Строительное материаловедение
Доменные шлаки бывают:
1) основные, т.-е. такие в которых преобладает известняковое начало; такие шлаки распадаются на воздухе в мельчайший порошок,
2) кислые, в которых преобладают кремнекислые начала.
Такие шлаки весьма стойки и пригодны для некоторых простых строительных целей, между прочим, для замощения дорог. Доменные шлаки, вливаемые в жидком состоянии в воду, дают гранулиров
анный шлак, из которого, без всяких добавочных примесей, формуется хороший строительный кирпич, не нуждающийся в обжиге, а затвердевающий на воздухе. В Донбассе имеется много заводских и жилых построек из этого серого по цвету шлакового кирпича. Из доменного шлака изготовляется также гидравлический цемент.
Используемая литература:
1. http://stroymaster.ru
ВОПРОС № 5
Известково-кремнеземистое вяжущее вещество, получаемое в условиях автоклава, представляет собой продукт синтеза химически активного сырья с образованием гидросиликатов цементирующей связки в искусственных силикатных конгломератах.
Одним из основных компонентов сырьевой смеси служит известь, которая обладает большой химической активностью к кремнезёму при термовлажностной обработке. Именно по этому вторым основным компонентом сырьевой смеси является кварцевый песок или другие минеральные вещества, содержащие кремнезём, например кварцит или другие кислые породы, кислые шлаки, золы. Чтобы химическое взаимодействие проходило интенсивнее (со сбережением тепловой энергии и топлива), кремнеземистый компонент подвергают тонкому измельчению. Непременным третьим химически активным компонентом сырьевой смеси является вода.
В настоящее время к самой распространенной составляющих автоклавных известково-кремнеземистых вяжущих веществ относят кальциевую известь. ГОСТ 9179-77 установлено, чтобы CaO + MgO было больше 70%, в том числе MgO не более 5%; CO2 – менее 8%, время гашения не более 20 мин. В природе чаще встречаются мергелистые и доломитизированные известняки, и поэтому проблема использования магнезиальной извести, получаемой обжигом таких известняков, остаётся весьма актуальной. Присутствие MgO свыше 5% приводит к запоздалому гашению этого оксида (периклаза) с образованием Mg(OH)2 и появлению трещин в силикатных изделиях.
В формировании структуры и свойств силикатного камня, как цементирующей связки на основе известково-кремнеземистого вяжущего вещества большую пользу приносят вяжущие компоненты (добавки), выполняющие функции ускорителей процессов химического становления гидросиликатов кальция и магния.
Силикатные материалы и изделия автоклавного твердения представляют собой искусственные строительные конгломераты на основе известково-кремнеземистого (силикатного) камня, синтезируемого в процессе автоклавной обработки под давлением пара при высокой температуре и повышенном давлении. К числу автоклавных силикатных изделий относят силикатный кирпич, крупные силикатные блоки, плиты из тяжелого силикатного бетона, панели перекрытий и стеновые, колонны, балки, и пр. Лёгкие заполнители позволяют понизить массу стеновых панелей и других элементов. Силикатные изделия выпускают полнотелыми или облегчёнными со сквозными или полузамкнутыми пустотами. Особое значение имеют силикатные ячеистые бетоны, заполненные равномерно распределёнными воздушными ячейками, или пузырьками. Они могут иметь конструктивное или теплоизоляционное назначение, что обуславливает форму и назначение изделий, их качественные показатели.
Полный цикл автоклавной обработки, по данным П.И. Боженова, слагается из пяти этапов:
- впуск пара и установление температуры 100°С;
- дальнейшее повышение температуры среды и давления пара до назначенного максимума;
- изотермическая выдержка при постоянном давлении (чем выше давление, тем короче режим автоклавизации);
- медленное и постепенное нарастание скорости снижения давления пара до атмосферного, а температуры – до 100°С;
- окончательное остывание изделий в автоклаве или после выгрузки их из автоклава.
Согласно одной из теорий образование цементирующего вещества происходит через предварительное растворение извести в воде. Так как растворимость извести с повышением температуры понижается, то постепенно раствор становится насыщенным. Но с повышением температуры возрастает растворимость тонкодисперсного кремнезёма. При температуре 120°С - 130°С известь и кремнезём, находясь растворе, взаимодействуют с образованием гелеобразных гидросиликатов кальция. По мере дальнейшего повышения температуры новообразования укрупняются с возникновением зародышей и кристаллической фазы, а затем и кристаллических сростков. Кристаллизация происходит вокруг зёрен кварца и в межзерновом пространстве; сопровождается срастанием кристаллических новообразований в каркас с дальнейшим его упрочнением и обрастанием.
Согласно другой теории, образование микроструктуры вяжущего происходит не через растворение извести и кремнезёма, а в твёрдой фазе под влиянием процесса самодиффузии молекул в условиях водной среды и повышенной температуры.
Имеется и третья теория допускающая образование микроструктуры вяжущего в результате реакций в жидкой и твёрдой фазах.
Используемая литература:
1. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение // Москва. «Высшая школа», 2002.
ВОПРОС № 6
Шлам - тонкоизмельченный материал в виде сметанообразной массы, сырьевая смесь для производства портландцемента мокрым или комбинированным способом. Смесь составляется с помощью пород с высоким содержанием углекислого кальция (чистых известняков, мела, известковых туфов, мергелистных известняков, и др.), пород относящихся к глиноземестому сырью (тяжёлые глины, мергелистные глины, глинистый сланец и др.) и большого количества воды (до 36 – 42%). Самый распространенный в нашей стране способ производства – мокрый. При мокром способе сырьевые материалы измельчают и смешивают в присутствии воды и смесь в виде жидкого шлама обжигают во вращающихся печах. Готовый и химически откорректированный состав шлама равномерно подаётся во вращающуюся печь для обжига.
Вращающаяся печь представляет собой длинный цилиндр из листовой стали, облицованный внутри огнеупорным материалом. Длина печей 150 .185 .230 м, диаметр 4 .5 .7 м. Барабан печи установлен с наклоном 3,5 .4° и вращается вокруг своей оси с частотой 0,5 .1,4 мин-1. Вращающиеся печи работают по принципу противотока. Шлам загружается с верхней стороны печи и передвигается к нижнему концу.
Топливо в виде газа или пыли каменного угля вдувается вместе с воздухом с противоположного конца печи и сгорает, создавая температуру 1500°С. Дымовые газы удаляются со стороны поднятого конца печи. Шлам, перемещаясь вдоль барабана, соприкасается с горячими газами, идущими ему навстречу, и постепенно нагревается.
Образованию портландцементного клинкера предшествует ряд физико-химических процессов, протекающих в определенных температурных границах — технологических зонах печного агрегата — вращающейся печи. При мокром способе производства цемента по ходу движения обжигаемого материала условно выделяют следующие зоны: I — испарения, II — подогрева и дегидратации, III — декарбонизации, IV — экзотермических реакций, V — спекания, VI — охлаждения. Рассмотрим эти процессы начиная с поступления сырьевой смеси в печь, т. е. по направлению с верхнего ее конца (холодного) к нижнему (горячему).
Скачать реферат