускается введение активных минеральных добавок осадочного происхождения (не более 10 %) или доменных гранулированных шлаков (до 20 % от массы цемента).

Разновидностью быстротвердеющего цемента является особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ), который характеризуется не только большой скоростью твердения в начальный период, но и высокой маркой (М600...700). Его изготовляют тонким измельчением клинкера, содержащего C₃S 65...68% и С₃А не более 8 %, совместно с добавкой гипса, до удельной поверхности 4000...4500 см²/г и более. Введение минеральных добавок не допускается.

Разработан также сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ) специального минерального состава, который обеспечивает интенсивное нарастание прочности уже в первые сутки его твердения (через 6 ч -- 10 МПа).

Интенсивность роста прочности бетона на быстротвердеющих цементах возрастает в условиях тепловлажностной обработки изделий при температуре 70...80°С. При этом через 4...6 ч удается получить изделия с прочностью, соответствующей 70...80 % 28-суточной.

Высокопрочный портландцемент (ВПЦ) отличается высокой прочностью в 28-суточном возрасте. Так, при испытании через этот срок в растворах 1:3 пластичной консистенции предел прочности при сжатии составляет 60 МПа и выше, а при изгибе - не менее 6,5 МПа (ГОСТ 5.937-71). При помоле к этому цементу может добавляться до 5% опоки. Тонкость помола характеризуется остатком на сите №008 не более 7%. У этого цемента не должно быть признаков "ложного схватывания".

Высокопрочному портландцементу присвоен Государственный знак качества. Минералогический состав клинкера для получения ВПЦ должен отличаться повышенным содержанием C₃S около 60 % для ВПЦ, чтобы повысить скорость гидратации и нарастания прочности цементного камня в начальные сроки твердения. Несмотря на высокую гидратационную активность, увеличение содержания в клинкере С₃А выше 8--10 % нежелательно из-за повышения вязкости жидкой фазы в процессе обжига клинкера, затрудняющей полное усвоение извести при повышенных значениях КН смеси.

Износостойкий портландцемент отличается от обычного портландцемента повышенной коррозионной стойкостью. Его получают на основе клинкера, содержащего не более 50% C₃S, 5% C₃A, 3% C₄AF.

Сульфатостойкий портландцемент (СПЦ) отличается от обычного портландцемента не только более высокой стойкостью к сульфатной коррозии, но и пониженной экзотермией при твердении и повышенной морозостойкостью. Клинкер для изготовления СПЦ должен содержать не более 50% QS, не выше 5% С₃А и не более 22% C₃A+C₄AF. Сульфатостойкий портландцемент выпускают М400.

Белый портландцемент получают путем измельчения белого клинкера совместно с добавками гипса и белого диатомита (до 6 %). Чтобы получить белый клинкер, необходимо для приготовления сырьевой смеси применять карбонатные породы и глины с ничтожно малым содержанием оксидов железа (до 0,4...0,5 %) и марганца (до 0,005...0,15 %). Для повышения белизны клинкера его подвергают отбеливанию, сущность которого заключается в восстановлении присутствующего в клинкере Fe₂C>3 до Fe₃O₄, обладающей малой красящей способностью.

Основным показателем качества белого цемента как декоративного материала является степень его белизны. По степени белизны белый портландцемент разделяют на три сорта (первый, второй и третий), а по прочности при сжатии -- на М400 и 500.

Цветные цементы изготовляют путем совместного помола белого клинкера и свето- и щелочестойких пигментов или непосредственно из цветного цементного клинкера. Цветные клинкеры, по предложению П. И. Боженова, получают, вводя в сырьевые смеси небольшое количество (0,05... 1 %) оксидов некоторых металлов (кобальта-- коричневый цвет, хрома -- желто-зеленый, марганца -- голубой и бархатно-черный и др.).

Портландцементы с органическими поверхностно-активными добавками получают путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и небольшого количества (0,1...0,3 % от массы цемента) добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ). В соответствии с ГОСТ 10178--85 допускается по согласованию с потребителем выпускать не только портландцемент, но все цементы с поверхностно-активными добавками, не выделяя их в особый класс. Основное назначение добавок ПАВ (см. гл. б) сводится к повышению пластичности цементного теста, растворных и бетонных смесей при том же содержании в них воды, либо к снижению водопотребности смеси и расхода цемента при сохранении заданной подвижности и проектной прочности бетона. Вместе с тем ПАВ оказывают положительное влияние на формирование структуры цементного камня и способствуют повышению морозостойкости, водонепроницаемости и других свойств бетона, а также повышают производительность мельниц (на 10...15 %) при одновременном снижении расхода электроэнергии.

Поверхностно-активные вещества в зависимости от их влияния на свойства цементов и цементного камня подразделяют на гидрофильно-пластифицирующие, повышающие смачиваемость цементного порошка. водой, и гидрофобно-пластифицирующие, понижающие смачиваемость. В соответствии с этим портландцемента с гидрофильными добавками называют пластифицированными, а с гидрофобными добавками -- гидрофобными.

Пластифицированный портландцемент получают при помоле клинкера с добавкой гидрофильно-пластифицирующих веществ (0,15...0,25 % массы цемента). В качестве такой добавки используют лигносульфонат технический (ЛСТ), который получают, как отход при сульфитной варке целлюлозы. ЛСТ состоит в основном из лигносульфонатов кальция. Адсорбируясь на поверхности зерен цемента, лигносульфонат кальция улучшает их смачивание водой. Образующиеся адсорбционно-гидратные слои воды обеспечивают гидродинамическую смазку зерен, уменьшая трение между ними, и одновременно препятствуют их слипанию в хлопья (флокулы), благодаря чему повышается пластичность цементного теста, а следовательно, и бетонной смеси и их устойчивость к расслоению.

Другие свойства пластифицированного портландцемента (сроки схватывания, скорость твердения, прочность) примерно те же, что и у обычных портландцементов. Применение пластифицированного портландцемента дает возможность снизить трудоемкость укладки бетонной смеси, уменьшить расход цемента или (при том же расходе цемента и равной подвижности смеси) снизить водоцементное отношение и тем самым увеличить плотность, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Этот цемент широко используют в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.

Гидрофобный портландцемент, предложенный М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевьш, получают, вводя при помоле клинкера 0,1,..0,3 % мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок.

Молекулы гидрофобизирующих веществ имеют асимметрично-полярное строение и состоят из полярной группы (например, СООН или COONa) и неполярной (углеводородного радикала). Эти молекулы в процессе помола адсорбируются на поверхности цементных зерен, ориентируясь полярной группой к поверхности цементного зерна, а углеводородным радикалом наружу, придавая цементу гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. Поэтому гидрофобный цемент в отличие от обычного портландцемента при длительном хранении даже в очень влажных условиях не комкуется и сохраняет активность. Адсорбированные на поверхности цементных зерен весьма тонкие (практически в одну молекулу) гидрофобные пленки в процессе перемешивания смесей легко снимаются и не препятствуют нормальному течению процессов твердения цемента. Оставаясь в смеси, гндрофобизирующие вещества адсорбируются на поверхности новообразований, оказывая смазывающее действие и уменьшая трение между частицами смеси, вследствие чего повышаются ее пластичность и однородность. В затвердевшем цементном камне эти вещества располагаются на поверхности пор и капилляров камня и способствуют уменьшению водопоглощения и капиллярного подсоса. Благодаря указанным свойствам бетоны и растворы на гидрофобном цементе имеют более высокую водо- и морозостойкость и водонепроницаемость, чем бетоны на обычном цементе.

Применение

Быстротвердеющие портландцементы целесообразно применять при массовом производстве сборных железобетонных изделий, а также при зимних бетонных работах. Их применение дает возможность сократить расход цемента, длительность тепловлажностной обработки или даже отказаться от нее, тем самым увеличить оборот форм и сэкономить металл. Нельзя применять такие цементы для бетонов массивных конструкций и подвергающихся сульфоалюминатной коррозии.

Высокопрочный портландцемент применяют для изготовления бетонов классов В 30 и В 35 (марок М 400 и М 450).

Износостойкий портландцемент применяют при строительстве гидротехнических сооружений и коррозионно стойких массивных конструкций.

Сульфатостойкий портландцемент целесообразно применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения в пресной или слабоминерализованной воде.

Белый и цветные портландцементы -- декоративные вяжущие материалы, использование которых в строительстве позволяет улучшить эстетический вид зданий и сооружений при меньших затратах, чем с другими отделочными материалами.

Пластифицированный портландцементдает возможность снизить трудоемкость укладки бетонной смеси, уменьшить расход цемента или (при том же расходе цемента и равной подвижности смеси) снизить водоцементное отношение и тем самым увеличить плотность, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Этот цемент широко используют в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.

Портландцемент с умеренной экзотермией применяют в гидротехническом строительстве в массивных бетонных конструкциях, подвергающихся частому попеременному замораживанию и оттаиванию в пресной или слабо минерализованной воде. Марка по прочности обычно 300 и 400.

Гидрофобный цемент целесообразно использовать при изготовлении бетонов для гидротехнического, дорожного, аэродромного строительства, а также в случаях, когда цемент необходимо длительно хранить и перевозить на дальние расстояния.

Заключение

Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает.

Портландцемент используют во всех областях стройиндустрии для приготовления цементных и бетонных растворов, сухих строительных смесей, для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также в производстве асбестоцементных изделий. Портландцемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.

Без цемента не обходится ни одно строительство, а это лучший показатель его высоких эксплуатационных характеристик.

Список использованной литературы

1. Домокеев А. Г, «Строительные материалы», издательство «Высшая школа» 1988 год.

2. Конспект лекций преподавателя по дисциплине «Строительные материалы» Гординой Анастасии Федоровны.

3. «Строительные материалы» под редакцией Г.И.Горчакова. - М, 1982

4. Аханов В.С. Справочник строителя. - Ростов на Дону. «Феникс»,1999

5. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. Учебник для инж.экон.спец.строит.вузов. - М:Высш.шк.,1988

Размещено на Allbest.ru