Контрольная по "Строительным материалам"

Різновидом цієї групи цементів є також шлаковий безклінкерних  цемент, що складається з 85-90% шлаку, 5-8% ангідриту і 5-8% обпаленого доломіту. Ступінь випалу доломіту залежить від основності шлаків. При використанні основних шлаків випал ведуть при температурі 800-900 С до часткового розкладу СаС03, а кислих - при температурі 1000-1100 С до повної дисоціації СаС03 (2.5).

Активність сульфатно-шлакових цементів істотно залежить від тонкості подрібнення. Висока питома поверхня в'яжучих (4000-5000 см²/ г) досягається за допомогою мокрого помелу. При високій тонкощі подрібнення та раціональне складі міцність цих цементів не поступається міцності портландцементу. Однак недоліком сульфатно-шлакових цементів є швидке зниження активності при зберіганні; характерним для них є зв'язування підвищеної кількості води при гідратації, що викликає в бетонах значний зсув оптимальних В/Ц у бік більших значень (до 0,5-0,65). Знижена пластичність сульфатно-шлакових цементів зумовлює істотне зниження міцності бетонів на їх основі в міру отощенія, тобто збільшення вмісту заповнювачів.

Оптимальна температура твердіння  цих цементів 20-40 С, при більш низьких температурах або більш високих міцність знижується.

Як і інші шлакові в'яжучі, сульфатно-шлакові  цементи мають невелику теплоту  гідратації до 7 діб, що дозволяє застосовувати  їх при зведенні масивних гідротехнічних споруд. Цьому сприяє також їхня висока стійкість до впливу м'яких та сульфатних вод. Хімічна стійкість сульфатно-шлакових цементів вище, ніж шлакопортландцементу, що робить їх застосування доцільне в різних агресивних умовах.

Вапняно-шлакові цементи - це гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані спільним помелом доменного гранульованого шлаку та вапна. Їх застосовують для виготовлення будівельних розчинів і бетонів марок не більше М200. Для регулюваннятермінів схоплювання і поліпшення інших властивостей цих в'яжучих при їх виготовленні вводиться до 5% гіпсового каменю. Цементи більш високої якості можна отримати, застосовуючи основні шлаки з підвищеним вмістом глинозему і негашене вапно, зміст якої 10-30%.

Вапняно-шлакові цементи за міцністю поступаються сульфатно-шлаковим. Їх марки: М50, М100, Ml50, М200. Початок схоплювання повинен наступати не раніше ніж через 25 хв, а кінець - не пізніше ніж через 24 годин після початку замішування. При зниженні температури, особливо після 10 С, наростання міцності різко сповільнюється і, навпаки, підвищення температури при достатній вологості середовища сприяє інтенсивному твердненню. Твердіння на повітрі можливо лише після досить тривалого тверднення (15 - 30 доби) у вологих умовах. Для вапняно-шлакових цементів характерні низька морозостійкість, висока стійкість в агресивних водах і мала екзотермії.

Шлакові в'яжучі для бетонів  автоклавного твердіння - це продукти тонкого подрібнення мартенівських, ваграночних та деяких інших низькоактивних при нормальному твердінні шлаків з активі заторами тверднення, якими служать цемент або вапно (10-20%) і гіпс (3-5%). Їх активність особливо проявляється при тепло-вологістю обробці в автоклавах під тиском 0,8-1,5 МПа при температурі 170-200 С. Міцність при стисканні автоклавування зразків з пластини розчинів складу 1:3 досягає 20-30 МПа і більше. Отримують їх, в основному, так само як вапняно-та сульфатно-шлакові цементи. До дроблення і помелу з шлаків відокремлюють за допомогою магнітних сепараторів металеві включення. Розмелюють в'яжучі речовини до залишку на ситі № 008 не більше 10-15%.

Здатністю інтенсивно тверднути при  автоклавної обробки володіють  не тільки тонкоподрібнені гранульовані, але і відвальні металургійні шлаки. Останні складаються в основному з кристалічних фаз, нездатних тверднути при 20-100 С. При більш високих температурах вони взаємодіють з водяною парою і утворюють гідратів з'єднання, що супроводжується твердненням шлаків. Твердненню відвальних шлаків в автоклавах сприяє добавка до шлакам хімічних активізатором, а також механічна активізація - тонке подрібнення на бігунах, у кульових і вібраційних млинах і т. д.

Шлаколужні в'яжучі - це гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані подрібненням гранульованих шлаків спільно з лужними компонентами або затвором мелених шлаків розчинами сполук лужних металів (натрію або калію), що дають лужну реакцію.

Шлаколужні в'яжучі запропоновані і досліджені під керуванням В.Д.Глухівського в Київському національному університеті будівництва і архітектури.

Для отримання шлаколужних в'яжучих застосовують гранульовані шлаки - доменні, електротермофосфорні, кольорової металургії. Необхідна умова активності шлаків - це наявність склоподібної фази, здатної взаємодіяти з лугами. Тонкість помелу повинна відповідати питомої поверхні не менше 3000 см²/ г.

В якості лужного компоненту застосовують каустичну і кальциновану соду, поташ, розчинна силікат натрію і ін. Зазвичай використовують також попутні продукти промисловості: плав лугів (содове виробництво); содощелочной плав (виробництво капролактаму); содопоташную суміш (виробництво глинозему); цементний пил і т . п. Використання щелочесодержащіх відходів дозволяє отримувати значні обсяги шлаколужних в'яжучих. Оптимальний вміст лужних сполук у в'яжучому в перерахунку на Na₂0 становить 2-5% маси шлаку.

Металургійні шлаки є значним  резервом забезпечення будівельної індустрії заповнювачами для бетонів. Шлакові заповання за величиною насипної щільності можуть бути важкими (ρ> 1000 кг/м3) і легкими (ρ <1000 кг/м3), а по крупності зерен - дрібними (<5 мм) і великими (> 5 мм).

Шлаковий щебінь. Шлаковий щебінь отримують дробленням відвальних металургійних шлаків або спеціальною обробкою вогненно-рідких шлакових розплавів (литий шлаковий щебінь). Для виробництва щебеню в основному застосовують відвальні шлаки, сталеплавильні (прийнятні для переробки на щебінь), а також міделиварний, нікелеві і інші шлаки кольорової металургії.

До ефективних видів важких заповнювачів бетону, які не поступаються за фізико-механічними  властивостями продуктам дроблення  щільних природних кам'яних матеріалів, відноситься литий шлаковий щебінь. При виробництві цього матеріалу вогненно-рідкий шлак з шлаковозних ковшів зливається шарами товщиною 250-500 мм на спеціальні ливарні майданчика або в трапецієподібні ями-траншеї. При витримці протягом 2-3 год на відкритому повітрі температура розплаву в шарі знижується до 800 С і шлак кристалізується. Потім його охолоджують водою, що призводить до розвитку численних тріщин. Шлакові масиви на лінійних майданчиках або в траншеях розробляються екскаваторами з наступним подрібненням і грохоченням.

Литий шлаковий щебінь характеризується високими морозо - і жаростійкістю, а також стійкістю до стирання. Вартість його майже в 2 рази менше, ніж щебеню з природного каменю. Для виготовлення бетонних і залізобетонних виробів застосовують фракціонований литий шлаковий щебінь крупністю 5-70 мм. Несортоване матеріал використовується в дорожньому будівництві та у виробництві мінеральної вати, а відсів може служити заповнювачем жаротривких бетонів і частково замінювати гранульований шлак у виробництві шлакопортландцементу. Для отримання литого щільного шлакового щебеню кристалічної структури застосовуються «малогазісті» вогненно-рідкі шлаки, в яких при охолоджуванні утворюється мінімальне число пір, а середня щільність шматків - не менше 2200 кг / м^3.

Шлакомінеральні суміші. До шлакомінеральних сумішей відносяться кам'яні матеріали, укріплені гранульованим доменним шлаком і призначені для влаштування основ автомобільних доріг. Для активізації шлаків і тверднення сумішей до їх складу вводять добавки гашеного вапна (1-3%) або 3-5%). Шлакомінеральні суміші, активовані гашеним вапном, повільно схоплюються і твердіють, що дозволяє робити розриви в кілька діб між приготуванням суміші та її укладанням в підстави. Шлакомінеральні суміші, активовані цементом, схоплюються швидше і дозволяють вести будівельні роботи протягом 6-8 ч.

Шлаковий наповнювач. Із сталеплавильних шлаків отримують високоякісний мінеральний порошок, який є важливим структуроутворюючим компонентом (наповнювачем) асфальтобетону. На долю мінерального порошку доводиться 90-95% сумарної поверхні мінеральних зерен, що входять до складу асфальтобетону. Основне його призначення – це переклад бітуму в плівкове стан, а також заповнення пір між великими частками, у результаті чого підвищуються щільність і міцність асфальтобетону. Мінеральному порошку з сталеплавильних шлаків властива більш розвинена поверхня, ніж у порошку з карбонатних матеріалів і, як наслідок, більш високу набухання його в суміші е бітумом.

Мінеральний порошок підвищує міцність асфальтобетону, але разом з тим  збільшує його крихкість, тому його вміст  у суміші має бути гранично мінімальним, достатнім лише для додання асфальтобетону нормативної щільності та міцності. Підвищення масової частки мінерального порошку в суміші понад необхідний мінімум знижує тріщиностійкості покриттів і різко знижує їх зсувостійкість.

Легкі шлакові заповнювачі. Гранульований шлак застосовують у бетонах як дрібний заповнювач. По зерновому складу він відповідає великому піску. Приблизно 50% його маси складають зерна крупністю більше 2,5 мм. Насипна щільність гранульованого шлаку залежить від властивостей шлакового розплаву і технології грануляції і становить 600-1200 кг / м^3.Гранули, які утворюються при швидкому охолодженні шлакового розплаву водою або пароповітряної сумішшю, характеризуються високим вмістом склоподібної фази і пористістю.

Гранульований шлак є ефективним заповнювачем звичайних і дрібнозернистих бетонів, може служити укрупнюються добавкою для збагачення природних дрібних пісків. Пористі різновиди гранульованого шлаку застосовують як заповнювачі легких бетонів.

Технологія виготовлення гранульованого шлаку не складна і полягає  в різкому охолодженні рідкого  розплавленого шлаку водою або  холодним повітрям. Піддавати грануляції можна будь-які шлаки. Цей процес шлакоемкій, тобто з 1 т шлакового розплаву виходить 2-2,5 кубометрів гранульованих шлаків. Найдоцільніше різко охолоджувати шлаки, багаті окисом кальцію (доменні, мартенівські). Це запобігає силікатна розпад, а склоподібна структура з невпорядкованими хімічними елементами володіє терпкими властивостями.

Шлакова пемза - один з найбільш ефективних видів штучних пористих заповнювачів. Її отримують поризацією шлакових розплавів в результаті їх швидкого охолодження водою, повітрям, парою, а також впливом мінеральних газостворювачів. Можливі такі механізми поризації розплаву: спучування підйомом газових бульбашок в розплавленої масі; спучування шляхом змішування розплаву з поризуючі газами.

Особливості структури шлакової пемзи  залежать від властивостей і складу порізуїмого розплаву, а також від природи газів та їх кількості. Вихідні розплави можуть мати різноманітний хімічний склад, проте повинні бути стійкі до всіх видів розпаду. Температура розплаву, що надходить на поризацією не менше 1250 С, в'язкість при цьому не повинна перевищувати 5 Пас.

Порізація розплаву відбувається при перенасичення його газами, яке настає внаслідок зниження їх розчинності і кристалізації розплаву. Струменевий спосіб полягає в дробленні шлаку і перемішуванні його з водою в апаратах спеціальної конструкції з допомогою стиснутого повітря або пари.

При використанні басейнового способу шлаковий розплав виливається в стаціонарний або перекидний металевий басейн, в який через перфоровані днище під тиском 0,4-0,6 МПа подається вода. Під впливом утвореного пара і виділюваних газів відбувається спучування розплаву. Утворені брили пористого матеріалу дробляться і розсіюються на фракції. Стаціонарні та перекидні установки різні за способом вивантаження: у перших вона виконується за допомогою екскаваторів або скреперів, а по друге - перекиданням басейну.

Найбільш ефективним в даний  час є гідроекранний спосіб, заснований на різкому охолодженні шлакового розплаву в системі послідовно встановлених гидрожелоба, що складаються з жолобів і гідромоніторним насадок, через які подається вода.

Шлакову пемзу випускають у вигляді  щебеню трьох фракцій (5-10, 10-20 і 20-40 мм) і піску (рядового із зернами розміром менше 5 мм, дрібного-менш 1,25 і великого-1 ,25-5 мм). Для кожної фракції щебеню, а також дрібного і крупного піску нормується зерновий склад.

В залежності від насипної щільності (кг / м³⁾ шлакову пемзу ділять на марки: для щебеню - 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900; піску - 600, 700, 800, 900, 1000.

Шлакова пемза застосовується як заповнювач легких бетонів з широким діапазоном середньої густини і міцності показників. Її використовують як пористий заповнювач для конструкційно-теплоізоляційних легких бетонів з щільністю 1300-1600 кг/м³ та міцністю 5-7,5 МПа і конструкційних бетонів з щільністю 1500-1800 кг/м³ та міцністю 10-20 МПа. При використанні шлакової пемзи для армованих і особливо напружених конструкцій повинна бути перевірена стійкість арматури, корозія якої можлива за рахунок міститься в шлаку сірки.

2. Що таке теплопровідність (визначення, формула, одиниці виміру) і від яких факторів вона залежить

Теплопровідність - це перенесення теплової енергії структурними частками речовини (молекулами, атомами, іонами) в процесі їх теплового руху. Такий теплообмін може відбуватися в будь-яких тілах з неоднорідним розподілом температур, але механізм переносу теплоти буде залежати від агрегатного стану речовини.

Явище теплопровідності полягає в  тому, що кінетична енергія атомів і молекул, яка визначає температуру тіла, передається іншому тілу при їх взаємодії або передається з більш нагрітих областей тіла до менш нагрітих областям. Іноді теплопровідністю називається також кількісна оцінка здатності конкретної речовини проводити тепло.

Чисельна характеристика теплопровідності матеріалу дорівнює кількості теплоти, що проходить через матеріал товщиною 1 м і площею 1 кв.м за одиницю часу (секунду) при різниці температур на двох протилежних поверхнях в 1 До. Дана чисельна характеристика використовується для розрахунку теплопровідності для калібрування і охолодження профільних виробів.