Растворимое стекло (жидкое) — прозрачный бесцветный или окрашенный расплав, состоящий из щелочных силикатов и кремнезема.
Растворимое жидкое стекло получают в непрерывно действующих стекловаренных печах по технологии, аналогичной производству обычного стекла. Расплав щелочного силиката, выпущенный из печи, при медленном охлаждении на воздухе застывает; при охлаждении в холодной проточной воде получается мелкозернистый продукт. Растворимое стекло получают также обработкой аморфного кремнезема крепкими растворами едких щелочей автоклавным.
Растворимое стекло может затвердевать только на воздухе. Сущность процесса его твердения в таких условиях заключается в испарении жидкости, и отвердевании.
Растворимое стекло применяется: для получения кислотоупорного цемента.
Кислотоупорный цемент представляет собой тонкоизмельченную смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворенную водным раствором силиката натрия или калия. В результате процессов между растворимым стеклом и кремиефтористым натрием смесь превращается в камень, способный противостоять действию большинства минеральных и органических кислот. Кислотоупорный цемент применяют в конструкциях и аппаратах, подвергающихся воздействию кислых сред, в особенности в химической промышленности, а также для приготовления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов.
Растворимое стекло применяется: для укрепления грунтов при возведении автомобильных дорог и при укреплении оснований под фундаменты промышленных и гражданских зданий и сооружений; повышения огнестойкости деревянных изделий и конструкций.
Вопрос 18. Портландцемент. Сырье. Технология производства цемента.
Портландцемент - гидравлический вяжущий продукт тонкого помола цементного клинкера, который получается путем обжига до спекания природного сырья или искусственной сырьевой смеси определенного состава. Сырье, для получения должно иметь 75% карбоната кальция и 25% глины. Такое природное сырье встречается крайне редко, поэтому заводы работают на искусственных смесях из карбонатных пород и глины. Спёкшаяся сырьевая смесь в виде зерен 40-50 мм называется клинкером.
Технология получения цемента
1.Добыча сырья и приготовление сырьевой смеси.
2.Обжиг сырьевой смеси и получение цементного клинкера.
3.Помол цементного клинкера с добавкой
После добычи известняк транспортируют и производят специальную сушку и первичный помол с добавлением специальных добавок. В конце прохождения этой стадии смеси подвергают обжигу – таким образом получается клинкер.
Далее полученный клинкер ещё раз размалывают и сушат с добавлением известкового камня и активными минеральными добавками. Полученный материал является готовым цементом с заданными свойствами.
Вопрос 19. Основные свойства цемента (нормальная густота цементного теста, сроки схватывания, тонкость помола, марка по прочности).
Основные свойства цемента
Насыпная плотность кг/м3:
в рыхлом состоянии 900 – 1100;
в уплотненном 1400 – 1700.
Истинная плотность 3 - 3,1 г/см3.
Тонкость помола влияет на сроки схватывания и твердения, а также на прочность затвердевшего цементного камня: чем тоньше измельчен цементный клинкер, тем быстрее протекают реакции взаимодействия цемента с водой и тем выше его прочность. При применении цемента сверхтонкого помола происходит быстрее нарастание прочности, наступают первые сроки твердения. Экономичный способ получения быстротвердеющего цемента состоит в добавлении к обычному цементу 15 -25% сверхтонкого цемента.
Сроки схватывания характеризуются началом и концом. На сроки схватывания большое влияние, кроме помола, оказывает минералогический состав и водопотребность цемента.
Водопотребностью цемента называют количество воды, необходимое не только для гидратации цемента, но и для придания цементному тесту определенной пластичности. В процессе цементу требуется 15-17% воды от массы цемента. Однако для обеспечения подвижности цементного теста воды берется больше, чем ниже водопотребность цемента, тем выше его качество.
Сроки схватывания цементного теста нормальной густоты составляют от 45 минут до 10 часов. Нормальная густота цементного теста выражается количеством воды необходимой для придания цементному тесту определенной степени пластичности. Для того, чтобы получить цемент со стандартными сроками схватывания, при помоле клинкера добавляется определенное количество гипса. С повышением температуры сроки схватывания ускоряются, с понижением – уменьшаются.
Коррозия цемента. Разрушение цементного камня происходит за счет того, что его составляющие растворяются или вступают в химическое взаимодействие с солями и кислотами, содержащимися в воде. Пути защиты от коррозии: правильный выбор цемента; снижение пористости цемента; гидроизоляция; введение в цемент пуццолановых добавок.
Вопрос 20. Виды цементов. Области их применения.
Виды цемента (по составу): портландцемент, пуццолановые, шлаковые, глиноземистые, цементы с наполнителями, романцементы.
Разновидности портландцемента: обыкновенный, пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющпй, особо быстротвердеющий, сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, тампонажный, белый и цветные, для асбестоцементных изделий, для бетонных покрытий автомобильных дорог (дорожный), жаростойкий. Наряду с этим по заданиям крупных потребителей выпускаются портландцементы, обладающие спец. свойствами и отличающиеся своим химическим, минералогическим и вещественным составом.
Пуццолановые цементы изготовляются на основе портландцемента и активных минеральных (гидравлич.) добавок (пуццолановый портландцемент) и на основе извести и этих же добавок (известково-пуццолановые, известково-зольный, известково-глинитный). Разновидностями пуццоланового портландцемента являются обыкновенный и сульфатостойкий цемент. Известково-пуццолановые вяжущие, в соответствии с видом применяемых для их изготовления активных минеральных добавок, делятся на вяжущие с добавками вулканического, осадочного происхождения или обожженных глинистых веществ.
Вопрос 21. Коррозия цементного камня. Мероприятия по защите изделий и конструкций от коррозии.
Различают физическую, химическую, электрохимическую и биологическую коррозии цементного камня.
Физическая коррозия - это выветривание, растворение, разрушение вследствие температурных колебаний характерных для всех видов горных пород.
Химическая коррозия - агрессивными по отношению к цементному камню являются все кислоты и многие соли.
Коррозия выщелачивания - это когда под воздействием пресной воды (мягких вод) растворяются основные составные компоненты цемента (цементного камня) и проникают сквозь толщу бетона наружу в процессе фильтрации.
Магнезиальная коррозия наступает при взаимодействии на гидроксид кальция магнезиальных солей, которые встречаются в растворенном виде в грунтовых водах и всегда содержатся в большом количестве в морской воде.
Углекислотная коррозия - в пластовых водах как правило присутствует то или иное количество углекислого газа. Он действует разрушающе, поскольку понижает содержание Са(ОН)2 окисляя ее сначала до СаСО3, которая мало растворима, что будет вызывать понижение основности гидратов цемента.
Сульфатная коррозия - это вид коррозии, который связан с образованием соединений кристаллизующихся с увеличением объема.
Защита бетона и других материалов от коррозии:
1) правильный выбор цемента,
2) изготовление особо плотного бетона,
3) применение защитных покрытий.
Защита бетона:
- усиление вентиляции;
- герметизация;
- периодическая очистка и дезинфекция;
- нейтрализация агрессиных сред.
- устройство уклонов полов и отводящих лотков для сточных жидкостей;
- нанесение на бетонную поверхность лакокрасочных материалов;
- облицовка различными плитами;
- понижение проницаемости бетона.
Вопрос 22. Органические вяжущие. Битум. Полимеры. Классификация, свойства, производство и применение органических вяжущих.
Органические вяжущие вещества — это вещества, способные:
• приобретать жидко-вязкую консистенцию;
• с течением времени самопроизвольно или под действием определенных факторов переходить в твердое состояние.
В зависимости от происхождения, химического и вещественного состава органические вяжущие делят на следующие группы:
• черные вяжущие (битумы и дегти);
• природные смолы, клеи и полимеры;
• синтетические полимерные продукты.
Битумы — сложные системы, состоящие из нескольких групп веществ:
• твердые высокомолекулярные вещества, придающие битуму твердость;
• смолистые вещества, придающие битуму клейкость;
• нефтяные масла, придающие битуму вязкость и термопластичность.
Битумы в природе встречаются в свободном состоянии в виде густых жидкостей (нефтяные битумы) или твердого вещества, связанного с песчаниками, доломитами, известняками, которые они пропитывают . Из горных пород чистый природный битум извлекается или используется в размолотом виде как асфальтовый холодный порошок.
Нефтяные битумы получаются в результате обработки нефтепродуктов, при перегонке мазута, при крекинг-процессе нефти, мазута, гудрона.
Дегти — жидкие продукты разложения (сухой перегонки) топлива (каменного или бурого угля, древесины, торфа и т. п.) при высокой температуре без доступа воздуха
Полимеры - химические соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев.
По происхождению они делятся на природные, например белки, смолы природные, и синтетические, например полиэтилен,полипропилен
Экструзия – это способ переработки полимерных материалов непрерывным продавливанием их расплава через формующую головку, геометрическая форма выходного канала которой определяет профиль получаемого изделия или полуфабриката.
Около половины производимых термопластов перерабатываются в изделия этим способом. Экструзией получают пленки, листы, трубы, шланги, капилляры, прутки, сайдинг, различные по сложности профили, наносят полимерную изоляцию на провода, производят многослойные разнообразные по конструкции и сочетанию применяемых пластмасс гибридные погонажные изделия. Переработка вторичных полимеров и гранулирование также выполняются с применением экструзионного оборудования
Органические вяжущие находят применение при изготовлении асфальтовых и дегтевых растворов и бетонов, которые используются на покрытие дорог, тротуаров, полов и гидроизоляцию; битумных и дегтевых кровельных и гидроизоляционных материалов, клеящих и красочных составов, для приклеивания рулонных кровельных и гидроизоляционных покрытий и покрытий против коррозии металлических изделий.
Вопрос 23. Стекло. Сырье для производства стекла, свойства. Технология производства стекла.
Широкое использование стекла связано с: высокой прозрачностью, твердостью, химической устойчивостью, способностью принимать любую окраску.