Презентація до уроку: "Неорганічні в`яжучі речовини"

Міністерство освіти і науки України Державний навчальний заклад “Новоград-Волинське вище професійне училище” Неорганічні в’яжучі речовини. Викладач: Хмельова Г. М.

План: Класифікація неорганічних в'яжучих;Повітряні в'яжучі ;Гідравлічні в'яжучі;Портландцемент;Спеціальні види цементів;В'яжучі речовини автоклавного тверднення.

Неорганічні в'яжучі речовини. Неорганічними в'яжучими речовинами називають порошкоподібні матеріали , які при змішуванні з водою утворюють пластично – в'язке тісто , здатне внаслідок фізико – хімічних процесів самочинно тверднути й переходити в каменеподібний стан. Вступ

Неорганічні в'яжучі речовини залежно від умов тверднення поділяють на повітряні , гідравлічні та в'яжучі автоклавного тверднення. Повітряні в'яжучі речовини можуть тверднути й тривалий час зберігати міцність лише на повітрі , а тому їх застосовують у надземних спорудах , які не зазнають впливу води. До них належать гіпсові в'яжучі матеріали , магнезіальні , рідке ( розчинне ) скло . А також повітряне будівельне вапно. Гідравлічні в'яжучі тверднуть і зберігають міцність, а іноді й підвищують її в часі не лише на повітрі, а й у воді. Їх застосовують у надземних , підземних, гідротехнічних та інших спорудах , які зазнають впливу води. До гідравлічних в'яжучих належать гідравлічне вапно , романцемент , портландцементи , спеціальні цементи тощо;В'яжучі автоклавного тверднення – це речовини , здатні тверднути й утворювати міцний цементний камінь у авто- клавних при підвищених температурі , тиску та вологості . До таких в'яжучих належать вапняно - кремнеземисті, вапняно -шлакові в'яжучі, нефеліновий цемент.

ГІПСОВІ В'ЯЖУЧІ-ЦЕ ПОВІТРЯНІ В'ЯЖУЧІ ,ЯКІ ОДЕРЖУЮТЬ З ГІПСОВОГО КАМЕНЮ ,ЩО СКЛАДАЄТЬСЯ ПЕРЕВАЖНО З МІНЕРАЛУ ГІПСУ . Гіпсові в'яжучі поділяють на дві групи : низько та високовипалювальні. Низьковипалювальні гіпсові в'яжучі – одержують шляхом розмелювання гіпсового каменю , а далі у вигляді порошку нагрівання у варильних котлах при температурі 110-160;До низьковипалювальних гіпсових в'яжучих речовин належить будівельний, формувальний та високоміцний гіпс;Будівельний гіпс ( алебастр) - на окремих заводах після випалювання повторно розмелюють;Формувальний гіпс відрізняється від будівельного гіпсу тоншим помелом;Високоміцний гіпс- одержують термічною обробкою в автоклавах;Високовипалювальні гіпсові вяжучі (естрихгіпси) виготовляють випалюванням гіпсового каменю при високій температурі 700…900 С, тому вони складаються переважно з ангідриту;

Магнезіальні в'яжучіМагнезіальні – це в’яжучі у вигляді тонко подрібнених порошків, головною складовою частиною яких є оксид магнію. Сировиною для їх виготовлення є магнезит, часом доломіт. Випалювання  відбувається при температурі 750…850 С до повного розкладу. Магнезіальні  в’яжучі речовини замішують водним розчином хлориду магнію чи інших солей магнію. Це прискорює твердіння і підвищує міцність. Якщо замішувати водою, то процес гідратації відбувається дуже повільно. Магнезіальні  в’яжучі речовини мають хорошу міцність, добре зчіплюються з органічними заповнювачами. Їх застосовують для виробництва ксилоліту (заповнювач - тирса), який застосовується для влаштування безшовних підлог та виготовлення облицювальних плиток,  фіброліту (заповнювач – деревна шерсть), що є хорошим теплоізоляційним матеріалом.

РІДКЕ СКЛОРідке розчинне скло – це колоїдний водний розчин силікату натрію чи силікату калію , який має густину 1,3 – 1,5 якщо вміст води 50 – 70 %. Розрізняють натрієве і калієве розчинне скло , яке характеризується модулем , що показує, у скільки разів у грам- молекулів лужного силікату більше кремнезему , ніж оксиду лужного металу. Рідке скло застосовують для кислото- та жаротривких поверхонь , для кислототривких мастик , водонепроникних розчинів , силікатних фарб , а також для ущільнення грунтів.

Кислототривкий кварцовий цемент. Кислототривкий кварцовий цемент – це порошкоподібний матеріал, отриманий спільним помелом чистого кварцового піску  (30%) і кремнефториду натрію (4…6%). Замішують водним розчином рідкого скла, бо сам порошок в’яжучих властивостей не має. Застосовують для виготовлення кислототривких бетонів, розчинів, замазок. Як заповнювачі використовують кварцовий пісок, граніт, андезит. Матеріал не є водостійким. Щоб підвищити водостійкість, додають 0,5% лляної олії або 2% іншої гідрофобної добавки. Так отримують кислототривкий водостійкий цемент. З кислототривкого бетону виготовляють резервуари, травильні ванни. Кислототривкий розчин використовують для футерівки кислототривкими плитками (керамічними, скляними) залізобетонних, бетонних, цегляних  конструкцій на підприємствах хімічної промисловості.

Ангідритові в'яжучіАнгідритовий цемент отримують випалюванням природного двоводного гіпсу при температурі 600…7000 С з подальшим подрібненням разом з каталізатором твердіння або помелом  ангідриту разом з добавками (вапно, випалений доломіт, доменний шлак, залізний і мідний купорос, сульфат натрію). Ангідритовий цемент повільно тужавіє (початок через 30 хв., кінець – за 24 год.). Застосовують у розчинах для кладки, штукатурки, у бетонах, для виготовлення теплоізоляційних матеріалів, штучного мармуру та інших декоративних виробів. Естрих-гіпс – різновид  ангідритових цементів. Отримують випалом природного гіпсу чи ангідриту при температурі 800…10000 С і тонким помелом. При цьому випалюванні відбувається повне зневоднення і розкладання . Застосовують естрих-гіпс для мурувальних та штукатурних розчинів, мозаїчних підлог, виготовлення штучного мармуру. Вироби з високо випалювального гіпсу мало тепло- і звукопровідні, з високою морозостійкістю, водостійкістю, меншими пластичними деформаціями, ніж у будівельного гіпсу. 

Вапно. Повітряне будівельне вапно – це продукт випалювання при температурі 1000-1200 (до повного видалення вуглекислого газу) кальцієвомагнієвих гірських порід – вапняку ,крейди , черепашника , доломітизованого вапняку , що містять не більше 6 % глинястих домішок. Повітряне вапно застосовують для приготування оздоблювальних розчинів , а також для виготовлення штучних бетонних виробів , силікатної цегли й інших вапняно – піщаних виробів автоклавного тверднення.

Історія глини. Початок використання глини сягає глибокої давнини. Первісна людина не могла не звернути увагу на здатність вологого глинистого ґрунту сприймати й утримувати відбитки слідів та різних важких предметів. Це дозволило перейти до виготовлення з пластичного глинистого матеріалу різноманітних речей, спершу – ляльок і культових фігурок, пізніше – посудин, необхідних для зберігання рідини й готування їжі. Фрагменти (черепки) глиняного посуду є найчастішими знахідками під час розкопок археологічних пам’яток епохи неоліту (починаючи з VII тис. до Р. Х.).

Глиною- називають осадочні породи у вигляді суміші частинок піску. Глина , яка містить у собі значну кількість каолініту , називається каоліном (біла глина). Каолін-це цінна сировина для виготовлення фарфорових і фаянсових виробів. Основними технологічними властивостями глини є : Пластичність;Усадка;Вогнетривкість.

Види глин: Голуба глина;Зелена глина;Красна глина;Біла глина;Сіра глина;Жовта глина;Чорна глина;

Гідравлічне вапно. Гідравлічне вапно – продукт випалювання при температурі 900…11000 С (не доводячи до спікання) мергелистих вапняків, які містять 6…20% глинистих домішок . У процесі випалювання мергелистих вапняків при розкладанні   який з’єднується з  окислами  що містяться в глині, утворюючи  силікати , алюмінати, ферити  кальцію кі можуть тверднути не лише на повітрі, а й у воді (після 7 діб) . У вільному стані  також є у вапні, цей оксид загашується як повітряне вапно. Гідравлічне  вапно використовують у тонкомеленому вигляді для виготовлення будівельних розчинів, бетонів низьких марок. Розчини ці не такі пластичні, як на повітряному вапні, тверднуть швидше, рівномірно по всій товщині, мають кращу міцність. Зберігають і перевозять гідравлічне вапно у закритих ємностях, запобігаючи зволоженню.

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ-ЦЕ ГІДРАВЛІЧНА В'ЯЖУЧА РЕЧОВИНА, ЯКУ ОДЕРЖУЮТЬ У РЕЗУЛЬТАТІ ТОНКОГО ПОДРІБНЕННЯ ВИПАЛЕНОЇ ДО СПІКАННЯ СУМІШІ , ЩО СКЛАДАЄТЬСЯ З ВАПНЯКУ І ГЛИНИ. Отримують тонким подрібненням випаленої до спікання 1450 сировинної суміші(вапняку 75% і глини 25%), що забезпечує переважання у клінкері силікатів кальцію. Клінкер це спеченна сировинна суміші у вигляді зерен розмірами до 40 мм. Для регулювання термінів тужавлення додають гіпс у кількості 1,5- 3,5% з активними мінеральними добавками ( до 15%)чи без них.

Залежно від мінерального складу і структури клінкеру , тонкості помелу і вмісту активних добавок портланд цементи бувають таких видів: Швидкотверднучий портландцемент застосовують для ремонтних робіт і в зимових умовах;Особливошвидкотверднучий ( марки наприклад , 500)у віці однієї доби має границю міцності на стиск;Надшвидкотверднучий цемент одержують тоді , коли до нього додають хлорид кальцію та велику кількість алюмінатів . Через 1-4 години , без теплової обробки , цей цемент набуває міцності , достатньої для розпалублення виробів;Пластифікований портландцемент містять у собі пластифікуючі добавки ,здатні надавати розчинам та бетонним сумішам підвищеної рухомості,Гідрофобний портландцемент містять у собі милонафт або асидол , що утворює найтонші водовідштовхувальні плівки , які зменшують гігроскопічність;Пуцолановий портландцемент одержують спільним помелом клінкеру, гіпсу ( 3-5 %) та активної добавки (20-40%) у вигляді вулканічного(пуцоланового) попелу або паливної золи ;Шлакопортландцемент одержують спільним помелом клінкеру , гіпсу( 3,5%) й 21-80% гранульованого доменногошлаку;Сульфатостійкий цемент має марку тільки 300,500;Білий портландцемент декоративного призначення одержують із чистих вапняків ,кварцового піску, каолінових (білих) глин і чистих гіпсів;Кольоровий портландцемент одержують шляхом перемішування білого клінкеру з пігментами або оксидами різних елементів; Магнезіальні в'яжучі матеріали , які містять оксид магнію тужавіють при замішуванні розчином хлористого магнію або сірчанокислого магнію ;Романцемент одержують із вапняку й магнезіального мергелю , ще містять 25% і більше глини.

Процес виробництва. Портландцемент одержують тонким подрібненням клінкеру і гіпсу. Клінкер — продукт рівномірного випалу до спікання однорідної сировинної суміші, що складається з вапняку і глини певного складу, що забезпечує переважання силікатів кальцію 70-80%. Найпоширеніші методи виробництва портландцементу так звані «сухий» і «мокрий». Все залежить від того, яким способом змішується сировинна суміш — у вигляді водних розчинів або у вигляді сухих сумішей.

Виробництво цементу має дуже давню історію, що йде вглиб століть до нашої ери. Перші передумови його появи стали проявлятися в стародавньому Римі, коли прототип цементу – суміш вапна і застиглої лави Везувію , продемонструвала гідравлічні властивості , так необхідні для додавання міцності будовам.