clădiri ", care descriu producția de liant dintr-un amestec brut de var și argilă. E.Cheliev a considerat necesar să ardă amestecul la topirea parțială a componentelor la o temperatură de aproximativ 1400 ° C și a sugerat, de asemenea, adăugarea gipsului la cimentul produs pentru a îmbunătăți rezistența la forță și rezistența la intemperii (analogul cimentului Portland modern).
Un an mai devreme englezul Dzh.Aspdin a declarat brevet pentru producția de ciment, pe care el a numit ciment Portland, deoarece această substanță sub formă întărită de culoare și rezistență ca o piatră de Portland minată aproape de g.Portlenda. ciment Portland de Dzh.Aspdinu preparat prin calcinarea unui amestec de calcar și argilă pentru a finaliza îndepărtarea dioxidului de carbon la temperatura de 900-1000 0 C și apoi zdrobirea materialului calcinat la o pulbere.
Desi Dzh.Aspdinom a introdus numit „ciment Portland“, a supraviețuit în acest moment, el a primit ciment portland nu a fost în sensul modern al cuvântului, așa cum este reprezentat din cauza temperaturii de sinterizare insuficientă (sub temperatura de sinterizare) specii romantsementa.
Astfel, E.Cheliev și J.Aspdin au lucrat la rezolvarea problemei obținerii unui ciment cimentic hidraulic (hidraulic) rezistent, practic simultan, independent unul de celălalt. Prin urmare, în țara noastră inventatorul cimentului portland este pe bună dreptate considerat E. Cheliev, în țări străine - J.Aspdin.
Great Mendeleev, având în vedere cartea „Bazele de Chimie“ (1868-1870 ani), o serie de întrebări legate de chimie și silicați, în special, cu chimia cimentului, a subliniat că „proprietăți hidraulice de ciment sunt determinate de faptul că ele conțin compuși calcaroși de silice-alumină care se pot conecta la apă și formează compuși hidrați de apă intacți. " Această afirmație și este acum importantă pentru înțelegerea esenței procesului de întărire a lianților. Declarația făcută de DI Mendeleev despre existența numeroaselor compuși ai unei variabile printre numeroasele silicate
compoziția și posibilitatea înlocuirii aluminei (Al2O3) cu silice (SiO2) în aluminosilicații de alumină a fost confirmată prin numeroase studii ulterioare privind compoziția și structura neoplasmelor din piatră de ciment.
Aspectul betonului - un material de piatră artificială - și în special un beton armat, a întărit importanța cimentului ca liant principal pentru clădiri.
La sfârșitul secolului al XIX și începutul secolului XX, au fost create o varietate de produse pe bază de lianți: var-nisip (silicat) de cărămidă, azbociment, pietre de zgură, etc. Pentru a accelera ritmul construcției, au fost necesare cimentări rapide și au fost create. În 1908, a fost obținut un liant nou - ciment de alumină, caracterizat printr-o creștere rapidă a rezistenței. După o zi de întărire, acest ciment colectează o forță egală cu puterea lunară a cimentului Portland obișnuit. Pentru construirea de structuri subterane și hidraulice au început să aplice ciment Portland pozzolanica, care este un amestec de ciment Portland și hidraulic (puzzolanică) suplimente (primele experimente privind utilizarea acestui ciment sunt 60-70 de ani ai secolului al XIX-lea în Rusia). Odată cu dezvoltarea producției metalurgice din industria cimentului au avut posibilitatea de a utiliza cantități mari de zgură de furnal. Realizat din zgură de furnal granulată și clincher de ciment Portland de ciment de zgură este un liant, utilizat în principal în aceleași scopuri ca și cimentul Portland. Alături de cimentul de zgură-portland, au apărut și alte lianți de zgură.
Dezvoltarea construcției a prezentat o serie de noi cerințe pentru astringenți. Astfel, pentru fabricarea structurilor din beton armat monolit, a fost necesar un ciment cu duritate deosebit de rapidă; pentru construcția de structuri masive, au fost necesare cimenturi cu generare redusă a căldurii, deoarece cantitatea mare de căldură eliberată în timpul întăririi cimentului obișnuit Portland conduce la solicitări interne semnificative în aceste structuri; pentru drumurile din beton, a fost necesar ciment, care a avut o rezistență crescută la îngheț, o abraziune scăzută și o ușoară contracție; Cimenturile albe și colorate erau necesare în scopuri decorative; pentru o serie de structuri speciale a fost necesar să se utilizeze ciment extins; cimentarea puțurilor de petrol și gaze - ciment de puț de petrol etc.
Pentru a îmbunătăți proprietățile cimenturilor și produselor din acestea, oamenii de știință au propus introducerea unor cantități mici de aditivi de surfactanți. Au apărut cimenturi plastificate și hidrofobe.
Până în prezent, au fost dezvoltate noi soiuri de substanțe astringente pe baza cimentului Portland. Acestea sunt așa-numitele lianți multicomponenți. Acestea includ TMC - ciment granulat și VNV - un astringent al cererii scăzute de apă; distinctiv
caracteristic - dispersie crescută (S ud = 400-600 m 2 / kg față de 200-300 m 2 / kg pentru cimentul obișnuit Portland) și prezența diferitelor materiale de umplutură. Aceste lianți sunt mai ieftini, caracterizați prin scăderea scăzută a pietrei de ciment rezultate. Au fost cimenturi speciale - întărirea fosfatului; Cimenturi cu adaos de componente de cristalizare, care activează cristalizarea neoplasmelor de piatră din ciment; Ciment bazat pe clincheri sulfoaluminici, care au întărire rapidă, rezistență ridicată și contracție scăzută.
realizări semnificative în dezvoltarea științei lianți, în special, chimia cimentului, legate de numele multor oameni de știință ruși, în special V.V.Zhuravleva, V.A.Kinda, N.A.Toropova, Yu.M.Butta , V.V.Timasheva, M.M.Sycheva, NF Fedorov, O.P.Mchedlova-Petrosian A.V.Volzhenskogo, T.V.Kuznetsovoy, V.B.Ratinova, A.F.Polaka , LG Shpynova, LBSvatovskaya și alții.
Caracteristicile generale ale lianților anorganici
Grupuri de bază și tipuri de lianți
Lianții anorganici reprezintă baza construcției moderne. Ele sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea de betoane, zidărie și soluții de ipsos, diverse produse și structuri (poduri, baraje etc.). În construcția de locuințe moderne, o medie de 300 kg de substanțe astringente sunt utilizate pe 1 m 2 de spațiu de locuit.
În funcție de compoziție, proprietăți de bază și de aplicare, lijele sunt de obicei grupate împreună. Conform vederilor dominante, primul grup include lianți de aer, care sunt capabili să-și solidifice și să-și păstreze puterea pentru o lungă perioadă de timp numai în aer. Acestea includ lianți de gips care se bazează pe sulfat de calciu (CaSO4 nH20); Astringente calcaroase, constând în principal din oxid de calciu (CaO); Magnezieni magnesieni care conțin magneziu caustic (MgO).
Cel de-al doilea grup mai extins constă în astringenți hidravici care se întăresc și mențin puterea pentru o lungă perioadă de timp (sau chiar măresc) nu numai în aer, ci și în apă. În ceea ce privește compoziția lor chimică, lianții hidraulici sunt sisteme complexe constând din următorii patru oxizi: CaO, SiO 2 Al 2 O 3. Fe 2 O 3. Acestea sunt cele trei tipuri principale de lianți hidraulici:
1 - cimenturi silicate constând predominant (până la 75%) de silicați de calciu, inclusiv ciment portland și soiurile sale;
- 12 - 2 - cimenturi aluminate, baza lor astringentă
Aluminatele de calciu sunt cimentul de alumină și soiurile sale; 3 - var hidraulic și romantsement.
Într-un grup separat, astringenții sunt izolați care pot fi solidificați cu tratament autoclav într-un mediu de vapori de apă saturată la o temperatură de 175-200 ° C pentru a forma o piatră solidă. Acestea includ lianți calc-siliciu, calcar-cenușă, calcin-zgură, ciment neferin, etc. În esență, aceste lianți pot fi denumiți lianți hidraulici.
Un loc special este ocupat de ciment din cuarț rezistent la acizi, obținut pe bază de sticlă lichidă de sodiu sau potasiu.
Lianți de gips
astringents Ipsos - o legare, constând în principal din hemihidrat gips CaSO 4. O sau 2 0,5H anhidrit CaSO 4. Materia primă pentru prepararea lor este piatra - gips constând în principal din minerale efectiv numit gips sau sulfat dihidrat calciu CaSO 4. 2H 2 O (uneori folosit ca materie primă anhidrit - CaSO 4. deșeuri industriale sub formă de fosfogips, borogipsa). Distinge lianților de gips nizkoobzhigovye care sunt obținute prin tratament termic la temperaturi scăzute (110-190 0 C) și vysokoobzhigovye care se obțin prin calcinarea gipsului la temperaturi ridicate (600-900 0 C). Printre acestea se numără construcția, turnarea și gipsul de înaltă rezistență. În special ipsos, clădire, care își găsește cea mai mare aplicație reprezintă modificare genetica cristale de sulfat de calciu hemihidrat - CaSO 4. 2 O 0,5H; gipsul de înaltă rezistență este o modificare a sulfatului de calciu semi-apoasă-CaSO4 0,5H20; puterea de până la 25 MPa (spre deosebire - CaSO 4. 2 O. rezistența 0,5H la compresiune de maximum 12 MPa).
Lianții de gips cu coajă joasă sunt utilizați pentru a face elemente de pereți, partiții, utilizate pe scară largă în lucrările de finisare. Lianții de gips cu ardere ridicată constau predominant din CaSO4 anhidrit care suferă o disociere termică parțială în timpul calcinării cu formarea de CaO de var. Acesta joacă rolul de activator de întărire a liantului de gips când acesta interacționează cu apa. Rezistența la apă a acestui liant este mai mare decât cea a gipsului de construcție, iar rezistența este de 10-20 MPa. Se utilizează la instalarea de podele fără sudură, în soluții pentru ipsos și zidărie, pentru fabricarea produselor decorative, inclusiv - marmură artificială.
var Aerul este un produs moderat de calcinare (la temperatura de 900-1200 0 C) de calciu și magneziu carbonați roci: calcar, cretă etc. Principala componentă a acestor specii este carbonatul de calciu - CaCO3 produs calcinare conține în mod obișnuit o anumită cantitate de adaos de CaO. MgO. format prin disocierea termică de carbonat de magneziu - 3. MgSO care pot fi incluse ca parte a unui calcar (denumit dolomitic calcar). Produsul de calcinare a rocilor de carbonat se numește var negru. Acest produs este obținut sub forma unor piese poroase care pot interacționa în mod activ cu apa (procedeul se numește călire). Produsul de acoperire Ca (OH) 2 are formă de particule mici de dimensiuni de câteva microni. Acest lucru duce la o mai mare capacitate de menținere a apei și plasticitatea testului calcaros, care este apreciat in special la fabricarea mortarelor, în care acționează ca un liant de var și ca plastifiant.
Mortarul de pe varul de aer are o rezistență redusă. Astfel, soluțiile calcaros după 28 de zile de întărire a aerului au o rezistență la compresiune: de var stins - 0.4-1.0 MPa, nestins nemăcinat - până la 5,0 MPa. O cantitate mare de var este folosită pentru producerea de cărămizi silicate și betoane silicate: celulare, ușoare, grele. Varul este utilizat și pentru a produce lianți utilizați în beton de calitate scăzută și mortar.
Magnezieni astringenți
astringents Magneziu - magnezită caustic caustic și dolomită - pulberi fine, din care componenta principală este oxidul de magneziu - MgO. Ele se obțin prin calcinare ușoară (temperatură 750-850 0 C) magnezită - dolomit sau MgSC 3 - CaCO3 MgSC 3. Când este amestecat cu apă acești lianți se intaresc foarte lent, cu toate acestea, în practică, ei se oprește soluție apoasă de clorură de magneziu - MgCl 2. Produs reacție chimică cu magneziu este clorhidrat - 3MgO. MgCl 2. 6H 2 O - rezistență ridicată Compus (rezistența la compresiune atinge 60-100 MPa).
Lianții magnezieni sunt utilizați în principal pentru producerea plăcilor fibrolite, dispozitivul pentru pardoselile de xilolit - pardoseli monolitice și țiglă.
1.3.5. Tei hidraulic
În procesul de ardere la o temperatură de 900-1100 0 C, o parte din
CaO rămâne în stare liberă, iar partea este combinată cu oxizi de SiO2.
Al 2 O 3. Fe 2 O 3 membri ai mineralelor argiloase, pentru a forma un silicat (2CaO. SiO 2), aluminați (CaO. Al 2 O 3), ferita (CaO. Fe 2 O 3), calciu. Acești compuși se confere proprietăți de var hidraulic. var hidraulic utilizat pentru prepararea mortarului rezistente la apă, betoanele note mici și pietre de beton.
Romantsement - liant hidraulic obținut prin calcinarea, înainte de sinterizare nu este (până la 800-1100 0 C) sau marnă calcar magneziene, care conține în componența sa mai mult de 20% argilă. În
tehnologiile moderne, este practic inexistentă, deoarece cimentul Portland este mult mai eficient din aceleași materii prime.
1.3.8. Ciment din alumină
Cimentul din alumină este un liant hidraulic, caracterizat printr-o rezistență ridicată și o întărire rapidă. Pentru producție
1.3.9. Cimenturi extinse și necontracabile
Aceste tipuri de ciment sunt printre tricotat mixte. Compoziția lianți selectați în așa fel încât, împreună cu pot fi controlate procesele de întărire și rata numărului de component principal expandabil - formează cristale de calciu trehsulfatnoy gidrosulfoalyuminata - 3SaO. Al 2 O 3. 3CaSO 4. 32H 2 O.
Printre expandarea include ciment tensionarea constând din 65-75% ciment Portland, ciment aluminos 12-20% si 5-10% din ipsos, care, atunci când este amestecat cu apa, primul se intareste si puterea câștiguri. efect de expansiune compensează complet contracție și precomprimarea oțel din beton armat. beton Samonapryazhenny utilizate în conducte sub presiune, în monolitice și rezervorul de colectare a apei.
1.3.10. Acid rezistent la ciment
Acest tip de ciment are avantajul principal pe care îl diferențiază de alți lianți minerali - capacitatea de a rezista la acțiunea majorității acizilor anorganici și organici, precum și cu creșterea concentrației de acid mărește rezistența. Acest lucru se datorează compoziției cimentului, este un amestec fin divizat de nisip de cuarț, silicofluorură de sodiu și se oprește de silicat de potasiu (sticlă de apă), soluție apoasă de sodiu sau. Acest amestec este capabil rezultând procese fizice și chimice între sticlă de apă și sodiu silice se intaresc treptat și devin suficient de puternice (30-40 MPa) piatră.
Acidul rezistent la ciment este utilizat în structurile expuse mediilor acide, în special în industria chimică. Cu toate acestea, chiar și într-un mediu ușor alcalin, utilizarea acestui ciment este exclusă.
Concluzie la primul capitol
În acest capitol definiția numeroși agenți de legare în nici un fel nu se contrazic reciproc, dar fiecare dintre ele chemto completează definiția anterioară, dezvăluie noi părți considerat un fenomen unic - vindecarea.
Informațiile istorice de mai sus evidențiază momentele principale ale evoluției astringenților până în prezent, dezvăluie perspectivele de îmbunătățire a științei astringenților, tehnologia producerii și aplicării lor.
O scurtă trecere în revistă a compoziției și a proprietăților substanțelor pe bază de ciment în scopuri de construcție ar trebui considerată drept "punct de plecare" pentru studiul lor aprofundat.
2. lianti pentru constructii, ca parte a sistemului general SONGS auto-întărire
Mai sus, în secțiunea 1, sunt prezentate astringenți ai unui scop pur constructiv. Ele sunt subiectul studiului nostru. Dar ar fi incorect din punct de vedere metodologic să tratăm întrebări complexe în direcția creării unor structuri de întărire numai pe exemplele acestor lianți fără a lua în considerare întreaga gamă modernă de materiale capabile să se auto-întărească. Acest lucru este foarte important, deoarece chiar și astăzi unii experți au opinia că întreaga gamă de astringenți se termină cu lista pe care am luat-o deja în considerare. Între timp, cimenturile în sensul larg al cuvântului sunt folosite în multe ramuri ale științei și tehnologiei, iar nomenclatorul lor este foarte extins. Prin urmare, putem vorbi despre un sistem de materiale compozite capabile de auto-întărire. lianți cu scop de construcție ocupă în acest sistem un anumit loc și să le cunoască mai profund, este recomandabil, cel puțin în termeni generali, să ia în considerare întregul (în termen de astăzi de cunoștințe) de sistem. Este convenabil să se realizeze acest lucru prin evidențierea anumitor caracteristici de clasificare inerente grupurilor individuale de lianți.
Bine-cunoscut în diviziunea materiale de construcție de lianți în funcție de relația lor cu apa din călirea aerului și lianți hidraulici care nu poate fi considerată suficientă, deoarece nu reflectă esența acestor lianți adâncime, acesta nu prezintă semne sau desprinzându-le combină. De aceea, vom lua în considerare alte propuneri de clasificare a lianti.
Una dintre clasificări, bazată pe motivele astringentelor de întărire, a fost propusă de Mikhail Sychev. El a împărțit astringenții în trei grupe: 1 - întărirea pe baza interacțiunilor reacțiilor chimice; 2 - solidificare ca rezultat al proceselor fizico-chimice; 3 - întărirea datorată fenomenelor fizice, de exemplu datorită evaporării fluidului de amestecare.
Aproximativ prin același principiu, astringenții sunt separați în clasificarea propusă de AA Pashchenko (Tabelul 1), care mai târziu a primit diverse interpretări suplimentare ale oamenilor de știință materiale.
Această clasificare se bazează pe criteriul principal pentru aplicarea practică - o caracteristică a proceselor fizice și chimice
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: