Контрольная работа по "Материаловедению"

 

СаО+Н20 = Са(ОН)2 МgО+Н20 = Мg(ОН)2

 

Известковое тесто - продукт, получаемый гашением комовой или  молотой негашеной извести водой  в количестве, обеспечивающем переход  оксидов кальция и магния в  их гидраты Са(ОН)2 и Мg(ОН)2 и образование пластичной тестообразной массы. Выдержанное тесто содержит обычно 50-55% гидроксидов кальция и магния и 50-45% механически адсорбционно связанной воды.

В зависимости от содержания оксида магния различают следующие  виды воздушной извести:

1) кальциевую: МgО не более 5%;

2) магнезиальную: МgО  от 5 до 20%;

3) доломитовую: МgО  от 20 до 40%.

По ГОСТ 9179-77 в зависимости  от суммарного количества оксидов кальция  и магния известь делят на три  сорта. В негашеной кальциевой извести 1-го сорта активных оксидов кальция и магния должно быть не менее 90%, 2-го сорта на менее 80%, 3-го сорта не менее 70%. В магнезиальной и доломитовой извести количество свободных оксидов кальция и магния должно быть в 1-м сорте не менее 85%, во 2-м сорте не менее 75% и в 3-м сорте не менее 65%.

Одним из важнейших свойств  воздушной строительной извести  является выход теста - это количество известкового теста (в л), получаемого  при гидратации 1кг комовой или  молотой негашеной извести. Если обжиг производится при температуре 900°С, то известь называется мягко-обжиговая. Чем выше выход теста, тем оно пластичнее и тем больше его пескоемкость, т.е. тем больше песка оно может принять при изготовлении удобообрабатываемых пластичных растворов. Высококачественные сорта извести при правильном гашении характеризуются выходом теста в 2,5-3,5 л и больше. Такие извести называются жирными. Известь с меньшим выходом теста считают тощей.

Кроме того, в соответствии с ГОСТ 9179-77 извести различают  по скорости гашения:

1) быстрогасящаяся - со  скоростью гашения не более 8мин.;

2) среднегасящаяся - не  более 25 мин.;

3) медленногасящаяся  - более 25 мин.

За скорость гашения  принимается время от момента  смешивания порошка извести с  водой до момента достижения максимальной температуры в начале ее снижения.

В молотую негашеную  известь, а также в гидратуную известь допускается вводить  тонко измельченные добавки (доменные и топливные шлаки, золы, вулканические  породы, кварцевые пески, трепел и  т.п.) в таком количестве, чтобы  содержание СаО+МдО и кальциевой негашеной извести 1-го сорта было не менее 65%, а 2-го сорта - 55%. При введении тех же добавок в гидратную известь активность должна быть не менее 50% (1сорт) и 40% (2сорт).

Исходными материалами  для производства воздушной извести  являются

1) мелкозернистый кристаллический известняк- мрамор, из-за высоких декоративных свойств почти не применяется для производства извести

2) плотные известняки, преимущественно составляют до 90% СаСОз и небольшого количества  МgСОз, примесей глины, чернозема,  гипса и др.

3) известковый туф - это рыхлое ноздреватое вещество, которое применяется при производстве воздушной строительной извести. Также можно получить воздушную строительную известь из известняка-ракушечника

4) доломитизированный  известняк, состоящий из СаСОз+СаСОз-МgСОз.

5) чистые известняки  имеют объемный вес 2400-2800кг/м3, влажность 3-10%.

6) мел, плотностью р  1400-2400 кг/м3, влажностью 15-25%.

 

Свойства воздушной  извести:

Истинная плотность  негашеной извести колеблется в  пределах 3,1-З.Зг/см3 и зависит, главным образом, от температуры обжига, наличия примесей, недожога и пережога. Истинная плотность гидроксида зависит от степени ее кристаллизации и равна для Са(ОН)2, кристаллизованной в форме гексагональных пластинок, 2,23 и аморфной 2,08г/см3

Средняя плотность комовой негашеной извести в куске в большой мере зависит от температуры обжига и возрастает с 1,6 (известь, обожженная при 800°С) до 2,9г/см3 (длительный обжиг при 1300 С).

Насыпная плотность  для извести других типов следующая: для молотой негашеной в рыхлом состоянии - 900-1100, в уплотненном - 1100-1300кг/м3; для гидратной извести (пушонки) в рыхлонасыпном состоянии 400-500, в уплотненном 600-700кг/м ; для известкового теста 1300-1400кг/м3.

Пластичность, обуславливающая  способность вяжущего придавать  растворам и бетонам удобообрабатываемость - важнейшее свойство извести. Пластичность извести связана с ее высокой водоудерживающей способностью. Тонкодисперсные частички гидроксида кальция, адсорбционно удерживая на своей поверхности значительное количество воды, создают своеобразную маску для зерен заполнителей в растворной или бетонной смеси, уменьшая трение между ними. Вследствие этого известковые растворы обладают высокой удобообрабатываемостью, легко и равномерно распределяются тонким слоем на поверхности кирпича или бетона, хорошо сцепляются с ними, отличаются водоудерживающей способностью даже при нанесении на кирпичные или другие пористые основания.

Чем активнее известь  и полнее она гасится, тем больше выход известкового теста из 1кг комовой извести; чем дисперсное частички извести, тем больше ее пластичность.

Водопотребность и водоудерживающая способность строительной извести  высоки и зависят от вида извести  и дисперсности ее частиц. Повышенной водопотребностью и водоудерживающей способностью обладает гашеная известь в виде порошка или теста, пониженной - молотая негашеная.

Сроки схватывания. Растворы из гашеной извести схватываются очень медленно. Схватывание несколько  ускоряется при сушке образцов. Растворы из молотой негашеной извести  схватываются через 15-бОмин после затворения. Скорость их схватывания зависит от скорости гидратации оксида кальция и условий твердения.

Объемные изменения. При  твердении растворов и бетонов, изготовленных на строительной воздушной  извести, возможны объемные изменения, в основном трех видов: неравномерное изменение объема, обусловленное замедленной гидратацией частичек пережога, усадка и набухание, температурные коэффициенты.

Неравномерное изменение  объемов весьма опасно для сохранности  растворов и бетонов или изделий  из них, так как пережженные частицы СаО и МgО гидратируются с увеличением объема в уже затвердевшем известковом камне. Возникающие при этом напряжения достигают критических значений и вызывают растрескивание изделий, деформацию кладки и т.п. ГОСТ 9179-77 ограничивает содержание в извести негасящихся зерен, среди которых присутствуют и частицы пережога. При значительном содержании в извести негасящихся зерен ее целесообразно перед употреблением тонко измельчить.

При испарении воды уплотняется  известковый раствор, что дает усадку. Чем выше содержание вяжущего и воды в растворах и бетонах, тем больше их усадка при высыхании во время твердения в воздушной среде. При длительном действии воды растворы и бетоны из извести теряют прочность.

Температурные деформации в начальный период схватывания и твердения наиболее характерны для бетонов и растворов на молотой негашеной извести. При ее взаимодействии с водой происходит интенсивное тепловыделение, в результате которого в ряде случаев изделия разогреваются до 60-70°С и более. Так как при этом условия для рассеивания теплоты на наружных поверхностях почти всегда лучше, чем внутри, то в изделии неизбежно возникают перепады температуры, а следовательно, и неравномерные температурные деформации. В результате более холодные поверхностные слои изделия оказываются в растянутом состоянии, что сопровождается зачастую появлением трещин.

Интенсивность тепловыделения и температурных деформаций возрастает с увеличением тонкости помола извести, снижением водо-известкового отношения  и, наоборот, уменьшается при введении в смесь добавок, замедляющих скорость гидротации оксида кальция.

 

При твердении извести  зимой желательно интенсивное тепловыделение. Высокая экзотермичность молотой  негашеной извести предотвращает  быстрое замерзание растворов и бетонов и ускоряет их высыхание.

Прочность растворов и бетонов  на строительной воздушной извести  прежде всего зависит от условий  ее твердения. Медленно твердеют при  обычных температурах (10-20 С) и-через  месяц приобретают небольшую  прочность (0,5-1,5МПа) растворы на гашеной извести. Гидратное твердение растворов на молотой негашеной извести дает возможность через 28 суток воздушного твердения достичь прочности при сжатии до 2-ЗМПа. При автоклавном твердении можно легко изготовлять плотные известково-песчаные бетоны с прочностью при сжатии до 30-40МПа и более. Прочность растворов и бетонов на строительной извести возрастает также с увеличением ее активности и уменьшением до, некоторого предела водоизвесткового отношения.

Долговечность известковых растворов и бетонов зависит от вида извести и условий ее твердения.

Известковые растворы и  бетоны - вполне воздухостойкие материалы. В воздушно-сухих условиях создаются  наиболее благоприятные условия  для их упрочнения вследствие карбонизации гидроксида кальция углекислотой воздуха. Чем активнее в растворах и  бетонах прошли процессы карбонизации извести, тем они водостойки и морозостойки (так же и для изделий автоклавного твердения). Изделия, отвердевшие в обычных температурных условиях, теряют прочность во влажных условиях, особенно быстро при попеременном оттаивании и замораживании.

 

Область применения.

Из строительной воздушной  извести изготавливают растворы, предназначенные для наземной кладки частей здания и штукатурок, работающих в воздушно-сухих условиях; бетоны низких марок для конструкций, эксплуатируемых  в воздушно-сухих условиях; плотные ячеистые и силикатные (автоклавные) изделия, в том числе крупные блоки и панели; легко-бетонные камни, теплоизоляционные и другие материалы автоклавного твердения; смешанные гидравлические вяжущие (известково-шлаковые и известково-пуццолановые цементы); известковые красочно составы.

За счет пониженой  водопотребности и водоудерживающей способности из молотой негашеной  извести делают растворы и бетоны с пониженым водосодержанием, более  высокой плотностью, и следовательно  прочностью.

 

Известково-пуццолановое вяжущее. свойства и область применения.

Известково-пуццолановым вяжущим называется гидравлическое вещество, получаемое путем совместного  помола, высушенных активных минеральных  добавок с известью (негашеной  или гашеной - пушенкой) или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов. Наряду с воздушной можно использовать и гидравлическую известь. Обычно содержание извести в известково-пуццолановом вяжущем (по массе) колеблется от 15 до 30%. Наилучшую (оптимальную) дозировку извести и добавки устанавливают опытным путем в зависимости от прочности полученных растворов. При изготовлении известково-пуццолановых вяжущих для регулирования их свойств добавляют гипс (не более 5% от массы всей смеси).

К известково-пуццолановым вяжущим обычно относят вяжущие, изготовленные из смеси извести с активными минеральными добавками вулканического происхождения (трасс, пепел,пемза и др.) или гидравлическими добавками осадочного происхождения (трепел, опока, диатомит).

При твердении в водной среде прочность известково-пуццолановых вяжущих увеличивается в течение длительного времени. В воздушно-сухой среде повышение прочности известково-пуццолановых вяжущих через определенный период прекращается, а достигнутые значения придела прочности при сжатии и растяжении даже снижаются.

Для нормального хода процесса твердения известково-пуццолановых вяжущих в наземных сооружениях  необходимо, чтобы твердеющий цемент длительное время находится во влажной  среде, для чего их периодически поливают водой.

Известково-пуццолановые вяжущие в обычных условиях твердеют весьма медленно. Прчность их нарастает  в течении длительного времени. Процесс твердения изделий из известково-пуццолановых вяжущих можно  ускорить с помощью автоклавной  обработки. Образующиеся при запаривании под давлением в автоклавах кристаллические гидросиликаты значительно более стойки в воздушной среде. Таким образом запаривание под давлением наряду с повышением механической прочности увеличивает также воздухостойкость.

Остаток на сите с сеткой №008 должен быть не более 25%, а на сите №02 не более 5% просеиваемой пробы. Объемная масса известково-пуццолановых веществ невелика: она колеблется в пределах б00-800кг/м3 - в рыхлом состоянии, 900-1200 кг/м3 - в уплотненном состоянии. Плотность также мала: в зависимости от используемой добавки она оставляет 2200-2800кг/м3

Известково-пуццолановые вяжущие представляют собой рыхлый очень подвижный порошок, поэтому  в него легко проникает влага  или углекислота воздуха, превращающие известь в углекислый кальций, что понижает прочность вяжущего.

Известково-пуццолановое вяжущее медленно схватывается: начало схватывания наступает не ранее 5-8 часов, а конец схватывания - через 20-30 часов. При использовании негашеной  извести схватывание наступает  быстрее.

Эти вяжущие должны равномерно изменяться в объеме. Если они изготовлены на кипелке, то нужно особенно тщательно наблюдать за изменением объема. При твердении известково-пуццолановых вяжущих на основе пушонки на воздухе, наблюдаются значительные усадочные деформации, применение негашеной извести уменьшает величину усадки.

В зависимости от механической прочности известково-пуццолановые вяжущие делятся на 4 марки: 25, 50, 100, 150. Обозначение марок соответствует  пределу прочности при сжатии образцов из раствора жесткой консистенции состава 1:3 по массе через 28 суток, причем образцы хранятся 7 суток во влажной среде и 21 сутки в воде. Предел прочности при сжатии через 7 суток после изготовления и хранения их при влажной среде должен быть не ниже 1, 2, 4,7 МПа соответственно для марок 25, 50, 100, 150. Особенностью известково-пуццолановых вяжущих является их высокая водопотребность. Наибольшая водо-потребность характерна для вяжущих осадочного происхождения. Водо-цементное отношение в тесте нормальной гусотоы, для известково-пуццолановых вяжущих с диатомитом и трепелом колеблется в пределах 0,50-0,70, а для вяжущих с добавками вулканического происхождения 0,30-0,45, тогда как для портландцемента эта величина составляет 0,25-0,30. Такая водопотребность известково-пуццоланового вяжущего объясняется большой гигроскопичностью и большой водоудерживающей способностью этих добавок. Это же обуславливает быстрое снижение прочности при хранении.