Контрольная работа по «Строительные материалы»

Классификация строительных растворов

По плотности в сухом  состоянии растворы делят: на тяжелые  с плотностью 1500 кг/м3 и более, для  их изготовления применяют тяжелые  кварцевые или другие пески; легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м3, заполнителями в них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других легких мелких заполнителей.

По виду вяжущего строительные растворы бывают: цементные, приготовленные на портландцементе или его разновидностях; известковые - на воздушной или гидравлической извести, гипсовые - на основе гипсовых вяжущих веществ - гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих; смешанные - на цементно-известковом вяжущем. Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или сооружения.

По назначению строительные растворы делят: на кладочные для  каменных кладок и кладки стен из крупных  элементов; отделочные для штукатурки, изготовления архитектурных деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными  или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампонажные и т.д.). Специальные растворы имеют узкое применение.

По физико-механическим свойствам  растворы классифицируют по двум важнейшим  показателям: прочности и морозостойкости, характеризующим долговечность  раствора. По величине прочности при  сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4 и 10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др.). По степени морозостойкости в циклах замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10 до F300.

Состав раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м3 раствора или относительным  соотношением (также по массе или  объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных или известковых растворов) состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 ч. вяжущего приходится 6 ч. песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:0,4:5 (цемент: известь: песок). Однако следует учитывать, что в цементных смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.

В качестве мелкого заполнителя  применяют: для тяжелых растворов - кварцевые и полевошпатовые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких растворов - пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески. Для обычной кладки кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона - не более 5 мм; для отделочного слоя штукатурки - не более 1,2 мм.

Минеральные и органические добавки применяют для получения  удобоукладываемой растворной смеси  при использовании портландцементов. В качестве эффективных минеральных  добавок в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка  извести в цементных растворах  повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость и дает экономию цемента. В качестве неорганических дисперсных добавок применяют активные минеральные добавки - диатомит, трепел, молотые шлаки и т. д.

Поверхностно-активные добавки  используют для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения расхода  вяжущего, вводят в растворы десятые  и сотые доли процента от количества вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), гидролизированную боенскую кровь (ГК), мылонафт, гидрофобнопластифицирующую добавку «флегматор» и др.

2.3 Сырьевые материалы для производства бетона.

В качестве вяжущего в производстве сборных бетонных и железобетонных конструкций используют портландцемент и его разновидности — пластифицированный и гидрофобный, высокопрочный, быстротвердеющий (БТЦ) и особобыстротвердеющий (БТЦ), белый и цветной и т. д., а также шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и глиноземистый цемент.

Вид и свойства вяжущего существенно влияют на качество изделий, а также технологию и стоимость  изготовления. Обоснованный выбор вяжущего в каждом конкретном случае должен производиться с обязательным учетом: его активности; сроков схватывания  и интенсивности роста прочности  при различных температурно-влажностных  условиях твердения, как в раннем возрасте, так и в дальнейшем; стойкости в условиях эксплуатации конструкций и деталей; характера и величины изменения объема при схватывании и твердении

В качестве вяжущих для  изготовления бетонов и растворов, кроме цементов, применяют известь  строительную, бесклинкерные вяжущие на ее основе и гипс.

При изготовлении изделий  из силикатных бетонов используют известково-кремнеземистое вяжущее, получаемое путем совместного  помола кварцевого песка и кальциевой маломагнезиальной комовой, молотой  негашеной и гидратной (пушонки) извести со скоростью гашения 15-30 минут. Применение магнезиальной или доломитовой извести с замедленными сроками гашения нежелательно, так как это может привести в производственных условиях к резкому снижению качества готовой продукции или же к снижению производительности всего завода. Если в шихту попадает известь с непогасившейся окисью магния, ее гашение может начаться в уже отформованных изделиях, что приведет к образованию трещин в изделиях, а иногда и к полному их разрушению. Вредное влияние окиси магния на свойства силикатных изделий может быть устранено введением в смесь некоторого количества тонкодисперсных добавок: глины, суглинков, трепела, измельченного кирпичного боя, золы ТЭЦ или путем гашения извести паром при давлении 0,3—0,5 МПа (3-5 ати) в течение 30 мин. Количество тонкодисперсных добавок в зависимости от их качества составляет 25—100% от суммы активных СаО и MgO в смеси. При наличии в силикатной смеси таких добавок в процессе запарки происходит ускоренное образование цементирующего вещества, благодаря чему материал в самом начале автоклавной обработки приобретает прочность, которая может противодействовать деформациям, возникающим при гашении доломитизированной извести.

Для приготовления бесцементных бетонов используют следующие виды бесклинкерных вяжущих: известково-шлаковые вяжущие, получаемые путем совместного измельчения высушенных гранулированных доменных шлаков и 10—30% извести (гидравлической или воздушной) или тщательного смешивания в сухом виде тех же материалов, измельченных раздельно в тонкий порошок; известково-пуццолановые вяжущие, изготавливаемые путем совместного измельчения активной минеральной добавки (трепела, опоки и др.) с известью; известково-зольные, в том числе сланцезольные вяжущие, получаемые путем совместного помола топливных зол и шлаков, содержащих окись кальция не менее 15% с кремнеземистой активной минеральной добавкой и известью.

В качестве мелкого заполнителя  для бетонов применяют песок, представляющий собой рыхлую смесь  зерен крупностью до 5 мм и объемной массой более 1200 кг/м3, образовавшуюся в результате естественного разрушения (природные пески) или путем дробления  горных пород (дробленые пески). В  природе встречаются кварцевые  пески с примесью частиц полевого шпата и других минералов, реже известняковые  и ракушечные пески. Кварцевые пески, обладающие высокой прочностью, можно  применять для бетонов любых  марок. Пригодность других песков проверяется в бетоне требуемой марки.

Существенное влияние  на качество бетона оказывает зерновой (гранулометрический) состав песка. Как  известно, частицы песка служат для  заполнения пустот между зернами  крупного заполнителя и получения  плотной структуры бетона. В свою очередь, для получения монолитного камня все пустоты между частицами песка необходимо заполнить тестом из вяжущего и воды. Этим же тестом должны быть покрыты и поверхности всех частиц. Таким образом, для уменьшения расхода вяжущего следует применять пески с меньшей пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц. Лучшими являются крупные пески, содержащие достаточное количество средних и мелких частиц. В этом случае обеспечивается наименьшая пустотность песка и суммарная поверхность его частиц.

В зависимости от зернового  состава песок делят на крупный  с модулем крупности Мкр>2,35, средний — с Мкр=2,35-2,1; мелкий с Мкр<2,1 и удельной поверхностью S=100-200 см2/г и очень мелкий с S=201-300 см2/г. Для обычных бетонов допускается применение песка с Мкр=2,1-3,25, кривая просеивания которого находится в пределах заштрихованной площади графика.

Песок с удельной поверхностью более 300 см2/г для обычных (тяжелых) бетонов и растворов применять не рекомендуется. Однако подобная оценка не всегда обеспечивает получение смесей с наименьшим расходом цемента. Более точным критерием пригодности песка является так называемый модуль эффективности Мэф, представляющий собой расход цементного теста, необходимого для заполнения пустот в 1 кг песка и смазки поверхности его зерен.

Большое влияние на качество бетона оказывают глинистые, органические и другие примеси, встречающиеся  в песке. Глинистые, илистые и  пылевидные примеси повышают водопотребность бетонных смесей, вследствие чего снижается прочность бетона. Глинистые примеси, обволакивая тонким слоем зерна песка, ухудшают сцепление последних с цементным камнем. Содержание отмучиваемых примесей не должно превышать 3% для природного песка и 5% — для дробленого. Уменьшение количества примесей может быть достигнуто промывкой песка водой в специальных машинах — пескомойках.

Сернистые и сернокислые  соединения (гипс, серный колчедан и  др.) вызывают постепенное разрушение цементного камня, а частицы слюды, вследствие их плохого сцепления  с цементным камнем и невысокой  прочности, уменьшают прочность  бетона и понижают его морозостойкость. Допустимое количество примесей слюды  и минералов, содержащих серу, устанавливается испытанием песка в бетоне.

Органические примеси, главным  образом гуминовые кислоты, вступая  во взаимодействие с гидратом окиси  кальция, выделяющимся при твердении  портландцемента, образуют рыхлые малопрочные соединения типа сахаратов кальция, не способных к твердению, что понижает прочность бетона. Присутствие органических примесей допускается в количестве, при котором цвет жидкости над песком, обработанным 3%-ным водным раствором едкого натрия, получается не темнее эталона (колориметрическая проба). Однако оценка качества песка этим методом не может считаться окончательной, так как окрашивание жидкости может быть вызвано встречающимися в песках красящими веществами, безвредными для цемента (например, соединениями марганца). При неудовлетворительных результатах колориметрической пробы следует сравнить прочность образцов из бетона на загрязненном песке и на том же песке, но промытом известковым молоком и водой.

Для приготовления силикатных смесей используют средние, мелкие и очень мелкие пески с содержанием Si02 не менее 80%, отмучиваемых примесей — не более 10% и слюды — не более 0,5%. Предпочтение отдают песку, зерна которого имеют острые грани и шероховатую поверхность. Примесь в песке глины в виде крупных включений не допускается, так как это приводит к снижению прочности бетона. Если глина находится в тонкодисперсном состоянии и распределена в песке равномерно, она увеличивает удобоукладываемость сырьевой смеси и способствует лучшему ее уплотнению при формовании, в результате чего повышается плотность и прочность силикатного бетона. В состав глиносиликатных бетонов вводят 8—12% строительных глин и суглинков, содержащих 65—70% кремнезема и 10—12% глинозема.

В силикатных бетонах, как  и в цементных, экономически целесообразно  использовать и крупные (плотные  и пористые) заполнители. Заполнителями  в бесклинкерных бетонах служат доменные гранулированные шлаки и золы, образующихся при сжигании бурых углей — не более 2% и прочих углей — 5%. К гранулированным доменным шлакам предъявляются те же требования, что и для шлаков, используемых в ячеистых бетонах. Тонкость помола золы должна быть не менее 2500 см2/г, шлаков — не менее 3500 см2/г.

В качестве крупного заполнителя  применяют природные и искусственные  каменные материалы размерами кусков 3(5)—70 мм. Наиболее распространенными  крупными заполнителями являются гравий и щебень изверженных, плотных осадочных  и метаморфических горных пород. Реже применяют искусственные заполнители (нераспадающиеся доменные шлаки и другие материалы). Качество заполнителей оказывает большое влияние на прочность и стойкость бетонов.

Гравий образуется в результате естественного разрушения (выветривания) плотных горных пород и состоит  в основном из кусков окатанной формы. По крупности зерен гравий делят  на следующие фракции: 3(5)-10; 10-20; 20-40 и 40-70 мм.

По зерновому составу  и содержанию примесей гравий часто  не удовлетворяет предъявляемым  к нему требованиям, поэтому его  обогащают рассеиванием на отдельные  фракции и промывают на специальных  установках, располагаемых в карьерах. Количество зерен с размерами, выходящими за предельные размеры фракции, не должно быть более 5%, а полусумма полных остатков на ситах с dmax и dmin составляет 40—70% (по массе).

Для бетонов М 200 и выше применяют щебень или дробленый  гравий (щебень из гравия).

Гравий не должен содержать  также более 15% по массе зерен  пластинчатой (лещадной) и игловатой  формы (толщиной и шириной менее  длины в 3 и более раза), отрицательно влияющих на прочность бетона. Содержание отмучиваемых примесей не должно превышать 1% по массе, так как они покрывают  тонкой пленкой поверхность кусков и ухудшают сцепление последних  с цементно-песчаным раствором. Допустимое содержание органических примесей определяется тем же методом, что и для мелкого  заполнителя (колориметрическая проба). Для бетонов конструкций, подвергающихся увлажнению и замораживанию, применяют  гравий определенной степени морозостойкости, неодинаковой для различных климатических  условий и условий увлажнения конструкций.

Щебнем называют материал, получаемый путем измельчения (дробления) крупных кусков различных горных пород или искусственных камней (доменных отвальных или специально отлитых шлаков). Полученные смеси  зерен различных размеров рассеивают на отдельные фракции. Щебень отличается от гравия остроугольной формой и  шероховатой поверхностью зерен, в  связи с чем сцепление щебня с цементно-песчаным раствором больше, чем у гравия. Содержание в щебне вредных органических примесей незначительно.