Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Гидравлические вяжущие вещества и области их применения: Гидравлические вяжущие вещества — Материаловедение для каменщиков

Содержание

Гидравлические вяжущие


В этой статье мы постараемся рассказать вам о том, что такое гидравлические вяжущие. А если быть точнее какие материалы относятся к этой группе, и какими свойствами они обладают.

К гидравлическим вяжущим веществам относятся:

  • Гидравлическая известь — это вяжущее вещество, которое получают методом обжига не до спекания мергелистых известняков, в которых содержится от 6 до 25% глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей. Согласно ГОСТу 9179-77 данный строительный материал производят в виде тонкоизмельченного порошка. Помимо глинистых примесей мергелистые известняки содержат включения углекислого магния и прочие примеси. Поскольку гидравлическую известь производят из природного сырья без переработки в искусственные смеси однородного состава, следовательно, для ее получения необходимо применять мергелистые известняки.
  • Романцемент — тоже относится к гидравлическим вяжущим веществам. Этот продукт тонкого помола обожженный не до спекания чистых и доломитизированиых мергелей, содержащих до 25 % глинистых примесей. Для регулирования свойств данного вида цемента, возможно добавление в него до 5 % гипса различных модификаций и до 15 % активных минеральных добавок. В качестве сырья для изготовления романцемента используются мергели.
  • Портланцемент, пожалуй, самый востребованный на сегодняшний день вид цемента. Данный строительный материал обладает высокими эксплуатационными характеристиками, что обуславливает его применение в возведении ответственных конструкций. Существует две марки этого цемента М400 и М500, цифра, идущая после буквы, как мы знаем, обозначает прочность цемента.
  • Цемент. Наверное, не будет ошибкой, если мы назовем цемент самым необходимым гидравлическим вяжущим в строительном производстве.

Ниже приведен список разновидностей цемента:

  • Кислотоупорный кварцевый цемент
  • Расширяющийся цемент
  • Глиноземистый цемент
  • Пуццолановый цемент
  • Быстротвердеющий цемент
  • Шлаковый цемент

Каждый из видов гидравлических вяжущих веществ имеет свое предназначение и в целях безопасности и долговечности возводимых объектов, желательно использовать каждый вид по предназначению.

Ознакомьтесь также со строительными растворами, свойства которых следует знать каждому строителю.

Гидравлические вяжущие вещества — Справочник химика 21





    Гидравлические вяжущие вещества  [c.287]

    К гидравлическим вяжущим веществам относятся портланд-цементы, глиноземистые цементы, гидравлическая известь, роман-цемент, шлаковые цементы, пуццолановые цементы, цементы с микронаполнителями, расширяющиеся цементы. [c.6]

    Гидравлические вяжущие вещества, способные твердеть как на воздухе, так и в воде. [c.81]










    Гидравлические вяжущие вещества [c.288]

    Гидравлические вяжущие вещества могут твердеть и длительно сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде. Сюда принадлежит цемент. [c.446]

    Наиболее обширную группу составляют гидравлические вяжущие вещества, которые, будучи затворены водой, способны твердеть на воздухе и после предварительного затвердевания на воздухе продолжают сохранять и наращивать свою прочность в воде. В соответствии с этим гидравлические вяжущие вещества можно применять как в надземных, так и в подземных и гидротехнических сооружениях, подвергающихся воздействию воды. [c.8]

    Гидравлические вяжущие вещества имеют несравненно большее значение, чем воздушные, и применяются для изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций и деталей надземных, подземных и гидротехнических сооружений из бетона. [c.369]

    Области применения гипсо-шлакового цемента различны. Его используют для бетонных и железобетонных сооружений и конструкций как подземных, так и наземных, а также для строительных растворов наравне с другими гидравлическими вяжущими веществами. Целесообразно применять его в условиях выщелачивания и сульфатной агрессии. [c.449]

    Глиноземистый цемент — это быстротвердеющее (но нормально схватывающееся) высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, В отличие от портландцемента, в составе которого преобладают силикаты кальция, глиноземистый цемент состоит преимущественно из низкоосновных алюминатов кальция. Поэтому его иногда называют алюминатным. [c.193]

    Воздушные вяжущие вещества способны после смешивания с водой затвердевать и сохранять длительное время свою прочность нк воздухе. Гидравлические вяжущие вещества при смешивании с водой затвердевают на воздухе и сохраняют свою прочность на воздухе и в воде. Характеристика воздушных и гидравлических вяжущих веществ приведена в табл. 147, 148. [c.231]

    Портландский цемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. [c.177]

    Гидравлические вяжущие вещества (цементы) определение удельного веса, тонкости помола, удельной поверхности, нормальной густоты цементного теста, сроков схватывания, равномерности изменения объема и прочностных характеристик цементного камня. [c.224]

    Носитель получают смешением окиси магния или другого огнеупорного материала с алюминатом кальция (5—20 мас.% материала) или с другими гидравлическими вяжущими веществами. Смесь увлажняют водой, формуют и после выдержки во влажной атмосфере в течение 24 ч сушат на воздухе при температуре 20° С, затем при 30—50° С прокали- [c.72]

    Шлаковый бесклинкерный цемент является гидравлическим вяжущим веществом, получаемым путем совместного помола гранулированного доменного шлака, сульфата кальция и обожженного доломита. Содержание отдельных компонентов в цементе следующее 85—90% шлака, 5—8% ангидрита и 5—8% доломита. Ангидрит и обожженный доломит оказывают соответственно сульфатное и щелочное возбуждение твердения шлака. [c.449]










    Глиноземистый цемент— быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают низкоосновные алюминаты кальция. [c.141]

    Пуццолановым портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного помола портландцементного клинкера с активной минеральной добавкой или тщательного смешения в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов и твердеющее в воде или во влажных условиях.[c.424]

    Гидравлические вяжущие вещества могут применяться в наземных, подземных и в гидротехнических сооружениях, т. е. в условиях службы под действием воды. [c.6]

    К группе гидравлических вяжущих веществ относятся расширяющиеся цементы, которые были открыты в СССР в послевоенные годы. Особенностью этих цементов является их расширение во влажных условиях твердения, что является весьма ценным при выполнении ряда строит льных работ. [c.7]

    Значительной прочностью обладает образование гидроокиси магния с окисью алюминия А Оз. Затвердевшее вяжущее вещество в этом случае состоит из Mg(0H)2 и А1(0Н)з. Этот тип гидравлических вяжущих веществ называют гелевым цементом. [c.57]

    Реакция клинкерообразования, согласно этой общей схеме процесса, протекает не только при производстве портланд-цемента и родственных ему гидравлических вяжущих веществ на ней основаны и многие другие методы химической технологии. Здесь прежде всего следует указать на производство глинозема из глин и глинистых бокситов, относительно которого Педерсен [c.769]

    Как воздушные, так и гидравлические вяжущие вещества в основном применяются в строительстве для скрепления или цементации всевозможных строительных камней, деталей и даже отдельных конструкций, а также в качестве главного вида материалов при изготовлении строительных растворов, бетонов, железобетона, изделий асбестоцементных и других видов. [c.223]

    Портландцемент —наиболее широко распространенный представитель гидравлических вяжущих веществ. Превращение порошкообразного портландцемента в искусственный камень, обладающий высокой механической прочностью, является результатом весьма сложных физико-химических процессов, протекающих в цементе при взаимодействии с водой. [c.238]

    Глиноземистый цемент представляет собой быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, являющееся продуктом тонкого измельчения обожженной до плавления или спекания сырьевой смсси, состоящей из бокситов и известняков и рассчитанной на преобладание в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция.[c.398]

    Цементный камень, приготовленный на основе практически всех гидравлических вяжущих веществ, испытывает усадочные деформации. Это обстоятельство приводит к появлению трещин (рис. 82) [c.414]

    Цветные портландцементы также представляют собой гидравлические вяжущие вещества, получаемые в зависимости от цвета из клинкера белого портландцемента путем совместного измельчения с красящей породой или минеральным пигментом или путем смешения порошка цемента с красителем. [c.317]

    Гидравлические вяжущие вещества могут твердеть и длительно сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде. Сюда принадлежат портланд-цемент, роман-цемеит и др. [c.295]

    Известково-шлаковый цемент является гидравлическим вяжущим веществом, получаемым путем совместного помола сухого гранулированного доменного шлака (10—30%) и гидратной извести или тщательным смешением в сухом виде раздельно измельченных в тонкий порошок тех же материалов. Для регулирования сроков схватывания и твердения в состав цемента вводят до 5% гипса. [c.448]

    Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество — продукт тонкого измельчения клинкера, полученного обжигом до спекания однородной сырьевой смеси соответствующего состава, обеспечивающего преобладание в получаемом клинкере силикатов кальция. [c.114]

    Гипсошлаковый цемент является гидравлическим вяжущим веществом, получаемым путем совместного помола гранулированного доменного шлака, гипса и портландцементного клинкера. Содержание отдельных компонентов в составе цемента следующее 75— 85% шлака, 15—20% двуводиого гипса или ангидрита и до 5% портландцементного клинкера. Вместо портландцемента можно вводить до 2% окиси кальция. Для изготовления гипсошлакового цемента используют шлаки с повышенным (до 15—20%) содержанием глинозема. По остальным показателям шлаки должны удовлетворять тем же требованиям, что и при производстве шлакопортландцемента.[c.449]

    Деструкционно-эпитаксиальное превращение — процесс, который, несомненно, протекает при твердении портландцемента, представляющего собой так называемое гидравлическое вяжущее вещество. Его отвердевание связано с образованием водных кальциевых силикатов, алюминатов, ферритов, гидрогранатов, а также сульфоалюминатов и сульфоферритов. [c.238]

    Из воздушной извести при гашении ее получается выжущее вещество, способное твердеть и сохранять свою прочность только на воздухе. Гидравлическая известь может гаситься лишь частично и поэтому ее обычно не гасят, а размалывают, получают гидравлическое вяжущее вещество, способное твердеть и сохранять свою прочность как [c.174]

    Однокальциевый алюминат обладает также определенно выраженными гидравлическими свойствами и способностью к твердению при замешивании с водой СаО-А Оз вместе с 2 a0 Si02 являются носителями гидравлических свойств, и при значительном содержании они могут существенным образом влиять на свойства и поведение извести как гидравлического вяжущего вещества.[c.72]










    Изучению структуры, химизма и свойств кристаллогидратов уделяется большое внимание. Особенно это относится к гидросиликатам, гидроалюминатам, гидроферритам и гидросульфоалюминатам кальция, являющимся продуктами гидратации и твердения порт ландцемента — основного представителя гидравлических вяжущих веществ. Из природных гидратов большое значение имеют гидросиликаты магния (хризотил-асбест, серпентинит и т. д.), гидросиликаты алюминия (каолинит и другие глинистые минералы), а также водные силикаты и алюмосиликаты. [c.22]

    В. III, 1Е2). Позднее, путем электронно-микроскопических исследований было доказано, что истинно аморфные коллоидные материалы в продуктах реакций гидратации отсутствуют (см. О. III, 123) . Этот качественный результат подтверждается результатами непосредственного электронографического изучения гидратированной поверхности цементных частиц. Лафюма, Лекюир и Блидб опубликовали электронограммы соединений, образовавшихся на поверхности. Внутренние части зерен клинкера не участвуют в интерференции, ввиду сильной абсорбции электронного пучка более глубокими слоями. Этот метод открывает перспективы для исследования поверхностных реакционных пленок, образовавшихся во время гидратации самых различных гидравлических вяжущих веществ. [c.806]

    Расширяющийся портландцемент является гидравлическим вяжущим веществом, получаемым путем совместного помола портландцементного клинкера, высокоглиноземистогр шлака, гипса и активной гидравлической добавки (МРТУ 21-14—66). i [c.418]

    Активными минеральными или гидравлическими добавками называют природные и искусственные материалы, которые при смешении в тоикоизмельченНом виде с воздушной известью придают ей свойства гидравлического вяжущего вещества, а в смеси с портландцементом повышают водо- и сульфатостойкость. [c.423]

    Известьсодержащие гидравлические вяжущие вещества изготовляют (ГОСТ 2544—76) путем измельчения негашеной кальциевой или гидравлической извести совместно с гранулированным шлаком или активными минеральными добавками.[c.427]

    Известково-пуццолановым вяжущим называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного помола высушенных активных минеральных добавок с известью (негашеной или гашеной — пушонкой) или тщательным смещением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов. Наряду с воздушной можно использовать и гидравлическую известь. Содержание извести в известково-пуцдоланоБом вяжущем обычно составляет 15— 30%, а гипса — не более 5%. Производство всех видов известково-пуццолановых вяжущих (известково-шлакового, известково-золь-нопр и др.) в основном одинаково и сводится к следующим операциям дроблению и сушке добавки, дроблению гипса, дроблению (или гашению в пушонку) извести и совместному помолу всех трех компонентов в шаровой мельнице. [c.428]

    Изобретение способа производства гидравлического вяжущего вещества, известного под современным названием портландцемента, приписывалось английскому каменщику Аспдину, получившему патент в 1824 г. Однако теперь установлено, что еще в 1817—1825 гг. в Москве Е. Г. Челиев изготовлял цемент из искусственной смеси извести и глины, сильно обжигая ее и размалывая с добавкой гипса. [c.11]


Классификация вяжущих веществ — специальные цементы, гидравлические вяжущие, воздушные вяжущие, вяжущие автоклавного твердения, кислотоупорные вяжущие

В настоящее время выпускается более 20 различных видов и марок цемента. Необходимость возведения строительных конструкций с особыми эксплуатационными свойствами и особенностями их сооружения заставляет применять усовершенствования известных специальных цементов со специфическими физико–техническими свойствами. Бетонные и железобетонные конструкции служат в широком диапазоне температур и в условиях их перепада, а также в химически и физически агрессивных средах, под землёй, под водой, в условиях периодического замораживания и оттаивания, с под воздействием пресной и минерализованной воды с переменным уровнем.

Среди видов вяжущих, которые нашли наиболее широкое применение, следует выделить портландцемент, шлакопортландцемент, белый и цветной, дорожный, тампонажный цемент для нефтяных и газовых скважин, безусадочный, расширяющийся, сульфатостойкий, пластифицированный и гидрофобный, высокопрочный и быстротвердеющий, специальные цементы. Специальные цементы активно применяются для изготовления декоративных и архитектурных изделий, для отделки зданий и сооружений, при строительстве гидротехнических сооружений: гидроэлектростанций, морских объектов, в производстве железобетонных конструкций и агрегатов для тяжелого машиностроения, химической и металлургической промышленности, электроэнергетики, при бурении нефтегазовых скважин.

Основанием классификации материалов могут быть свойства, состав, специфика отвердевания и области их применения. Вяжущие вещества могут быть органическими и неорганическими. Кроме того, эти вещества могут затворяться водой, кислотами, щелочами и другими жидкостями. Как правило, строительными веществами являются неорганические минеральные вяжущие, затворяемые водой.

Веществами строительного назначения называются порошковые материалы, которые при затворении водой образуют пластичную массу, постепенно затвердевающую в прочное камневидное тело. Эти вещества в зависимости от состава, основных свойств и областей применения делятся на 4 основные группы.

Гидравлические вяжущие вещества

Гидравлические вяжущие вещества при затворении водой способны твердеть на воздухе и после затвердевания на воздухе способны наращивать свою прочность в воде. Поэтому строительные изделия на основе гидравлических веществ активно используются в наземных, подземных и подводных гидротехнических сооружениях. К указанной группе веществ относится портландцемент, шлаковый, глинозёмистый, расширяющийся, пуццолановые цемент, а также романцемент и цемент с микронаполнителями, гидравлическая известь.

Воздушные вяжущие вещества

Воздушные вяжущие вещества в результате смешивания с водой способны отвердевать и сохранять прочность только на воздухе. Под воздействием воды изделия на их основе постепенно разрушаются. Поэтому воздушные вещества используются только в наземных строительных сооружениях. В группу воздушных вяжущих входит воздушная известь, а также гипсовые и магнезиальные вяжущие вещества.

Воздушная известь может быть нескольких видов: негашеная комовая известь, негашеная молотая известь, гидратная известь (пушонка). К гипсовым веществам относится собственно гипсовое вещество, высокообжиговый гипс и ангидритовое вяжущее. К магнезиальным вяжущим веществам относится каустический доломит и магнезит.

Вяжущие вещества автоклавного твердения

Вяжущие вещества автоклавного твердения особенно интенсивно твердеют при автоклавной обработке в среде насыщенного водяного пара при давлении 9 бар в течение 6-10 часов. К вяжущим веществам автоклавного твердения относятся известково- кремнизёмистые вещества, содержащие кварцевый песок и известь, известково-нефелиновые вяжущие вещества, содержащие нефелиновый шлам и известь, известково-шлаковые вещества, известково-зольные вещества и песчанистый портландцемент. При пропаривании и при комнатной температуре вяжущие автоклавного твердения не твердеют или набирают прочность в незначительной степени.

Кислотоупорные вяжущие

Кислотоупорные вяжущие затвердевают на воздухе, а при воздействии кислот сохраняют свою прочность длительное время. К кислотоупорным вяжущим относится кислотоупорный цемент, кварцевый кремнефтористый цемент и некоторые другие виды цементов. Вяжущими веществами, которые нашли самое широкое применение в строительстве, являются гидравлические вяжущие вещества. Эти вяжущие вещества производятся, предлагаются к продаже и покупаются потребителями оптом и в розницу в наибольших объемах. Производится множество разновидностей гидравлических вяжущих веществ. Самым распространенным гидравлическим вяжущим является портландцемент.

Воздушные вяжущие вещества являются вторым по объемам производства и закупок после гидравлических вяжущих. В нашей компании Вы всегда сможете купить качественный цемент оптом по самой оптимальной цене. Мы осуществляем производство и оптовую продажу портландцемента марки М500 и М400; себряковцемент, мордовцемент, новоросцемент. Наше предприятие осуществляет поставки цемента с завода и со склада в Москве навалом и в мешках машинами и вагонами . Вы можете купить у нас качественный цемент для ремонта и строительства, фундамента и растворов, кирпичной кладки и бетона, для возведения железобетонных конструкций, а также качественный строительный кирпич — полнотелый и щелевой утолщенный.

Вяжущие вещества: свойства, классификация, описание, использование

Вяжущие вещества известны своим широким использованием в сфере строительства для приготовления бетонов и растворов, применяемых при возведении зданий, сооружений и прочих конструкций. Имеется множество их разновидностей, и сегодня мы вкратце коснемся основных существующих подгрупп.

Классификация вяжущих веществ

По своему происхождению они могут относиться к органической или неорганической группе. К первой принадлежат всевозможные битумы, смолы, дегти и пеки. Основная сфера их применения — изготовление кровельных покрытий, которые могут быть рулонного либо штучного типа, асфальтобетона и множества разнообразных гидроизоляционных материалов. Главное отличительное качество их — гидрофобность, то есть способность размягчаться и принимать рабочее состояние в процессе нагрева или при взаимодействии с какой-либо органической жидкостью.

Вторая группа — неорганические вяжущие вещества — состоит из извести, гипса и цемента. Все они востребованы в процессе приготовления бетонов и самых разных строительных растворов. Внешний вид неорганических вяжущих веществ представлен тонкомолотым материалом, имеющим свойство в процессе затворения водой превращаться в жидко-пластичную тестообразную массу, твердеющую до состояния прочного камня.

Что для них характерно

Главные свойства вяжущих веществ неорганического происхождения — гидрофильность, пластичность при взаимодействии с водой и способность переходить к твердому состоянию из полужидкого тестообразного. Именно этим они отличаются от представителей первой группы.

По способу твердения неорганические вяжущие вещества считают воздушными, гидравлическими, кислотными и автоклавного твердения. Зависит это разделение от способности к длительному противодействию природным климатическим факторам.

Воздушные вяжущие вещества твердеют, взаимодействуя с водой и, образовав прочный камень, могут оставаться в таком состоянии в воздушной среде на протяжении долгого промежутка времени. Но если изделия и строительные конструкции, выполненные с их применением, подвергать регулярному увлажнению, то прочность эта достаточно быстро будет утеряна. Здания и сооружения такого типа легко подвержены разрушению.

Что входит в эту группу? Сюда традиционно относят гипсовые магнезиальные вяжущие вещества — глину, воздушную известь. Если рассмотреть их химический состав, то всю данную группу, в свою очередь, можно подразделить ещё на четыре. Это значит, что все воздушные вяжущие вещества относятся либо к известковым (на основе окиси кальция), либо к магнезиальным (в составе которых каустический магнезит), либо гипсовым вяжущим, созданным на основе сернокислого кальция, либо являются жидким стеклом — силикатом калия или натрия, существующим в форме водного раствора.

Переходим к «водным» материалам

Теперь давайте рассмотрим другую группу — гидравлические вяжущие вещества. Им свойственно твердеть, а также надолго сохранять прочностные характеристики в среде не только воздушной, но и водной. Химический состав их достаточно сложен и представляет собой соединение различных окислов.

Всю эту большую группу, в свою очередь, можно разделить на цементы силикатного происхождения, в составе которых около 75% силикатов кальция (главным образом речь идет о портландцементе с его разновидностями, данная группа составляет основу ассортимента современных строительных материалов) и другую подгруппу — алюминатных цементов на основе алюмината кальция (самые известные представители — все разновидности глиноземистого цемента). К третьей группе причисляют романцемент и гидравлическую известь.

Какие вяжущие вещества относят к кислотостойким? Это — кислотоупорный кварцевый цемент, существующий в виде тонкомолотой смеси кварцевого песка с кремнием. Затворяется такая смесь водным раствором силиката натрия либо калия.

Характерной особенностью группы кислотостойких вяжущих является их способность, пройдя начальный этап твердения на воздухе, достаточно долго противодействовать агрессивному влиянию различных кислот.

Органика в строительстве

Другая большая подгруппа — органические вяжущие вещества (состоящая, как уже было упомянуто, в основном из разновидностей асфальта и битумных материалов) имеет совершенно иную природу. Тот же самый асфальт может быть искусственным либо природного происхождения. В составе его смешивается битум с представителями минералов в виде известняка или песчаника.

В строительной отрасли асфальт широко используют при прокладке дорог и возведении аэродромов как смесь песка, гравия или щебня с битумом. Такой же состав имеет асфальт, применяемый в виде гидроизоляции.

Что такое битум? Это — органическое вещество (либо природное, либо искусственное), в составе которого — высокомолекулярные углеводороды или их производные, содержащие азот, кислород и серу. Сфера применения битумов весьма широка и варьируется от дорожного и жилищного строительства до предприятий химической отрасли и лакокрасочной промышленности.

Под дегтями понимают вяжущие вещества органического происхождения, в составе которых — ароматические высокомолекулярные углеводы и их производные — серные, кислотные и азотистые.

Их полезные качества

Основные требования, существующие для органической группы вяжущих, заключаются в обладании достаточной степенью вязкости в момент взаимодействия с твердой поверхностью, что позволяло бы проявиться высоким смачивающим и обволакивающим свойствам с образованием водостойкой пленки. Другое требование — способность сохранять данные качества на протяжении большого промежутка времени.

Эти вяжущие вещества применение свое нашли при прокладке дорог и городских улиц, ими покрывают аэродромы и автомобильные трассы, устраивают тротуары и полы в подвалах и зданиях промышленного назначения.

Рассмотрим теперь основные виды строительных материалов, принадлежащие к двум перечисленным группам. Напомним еще раз — неорганическая группа в основном подразделяется на те, что отвердевают на воздухе и те, что способны делать это в водной среде.

Вяжущие вещества — материалы для строительства

Всем хорошо известная глина относится к наиболее распространенным из вяжущих материалов, твердеющих в воздушной среде. Она нашла свое применение при возведении самых разных зданий. Представляет собой глина осадочную породу, существующую как смесь пылевидных частиц микроскопического размера с песком и мелкими глинистыми вкраплениями. Мельчайшие из них получили название тонкодисперсных. Именно их наличие позволяет при попадании во влажную среду превращаться в тестообразную субстанцию. Высохнув, данная пластичная масса легко застывает в заданной ей форме.

Если такую форму обжечь, то полученный камень искусственного происхождения обладает достаточно высокой прочностью. Как и другие минеральные вяжущие вещества, из-за различного состава глины могут быть разнообразных оттенков. Из растворов на их основе кладут камины, печи, а также формуют кирпичи. Они же могут быть тощими, жирными и средними. Глина-шамот обладает огнеупорными качествами, поэтому незаменима при устройстве каминов и печей.

Какой бывает известь

Другой очень известный и имеющий обширную сферу применения вяжущий материал называется воздушной строительной известью и бывают получен из горных пород а именно мела, доломитов, известняков, ракушечника. Основной окисел в ней может быть разным, в зависимости от этого воздушную известь принято делить на доломитовую, магнезиальную, кальциевую. Все три разновидности получают, обжигая в печи известняки соответствующего происхождения.

Может быть воздушная известь либо негашеной, либо гашеной (или гидратной). Последняя образуется в процессе гашения одной из трёх вышеперечисленных.

Если взглянуть на существующие известковые фракции, то можно отнести ее к комковой либо порошкообразной. Негашеная известь представляет собой достаточно крупные пористые комки. В процессе гашения водой из неё образуется известковое тесто. Чтобы «добыть» из комковой извести порошкообразную, следует произвести процесс гидратации (гашения), либо смолоть комки. Применяться она может как с добавками, так и без таковых. Добавками же служат шлаки, активные минералы и песок кварцевого происхождения.

Все о гипсе

Следующий материал — алебастр, он же гипс. Его получают, обрабатывая термическим путем измельченный гипсовый камень. Гипс твердеет, проходя три промежуточных этапа, состоящих из его растворения с последующей коллоидацией и затем кристаллизацией. При прохождении первой стадии образуется насыщенный раствор двуводного гипса. Твердея, он увеличивается в объеме и приобретает ровную белую поверхность.

Применяя красящие пигменты, возможно придать изделиям из гипса любые цветовые оттенки. Процесс схватывания данного вяжущего вещества в норме начинается по прошествии 4 минут от момента начала затворения. Конец застывания происходит в промежутке от 6 до 30 минут спустя.

В процессе схватывания смесь гипса и воды перемешивать и утрамбовывать запрещается во избежание риска потери вяжущих качеств. Марок гипса существует достаточно много, обозначаются они различными цифрами, характеризующими степень прочности при сжатии.

Продается он расфасованным в мешки разного объема. Гипс нашел самое широкое применение в оформлении интерьеров жилых домов и общественных зданий. Из него с давних пор принято отливать самые разнообразные фигурные формы. Хранить его следует исключительно в сухом помещении, причём срок хранения ограничен в связи с возможной потерей прочности как основного полезного качества.

И еще о гипсе

Строительный гипс выглядит как порошок цветом от сероватого до ярко-белого. Если смешать его с водой, начинается характерная реакция, при этом происходит нагревание смеси. В гипс принято добавлять специальные материалы, именуемые удерживающими добавками, назначение которых — улучшать консистенцию и сцепление с поверхностью во время оштукатуривания, а также слегка продлевать срок твердения.

Чтобы повысить объем материала без потери рабочих свойств, вводят наполнители (например, из вспученного перлита или слюды). Специальный высокопрочный гипс обжигают при высоких температурах, в процессе кристаллическая вода из него удаляется. Срок его твердения увеличен до 20 часов, а твердость гораздо больше, чем у прочих разновидностей.

Штукатурный гипс пропитывают и получают мраморный (ярко-белый, медленно твердеющий и применяемый для оштукатуривания внутренних поверхностей), причём при изготовлении в него вводятся различные наполнители и удерживающие добавки. Основной смысл большинства таких добавок — служить замедлителем схватывания. С целью производства внутренней штукатурки его готовят в штукатурных машинах с возможным добавлением определенных наполнителей, например, песка.

Из него же получают сухую штукатурку или гипсокартонные строительные плиты, также гипс применяют при заполнении швов между ними. Бывает гипс шпатлевочный, обладающий аналогичными свойствами.

Поговорим о цементах

Какими еще свойствами обладают гидравлические вяжущие вещества? Процесс их твердения, начавшийся в воздушной среде, продолжается в воде, причем прочность их сохраняется и даже растет. Характерными и наиболее известными представителями семейства гидравлических вяжущих являются, конечно же, цементы. Они маркируются в зависимости от прочности, а марка конкретного образца определяется установлением предельной нагрузки на изгиб и сжатие. Причём каждый из образцов должен быть изготовлен в принятой пропорции цемента и песка и пройти испытание на определённом сроке, составляющем 28 суток.

Скорость схватывания цемента тоже может быть разной — медленной, нормальной либо быстрой. Точно так же в зависимости от скорости твердения любой цемент может быть обычным, быстротвердеющим или особо быстротвердеющим.

В качестве примера в данной группе можно назвать портландцемент, существующий в виде мелкого порошка серого цвета с лёгким зеленоватым оттенком с возможным введением добавок, которые могут быть из гранулированного шлака (шлакопортландцемент).

О скорости твердения

Испытание качества (как и производство) вяжущих веществ ведется с соблюдением многочисленных стандартов. Для каждой из существующих групп разработаны ограничения, определяющие нормативное время начала и окончания схватывания, считая от момента водного затворения.

Другой цемент — глиноземистый — относится к быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. На вид это мелкий порошок коричневого, серого, зеленоватого либо черного цвета (в зависимости от метода обработки и исходных составляющих). По тонкости помола он слегка превышает портландцемент и требует несколько большего объёма воды.

Смешанные виды вяжущих веществ — те, что могут твердеть и в воздушной, и водной среде и применяются при производстве лишь неармированных бетонов или строительных растворов.

Битумы и сфера их применения

Что же касается самых популярных органических вяжущих, то семейство их включает в себя множество битумов и дегтей, имеющих цвета от черного до тёмно-коричневого. Традиционная сфера, в которой используются такие вяжущие вещества, — работы по гидроизоляции. Этот строительный материал водостоек, водонепроницаем, устойчив к атмосферным влияниям и весьма эластичен. Размягчить и перевести в жидкое состояние данную группу вяжущих можно нагреванием. При понижении температуры вязкость их возрастает и может быть полностью утрачена.

Данная группа, прежде всего, состоит из битумов природного происхождения, а также полученных при нефтяной переработке. Химический состав их — соединения молекул кислорода, водорода, серы и азота. В строительстве востребованы нефтяные битумы (жидкие, твердые и полутвердые).

По своему назначению их также можно причислить к одной из трех групп — кровельным, строительным либо дорожным. Из кровельных готовят пропиточный состав, производят рубероид и множество самых разных мастик.

Промышленные битумы твёрдых и упруго-твердых сортов производят высоковакуумным методом с дополнительными ступенями переработки, на которых масло кипит при высоких температурах. Особенно устойчивыми к перепаду тепла и холода считаются оксидированные. Существуют также смеси битумов полимерами, влияющими на степень их вязкости. Характерной особенностью всех видов служит способность к изменению консистенции в зависимости от температуры, причём разные фазы могут чередоваться неоднократно. На ней же основаны клеящие свойства семейства битумных вяжущих.

Чем они ценны

Степень расширения битумов под воздействием высоких температур по сравнению с минеральными материалами больше в 20-30 раз. Ценные качества их — водостойкость, устойчивость к солям, щелочам, агрессивным кислотам и стокам. В качестве примера может служить соль, которой посыпают снег зимой на улицах для таяния.

Понижается стойкость битумов органическими растворителями, маслами и жирами, от света, тепла и воздушного кислорода, которые окисляют их составляющие части. При нагревании мягкие частицы испаряются, и поверхность битумов твердеет.

Достоинствами их является низкая воспламеняемость, то есть данный материал не относится к огнеопасным. Нефтяные битумы не являются вредными для здоровья веществами и не классифицированы как таковые. В качестве других их свойств можно говорить о термовязкости, высокой теплоизоляции, хорошем смачивании.

Твердость битумов устанавливают глубиной проникновения погружаемой в них иглы (измеряется она в сотых миллиметра) при нормированной нагрузке за определённое время в условиях конкретной температуры. Переход между твердым и жидким состоянием у них носит скользящий характер и определяется точкой размягчения при низких температурах. Помимо того, они характеризуются, так называемой точкой разрушения — это термин, обозначающий температуру, при которой изгибаемый слой битума трескается либо разрушается.

Другие материалы

Какие еще вяжущие вещества органического происхождения можно назвать? Каменноугольными пеками, представляющими собой вязкую либо твердую черную субстанцию и служащими продуктом перегонки дегтя, пропитывают толь. Этот материал довольно опасен и при попадании на кожу может вызвать ожог. Работать лучше всего с ним пасмурную погоду или при низком освещении.

Каменноугольным дегтем называют вещество, выделяющееся в качестве побочного продукта при коксохимическом производстве. Он нашел свое применение в изготовлении мастики для кровли и дорожном строительстве.

Реферат на тему «Вяжущие вещества»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»

Институт физики и химии

Кафедра физической химии

Реферат по дисциплине Химия строительных материалов,

на тему: «Вяжущие вещества»

Выполнил студент 4-го курса,

специальности ХФиММ: Кутюшев Д. Р.

Проверил преподаватель: Арасланкин С. В.

Саранск 2016

Содержание

Введение

Вяжущие вещества – вещества, затвердевающие в следствии действия различных физико-химических процессов, иными словами, они работают в качестве цементирующего элемента. Переходя из вязкой пастообразной фазы в камневидную фазу, вяжущие вещества соединяют друг с другом частицы какого-нибудь заполнителя (песка, каменной крошки, щебня и прочих). Данная функциональная черта вяжущих веществ, нашла довольно обширное применение в строительной промышленности, их используют в рецептурах растворов – кладочных, штукатурных и специализированных, а кроме того бетонов, силикатного кирпича, асбестоцементных и других необожженных строительных материалов искусственного происхождения[2].

Вяжущие вещества классифицируются на органические и неорганические (минеральные) вещества. К органическому классу вяжущих веществ, принадлежат битумы, дегти, животные клеи, различные высокомолекулярные соединения. Они все переходят в эксплуатационную фазу в следствии воздействия повышенных температур, расплавления, либо растворения в разных органических растворителях. К неорганическому классу вяжущих веществ, принадлежат строительный гипс, известь, различные виды цементов, растворимое стекло и прочие. Неорганические вяжущие вещества, как правило, затворяются водой, а иногда и водными растворами различных солей. Их классифицируют на воздушные, кислотостойкие, гидравлические и вяжущие вещества автоклавного твердения. Также вяжущие вещества подразделяются на множество разных марок. Марка вяжущего вещества говорит о его прочностных показателях при сжатии, в стандартных условиях эксперимента. Еще их классифицируют по быстроте затвердевания. Самую большую скорость затвердевания имеют вяжущие вещества на основе гипса (до нескольких часов). Самую маленькую скорость затвердевания имеет воздушная известь (не один месяц)[5].

О примитивных вяжущих веществах знали уже за несколько тысячелетий до нашей эры, их прародителем была необожженная глина. Уже в древнем династическом Египте, в эпоху властвования фараонов, при строительстве пирамид активно употребляли вяжущие вещества, которые получали из гипса. Наглядным примером является известная египетская пирамида Хеопса, построенная приблизительно 4000 лет назад, которая возведена именно на гипсовом растворе. Тогда вяжущие вещества получали в следствии обжига гипсового камня и известняковых пород. Римляне для повышения стойкости к воде, к ним добавляли различные сильно измельченные минеральные порошки, например вулканический пепел, туф или пемзу. В древней Руси вяжущие вещества на основе гипса начали применять приблизительно в XI веке, при строительстве Софийского храма в Киеве[1]. В растворы, обладающие хорошими гидравлическими показателями, наши предки также добавляли бычью кровь, творожную массу, яйца и прочие похожие материалы. В 1584 году в Москве был издан Каменный приказ, который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также изготовлением извести.

Большой вклад в развитие производства вяжущих веществ внесли англичане. В 1796 году Джеймс Паркер получил патент на производство романцемента. А в 1824 году Джозефом Аспдином был заявлен патент на производство портландцемента[1].

В нашей стране первые рецептуры по приготовлению вяжущих веществ были разработаны в XVIII веке. Данные рецептуры были обобщенным плодом многолетних исследований многих русских ученых.

Так, Василий Михайлович Севергин говорил о целесообразности применения известняковых пород с примесями глин и мергелистых пород для приготовления вяжущих веществ, обладающих хорошими гидравлическими свойствами[2].

Совершенно новым стали правила технологии получения гидравлических вяжущих, представленные в научной работе русского военного техника Егора Герасимовича Челиева, изданной в XIX веке. В своих исследованиях он приводит описание изготовления гидравлического вяжущего, полученного из извести и глины (в отношении 1:1) смешанных в присутствии воды; изготовления кирпичей и обжига их в горне на сухих дровах (примерно при температуре 1100 – 1200 °C). Уже тогда Егор Челиев предложил применять гипс при затворении получаемого им цемента водой, как для повышения устойчивости к воздушной среде только что обожженного продукта, так и для повышения прочности лежавшего без употребления в течение долгого времени цемента[1].

В 1822 году профессором строительной отрасли Петербургского института инженеров путей сообщения Антуаном Рокуром де Шарлевилем был издан «Трактат об искусстве изготовлять хорошие растворы», в нем описывались итоги изучения известковых пород Петербургской губернии. В данном издании рассказывается о приготовлении вяжущего вещества в следствии обжига смеси известняковых пород и глины с дальнейшим перемолом продуктов.

В XIX – XX веках в усовершенствование базы по производству вяжущих большой вклад внесли исследования Дмитрия Ивановича Менделеева, а также работы таких великих ученых, как Алексей Романович Шуляченко, Иван Григорьевич Малюга, Николай Николаевич Лямин, Николай Аполонович Белелюбский[1].

1. Неорганические вяжущие

Неорганическими вяжущими называют порошкообразные вещества высокой степени перемола, которые переходят в следствии затворения водой в вязкотекучее сходное с тестом вещество, затвердевающее при конкретных условиях до камневидного состояния.

По своему составу, важным показателям и применению выделяют несколько разновидностей неорганических вяжущих: воздушные, кислотоустойчивые, гидравлические и вяжущие автоклавного затвердевания. Каждую из приведенных групп подразделяют еще на некоторое количество различных подгрупп[2].

Таблица 1. Классификация минеральных вяжущих

В контакте с воздухом, затворенные воздушные вяжущие схватываются, затвердевают и упрочняются. В конечном итоге выходит камневидный материал, долго сохраняющий свои прочностные показатели, но исключительно на воздухе. Эти материалы, в силу особенности своих свойств, не используются ни в каких сооружениях, кроме наземных, в коих исключено действие не воздушных сред. К этому классу принадлежат строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие[2].

Кислотостойкие вяжущие после затвердевания в воздухе некоторый период сохраняют свои прочностные характеристики под влиянием неорганических кислот. К данному классу вяжущих принадлежат кислотостойкий цемент и прочие[1].

Затворенные водой, гидравлические вяжущие обладают особенностью, увеличивать свои прочностные характеристики в воде. По клинкерному и вещественному составу бывают: цементы на базе портландцементного клинкера (портландцемент, портландцемент с неорганическими добавками) и цементы на базе глиноземистого клинкера (глиноземистый и гипсоглиноземистый).

Вяжущие автоклавного твердения превращаются в камень исключительно в автоклавных условиях, то есть при паровом давлении 0,9 – 1,3 МПа и температуре 440 – 470 K. К ним принадлежат, к примеру известково-кремнеземистые, известково-пуццолановые, известково-зольные вяжущие и прочие [2].

Важными показателями вяжущих являются плотность, насыпная плотность, показатель водопотребления, быстрота схватывания и твердения, прочностные показатели.

Плотность сильно зависит от класса неорганического вяжущего. Больше остальных у негашеной извести – 3,1 – 3,3 г/см3 и портландцемента – 3 – 3,2 г/см3, меньше всего у гипсовых вяжущих – 2,6 – 2,7 г/см3.

Насыпная плотность вяжущих сильно зависит от основной плотности и степени перемола порошка. Насыпная плотность портландцемента – 900 – 1100 кг/м3.

Водопотребление – это объем воды, нужный для достижения вязкотекучего тестообразного состояния. Маленький показатель водопотребления дает лучшее качественные и прочностные характеристики. Самый маленький показатель у портландцемента – 24 – 28%, самый большой у вяжущих на базе гипса – 50 – 80 %.

Время схватывания – это время, за которое затворенное неорганическое вяжущее, поддерживает свои показатели пластичности. Очень скоро схватываются гипсовые вяжущие: начинают через 4 – 5 минут, заканчивают через 10 – 15 минут после затворения водой. Очень долго схватывается гидратная известь, аж через 3 – 5 суток.

Быстрота затвердевания зависит от взаимодействия компонентов неорганического вяжущего с водой. У гипсовых вяжущих скорость затвердевания около 1 – 2 часов. Гашеная известь затвердевает не один год. Цементы по быстроте твердения выделяют: обычные (с нормировкой прочностных показателей за срок 28 суток), быстротвердеющие (с нормировкой прочностных показателей за срок 1 – 28 суток), быстротвердеющие (с нормировкой прочностных показателей за 1 сутки и меньше).

Прочность показывает способность вяжущего сохранять свои свойства под действием различных внешних нагрузок. Прочностные показатели камневидной фазы являются зависимыми от нескольких условий: вида вяжущего, тонкости его перемола, показателя водопотребления, быстроты твердения. По прочностным характеристикам выделяют цементы: высокопрочные (550 – 600 и более), повышенной прочности (500), рядовые (300 – 400), низкомарочные (менее 300). Большие прочностные показатели имеют вяжущие автоклавного твердения. А вот, прочностные показатели воздушных вяжущих намного меньше (5 – 20 МПа)[5].

1.1 Воздушные вяжущие

Затворенные водой воздушные вяжущие затвердевают и сохраняют прочностные характеристики исключительно в воздухе. Под влиянием водной среды такие материалы достаточно быстро подвергаются разрушению. Из-за этого воздушные вяжущие используются только при возведении наземных сооружений. К таким материалам принадлежат гипсовые вяжущие, воздушная известь (негашеная комовая известь, гашеная молотая известь), магнезиальные вяжущие, кислотостойкий цемент, растворимое стекло и прочие[2].

Гипсовые вяжущие классифицируются на две группы – низко обжиговые и высоко обжиговые. Исходным сырьем для них служит гипсовый камень – двухводный гипс – CaSО4·2H2О, и ангидрит, в его состав входит безводный гипс – CaSО4, а кроме того отходы химической индустрии, содержащее двухводный или безводный сернокислый кальций. Чистый двухводный гипс состоит из 32,56% СаО; 46,51% SО3 и 20,93% воды, а ангидрит – из 41,19% СаО и 58,81% SО3. Растворимость двухводного гипса, равна 2,05 грамм в одном литре воды при 20 °С. Растворимость ангидрита – один грамм на один литр воды[3].

Магнезит широко распространенный минерал, который назван от области Магнесия (Фессалия, Греция), где был впервые обнаружен. В природных условиях магнезит существует в двух разновидностях – кристаллическом и аморфном. Прочностные показатели и того и другого вида магнезита по шкале Мооса находится в интервале 3,5 – 4,5; плотность 2,9 – 3,1. Состав магнезита 47,82% оксида магния и 52,18% CO3. В природном магнезите имеют место разные примеси: глинистые породы, углекислый кальций и прочие. В зависимости от состава примесных компонентов различают белый, бурый, серый и желтый магнезит. В аморфном состоянии всегда есть наличие кремнезема, но отсутствуют соединения железа. В природных условиях магнезит более редкий минерал, чем известняк и доломит. Наиболее известны два магнезиальных вяжущих: каустический магнезит и доломит. Каустический магнезит получают в следствии обжига магнезита (MgCО3) и перемолом его в порошок высокой степени тонкости. Отличие между каустическим доломитом и каустическим магнезитом в исходном сырье. Для каустического доломита им является не магнезит, а доломит (CaCО3·MgCО3). И то и другое вяжущие затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или прочих солей.

Доломит – это минерал, который имеет состава CaCO3 – MgCO3. Еще доломитом называют осадочную карбонатную горную породу, которая состоит из минерала доломита на 95 %. Доломит назвали в честь геолога из Франции Деода де Доломье, он первым описал характерные особенности доломитовых пород. Прочностные показатели доломита по шкале Мооса 3,5 – 4; плотность 2,85 – 2,95. Содержание в доломите СаСО3 – 54,27%; MgCО3 – 45,73% или в окислах: СаО – 30,41%; MgO – 21,87% и СО2 – 47,72%. Доломит, который встречается в природе, как правило, имеет избыток углекислого кальция. Кроме него, в доломите имеются глинистые и прочие примеси. Доломит бывает белого, желтого и бурого цвета, в зависимости от примесного состава[4].

Воздушная известь одно из самых древних вяжущих, которое до сих пор применяется в строительстве. Известь получается в следствии обжигания кальциевых и кальциево-магниевых карбонатных пород до избавления от углекислого газа. В следствии обжигания получается белый материал, который имеет название негашеная комовая известь. Исходным сырьем для получения извести являются достаточно распространенные осадочные горные породы: известняки, доломиты, мел, доломитизированные известняки. В составе сырья имеет преимущество карбонат кальция СаСО3, а также содержатся карбонат магния и прочие примеси. Сырье, обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 900 – 1200 °C, по итогам обжигания комовую известь гасят водой. В контакте с водной средой комки извести активно с ней взаимодействуют, преобразуясь в порошок, а при излишнем количестве воды – в пластичное тестообразное вещество. Такой процесс, сопровождающийся очень большим выделением тепла и нагреванием воды до кипения, называют гашением извести. В зависимости от времени гашения различают быстро гасящуюся известь (время гашения до 8 минут) средне гасящуюся (до 25 минут) и медленно гасящуюся (более 25 минут)[3].

1.2 Гидравлические вяжущие

Гидравлические вяжущие являются порошками высокой степени перемола, состоящие из силикатов и алюминатов кальция, которые реагируют с водой, переходя в твердую камневидную фазу. Состав компонентов, из которых состоят гидравлические вяжущие, записывают в виде различных оксидов. Например, силикат кальция CaSiО3, трехкальциевый алюминат Са3А12О3[3].

К гидравлическим вяжущим принадлежат гидравлическая известь, которая занимает среднее положение между воздушными и гидравлическими вяжущими, романцемент, портландцемент, разновидности портландцемента и специализированные виды цементов[2].

Цементы готовят из мергеля конкретного химического состава или из смеси известняковых горных пород и глин (известняк 75 %, глина 25 %). Эту смесь подвергают обжигу в печах при 1450 °C. Результатом обжига является частичное оплавление, и получение гранул, которые называют клинкером. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO2, 5% Al2O3, 3% Fe2O3 и 3% других компонентов и обычно содержит четыре фазы: алит, белит, алюминатная и ферритная фаза. В клинкере также обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция. При едином перемоле клинкера с гипсом и прочими добавками получается порошок серого цвета – это и есть цемент. Гипс регулирует быстроту схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Степень перемола цемента также оказывает влияние на быстроту его схватывания, а еще и на прочностные показатели после затвердевания. Цементы разделяют: по виду клинкера и вещественному составу; прочностным показателям; быстроте затвердевания; специальным свойствам. Портландцемент готовят путем совместного перемола портландцементного клинкера, доменного шлака и гипса. Шлаковый портландцемент схватывается и затвердевает намного дольше, чем обычный портландцемент[5].

2. Органические вяжущие

Органические вяжущие являются полимерными материалами, которые имеют способность в вязкотекучей тестообразной фазе, при воздействии конкретных условий (температуры, отвердителей и прочих), преобразовываться в прочную камневидную фазу. Органические вяжущие классифицируют на черные вяжущие – битумы и дегти, натуральные смолы, животные клеи и высокомолекулярные соединения.

Природные полимеры используют как в обычном состоянии, так и в химически модифицированном. К примеру, целлюлозу используют в виде эфиров (нитроцеллюлоза, метилцеллюлоза и прочие). Также часто химической модификации подвергают битумы. Искусственные полимерные вещества образуются из звеньев мономеров в следствии полимеризации или поликонденсации[5].

Еще органические вяжущие вещества делят на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные соединения образуются из макромолекул, которые связывают главным образом физические связи. Энергия разрушения физических связей не велика и равна около 12 – 30 кДж/моль. При нагреве физические связи разрушаются, при остывании они вновь образуются. Энергия же разрушения химических связей, связывающих мономеры макромолекулы, намного выше этого значения и равна приблизительно 200 – 460 кДж/моль. В следствии этого, при нагреве термопластов до расплавления физические связи разрушаются, а химические остаются, и в итоге, химическое строение полимера остается прежним. При охлаждении и твердении жидкой фазы физические связи и важные физические показатели термопластичного полимерного материала восстанавливаются. К термопластам принадлежат битумы, смолы, многие полимеры – полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и прочие.

Прореагировавшие термореактивные вещества переходят из жидкой фазы необратимо. У них изменяется структура: из линейных молекул образуется сетчатая структура – большие макромолекулы. Затвердевание протекает не только под воздействием нагрева, но и под воздействием веществ, которые выполняют функцию отвердителей, УФ- и гамма-излучения и прочих внешних воздействий. Термореактивные соединения сравнительно теплостойки. Термореактивные вяжущие, которые имеют линейное строение, а также способны к увеличению молекулы, называют олигомерами, к примеру полиэфирные, эпоксидные и прочие.

Органические вяжущие используют в технологии приготовления различных клеев, мастик, лакокрасочных материалов, полимерных и полимерцементных растворов и бетонов. Полимерные вяжущие используют для изготовления облицовки (плиток, пленок, погонажных изделий), красочных и клеящих материалов, стойких к агрессивным средам поверхностей, а кроме того для получения газонаполненных пластмасс, которые являются теплоизоляционным материалом с очень маленькой плотностью (10 – 50 кг/м3)[4].

2.1 Битумы и дегти

Битумы – твердые или подобные смолам материалы черного цвета, являются смесью углеводородов и их соединений. Битумы бывают натуральными и синтетическими. Битумы это коллоидно-дисперсные системы, которые состоят из не одного класса веществ: твердые полимеры, аморфные смолы, нефтяные масла. В этой коллоидно-дисперсной системе масла являются дисперсионной средой, а асфальтены – дисперсной фазой; смолы это стабилизаторы дисперсии (рисунок 1). В следствии прогревания масла становятся более жидкими, а битум вязкотекучем, а при остывании густеют и твердеют, а битум становится прочным и более хрупким[4].

Рисунок 1. Схема коллоидно-дисперсного строения битума

Деготь содержит в себе достаточно много компонентов, он имеет свыше двух сот разнообразных органических соединений, главным образом углеводородов, как правило, циклических. Такие соединения в дегте дают сложную коллоидно-дисперсную систему, в которой, твердые смолы, ограниченно растворимые в дегтевых маслах, являются дисперсной фазой, а масла – дисперсной средой. Такая система теряет устойчивость при смене оптимальных условий (к примеру, испарении более легких фракций), что оказывает огромное влияние на изменении строительных и технических свойств материалов.

Дегти обладают, как правило, теми же характеристиками, что и битумы, отличаясь лишь малой теплостойкостью и плохой выносливостью к воздействию погодных условий. Как следствие, дегти довольно быстро стареют, это связано с испарением летучих компонентов дегтя даже при небольшом повышении температуры (например, под действием солнечного света), а также с тем, что большинство соединений в нем ненасыщенные. Ненасыщенные соединения хорошо реагируют с внешней средой, меняя состав и структурную формулу, это приводит к хрупкости и растрескиванию. Но дегти отличаются высокой способностью прилипания к другим материалам. Они не подвержены гниению, по сравнению с битумами, в следствии содержания токсичных соединений (фенол).

Огромный минус битумов и дегтей, это маленький интервал рабочей температуры, при которой материалы на их основе имеют высокие прочностные показатели и высокие показатели эластичности. При снижении температуры до 0 – 10 °C они очень ломкие, а при увеличении до 40 – 60 °C слишком текучие. Для увеличения интервала рабочей температуры битумы и дегти подвергают химической модификации, добавляя в их состав термопластичные полимеры и каучуки[4].

2.2 Термопластичные полимеры

Термопластичные полимеры, имеют способность несколько раз размягчаться в следствии повышения температуры и вновь затвердевать в результате понижения. Такое поведение термопластичных полимеров объясняются линейным строением их макромолекул.

Линейное строение молекул термопластов обуславливает способности к хорошему набуханию и растворению. Их растворы, даже с концентрацией около 2 – 5%, имеют очень высокую вязкость, это объясняется большими размерами макромолекул. В следствии испарения растворителя термопласты снова становятся твердыми. На этих свойствах основано применение растворов термопластичных полимеров при изготовлении лаков, красок, клеев и вяжущего в строительных мастиках.

Недостатками термопластичных полимеров являются малая теплостойкость (не выше 80 – 120 °C), малая поверхностную твердость, хрупкость при небольших температурах и текучесть при больших, склонность к быстрому старению в результате воздействия солнечного света и воздуха.

Наиболее распространены в строительстве индустрии следующие термопластичные полимеры: полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, перхлорвинил, поливинилацетат и поливиниловый спирт, полиизобутилен, полиакрилаты [4].

2.3 Термореактивные полимеры

Термореактивные полимеры до затвердевания имеют обычную линейную структуру, как и термопласты, но размер молекул реактопластов много меньше. В отличие от термопластичных полимеров, молекулы которых химически инертны и не имеют способности соединяться, молекулы термореактивных олигомеров химически активны. Они либо содержат двойные связи, либо химически активные группы. В следствии этого, при повышении температуры, действии различных облучений или добавлении отвердителей молекулы термореактивных олигомеров взаимодействуют, создавая таким образом пространственную сетку – гигантскую макромолекулу.

В результате затвердевания, характеристики полимеров очень сильно меняются: они больше не размягчаются при повышении температуры, теряют способность к растворению, повышают свои прочностные характеристики.

В строительной индустрии достаточно широко используются фенолформальдегидные, карбамидные, полиэфирные, эпоксидные и полиуретановые полимерные соединения, для получения замазок, мастик и клеев.

К природным олигомерам и полимерным производным, применяемым в строительстве, принадлежат натуральные смолы, ненасыщенные масла, целлюлоза и некоторые белковые вещества. Для изготовления строительных вяжущих веществ, природные соединения достаточно часто подвергают химической модификации, с целью совершенствования их основных характеристик.

Органические вяжущие вещества в изначальном виде используют довольно редко. В большинстве случаев в них добавляют различные вещества либо облегчающие работу с вяжущими, либо улучшающие их эксплуатационные свойства. К таким добавкам относятся растворители, наполнители, пластификаторы, отвердители, инициаторы отверждения и прочие[4].

Заключение

Вяжущие вещества это очень важные строительные материалы. Сейчас в РФ выпускается более 30 разновидностей цементов для удовлетворения различных требований жилищного, гражданского, промышленного, сельскохозяйственного, гидротехнического и дорожно-транспортного строительства. Наряду с простым портландцементом выпускаются портландцемент высокой прочности, быстро твердеющий, декоративный, стойкий к сульфатам, тампонажный, пластифицированный, гидрофобный и прочие виды портландцемента. Выпускается шлаковый портландцемент, пуццолановый портландцемент, а кроме того глиноземистый и расширяющийся цементы. В России набирает высокие обороты также изготовление строительного гипса, известковых и целого спектра других неорганических вяжущих материалов.

Также большой скачок сделан в развитии производства органических вяжущих материалов. Их характеристики определяют главные эффективные сферы их применения в строительной индустрии. На их базе производятся различные мастики (битумные, битумно-полимерные, битумно-резиновые, битумно-дегтевые, дегтевые, дегте-полимерные), битумные и дегтевые эмульсии, пасты и прочее.

Список используемой литературы

  1. Мартынов, В.И. Минеральные вяжущие вещества: конспект лекций / В.И. Мартынов, Н.М. Долганин, Л.С. Цупикова. – 2-е изд. – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2015. – 91 с.

  2. Пименова, Л.Н. Материаловедение. Строительные материалы:
    учебно-методическое пособие/ Л.Н. Пименова. – Томск: Изд-во Том. гос. архит. -строит. ун-та, 2010. – 108 с.

  3. Справочник строителя [Электронный ресурс] // Министерство городского и сельского строительства Белорусской ССР. URL: www.bibliotekar.ru/spravochnick-104-stroymaterialy.html

Минеральные вяжущие вещества — презентация онлайн

1. ОП.01 Основы материаловедения

ОП.01 ОСНОВЫ
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ
Занятия 17 и 18.03.2020 года
2 часа
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ
ВЕЩЕСТВА
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: КИСЕЛЕВ И.В.
ЗАДАНИЕ: Прочитайте внимательно презентацию
урока
«Минеральные
вяжущие
вещества»
прикрепленную к сообщению и повторите их виды
свойства и область применения. Проверьте записи в
тетрадях, чтобы по всем вяжущим веществам
(глина, гипс, известь, растворимое стекло, цемент)
которые мы с вами изучали были описаны виды, их
свойства, маркировки и область применения. До 24
марта пришлите ваши записи в тетрадях в виде
фотографий не в группу по дистанционному
обучению, а сообщением преподавателю.

3. ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА (ВВ)

Вяжущими веществами называются
материалы, способные в определенных
условиях (при смешивании с водой,
нагревании и др.) образовывать пластичновязкое тесто, которое самопроизвольно или
под действием определенных факторов со
временем затвердевает.

4. ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
(минеральные)
известь
гипс
цемент
Для перевода в рабочее
состояние затворяются
водой или растворами
солей
ОРГАНИЧЕСКИЕ
битумы
дегти
полимеры
Для перевода в рабочее
состояние нагревают,
сами представляют вязкопластичные жидкости.

5. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА (МВВ)

Минеральными вяжущими веществами –
называют искусственно получаемые
порошкообразные материалы , которые при
затворении с водой образуют пластичное
тесто, способное в результате физикохимических процессов затвердевать т. е.
переходить в камневидное состояние.

6. 2 ГЛАВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ МВВ

ПОМОЛ
ОБЖИГ
Тонкость помола МВВ влияет на свойства
получаемого искусственного каменного
материала.
Чем выше тонкость помола, тем быстрее
затвердевает материал и быстрее
набирает прочность.

7. МВВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБНОСТИ ТВЕРДЕНИЯ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
ВОЗДУШНЫЕ
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
ВЯЖУЩИЕ
ВЕЩЕСТВА
АВТОКЛАВНОГО
ТВЕРДЕНИЯ

8. ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА (ВВВ)

ВВВ способны твердеть и длительное время
сохранять и повышать свою прочность только
на воздухе:
Воздушная известь
Гипсовые вяжущие
Магнезиальные вяжущие
Жидкое стекло и кислотоупорный цемент
Глина

9. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА (ГВВ)

ГВВ способны твердеть и длительное
время сохранять и повышать свою
прочность не только на воздухе, но и в
воде:
Гидравлическая известь
Романцемент
Портландцемент(ПЦ) и его разновидности

10.

ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ (АВ-ТВ)

АВ-ТВ эффективно твердеют лишь при
автоклавной обработке водяным паром
при t=150-200 °С и под высоким
давлением:
Известково-кремнеземистые вяжущие
Известково-шлаковые вяжущие

11. ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

12. СТРОИТЕЛЬНАЯ ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ

Представляет собой вяжущее вещество,
получаемое умеренным обжигом (не до
спекания) известняков, содержащих не
более 6% глинистых примесей.
В результате обжига получают продукт в
виде кусков белого цвета, называемый
негашеной комовой известью (кипелкой)

13. ПРОИЗВОДСТВО ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ

1.Сырьё: известняк, мел, доломит состоящие в
основном из углекислого кальция (CаCO₃) и некоторого
количества углекислого магния (MgCO₃) и примесей
гипса, кварца, глины.
2.Засыпается в вертикальные шахтные печи для
обжига при температуре 1200 °С.
При обжиге происходит разложение углекислых
кальция и магния
CаCO₃ = CаО + CO₂
MgCO₃ = MgО + CO₂
3. Получают комовую известь.

14. Негашеная известь комовая

НЕГАШЕНАЯ ИЗВЕСТЬ КОМОВАЯ
В зависимости от содержания СаО и МgО
воздушная известь бывает:
Кальциевая, где МgО менее 5%;
Магнезиальная, где МgО от 5-20%;
Доломитовая, где МgО от 20-40%.
Неравномерность обжига может привести к
образованию в извести НЕДОЖОГА или
ПЕРЕЖОГА, что снижает качество извести.

16. В зависимости от характера последующей ее обработки могут быть получены следующие виды воздушной извести:

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ПОСЛЕДУЮЩЕЙ
ЕЕ ОБРАБОТКИ МОГУТ БЫТЬ ПОЛУЧЕНЫ
СЛЕДУЮЩИЕ ВИДЫ ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ:
Негашеная молотая известь
Гашеная гидратная известь (пушонка)
Известковое тесто
Известковое молоко
Негашеная
молотая известь мелкопористые куски размером 5-10см.
(3сорта по скорости гашения).
Гашеная гидратная известь – в виде тонкого
порошка. Получают гашением извести
небольшим количеством воды- увеличивается
в объеме в 2-2,5 раза.
Известковое тесто — воды в 3-4 раза больше
чем извести. Увеличивается в объеме в 2-3,5
раза.
Известковое молоко — получают гашением
большим количеством воды в 7-8 раз больше
чем извести.

18. ГАШЕНИЕ ИЗВЕСТИ

Комовую известь подвергают гашению водой
СаО + Н₂О = Са(ОН)₂
при этом процесс сопровождается выделением
большим количеством теплоты и интенсивном
парообразованием (именно поэтому известь
называют «кипелкой»)
По скорости гашения комовая известь бывает:
быстрогасящаяся ≤ 8мин.
среднегасящаяся 8 – 25мин.
медленногасящаяся ≥ 25мин.

19. ТВЕРДЕНИЕ ИЗВЕСТИ

Твердение извести длительный процесс
(десятилетия). На воздухе известь реагирует с
углекислым газом, образуя нерастворимый в
воде и довольно прочный карбонат кальция
СаСO₃ т.е. как бы обратно переходит в
известняк.
Са(ОН)₂+СО₂ = СаСО₃+Н₂О
Виды и свойства извести ГОСТ 9179 – 77.

20. ПРИМЕНЕНИЕ

Для
растворов штукатурки и кладки,
Производство силикатных изделий,
Связующее вещество для малярных
красочных составов.
Воздушная известь всех видов – довольно
сильная щелочь.
При работе с ней соблюдать технику
безопасности, так как известковая пыль
раздражающе действует на органы дыхания и
влажную кожу.

21. ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ

Транспортируют
известь навалом в
железнодорожных вагонах, автосамосвалах.
Хранят – комовую известь в сараях с
деревянным полом, поднятым на 30см.
Молотую известь не больше месяца (гасится
постепенно влагой воздуха)
Не допускать попадания на известь воды, т.к.
это может вызвать ее разогрев и пожар.

22. МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Магнезиальные ВВ- тонкомолотые
порошки, содержащие оксид магния (МgО)
и твердеющие при затворении водными
растворами хлористого или сернокислого
магния.
В зависимости от применяемого сырья
делятся на:
Каустический магнезит
Каустический доломит
КАУСТИЧЕСКИЙ ДОЛОМИТ
КАУСТИЧЕСКИЙ МАГНЕЗИТ

24. КАУСТИЧЕСКИЙ МАГНЕЗИТ

Порошок состоящий из оксида магния (МgО)
Получение: обжиг магнезита (горная порода) и
последующим помолом в тонкий порошок.
гп
750°С
МgСО₃
тонкий порошок
МgО
+ СО₂
850°С
Затворение РАСТВОРАМИ:
хлористого магния МgСl₂× 6Н₂О
сернокислого магния МgSО₄
Быстрое твердение (начало-20 минут,конец-6
часов)
Rсж.=30-50 МПа (через 28 суток)
М 400, 500, 600.

25. КАУСТИЧЕСКИЙ ДОЛОМИТ

Порошок состоит из оксида магния (МgО) и
углекислого кальция (СаСО₃).
Получение: обжиг доломита, его помол.
доломит
700°С
тонкий порошок
СаСО₃×МgСО₃
МgО×СаСО₃+СО₂
СаСО₃ — является пустой (инертной) породой,
которая снижает вяжущие свойства
каустического доломита.
Медленное твердение. Сроки схватывания
больше. Качество ниже.
Rсж.=10-30 МПа (через 28 суток).
М 100, 150, 200, 300.

26. ПРИМЕНЕНИЕ

Магнезиальные ВВ обладают способностью
прочно сцепляться с древесными опилками,
стружками и др. органическими
заполнителями, которые не разлагаются и не
гниют.
Для
изготовления теплоизоляционных
материалов
Устройства теплых и износостойких
ксилолитовых полов
Кислотостойкой, огнестойкой штукатурки

27.

ЖИДКОЕ СТЕКЛО

Жидкое стекло (силикатный клей)- силикат
желтого цвета (SiО2).
2 вида
Натриевый силикат
Калиевый силикат
Получают сплавлением при t=1300-1400°С
измельченного чистого кварцевого песка с
содой (Nа2СО3) или поташем (K₂CO₃).
ρ =1,5…1,3г/см 3
Высокая огнестойкость и кислотостойкость
Твердеет только на воздухе

28. ПРИМЕНЕНИЕ

Как
связующее силикатных красок
Для предохранения ПКМ от выветривания
Для изготовления кислотоупорных бетонов
Для получения кислотоупорного цемента.
При длительном воздействии воды, пара и
растворов щелочей бетоны и растворы на
жидком стекле теряют прочность.

30. ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Представляют собой ВВВ, получаемые путем
тепловой обработки и тонкого измельчения
исходного сырья.
СЫРЬЕ:
природный двуводный гипс (гипсовый
камень) СаSО₄×2Н₂О,
природный ангидрит СаSО₄ ,
гипсосодержащие промышленные отходыфосфогипс, сульфат кальция и др.

31. СТРОИТЕЛЬНЫЙ ГИПС

Строительный гипс – ВВВ, получаемое
путем тепловой обработки (обжигом)
гипсового камня при t=110-1800С , с
последующим или предшествующим его
измельчением в тонкий порошок.
110-180°С
СаSО4×2Н2О
гипсовый камень
(двуводный гипс)
СаSО4×0,5Н2О +1,5Н2О
строительный гипс
(полуводный гипс)

33. СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

Твердость
по шкале Мооса – 2, очень
легко размалывается.
ρ = 2,6- 2,75г/см3 ,
ρн = 800- 1100кг/м3
ρср= 1250- 1450 кг/м3
П0 = 60-30%

34. ТОНКОСТЬ ПОМОЛА

Определяется максимальным остатком пробы
гипса при просеивании на сите с отверстиями
0,2мм (ситовой анализ).
Группа
I
II
III
Помол
грубый
средний
тонкий
Остаток на сите
(0,2мм)
23%
14%
2%
С повышением тонкости помола гипса
увеличиваются его прочностные показатели.

35. СХВАТЫВАНИЕ

Сроки схватывания гипсового теста
определяют на приборе Вика по глубине
погружения иглы в гипсовое тесто.
Вид гипса
Быстротвердеющий
Нормально
твердеющий
Медленно
твердеющий
Группа
Начало
схватывания
Конец
схватывания
А
Не ранее 2 мин.
Не позднее –
15 мин.
Б
Не ранее –
6 мин.
Не позднее –
30 мин.
В
Не ранее –
20 мин.
Не
нормируется.

36. ПРОЧНОСТЬ ГИПСА

Прочность (марку) гипса определяют
испытанием на сжатие и изгиб стандартных
образцов-балочек размером 40х40х160мм
спустя 2 часа после изготовления.
Установлено 12 марок гипса по прочности от
Г-2 до Г-25.
В строительстве используют в основном гипс
марок от Г-4 до Г-7.

37. МАРКИ ГИПСА

Г-10
Г-13
Г-16
Г-19
Г-22
Г-25
Г-2
Г-3
Г-4
Г-5
Г-6
Г-7
Rсж
2
3
4
5
6
7
10
13
16
19
22
25
Rизг
1,2
1,8
2
2,5
3
3,5
4,5
5,5
6
6,5
7
8
Марка

38.

МАРКИРОВКА ГИПСА

Маркируют гипсовые вяжущие по трем
показателям:
скорости схватывания,
тонкости помола,
прочности.
Г-7АII
Гипс
быстротвердеющий группы А
Среднего помола группы II
Прочность на сжатие не менее 7 МПа.

39. Свойства ГИПСА

СВОЙСТВА ГИПСА
Гипс
– негорючий материал.
Гипс
— хорошо сцепляется с древесиной и
поэтому его целесообразно армировать
деревянными рейками, картоном, опилками,
стружками.
Стальная
При
арматура в гипсе коррозирует.
увлажнении затвердевший гипс снижает
прочность в 2-3 раза и проявляет ползучестьмедленное необратимое изменение размеров и
формы под нагрузкой.

40. ВИДЫ И ПРИМЕНЕНИЕ

Виды гипсовых вяжущих:
строительный гипс
формовочный гипс
медицинский гипс
ангидритовый цемент
высокопрочный гипс
Применение:
сухая штукатурка
гипсокартонные листы (ГКЛ)
гипсоволокнистые листы (ГВЛ)
акустические плиты
теплоизоляционные материалы
декоративные, архитектурные детали

41.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

42. СТРОИТЕЛЬНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ИЗВЕСТЬ

Продукт умеренного обжига (t 900-1100 °С)
мергелистых известняков, содержащих 6-20%
глинистых и песчаных примесей.
2 ВИДА
Негашеная
Гашеная
3 вида извести:
Сильногидравлическая
Гидравлическая
Слабогидравлическая
Свойства:
водостойкость
морозостойкость
Rсж= 2-5 МПа
Применение:
для строительных растворов,
для получения бетонов низких марок.

44. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ (ПЦ)

ПЦ — продукт тонкого помола клинкера с
гипсом (1,5-3%), либо специальными
добавками.
Клинкер – продукт обжига однородной
сырьевой смеси из известняка и глины.
Исходное сырье:
известняки (мергели)
глина
добавки
ПЦ получают равномерным обжигом до
спекания тщательно дозированной смеси
материалов.

45. ПРОИЗВОДСТВО ПЦ

СУХОЙ
Добыча ГП.
дробление
отсортировка ненужной породы
обжиг помол клинкера.
МОКРЫЙ
Если сырье мягкое и влажное.
дробление
шлам обжиг
помол
КОМБИНИРОВАННЫЙ
Сырьевая масса
шлам
обжиг

46. ТОНКОСТЬ ПОМОЛА

Устанавливают ситовым анализом, остатком на
сите №008 (размер ячейки 0,08мм. )не более
15% (должно проходить 85%).
Чем выше тонкость помола, тем выше прочность
цементного камня.

47. СРОКИ СХВАТЫВАНИЯ ПЦ

Так же определяют с помощью прибора Вика,
по глубине погружения иглы:
начало схватывания — когда игла не доходит
до дна на 1 -1,5мм.
конец схватывания – когда игла входит в
цементное тесто на 1 – 1,5мм.
Начало схватывания должно наступить не
ранее, чем через 45 минут, а конец
схватывания – не позднее 10 часов от начала
затворения.

48. ТВЕРДЕНИЕ ПЦ

Твердение ПЦ – это процесс превращения
пластичного цементного теста в
камневидное состояние.
В процессе твердения цемент должен
равномерно изменять объем.
Твердение ПЦ сопровождается
выделением большого количества теплоты
Q.

49. ПРОЧНОСТЬ ПЦ

Прочность ПЦ характеризуется его маркой.
Марку ПЦ определяют по пределу прочности
на Rизг. и Rсж. испытанием образцов балочек
размером 40х40х160мм. в возрасте 28
суток, изготовленных из растворной смеси
состава 1:3(цемент: песок)
Промышленность выпускает ПЦ марок:
М300, М400, М500, М550, М600 кгс/см 2

50. КЛАССЫ ЦЕМЕНТОВ

Согласно ГОСТ 31108 – 2003, по прочности
цементы подразделяются на классы:
22,5; 32,5; 42,5; 52,5 (МПа)
М400; М500; М550; М600кгс/см 2
По скорости твердения:
Н – нормально твердеющий;
– быстро твердеющий.
Например: 22,5Н; 32,5Б.
Б

51. ПРИМЕНЕНИЕ ПЦ

ПЦ
не высоких марок используют для
строительных растворов.
При изготовлении монолитного, сборного
бетона и ЖБК.
В подземных, надземных, подводных
конструкциях.
НЕ СЛЕДУЕТ ПРИМЕНЯТЬ:
В конструкциях , подвергающихся
воздействию морской, минерализованной
или даже пресной воды — проточной или под
сильным напором. В данных случаях
применяют специальные виды цементов.

52. ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ

Цементы транспортируют:
автомобильным и железнодорожным
транспортом.
в специальных цистернах, контейнерах,
навалом либо в бумажных мешках.
Хранят в складах раздельно по видам и
маркам.
Необходимо оберегать цементы от
воздействия влаги и посторонних примесей.

53. РАЗНОВИДНОСТИ ПЦ

ПЦ и его разновидности являются
основными вяжущими в современном
строительстве. В России его производство
составляет 70% выпуска всех цементов.
В нашей стране разработана технология
производства более 30 видов цемента на
основе ПЦ клинкера. Всего в мире
известно более 50 видов этого
эффективного вяжущего.

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет — Сибстрин

Кафедра Иностранных языков поздравляет студентов – победителей и призеров мероприятий зимы!

28 февраля 2022 года в институте международной деятельности НГАСУ (Сибстрин) состоялось награждение победителей и призеров Всероссийского диктанта по английскому языку среди обучающихся организаций высшего образования и общеобразовательных организаций Российской Федерации.

Организатором мероприятия выступал Казанский федеральный университет. Директор ИМД Наталья Синеева вручила дипломы и поздравила победителя Всероссийского диктанта Софью Малышеву (114а группа), а также призеров – Станислава Леца (116 группа), Леонида Охотникова (116 группа) и Дулму Цыбжитову (210 группа). Отдельную благодарность организаторы выразили преподавателям кафедры Иностранных языков НГАСУ (Сибстрин), принимавшим участие в организации и проведении мероприятия.

Студенты НГАСУ (Сибстрин) отлично проявили свои таланты, умения и навыки, приняв участие в Городском фестивале театральных проектов на иностранных языках ArtFest, организованном Новосибирским государственным техническим университетом.

Кафедра ТОС представила свою работу по созданию и совершенствованию новых технологий и организационных решений в строительстве

28 февраля 2022 года институт строительства НГАСУ (Сибстрин) и Региональный академический научно-образовательный центр РААСН (РАНОЦ) провели очередное заседание научного семинара.

Директор ИС Владимир Гвоздев напомнил, что цель данных семинаров – выстраивание открытой научной среды университета, в которую будут вовлечены опытные и молодые ученые, студенты и магистранты, а также, в перспективе, представители институтов СО РАН и других вузов.

«Каждый месяц одна из кафедр института строительства делится информацией о направлениях своих научных исследований, их новизной и результатами. Уже прошли семинары с участием кафедр Теоретической механики, Железобетонных конструкций и Строительной механики. Сегодня о своей научной работе расскажет профессорско-преподавательский состав кафедры Технологии и организации строительства. Такие семинары позволяют ученым поделиться актуальной научной информацией, обменяться опытом и мнениями, сгенерировать новые идеи. Для студентов и магистрантов это возможность подключится к научно-исследовательской работе, ведущейся на кафедрах университета. Все это поможет и дальше развивать строительную науку в НГАСУ (Сибстрин) и, в частности, в институте строительства, – сказал Владимир Алексеевич.

УФНС России по Новосибирской области информирует, что подать заявление о льготах по имущественным налогам следует в течение 1-го квартала

УФНС России по Новосибирской области рекомендует в течение 1-го квартала 2022 года представить заявление о налоговой льготе жителям региона, у которых впервые в 2021 году возникло право на льготу по транспортному, земельному налогам и налогу на имущество физических лиц.

В соответствии с нормами, установленными федеральным законодательством, могут не направлять заявления о предоставлении налоговых льгот пенсионеры, предпенсионеры, инвалиды, лица, имеющие трех и более несовершеннолетних детей, ветераны боевых действий, владельцы хозпостроек площадью не более 50 кв. м. Для них действует беззаявительный (проактивный) порядок: налоговый орган применяет льготы на основании сведений, полученных при информационном обмене с ПФР, Росреестром, региональными органами соцзащиты.

Подать заявление на льготу можно через Личный кабинет налогоплательщика для физических лиц, по почте, либо обратившись в любую налоговую инспекцию или в МФЦ. Не требуется повторно направлять заявление тем, кто уже подавал документ и в нём не указывал, что льгота будет использоваться в ограниченный период.

В Новосибирске пройдет плановая техническая проверка средств оповещения: сирен и громкоговорителей

В Новосибирской области пройдет плановая техническая проверка средств оповещения: сирен и громкоговорителей. Тренировка состоится 2 марта 2022 года с 10.40 до 11.10 часов.

Также временно будут прерваны все вещательные программы радио- и телестанций.

Как сообщили в мэрии города Новосибирска, проверка не связана с последними событиями в Украине.

«По радиостанциям пройдет информация о проведении технической проверки средств оповещения. Гражданам необходимо соблюдать спокойствие и продолжать заниматься своими повседневными делами. Техническая проверка средств оповещения охватит в том числе садовые некоммерческие товарищества», – сообщили в пресс-службе городской администрации.

По данным мэрии, тренировка пройдет в соответствии с планом основных мероприятий в регионе в части гражданской обороны, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Также уточняется, что данную проверку ежегодно проводят в марте и октябре.

Материалы на основе цемента – обзор

15.2.3 Долговечность материалов на основе цемента, армированного волокном

Материалы на основе портландцемента, такие как бетон, уже давно используются в гражданском строительстве. Однако износ гражданской инфраструктуры во всем мире показал, что материалы на основе цемента должны быть улучшены с точки зрения их технических свойств и долговечности. Использование пуццолановых материалов, таких как доменный шлак, метакаолин или микрокремнезем, является хорошо зарекомендовавшим себя методом улучшения этих свойств (Mindess et al., 2003). Использование волокон может выступать в качестве дополнительного армирования для улучшения определенных свойств бетонных элементов, таких как пластичность, ударная вязкость, прочность на изгиб, истечение и ударопрочность (Banthia и др. , 1987a; Balaguru and Shah, 1992; Nawy, 2001; Lawler и др. , 2002; Voigt и др. , 2004). Однако FRC не обязательно является прочным материалом. Длительная долговечность зависит от (1) свойств сцепления волокна с матрицей, (2) долговечности матрицы и (3) долговечности волокна в среде цементного теста с высоким pH.

Долговечность волокна в среде с высоким pH рассматривается как одна из основных проблем, связанных с FRC. Синтетические армирующие материалы, такие как полипропиленовые или углеродные волокна, могут быть привлекательными, поскольку они инертны в сильнощелочной среде, а их химическая инертность также обеспечивает ускоренное отверждение (например, автоклавирование) без разрушения волокон. Стальные волокна устойчивы к высоким значениям pH, но они могут вызывать появление пятен ржавчины на бетонных поверхностях. Были разработаны щелочестойкие (AR) стеклянные волокна с включением 16–20 % масс. диоксида циркония в состав волокна.Стекловолокно AR должно быть прочным в цементном тесте, но повышение температуры и pH в поровом растворе может привести к деградации волокна (Мещерин, 2012).

В целом долговечность натурального волокна, безусловно, является главной проблемой, учитывая, что этот тип волокон должен противостоять как внешним (колебаниям температуры и влажности, воздействию сульфатов или хлоридов и т. д.), так и внутренним повреждениям (совместимость между волокнами и цементной матрицей). , объемные изменения и др.). Основная деградация натуральных волокон вызвана высокой щелочностью среды, которая растворяет фазы лигнина и гемицеллюлозы, тем самым ослабляя структуру волокна.Разрушение волокон оценивали путем воздействия на них щелочных растворов и последующего измерения изменений предела прочности при растяжении. Результаты показали вредное воздействие ионов Ca 2 + на деградацию волокна, а также более высокую долговечность волокон там, где pH ниже, например участки из карбонизированного бетона (отчет ACI, 2009 г.).

Toledo filho и др. (2000) исследовали стойкость волокон сизаля и кокосового ореха к щелочным растворам. Волокна сизаля и кокоса содержат соответственно 72. 7 % и 60,9 % от исходной прочности после 420 сут выдержки в растворе NaOH. Поведение этих волокон было различным при воздействии Ca(oH) 2 , так как оба типа волокон полностью потеряли свою первоначальную прочность через 300 дней. Объяснение более высокой агрессивности Ca(OH) 2 может быть связано с кристаллизацией извести в порах волокна. Натуральные волокна также поглощают воду, и это еще один способ снизить долговечность FRC, поскольку поглощение воды приводит к изменению объема и растрескиванию (Ghavami, 2005; Tonoli et al., 2007).

Результаты показывают, что добавление пуццолановых материалов эффективно предотвращает деградацию волокон, поскольку они снижают рН цементных паст (Mohr et al. , 2007). Д’Алмейда и др. (2009) заменил 50% портландцемента метакаолином, чтобы получить матрицу, полностью свободную от Ca(OH) 2 , что предотвратило миграцию гидроксида кальция в просвет волокна, среднюю пластинку и клеточные стенки, тем самым избегая охрупчивания. Но в некоторых случаях низкой щелочности смешанных паст недостаточно для предотвращения разложения лигнина (John et al., 2005). другой альтернативой может быть использование искусственной карбонизации в качестве метода отверждения для (1) увеличения прочности, (2) уменьшения водопоглощения и (3) снижения рН отвержденных паст (Агопян и др. , 2005; Тоноли ). и др. , 2010).

Покрытия из натуральных волокон также могут предотвращать проникновение воды и свободных щелочей. В некоторых методах используются водоотталкивающие вещества (например, силаны) или пропитка волокна силикатом натрия, сульфитом натрия или сульфатом магния; цель состоит в том, чтобы предотвратить набухание волокон в присутствии влаги.Ghavami (1995) изучал бамбуковые волокна, пропитанные водоотталкивающими средствами, и показал, что водопоглощение снижается до 4%. Пиментел и др. (2006) использовали органические соединения, такие как растительные масла, для уменьшения процесса охрупчивания, но с частичным успехом. Толедо и др. (2003) рекомендуют погружать волокно в суспензию микрокремнезема перед добавлением его в смесь. Предварительная обработка волокон (например, высокая температура и сжатие) улучшает жесткость волокон и, следовательно, снижает их влагопоглощение (Агопян и др., 2005). Обнаружено, что предварительная обработка натуральных волокон повышает эффективность FRC. Измельчение является одним из способов обработки волокна, который улучшает сцепление волокна с цементной матрицей, а также устойчивость к щелочному воздействию (Savastano и др. , 2003).

Некоторые авторы показали, что не только долговечность волокна, но и адгезия волокна к матрице могут быть улучшены с помощью обработки волокна (Ghavami, 1995; Coutts, 2005; Tonoli et al. , 2009). Это относится к натуральным волокнам.Связывание синтетических волокон (нейлон, полиэстер и полипропилен) внутри бетонной матрицы в основном механическое, так как нет химической связи. В этом случае модуль упругости и коэффициент Пуассона каждого материала будут определять свойства склеивания, как и геометрия волокна.

Долговечность волокон имеет первостепенное значение при разработке сверхвысококачественного фибробетона (UHPFRC). Эти новые композиты представляют будущее frC и рассматриваются в разделе 15.5.

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) использовалась для характеристики физического и химического взаимодействия волокон в FRC, а также для определения долговечности волокон. Микроструктурный анализ дает информацию о коррозии волокон, отложениях портландита, окружающих волокна, и взаимодействии между волокнами и матрицей (Purnell et al. , 2000). В качестве альтернативы СЭМ могут использоваться другие методы. Uygunoğlu (2008) показал, что поляризационная микроскопия является подходящим методом для оценки характеристик сцепления стальных волокон в SFRC, что также связано с долговечностью композита.

Гидравлическое дорожное вяжущее (HRB) и его использование для стабилизации земляного полотна в Онтарио, Канада

Аннотация

Термин «земляное полотно» относится к монолитному материалу, состоящему из природного грунта, расположенного под конструкционными слоями дорожного покрытия. Качество естественного основания сильно зависит от типа почвы, содержания влаги и органических веществ. Кроме того, разрушение грунта земляного полотна может привести к серьезным повреждениям дорожного покрытия, включая колеи, выбоины и трещины. Для улучшения инженерных свойств земляного полотна были разработаны различные методы стабилизации.Одним из наиболее популярных и экономичных методов является стабилизация грунта земляного полотна на месте с помощью гидравлических вяжущих.
При модификации и стабилизации почвы в полевых условиях в качестве химической добавки часто используется портландцемент. Такой способ значительно повышает инженерные характеристики грунтов по пластичности, прочности, жесткости и долговечности. Несмотря на преимущества, химическое смешивание также имеет некоторые недостатки, включая быстрое схватывание, растрескивание при усадке при высыхании и более высокую стоимость.В последнее время широко изучались дополнительные цементные материалы (SCM), изготовленные из побочных продуктов и промышленных вторичных материалов (например, гранулированного доменного шлака, цементной пыли и летучей золы), с целью сокращения использования цемента. Гидравлический дорожный вяжущий материал (HRB) — это специальный европейский материал, предназначенный для обработки оснований дорог, основания, а также земляных работ. HRB содержит как цементный клинкер, так и значительное количество SCM. Таким образом, использование HRB ​​может быть более рентабельным и экологически безопасным, чем портландцемент.Тем не менее, исследования и применение HRB ​​являются новыми в Канаде.
Исследование началось с исследования цемента и различных составов ПХР в виде пасты и смеси (строительного раствора). Затем выбранные HRB ​​использовались для оценки их воздействия на химические и физические свойства трех местных грунтов земляного полотна. Кроме того, было внедрено применение в полевых условиях стабилизации слабого основания с помощью цемента. Наконец, было проведено исследование, направленное на прогнозирование характеристик дорожного покрытия в долгосрочной перспективе, чтобы смоделировать влияние стабилизированного грунтового основания на конструкцию дорожного покрытия. Результаты исследования резюмируются следующим образом:
• Было обнаружено, что HRB сокращают время схватывания, снижают скорость гидратации и температуру гидратации по сравнению с портландцементом. Продукты гидратации в гидратированных HRB и портландцементах в целом были одинаковыми, но их содержание было разным. Кроме того, в растворах HRB наблюдалось снижение усадки при высыхании, особенно в растворах, содержащих значительное количество SCM. Что касается прочности, то несколько растворов HRB имели эквивалентную прочность цементным растворам после 28 дней отверждения.Кроме того, была обнаружена линейная корреляция между прочностью на сжатие и прочностью на изгиб. Статистический анализ также показал, что сила смеси HRB тесно связана с содержанием GU, GUL и GGBFS.
• Все три почвы земляного полотна (названные Дрезденской, Бленхеймской и Ниагарской) были мелкозернистыми почвами с крупными частицами ила и глины. Испытание на возгорание показало, что все три почвы имеют высокое содержание органических веществ. В частности, Ниагарский грунт с высокой пластичностью, высоким содержанием органического вещества имел меньшую прочность и модуль по сравнению с двумя другими грунтами.С помощью стабилизаторов значения pH почвы увеличились примерно до 12 и выше. Кроме того, в стабилизированных грунтах наблюдалось значительное улучшение с точки зрения прочности, долговечности и модуля упругости. Тем не менее частицы глины и органические вещества препятствовали обработке. Увеличение содержания стабилизатора также способствовало улучшению. В частности, HRB-4LS продемонстрировал лучший стабилизирующий эффект, за ним следуют GU, HRB-4LF и HRB-3S. С другой стороны, грунты, обработанные HRB-2S и HRB-3C, имели более низкие значения прочности и модуля.Наконец, статистический анализ показал, что значения UCS почвы коррелируют с прочностью вяжущего, содержанием вяжущего, отверждением и прочностью необработанного грунта.
• Полевые испытания показали, что гидравлическое вяжущее значительно улучшило работоспособность и состояние земляного полотна. Более того, модуль поверхности грунтового основания со временем отверждения еще более увеличился. После одного года эксплуатации состояние дорог на большинстве испытательных участков было хорошим. Кроме того, долгосрочное прогнозирование характеристик покрытия (LTPP) выявило возможность использования цемента и стабилизированного HRB грунтового основания для уменьшения толщины подстилающего слоя.Что касается международного индекса шероховатости и деформации грунтового основания, то дорожное покрытие, построенное из материалов грунтового основания, стабилизированных HRB, в течение расчетного срока службы имело такие же характеристики, как и дорожное покрытие, обработанное цементом.

Подводя итог, данное исследование было сосредоточено на оценке использования гидравлических дорожных вяжущих, разработанных в Канаде, для стабилизации земляного полотна. Исследование показало, что растворы HRB имеют аналогичную или немного лучшую прочность по сравнению с одним только портландцементом при достаточном времени отверждения. Более того, грунты земляного полотна, улучшенные с помощью HRB, показали себя адекватно при использовании нескольких типов HRB.Кроме того, использование грунтового основания, стабилизированного HRB, в конструкции дорожного покрытия улучшит LTPP дорожного покрытия. Таким образом, использование HRB ​​для стабилизации земляного полотна может быть многообещающим решением в строительстве дорожных покрытий из-за его эквивалентных характеристик, а также с потенциальными экологическими и экономическими преимуществами.

Влияние псевдоволластонита на характеристики аморфных гидравлических вяжущих с низким содержанием кальция

Материалы (Базель). 2019 Октябрь; 12(20): 3457.

João Pereira

2 CIMPOR — Cimentos de Portugal, SGPS S.A., Avenida José Malhoa 22, 1070-049 Lisboa, Portugal; [email protected]

2 CIMPOR — Cimentos de Portugal, SGPS S.A., Avenida José Malhoa 22, 1070-049 Лиссабон, Португалия; [email protected]

3 IDMEC, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa, Portugal

Поступила в редакцию 12 сентября 2019 г.; Принято 19 октября 2019 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

Описано систематическое исследование влияния псевдоволластонита на характеристики нового семейства гидравлических вяжущих с низким содержанием кальция. Образцы нового вяжущего с низким содержанием кальция были получены с помощью инновационного процесса, состоящего из нагрева и гомогенизации смеси сырьевых материалов (известняк, песок и топливный катализатор крекинга) при постоянной температуре с последующим быстрым охлаждением самой смеси.Были испытаны различные максимальные температуры, близкие к температуре плавления смеси, и материалы с соотношением CaO/SiO 2 (C/S) 0,9, 1,1 и 1,25 были получены в виде аморфной фазы с небольшим процентным содержанием псевдоволластонита. Результаты прочности на сжатие определяли через 7, 28 и 90 дней гидратации, а гидратированные фазы анализировали с помощью изотермической калориметрии, рентгеноструктурного анализа (РФА), термогравиметрического анализа (ТГА), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и дифференциального анализа. сканирующая калориметрия (ДСК).Настоящая работа посвящена влиянию процентного содержания псевдоволластонитовой фазы на показатели прочности вяжущего при сжатии.

Ключевые слова: гидравлические вяжущие, декарбонизация, цемент, псевдоволластонит. к 2050 г. ожидается рост до 5 млрд т в год [1]. Несмотря на то, что этот рост представляет собой позитивное социально-экономическое явление, его потенциальное воздействие на изменение климата требует особого внимания.В настоящее время при производстве 1 тонны ПК выделяется примерно 0,73–0,99 тонны CO 2 [2], что составляет 5–6% от общего количества парниковых газов антропогенного происхождения [2]. Таким образом, в рамках повестки дня Организации Объединенных Наций (ООН) до 2030 г. разработка гидравлических вяжущих, соответствующих техническим и экономическим качествам поликарбоната, но позволяющих уменьшить углеродный след, является целью и задачей как для исследователей, так и для производителей цемента. промышленность.

Поскольку реакция декарбонизации является основным источником выбросов CO 2 при производстве клинкера [2], были исследованы различные подходы к снижению процентного содержания кальция в сырьевой смеси: e.г., замена кальция другими элементами; разработка белитовых клинкеров; разработка альтернативных бесклинкерных технологических маршрутов. Репрезентативные современные примеры описаны в патентах и ​​литературе [3,4,5,6,7], но ни одно из этих решений еще не было полностью освоено цементной промышленностью.

Недавно наша группа предложила инновационный и простой новый подход, состоящий из аморфизации связующего с низким содержанием кальция, который позволил бы сократить выбросы CO 2 до 33% [8,9,10,11,12].Настоящая работа является продолжением этих предыдущих исследований и ставит две основные цели: оптимизация отношения CaO/SiO 2 (C/S) в диапазоне от 0,9 до 1,25 и исследование влияния фазы псевдоволластонита на показатели прочности на сжатие.

2. Материалы и методы

Три типа аморфных вяжущих с соотношением C/S соответственно 0,9, 1,1 и 1,25 были получены путем измельчения и смешивания сырьевых материалов (известняка, песка и катализатора крекинга топлива). (FCC), последний как источник Al 2 O 3 ).Сырье измельчали ​​до размера частиц менее 200 мкм в кольцевой мельнице, а химический состав определяли с помощью рентгеновской флуоресцентной спектрометрии с дисперсией по длине волны (WD-XRF) с использованием цемента Axios (Malvern Panalytical, Almelo, Нидерланды). . Для анализа WD-XRF сплавленные шарики готовили с помощью Eagon 2 от Panalytical. Полученные проценты по массе показаны на .

Таблица 1

Состав сырья и комбинации сырьевых смесей аморфных гидравлических вяжущих с молярным отношением C/S, равным 0.9, 1.1 и 1.25. Соответствующие теоретические составы полученного аморфного материала представлены в нижних рядах.

0

Сырье

1,23

Молярное отношение C/S 1,1 1,25 0,9 Состав (мас. %)
Масс.% SiO 2 Ал 2 О 3 Fe 2 О 3 СаО MgO СО 3 К 2 О Нет 2 О TiO 2 Р 2 О 5
Известняк 63. 78 66,57 58,97 0,20 0,16 0,14 99,11 0,30 0,04 0,02 0,04 0,02
Песок 34,97 32,2 39. 74 96.94

96.94 1.29 0.16 0,02 0.52 0.52 0.11
FCC 1. 25 1,29 39,48 51,39 0,52 0,13 0,17 0,09 0,02 0,48 0,81 0,22
Связующее Масс. % SiO 2 Ал 2 О 3 Fe 2 О 3 СаО MgO СО 3 К 2 О Нет 2 О TiO 2 Р 2 О 5
К/С 1. 1 100 47,87 1,59 0,16 49,26 0,16 0,02 0,26 0,08 0,02 0,00
С / S 1. 25 100 44,97 1,56 0,16 52,39 0,17 0,02 0,25 0,08 0,02 0,00
С / S 0. 9 100 52,86 1,65 0,16 44,34 0,15 0,02 0,29 0,08 0,02 0,00

Конечный теоретический химический состав полученных гидравлических вяжущих также показано на рис.

Необработанные смеси прессовали и помещали в платиновый тигель в соответствии с процедурой приготовления, представленной Santos et al.[10], заключающийся в нагреве смеси до температуры, которую назовем максимальной температурой, стабилизации ее в течение 30 минут, закалке расплава путем извлечения тигля из печи и, наконец, оставлении остывать до выдержки на воздухе. Для получения различного процентного содержания кристаллического псевдоволластонита связующее C/S 1.1 и C/S 1.25 нагревали при различных максимальных температурах в диапазоне от 1485°C до 1550°C. После охлаждения аморфные гидравлические вяжущие механически удаляли из тиглей и измельчали ​​в кольцевой мельнице в течение 180 с с пропанолом, получая размер частиц менее 35 мкм.Затем измельченный порошок сушили в печи при 50°С в течение примерно 1 ч для удаления пропанола. Анализ рентгеновской дифракции (XRD) подтвердил, что процесс измельчения не привел к каким-либо обнаруживаемым изменениям минералогии. Пасты готовили путем смешивания аморфного порошка с водой при массовом соотношении вода/связующее 0,375. Пасты заливали в соответствующие формы размерами 20 × 20 × 40 мм 3 и отверждали в условиях контролируемой влажности при относительной влажности более 95%.

Отслеживали гидратацию и химическую эволюцию, а также измеряли прочность на сжатие в возрасте 7, 28 и 90 дней, что позволило установить взаимосвязь между развитием продуктов гидратации и механическими свойствами с течением времени.

показывает обозначение каждой партии образцов, которое включает соответствующее соотношение C/S и максимальную температуру, при которой материал уравновешивается, всегда в области волластонит + жидкость.

Таблица 2

1.25_1520

Образец C/S Максимальная температура (°C)
0. 9_1550 0,9 1550
1.1_1550 1.1 1550
1.1_1530 1.1 1530
1.1_1520 1.1 1520
1.25 1520 1520
1. 25_1500 1500 1500
1.25 1485 1485

Разработка фазы во время гидратации отслеживалась рентгеновской дифракцией (XRD, X ‘Pert Pro, Malvern Panalytical, Алмело, Нидерланды) — анализ Ритвельда, через 7, 28 и 90 дней гидратации.Получение дифрактограммы XRD было выполнено с помощью дифрактометра X’Pert Pro с использованием монохроматического излучения CuKα1 ( λ = 1,54059 Å) и работы в геометрии отражения ( θ /2 θ ). Конфигурация оптики представляла собой фиксированную падающую антирассеивающую щель (1°), фиксированную дивергентную щель (1/2°), фиксированную дифрагированную антирассеивающую щель (1/2°) и детектор X’Celerator, работающий в режим сканирования с максимальной активной длиной. Для каждого образца данные собирались от 5° до 70° (2 θ ).Образцы вращались во время сбора данных со скоростью 16 об/мин, а рентгеновская трубка поддерживалась при 45 кВ и 40 мА. Анализ Ритвельда выполняли с использованием программного обеспечения Panalytical Highscore Plus. Для количественного определения аморфного содержания к каждой смеси добавляли 20 вес.% внутреннего стандарта корунда (99,9% α-Al 2 O 3 от Alfa Aesar, Хаверхилл, Массачусетс, США).

Изотермический калориметрический анализ проводили сразу после добавления связующего и смешивали с водой (в/ц 0.375) через TAM Air Instruments—Waters Sverige AB (Соллентуна, Швеция). Характерный экзотермический тепловой поток гидрореактивных связующих измеряли с использованием стеклянных ампул с водой Milli Q в качестве эталона. Все эксперименты проводились при 20 °C, а данные о теплоте гидратации собирались в течение 7 дней.

Испытания на прочность при сжатии проводили на призмах из пасты размерами 20 × 20 × 40 мм 3 через 7, 28 и 90 дней гидратации. Испытания на прочность на сжатие образцов призм проводились с использованием оборудования Ibertest Autotest 400/10 с приложением силы, равной 2.4 кН/с.

Измерения термогравиметрического анализа (ТГА) (ELTRA GMBH, Хаан, Германия) были выполнены для оценки количества воды, содержащейся в структуре гидратированных продуктов на 7, 28 и 90 дни гидратации. Многоканальный ТГА прибор ELTRA использовали по температурной программе, разработанной Центральной лабораторией CIMPOR-Cimentos de Portugal (Лиссабон, Португалия). Испытания проводились при постоянной скорости нагрева между фиксированными температурами (105°C, 250°C, 500°C и 950°C), каждая температура поддерживалась до достижения постоянной массы.На первом этапе между комнатной температурой и 105°С применялась скорость нагрева 4°С/мин, от 105°С до 250°С скорость нагрева 10°С/мин, на последних двух этапах , от 250°С до 500°С и от 500°С до 950°С, применяемая скорость нагрева составляла 15°С/мин.

В этой статье были проанализированы только данные ТГА, полученные в диапазоне от 105 °C до 500 °C. Этот выбор был сделан на основании того факта, что вся связанная вода C–S–H теряется в этом диапазоне температур [13, 14], и, таким образом, предполагалось, что, когда образцы достигают постоянства массы при 500 °C, что, к концу опыта все C–S–H были обезвожены.

Измерения низкотемпературной дифференциальной сканирующей калориметрии (LT-DSC) проводились на образцах после 90 дней гидратации в атмосфере азота для изучения степени гидратации образцов путем определения содержания воды в гидратированной пасте. Образцы взвешивали и помещали в герметичный алюминиевый поддон (диаметр 5 мм, вместимость 25 мл, от NETZSCH, Selb, Германия). Используемым устройством была модель DSC 200F3 Maia от NETZSCH (Selb, Германия), и данные анализировались с помощью Proteus ® 8.6 софт. Температурная программа, используемая в этой работе, была основана на ссылке [15]: уравновешивание при 20 °C в течение 10 минут; охлаждать от 20°С до -80°С со скоростью 2°С/мин; уравновешивание при -80 ° C в течение 10 минут; нагрев от −80 °C до 20 °C со скоростью 2 °C/мин.

Поверхность изломов образцов с 28-дневной гидратацией исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с использованием оборудования FEG-SEM JEOL 7001F (JEOL Ltd., Токио, Япония) при напряжении 15 кВ. Все образцы были покрыты золотым напылением перед SEM-анализом.

3. Результаты

3.1. XRD/Rietveld

a,b показывает, соответственно, фазовый состав в процентах по массе безводного гидравлического вяжущего и соответствующих паст образцов C/S 1.1 и C/S 1.25 при разных возрастах гидратации: 7, 28 и 90. дней. Данные были получены с помощью анализа Ритвельда.

Анализ по Ритвельду образцов C/S 1.1 ( a ) и C/S 1.25 ( b ), приготовленных при разных температурах клинкерования, массовые проценты различных фаз (Примечание: P-псевдоволластонит; T-тоберморит, A -Аморфная 1 Фаза аморфная, мас.% включает безводный и показан C-S-H).

Можно отметить, что для обоих образцов C/S_1.1 и C/S_1.25 с увеличением времени гидратации также увеличивалось содержание продуктов гидратации, а именно тоберморитовых структур. Для безводных образцов количество псевдоволластонита увеличивалось с понижением максимальной температуры, однако в случае C/S 1,25 получение различных процентных соотношений исходного псевдоволластонита при понижении максимальной температуры оказалось затруднительным из-за близости отношение C/S 1.25 к точке эвтектики на равновесной фазовой диаграмме CaO-SiO 2 . Образцы C/S 1.25, по-видимому, образовывали больше кристаллических продуктов гидратации, чем образцы C/S 1.1. Паста образца C/S_0,9 (с исходным фазовым составом 0,9 мас. % псевдоволластонита и 99,1 мас. % аморфной фазы) через 7, 28 и 90 сут не анализировалась, так как не вступала в реакцию при контакте с вода.

3.2. Изотермическая калориметрия

показывает нормализованную зависимость теплового потока от времени, соответственно, для образцов C/S 1.1 (а) и C/S 1.25 (б). Соответствующий кумулятивный выброс также показан пунктирной линией. Данные нормированы на массу порошка безводного вяжущего.

Тепловой поток и кумулятивное тепловыделение (отнесенное к массе связующего порошка) в зависимости от времени гидратации: ( a ) C/S 1. 1 Образцы; ( b ) Образцы C/S 1.25.

Образцы C/S_1.1_1530 и 1.1_1550 (а) достигли максимума примерно через 19 и 23 ч гидратации соответственно. В случае образца 1.25_1520 и 1.25_1500 (б) максимальное тепловыделение зарегистрировано на 10 ч гидратации. Образцы 1.1_1520 и 1.25_1485, приготовленные при самой низкой температуре, имели слабый и поздний экзотермический пик. Однако можно заметить, что существовала тенденция, связывающая уменьшение пика интенсивности и задержку реакции гидратации с увеличением присутствия псевдоволластонита (снижение максимальной температуры). Интенсивности пиков для образцов 1.1_1550 и 1.25_1520, которые оба были доведены до жидкой фазы, были одинаковыми и были ниже по сравнению с интенсивностью пиков образцов 1.1_1530 и 1.25_1500, которые были нагреты чуть ниже температуры перехода жидкости. По-видимому, существуют оптимальные условия для образца 1.1_1530 (~3,5 мас.% исходного псевдоволластонита), который достиг пика 0,32 мВт/г через 19 ч гидратации. Образец C/S_0.9 не давал никаких экзотермических пиков, поэтому о нем не сообщалось.

3.3. Прочность на сжатие

показывает изменение прочности на сжатие для группы образцов C/S_1.1 и C/S_1.25 через 7, 28 и 90 дней гидратации.Образец 0,9 не затвердел, поэтому эта группа образцов была отброшена при анализе.

Развитие прочности при сжатии паст, изготовленных из образцов C/S_1.1 и C/S_1.25. Примечание: вода/связующее = 0,375 по весу. (Полосы ошибок соответствуют максимальной ошибке, связанной с измерениями).

В раннем возрасте, а именно до семи дней гидратации, присутствие псевдоволластонита, по-видимому, не имело значения для показателей прочности на сжатие, при этом полученные механические сопротивления были схожи между собой.Образцы C/S_1.1 демонстрируют в целом значительно более высокую прочность на сжатие через 28 и 90 дней гидратации, чем образцы C/S_1.25. Как в CS_1.1, так и в CS_1.25 наблюдалось увеличение прочности на сжатие при снижении максимальной температуры в процессе приготовления, что соответствовало увеличению процентного содержания псевдоволластонита. Образец 1.1_1520, изначально содержащий 7,6 мас.% псевдоволластонита (представлен светло-серым квадратом на ), продемонстрировал впечатляющее изменение прочности на сжатие между 7 и 90 днями за счет увеличения с 8 дней.от 5 МПа до 34,5 МПа. Прочность образца 1.1_1550 через 90 дней не измерялась из-за экспериментальных ограничений. Образцы C/S_1.25 имели значительно более низкую прочность на сжатие, примерно вдвое, по сравнению с образцами C/S_1.1. В случае C/S_1,25 результаты, полученные при семидневной гидратации, соответствовали результатам, полученным для пожилых людей, причем образец 1,25_1485 был образцом с лучшей прочностью на сжатие.

3.4. Термогравиметрический анализ (ТГА)

показывает результаты ТГА.Как и ожидалось, все протестированные образцы показали увеличение содержания структурной воды вместе со временем гидратации.

Изменение процентного содержания воды, включенной в структуру производимых паст, в зависимости от возраста гидратации. (Полосы ошибок соответствуют максимальной ошибке, связанной с измерениями).

Через 90 дней гидратации в целом образцы C/S_1.1 показали более высокие значения структурной воды, чем образцы C/S_1.25. Образцы доводили до наивысшей максимальной температуры при приготовлении, 1.1_1550 и 1.25_1520 представили самые низкие относительные значения структурной воды по сравнению с соответствующими образцами, полученными при более низких максимальных температурах, что означает, что присутствие псевдоволластонита ускорило механизм гидратации.

3.5. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

Образцы 1.1_1550, 1.1_1530 и 1.1_1520 после 28 дней гидратации исследовали с помощью анализа СЭМ. а показано для примера изображение участка излома образца 1.1_1550 при 100-кратном увеличении.Можно наблюдать различные поры, диаметр которых колеблется от нескольких мкм до ~200 мкм. Этот тип пористой морфологии был подтвержден в каждом образце. б-г показывают морфологию при 5000-кратном увеличении образцов 1.1_1550, 1.1_1530 и 1.1_1520 соответственно. В каждом образце можно наблюдать наличие коротких волокон и пластинчатых структур, типичных для гидратированных фаз силиката кальция (примеры структур C–S–H выделены на рис. ). В некоторых случаях были обнаружены несколько агломератов безводного материала, которые не вступали в реакцию (см. выделенные области).

СЭМ-изображения образцов C/S 1.1 с 28-дневной гидратацией: ( a ) 1.1_1550 при увеличении 100×; ( b ) 1.1_1550 при увеличении 5000×; ( c ) 1.1_1530 при увеличении 5000×; ( d ) 1.1_1520 при увеличении 5000×.

Структуры, наблюдаемые в образцах C/S 1.25, были эквивалентны структурам образцов C/S 1.1 и не сообщались.

3.6. Низкотемпературная дифференциальная сканирующая калориметрия (LT-DSC)

Согласно коллоидной модели Дженнингса II [16], описывающей микроструктуру C–S–H, вода внутри цементного теста может располагаться в межпластинчатом пространстве (размер <1 нм) , малые поры геля (SGP), размером 1–3 нм; и в крупных гелевых порах (БГП) размером 3–12 нм.Свободная вода, заключенная в этих порах, будет замерзать при разных температурах в зависимости от размера пор [15,17]. Поскольку происходит гидратация, вода может находиться только в ЗВП. С помощью LT-DSC было исследовано местонахождение воды. показаны термограммы охлаждения исследуемой группы образцов при 90-дневной гидратации. Замерзающая вода была очевидна, поскольку поток тепла от образца во время охлаждения был переведен в виде пика на термограмме, температура которого была связана с размером пор, в которых содержалась вода [17].Можно наблюдать два типа пиков: один между -20 °C и -30 °C, который соответствует воде, заключенной в пространстве LGP [15], а другой ниже -35 °C, что соответствует воде, заключенной в СГП [15]. Глядя на термограммы, можно заметить, что для большинства образцов, за исключением образца 1.1_1520, характерны пики, соответствующие как воде, заключенной в ЗВП, так и воде, заключенной в ЗВП, что свидетельствует о незавершенности процесса гидратации. [15,16,17].В случае образца 1.1_1520 термограмма свидетельствовала о завершении гидратации и о том, что единственная представленная вода находится в ЗВП. Также можно отметить, что с увеличением содержания псевдоволластонита интенсивность пиков выше -35 °С увеличивалась, а интенсивность пиков при -20 °С уменьшалась, что свидетельствует об ускорении механизма гидратации в присутствии псевдоволластонита. подтверждение результатов ТГА.

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) Термограммы охлаждения набора образцов C/S 1.1 и C/S 1,25 через 90 дней гидратации.

4. Обсуждение

R.L. Santos et al. [12], Хосино и соавт. [18] и Kazuhiro et al. [19] обнаружили линейную зависимость между количеством образовавшегося C-S-H и результатами прочности на сжатие. Эта тенденция была подтверждена представленными результатами.

Массовое процентное содержание гидратов силиката кальция (C–S–H), присутствующих в пастах на 7, 28 и 90 день гидратации, было рассчитано с использованием количества связанной воды, определенного с помощью ТГА, и с учетом представленных моделей. в работах Коми и др.[20] и Richardson [21], которые вычисляют корреляции между молярным отношением воды к кремнию (H/S) и молярным отношением C/S. Следующее уравнение (1) было приведено в работе Ричардсона [21] для определения мольного отношения воды к кремнезему (H/S) как функции мольного отношения C/S в продуктах C–S–H с тоберморитом. подобная структура и действительна для условий сильно высушенных образцов:

Уравнение (2)
куда,

вес.%SiO2прореагировавший=мас.%h3Oсвязан(WS)×M(h3O)M(SiO2),

(3)

а исходное значение мас.%SiO2 взято из , затем было использовано для расчета % C–S–H, образующегося при гидратации приготовленных паст, исходя из того, что:

(i) Вся связанная вода, определенная методом ТГА , удаляется в диапазоне температур от 105 °С до 500 °С;

(ii) C–S–H, образующиеся при гидратации этих паст, имеют молярное соотношение C/S, аналогичное материалам-предшественникам.

объединяет данные, взятые из литературы, и экспериментальные данные, полученные в настоящей работе, подтверждая линейную зависимость, при которой более высокие значения связанной воды обеспечивают более высокое количество продуктов гидратации и, следовательно, более высокие результаты прочности на сжатие.

В данной работе приведен график зависимости процентного содержания образовавшегося C–S–H от полученной прочности на сжатие. Кроме того, на графике представлены другие результаты R.L. Santos et al. [10], Хосино и соавт. [18]. и Казухиро и др. [19].

Линейная зависимость между прочностью на сжатие и кумулятивным тепловыделением в материалах из цемента и строительных растворов была обнаружена Bentz et al. и других исследователей [22,23]. Однако в настоящем исследовании такой зависимости не наблюдалось. Хотя образцы 1.25_1520 и 1.25_1500 были образцами, выделившими наибольшую теплоту гидратации (см. ), их прочность на сжатие показала более низкие значения, чем образцы 1.1_1550 и 1.1_1530 ().

Сравнение результатов изменения прочности на сжатие через 7, 28 и 90 дней гидратации исследуемых образцов () с процентным содержанием исходной псевдоволластонитовой фазы, показанным на а, б. Можно заметить, что через семь дней гидратации в случае образца C/S 1.1 присутствие псевдоволластонита, по-видимому, не дает преимуществ в отношении механической прочности. Кроме того, образцы 1.1_1530 и 1.1_1520 показывают увеличение прочности на сжатие во времени с увеличением процентного содержания исходной псевдоволластонитовой фазы. Кроме того, образец 1.1_1520, который показал очень низкую прочность через семь дней гидратации, увеличился до 34,5 МПа через 90 дней, что представляет собой лучший результат среди исследуемых образцов.

Значения прочности на сжатие образцов C/S 1.1 значительно лучше, чем у образцов 1.25, даже у полностью аморфных образцов (1.1_1550 и 1.25_1520), что подтверждает, что «качество» C–S–H образцов C/S 1.1 лучше, как ранее сообщалось R.L. Santos et al. [8]. Образец 1.25_1485, который содержит около 19 мас.% исходного псевдоволластонита, показал наилучшие результаты в наборе образцов C/S 1.25 для всех возрастов гидратации. Из этих результатов видно, что присутствие исходного псевдоволластонита в аморфной композиции увеличивает прочность на сжатие.

показывает взаимосвязь между прочностью на сжатие и массовым соотношением C-S-H/тоберморита. Значения, использованные для тоберморита, были получены с помощью XRD-анализа (см. a, b), а значения масс.% CSH были рассчитаны по уравнению (2). Образцы C/S 1.1 демонстрируют более высокое соотношение C-S-H/тоберморит и более высокие результаты прочности на сжатие по сравнению с образцами C/S 1.25.

Зависимость между результатами прочности на сжатие и весовым соотношением C–S–H/тоберморита образцов C/S 1,1 и C/S 1,25.

Это исследование предполагает, что в этих случаях основной вклад в механические свойства вносит аморфная структура C–S–H, которая, по-видимому, работает как «клей» с участием нанокристаллов тоберморита, предполагая, что без присутствия C –S–H, нанокристаллы тоберморита не улучшают соответствующим образом механические свойства клинкерной массы.

Вяжущие с низким содержанием кальция, исследованные в настоящей работе, имели низкую кумулятивную теплоту гидратации (см. a, b), примерно на порядок ниже, чем кумулятивная теплота гидратации обычного цемента с поликарбонатом, например, [24], например, Тип I PC в соответствии с Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) C 150 (Стандартная спецификация для портландцемента) при двухдневной гидратации, что показывает примерно 250 Дж/г вяжущего [25] по сравнению с 20–25 Дж/г кумулятивного тепло, выделяемое показанными здесь образцами (см. вставки на а, б).В основном это связано с тем, что эти новые вяжущие не содержали C 3 S/фазы, которая составляла от 50 до 80 % ПК [26] и вносила основной вклад в формирование C–S– H [26,27] и, следовательно, к тепловыделению. В исследуемом случае, кроме отсутствия C 3 S, мы не наблюдали присутствия фаз алюмината кальция и образования портландита, которые в дальнейшем способствовали бы тепловыделению ПК. Все эти факты свидетельствуют о том, что мы имеем дело с другими механизмами гидратации и образования C–S–H, чем для ПК, и что эти механизмы до сих пор неясны и требуют дальнейшего изучения.Уменьшение тепловыделения может представлять собой не только критический ключ к предотвращению или минимизации образования трещин в крупных конструкциях [28], но также и к повышению прочности и долговечности бетона в более позднем возрасте. Однако аморфные вяжущие с низким содержанием кальция, представленные в этой работе, значительно отстают от ожидаемой прочности, и будут проведены дальнейшие исследования и корректировка протокола приготовления пасты для улучшения механических свойств в раннем и более позднем возрасте.

Наблюдение СЭМ () показывает наличие крупных пор, что свидетельствует о наличии пузырьков воздуха во время схватывания пасты, что связано с избытком воды или недостаточным уплотнением паст во время приготовления образца.Поры снижают модуль упругости и, следовательно, оказывают существенное влияние на прочность и долговечность цемента [29]. Более того, с помощью СЭМ-анализа удалось идентифицировать структуру, которая описана в литературе как типичная структура типа геля C-S-H [30,31,32].

5. Выводы

В этой работе были исследованы три отношения C/S: C/S 0,9, C/S 1,1 и C/S 1,25, путем тестирования различных температур производства, и был сделан вывод, что среди трех Испытано молярное соотношение C/S, образец с соотношением C/S 0.9 не проявлял никакой гидравлической реактивности до 90 дней гидратации, в то время как образец C/S 1.1 демонстрировал наилучшие механические характеристики.

С помощью рентгеноструктурного анализа наблюдалось увеличение процентного содержания эндогенного кристаллического псевдоволластонита и снижение температуры спекания. Процентное содержание кристаллической фазы псевдоволластонита варьировало от 0 мас.% до 7,6 мас.% и от 0 мас.% до 18 мас.% соответственно в случае образцов C/S 1,1 и C/S 1,25. Минимальная испытанная температура составила 1520 °C и 1485 °C соответственно для C/S_1.1 и C/S_1.25, авторы ничего не делают для температур ниже этих.

Испытания прочности на сжатие проводились на каждом образце через 7, 28 и 90 дней, и результаты сравнивались с типичными значениями PC. Как и ожидалось, образцы с более высоким временем гидратации показали более высокое структурное содержание воды, большее количество продуктов гидратации (C-S-H) и, следовательно, более высокую прочность на сжатие. Образцы C/S 1.1 и 1.25 достигли 34,5 МПа (1,1_1520, 7,6 мас.% исходного псевдоволластонита) и 19.6 МПа (1,25_1485, 8,7 мас.% исходного псевдоволластонита) при 90 сут гидратации соответственно против 15 МПа и 11 МПа их соответствующих полностью аморфных образцов при том же возрасте гидратации. Однако эти значения все же ниже, чем для ПК, типичное значение которого в том же возрасте составляет 58 МПа. Авторы считают, что можно проделать большую работу и что эти связующие должны быть дополнительно исследованы, например, чтобы избежать пористости образца путем улучшения протокола приготовления пасты.

Изотермический калориметрический анализ показал себя как точный инструмент для прогнозирования реакционной способности, поскольку наличие теплоты гидратации указывает на наличие реакционной способности связующего.Образцы, представленные в данной работе, показали выделение теплоты гидратации на порядок ниже, чем у ПК. Этот многообещающий результат свидетельствует о потенциале этих вяжущих с низким содержанием кальция в области крупногабаритных бетонных конструкций, например, в случае плотин и больших плотных фундаментов.

Благодарности

Мы благодарим CIMPOR—Cimentos dePortugal, SGPS S.A. за финансирование, FCT через IDMEC в рамках LAETA, проект UID/EMS/50022/2019FCT за поддержку и Давиэля Сальгадо за корректуру.

Вклад авторов

Концептуализация, PP, RC, R. L.S. и Р.Б.Х.; методология, RLS, JP, PP, RC и RBH; валидация, R.C., R.B.H. и Дж. П.; формальный анализ, Д.С., Р.Л.С. и П.П.; расследование, Д.С.; ресурсы, Р.К. и Дж. П.; курирование данных, D.S.; написание — подготовка первоначального проекта, Д.С. и П.П.; написание — обзор и редактирование, P.P., R.C. и Р.Л.С.; надзор, П.П., Р.Л.С. и Р.К.; администрация проекта, RC; приобретение финансирования, R.C.

Финансирование

Это исследование финансировалось CIMPOR—Cimentos dePortugal, SGPS S.А. за счет финансовой поддержки (Промышленный контракт CIMPOR/ADIST «Nanocimento»/AD0031.1/2016).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Мартин Мёллер Г., Коэн Дж. Л. Жидкий камень: новая архитектура в бетоне. 1-е изд. Биркхойзер; Базель, Швейцария: 2006 г. [Google Scholar]2. Хасанбейги А., Прайс Л., Лин Э. Новые технологии энергоэффективности и сокращения выбросов CO 2 для производства цемента и бетона: технический обзор. Продлить. Поддерживать. Energy Rev. 2012; 16:6220–6238. doi: 10.1016/j.rser.2012.07.019. [CrossRef] [Google Scholar]

3. Валента Г., Компарет С., Морин В., Гартнер Э. Гидравлическое вяжущее на основе сульфоалюминатного клинкера и портландклинкера. № 8177903. Патент США. 2012 15 мая;

4. Валента Г., Компарет С., Морин В. Промышленный процесс производства клинкера с высоким содержанием белита. 8 852 339. Патент США. 2012 12 апреля;

5. Cangiano S., Princigallo A. Гидравлическое вяжущее, содержащее измельченный доменный шлак.WO2011064378 А1. Всемирная организация интеллектуальной собственности. Международная публикация №. 3 июня 2011 г .;

6. Хаберт Г. 10—Оценка воздействия на окружающую среду производства традиционного и «зеленого» цемента. В: Пачеко-Торгал Ф., Кабеса Л.Ф., Лабринча Дж., де Магальяйнс А., редакторы. Экологически эффективное строительство и строительные материалы. Издательство Вудхед; Кембридж, Великобритания: 2014. стр. 199–238. [Google Академия]7. Stemmermann P. , Schweike U., Garbev K., Beuchle G., Möller H. Celitement — Устойчивая перспектива для цементной промышленности.Цем. Междунар. 2010;8:52–66. [Google Scholar]

8. Horta R.S.B., Colaço R.A.C., Lopes J.N.A.C., dos Santos R.L., Pereira J.C., da Rocha e Silva P.J.P., Lebreiro S.M.M. Гидравлические вяжущие на основе дендритного белита и способы их получения. WO2016118029 А1. Всемирная организация интеллектуальной собственности, международная публикация №. 2016 28 июля;

9. Орта Р.С.Б., Коласу Р.А.К., Лопес Х.Н.А.К., душ Сантуш Р.Л., Перейра Х.К., да Роша и Силва П.Дж.П., Лебрейро С.М.М. Аморфные низкокальциевые силикатные гидравлические вяжущие и способы их получения.10 414 690. Патент США. 2019 17 сентября;

10. Сантос Р.Л., Орта Р.Б., Перейра Дж., Нуньес Т.Г., Роча П., Лопес Х.Н.К., Коласо Р. Новые высокопрочные клинкеры с 1,10 CaO/SiO 2 1,25: Производственный маршрут и предварительная характеристика гидратации. Цем. Конкр. Рез. 2016;85:39–47. doi: 10.1016/j.cemconres. 2016.03.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 11. Парадизо П., Сантос Р.Л., Орта Р.Б., Лопес Дж.Н.К., Феррейра П.Дж., Коласо Р. Формирование нанокристаллического тоберморита в связующих из силиката кальция с низким отношением C/S.Acta Mater. 2018; 152:7–15. doi: 10.1016/j.actamat.2018.04.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12. Сантос Р.Л., Орта Р.Б., Перейра Дж., Нуньес Т.Г., Роша П., Коласо Р. Щелочная активация нового гидравлического вяжущего на основе силиката кальция с CaO/SiO 2 = 1,1. Варенье. Керам. соц. 2018;101:4158–4170. doi: 10.1111/jace.15554. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Ведалакшми Р., Сундара Радж А., Шринивасан С., Ганеш Бабу К. Количественное определение гидратированных цементных изделий из смешанных цементов в бетоне низкой и средней прочности с использованием методов ТГ и ДТА.Термохим. Акта. 2003; 407:49–60. doi: 10.1016/S0040-6031(03)00286-7. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14. Эстевес Л.П. О гидратации водововлекаемых систем цемент-кремнезем: комбинированный СЭМ, РФА и термический анализ цементных паст. Термохим. Акта. 2011; 518:27–35. doi: 10.1016/j.tca.2011.02.003. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Риди Ф., Лучани П., Фратини Э., Баглиони П. Вода, содержащаяся в цементных пастах, как индикатор эволюции микроструктуры цемента. Дж. Физ. хим. Б. 2009; 113:3080–3087. doi: 10.1021/jp808754t.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Дженнингс Х. Дж. Уточнения коллоидной модели CSH в цементе: CM-II. Цем. Конкр. Рез. 2008; 38: 275–289. doi: 10.1016/j.cemconres.2007.10.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Снайдер К.А., Бенц Д.П. Прекращение гидратации и потеря замерзающей воды в цементных смесях при относительной влажности 90 %. Цем. Конкр. Рез. 2004;34:2045–2056. doi: 10.1016/j.cemconres.2004.03.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 18. Хосино С., Ямада К., Хирао Х. Рентгенофазовый анализ/анализ Ритвельда гидратации и набора прочности цемента с примесью шлака и известняка.Дж. Адв. Конкр. Технол. 2006; 4: 357–367. doi: 10.3151/jact.4.357. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19. Казухиро М., Фукунага Т., Сугияма М., Ивасэ К., Оиси К., Ямамуро О. Гидратационные свойства и развитие прочности на сжатие низкотемпературного цемента. Дж. Физ. хим. Твердые вещества. 2012;73:1274–1277. doi: 10.1016/j.jpcs.2012.07.004. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Абдольхоссейни Коми М.Дж., Краковяк К.Дж., Баучи М., Стюарт Шахсавари Р., Джаганнатан Д., Броммер Д.Б., Бароннет А., Бюлер М.Дж., Йип С., Ульм Ф.Дж. и др.Комбинаторно-молекулярная оптимизация гидратов цемента. Нац. коммун. 2014;5:4960. doi: 10.1038/ncomms5960. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]22. Бенц Д., Барретт Т., Де ла Варга И., Вайс В. Связь прочности на сжатие с выделением тепла в строительных растворах. Доп. Гражданский англ. Матер. 2012; 1:1–14. doi: 10.1520/ACEM20120002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 23. Баран Т., Пичнярчик П. Коэффициент корреляции между теплотой гидратации и прочностью на сжатие обычного цемента. Констр. Строить. Матер.2017; 150:321–332. doi: 10.1016/j. conbuildmat.2017.06.025. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 24. Ху Дж., Колева Д.А., Ма Ю., Шланген Э., ван Брейгель К. Ранняя гидратация, микроструктура и микромеханические свойства цементного теста, модифицированного полимерными везикулами. Дж. Адв. Конкр. Технол. 2013; 11: 291–300. doi: 10.3151/jact.11.291. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 25. Вэнс К., Агуайо М., Дакхане А., Равикумар Д., Джайн Дж., Нейталат Н. Сходства, связанные с микроструктурой, механическими свойствами и долговечностью бетонов на основе OPC и вяжущих на основе активированного щелочью шлака.Междунар. Дж. Конкр. Структура Матер. 2014; 8: 289–299. doi: 10.1007/s40069-014-0082-3. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 26. Скривенер К.Л., Джуллианд П., Монтейро П.Дж.М. Успехи в понимании гидратации портландцемента. Цем. Конкр. Рез. 2015;78:38–56. doi: 10.1016/j.cemconres.2015.05.025. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Тейлор Х.Ф.В. Химия цемента. 2-е изд. Томас Телфорд; Лондон, Великобритания: 1997. [Google Scholar]28. Ван Л., Ян Х.К., Чжоу С.Х., Чен Э., Тан С.В. Механические свойства, долговременная теплота гидратации, поведение при усадке и трещиностойкость бетона плотины, спроектированного с использованием низкотемпературного портландцемента (LHP) и летучей золы.Констр. Строить. Матер. 2018;187:1073–1091. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.08.056. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 29. Барбхуйя С., Чоу П. Наноразмерные механические свойства цементных композитов, армированных углеродными нановолокнами. Материалы. 2017;10:662. doi: 10.3390/ma10060662. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]30. Ильмин Р., Яглид У., Стенари Б.-М., Панас И. Ранняя гидратация и схватывание портландцемента под контролем с помощью ИК, СЭМ и методов Вика. Цем. Конкр. Рез. 2009; 39: 433–439.doi: 10.1016/j.cemconres.2009.01.017. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 31. Виджил де ла Вилья Р., Фернандес Р., Родригес О., Гарсия Р., Вильяр-Косинья Э., Фриас М. Эволюция пуццолановой активности термически обработанного цеолита. Дж. Матер. науч. 2013;48:3213–3224. doi: 10.1007/s10853-012-7101-z. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 32. Франус В., Панек Р., Вдовин М. 2-й Международный конгресс по междисциплинарной микроскопии и микроанализу. Спрингер; Чам, Швейцария: 2015. Исследование микроструктуры продуктов гидратации портландцемента с помощью СЭМ; стр.105–112. [Google Scholar]

Заявка на патент США на сухую добавку для гидравлических вяжущих (заявка № 20080245261, выданная 9 октября 2008 г.)

ОБЛАСТЬ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Изобретение относится к сухим добавкам для гидравлических вяжущих.

СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ

Сухие добавки для гидравлических вяжущих продаются отдельно или уже смешаны, напр. как сухой бетон или сухой раствор. Такие сухие смеси обладают относительно хорошей стабильностью при хранении и сроком хранения, так как в смесях порошков сухих сырьевых материалов в течение периода хранения не происходит взаимодействий между сырьевыми материалами, влияющих на свойства при хранении.

Однако, когда в сухую смесь необходимо добавить жидкое сырье или добавки, например, путем впрыскивания или заливки добавки в порошковую смесь, время хранения, в течение которого порошковая смесь сохраняет свои желаемые свойства, резко сокращается. Даже носители, адсорбирующие жидкость на своей поверхности, не всегда подходят для предотвращения взаимодействия, однако это зависит от свойств жидкой добавки. В частности, гидрофильные жидкости со значительным давлением паров могут мигрировать в порошковую смесь и вызывать нежелательные эффекты.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение основано на достижении достаточной стабильности при хранении с сухой добавкой для гидравлических вяжущих типа, упомянутого вначале, даже при использовании по меньшей мере одной жидкой добавки.

Согласно изобретению это достигается за счет признаков первого пункта формулы изобретения.

Преимущества сухой добавки согласно изобретению состоят, с одной стороны, в том, что сухая добавка стабильна при хранении и проста в дозировании, и, в частности, в том, что составленная с ее помощью гидравлически отверждаемая композиция имеет значительно лучшую стабильность при хранении, чем аналогичная композиция. в которую была подмешана соответствующая жидкая добавка в жидком состоянии.

Еще одно преимущество состоит в том, что во время работы жидкая добавка, впитавшаяся в микропористый носитель, высвобождается с задержкой только при добавлении воды и мигрирует в гидравлическое вяжущее или в матрицу.

Кроме того, следует отметить еще одно преимущество, а именно то, что антикоррозионная добавка защищает арматурное железо, присутствующее в отвержденной гидравлической композиции, от коррозии.

Кроме того, в определенных пределах на кинетику высвобождения можно влиять путем соответствующей комбинации микропористого носителя и жидкой добавки.

Другие полезные формы изобретения следуют из пунктов формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

Изобретение поясняется более подробно ниже на основе чертежей. Одни и те же компоненты на разных фигурах обозначены одними и теми же ссылочными позициями.

РИС. 1: показывает схематический вид микропористого носителя, загруженного жидкой добавкой;

РИС. 2: схематический вид гидравлически отверждаемой композиции, содержащей микропористый носитель, наполненный жидкой добавкой;

РИС.3: показывает схематический вид отвержденной гидравлической композиции и гидравлически отверждаемой композиции, используемых для целей восстановления, содержащих микропористый носитель, загруженный жидкой добавкой.

РЕАЛИЗАЦИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РИС. 1 показан микропористый носитель 2 , загруженный по меньшей мере одной жидкой добавкой 1 . Для этого микропористый носитель 2 смешивают с жидкой добавкой 1 в сухом смесителе.

Подходящими микропористыми носителями 2 являются микропористые молекулярные сита, предпочтительно цеолиты, в частности синтетические цеолиты.

Микропористая структура носителя 2 характеризуется системой пор с определенным радиусом пор и удельной площадью поверхности пор. В зависимости от желаемой структуры более крупные полости соединяются этой системой пор. Это свойство обеспечивает направленную адсорбцию молекул на основе их размера и полярности.

Таким образом, в качестве носителей возможны микропористые молекулярные сита, в частности цеолиты. Цеолиты могут быть получены синтетическим путем или встречаться в природе в бывших вулканических районах, где их добывают открытым способом, например, в Италии.

Коммерческие цеолиты имеют диаметр пор, который обычно находится в диапазоне от 3 до 10 Ангстрем (10 −10 м), предпочтительно от 4 до 8 Ангстрем, но может быть и больше.

Предпочтительно микропористые носители имеют форму порошка, в частности, со средним диаметром частиц менее 100 микрометров, предпочтительно от 100 до 10 микрометров, наиболее предпочтительно от 50 до 25 микрометров. В производстве цеолиты получают в виде очень тонкого порошка и иногда перерабатывают в более крупные частицы с помощью связующего. Однако для использования в качестве микропористых носителей предпочтительны цеолиты в виде порошка. Возможной предварительной обработкой является частичное насыщение цеолитов водой. Это особенно выгодно в настоящем изобретении для упрощения пропитки жидкой добавкой.

Цеолиты типа цеолита A, Linde типа A (LTA) являются особенно предпочтительными. Еще более предпочтительными являются катионообменные цеолиты без или, по крайней мере, в значительной степени без ионов щелочных металлов.

Варьируя соотношение алюминий/кремний, можно контролировать гидрофильность и гидрофобность.Это свойство можно использовать для выбора или корректировки пригодности конкретного цеолита для используемой жидкой добавки.

Для того, чтобы включить добавку в носитель, носитель вводят в сухой смеситель, а жидкую добавку добавляют с помощью насадки и перемешивают в смесителе.

Содержание жидкой добавки 1 относительно носителя 2 обычно находится в диапазоне до 100 мас. % носителя, в частности от 10 до 80 мас.%. Однако это также зависит от природы используемых цеолитов и их параметров.

В зависимости от назначения и/или природы добавки может оказаться целесообразным не полностью исчерпать возможности физического и химического нагружения микропористого носителя жидкой добавкой.

Контейнер 2 с жидкой добавкой 1 должен быть сухим и стабильным при хранении не менее одного года.

В качестве добавки 1 можно использовать любые добавки к жидкому бетону.Преимуществом является использование ускорителей, ингибиторов коррозии, разжижителей, замедлителей, понизителей усадки, противовспенивающих агентов и т.п. Однако использование вышеупомянутых добавок ограничено кинетикой высвобождения из носителя. Материал носителя, в частности размер его пор и состав, предпочтительно выбирают таким образом, чтобы кинетика высвобождения соответствовала функции добавки. Например, для разжижителя или противовспенивателя желательно быстрое высвобождение, тогда как для ингибитора коррозии предпочтительно замедленное высвобождение.

Нагруженный добавкой микропористый носитель может быть компонентом сухой гидроотверждаемой композиции, не влияя на стабильность при хранении этой смеси. Нагруженный добавкой микропористый носитель может присутствовать в составе гидроотверждаемой композиции в количестве от 0,05 до 50 мас. %, предпочтительно в количестве от 0,05 до 20 мас. %. Гидравлически отверждаемая композиция дополнительно содержит по меньшей мере одно гидравлическое вяжущее. Гидравлическое вяжущее содержит по меньшей мере один цемент, в частности по меньшей мере один цемент по Евронорме EN 197 или сульфат кальция, в виде ангидрита, полугидрата или дигидрата гипса, или гидроксида кальция.Предпочтительны портландцементы, сульфоалюминатные цементы и высокоглиноземистые цементы, в частности портландцемент. Смеси цементов могут иметь особенно хорошие свойства. Для быстрого отверждения в основном используются цементные быстродействующие вяжущие, которые предпочтительно содержат по меньшей мере один высокоглиноземистый цемент или другой источник алюминия, такой как, например, клинкер, отдающий алюминат, и необязательно сульфат кальция, в виде ангидрита, полугидрата или дигидрата гипса, и/или гидроксид кальция. В качестве компонента гидравлического вяжущего предпочтительным является цемент, в частности портландцемент.

Полученный таким образом сухой порошок гидравлически отверждаемой композиции стабилен при хранении, по существу, в течение такого же периода времени или, по меньшей мере, на 90%, что и соответствующий срок хранения соответствующей гидравлически отверждаемой композиции без сухой добавки согласно изобретению, что обычно соответствует периоду от 12 до 15 месяцев.

В принципе, путем выбора подходящих цеолитов с различными катионами, т.е. H + , Na + , K + и Ca 2+ можно влиять на поведение при адсорбции и высвобождении и возможное воздействие на цементную смесь.

Гидравлически схватывающийся состав может представлять собой, например, готовый раствор, ремонтный раствор, сухой раствор или бетон.

Эта гидравлически отверждаемая композиция имеет стабильность при хранении, которая заметно улучшена по сравнению с такой же гидравлически отверждаемой композицией, которая обрабатывается непосредственно жидкой добавкой, используемой для производства сухой добавки, а не сухой добавкой.

Стабильность при хранении здесь означает, что соотношение вода/цемент остается неизменным ±3% для достижения тех же эксплуатационных свойств, что и до хранения.

Для работы сухой гидроотверждаемой композиции добавляют необходимое количество воды и обрабатывают смесь. Требуемое количество воды в первую очередь определяется на основе соотношения вода/цемент, обычно используемого специалистом в данной области техники. В процессе работы и реакции схватывания цемента жидкая добавка 1 высвобождается из пористой структуры носителя 2 , и добавка 1 мигрирует в гидравлическое вяжущее. Скорость высвобождения добавки здесь регулируется в зависимости от природы добавки, а также может происходить с задержкой. После контакта с водой гидроотверждаемый состав отверждается.

РИС. 2 схематично показана гидравлически отверждаемая композиция с микропористым носителем 2 , загруженным жидкой добавкой 1 . Добавка здесь представляет собой жидкую антикоррозионную добавку 1 . При этом высвобождение предпочтительно будет происходить медленно, чтобы защитить арматурное железо 4 , присутствующее в гидравлически отверждаемой композиции 3 , от коррозии.

В качестве ингибиторов коррозии можно использовать, например, алканоламины, спирты, органические кислоты или фосфонаты. В качестве алканоламинов подходят этаноламин или N-алкилированные этаноламины, предпочтительно выбранные из группы, включающей моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, N-метилдиэтаноламин, N,N-диметилэтаноламин и их смеси.

Особенно предпочтительно используют моноэтаноламин (МЭА).

РИС. 3 показано восстановление отвержденной гидравлической композиции 3 a , e.грамм. бетон с гидравлически твердеющим составом 3 , например миномет. Отвержденный гидравлический состав, подлежащий ремонту, 3 a , карбонизированный, загрязненный хлоридами, рыхлый, ямчатый или потрескавшийся и/или имеющий в определенных местах армирующее железо 4 , видимое в определенных местах, может быть подготовлен путем зачистки поверхности, например, откалывая или сбивая молотком или подобными средствами, в частности, до тех пор, пока не встретится неповрежденный бетон. После этого гидравлически отверждаемую композицию смешивают с водой и наносят на отвержденную гидравлическую композицию 3 a .Во время работы гидравлически отверждаемой композиции 3 жидкая добавка 1 высвобождается, предпочтительно с задержкой, и мигрирует в гидравлически отверждаемую композицию 3 , а затем в отвержденную гидравлическую композицию 3 a , например бетон. Если жидкая добавка 1 , присутствующая в носителе 2 , является ингибитором коррозии, добавка поглощается арматурным железом 4 , что приводит к защите от коррозии.В зависимости от применения и природы добавки может быть выгодно, чтобы жидкая добавка высвобождалась до, во время или после применения.

Таким образом, этот метод представляет собой возможный способ защиты арматурного железа в уже отвержденных гидравлических композициях от коррозии.

ПРИМЕРЫ

Теперь изобретение поясняется более подробно на основе примеров. Эти примеры предназначены для дополнительной иллюстрации изобретения, но никоим образом не ограничивают объем изобретения.

1. Сухие добавки

в качестве примеров B1, B2 и B3 микропористого носителя 2 , цеолиты

, цеолиты

7 PorecryStalcationsizenaturemeShiscell — 66

B1NA + 7,5 Å 2 μmhydrophilicwater Adsorption (20 ° C, 55 % относительной атмосферной влажности): 29%B2H + 7,5 ÅгидрофобныйB3H + 5,5 Å0,2-1 мкмгидрофобныйплощадь поверхности (BET) >300 м 2

обрабатывали 2 и 10, 5 вес. %, в расчете на массу носителя, моноэтаноламина (МЭА) (коммерчески доступного от Fluka Chemie, Швейцария) в качестве жидкой добавки и гомогенизированного путем простого перемешивания в сухом смесителе.

Затем оценивали текучесть и запах на глаз или через нос по шкале, приведенной в таблице 1, и сравнивали в таблице 2.

ТАБЛИЦА 1 Оценка текучести и запаха. −∘+++ Текучестьплохаясредняяхорошаяочень хорошаясильная комковатостьлегкаябез комкованиябез комкованиязапах очень сильныйсильныйнезначительныйне вызывает беспокойстванезначительноне вызывает беспокойстване вызывает беспокойства

Сухой Добавка 2 Материал-носительB1B2B3 10% MEAB1-10B2-10B3-10Растекаемость++++++Запах++++++20% MEAB1-20B2-20B3-20Растекаемость++++++Запах++-++50% MEAB1- 50B2-50B3-50Растекаемость∘+∘Запах-∘—

2. Гидравлически отверждаемые композиции

пример сухой гидравлически отверждаемой композиции. В качестве эталона R1 и R2 0,083 г МЭА смешивали со 100 г SikaQuick™ 506.

Эти три образца и образец SikaQuick™ 506 хранились в закрытой бочке в течение 180 дней при комнатной температуре, а затем смешивались с водой в соответствии с EN 480-1 и оценивались. Эталонный образец R3 был получен путем смешивания хранившегося образца SikaQuick™ 506 с водой для затворения, в которую было добавлено 0,091 г МЭА на 100 г SikaQuick™ 506.

Образцы оценивались на основе следующих параметров:

  • содержание воздуха, измеренное в соответствии с EN 12350-7 (испытание бетона)
  • растекание, измеренное после 10 минут и 15 ударов в соответствии с DIN 18555-2
  • работа: оценка сцепления и вязкости специалистом в данной области
  • прочность на сжатие после 28 дней отверждения при 23°C. и 50% отн. банкомат влажность в соответствии с EN 196-1
  • прочность на растяжение при изгибе после 28 дней отверждения при 23°С и 50% отн. банкомат влажность согласно EN 196-1
  • усадка при высыхании через 91 день при 23°С и 50% отн. банкомат влажность по DIN 52450

ТАБЛИЦА 3 Свойства гидравлических композиций R1R2R3B1-20 Вода затворения [мас. %]16.5171515Воздушность [%]5.25.26.05.6Растекание [мм]135149145148Обрабатываемостьслишком жесткаяхорошаяхорошаяхорошая Прочность на сжатие [МПа]28.422.932.733.1 Прочность на растяжение при изгибе [МПа] 5,75.57.27.0 Усадка при высыхании [мм/м]-1,44-1,25-1,26

В таблице 3 показаны результаты этой оценки. Таким образом, видно, что в отличие от добавления жидкой добавки (Р1 и Р2) добавление твердой добавки (В1-20) не ухудшает стабильность при хранении гидроотверждаемой композиции, что видно из сравнения с Р3. Примеры R1 и R2 требуют значительно более высокого содержания воды, чтобы получить такую ​​же удобоукладываемость, в частности, растекание.Однако более высокая потребность в воде отрицательно влияет на механические свойства, усадку и, следовательно, на проницаемость.

Кроме того, было замечено, что значения прочности и усадки для B1-20 сравнимы с эталонным R3, фактически после хранения или без хранения. Кроме того, по сравнению с В1-20 эталоны R1 и R2 показали заметно худшие показатели усадки и прочности, а также заметно повышенную проницаемость после хранения.

Список символов

  • 1 жидкая добавка
  • 2 микропористых носителей
  • 3 гидравлический состав

    5

  • 3
  • вылеченная гидравлическая композиция

  • 4 Усилительный железо

Гидравлический Дорожный вяжущий материал с высокой долей летучей золы после денитрификации

[1]
Американская угольная ассоциация, Факты о летучей золе для инженеров-дорожников, FHWA, (2003 г. ).

[2]
Ковачевич, и др. и др., Улучшение почвы с помощью частиц наноотходов, Материалы Международного симпозиума: Нетрадиционный цемент и бетон III (2008 г.).

[3]
Ф. Креста, Вторичные материалы в дорожном строительстве, ВШБ-ТУ Острава, (2013).

[4]
Т. Робл, А. Оберлинк, Р. Джонс, Продукты сгорания угля (CCP), характеристики, использование и обогащение, серия Wood head in Energy (2016).

[5]
LKA Sear, Свойства и использование угольной летучей золы, Ценный промышленный побочный продукт, Лондон: Thomas Telford Ltd, (2001).

[6]
EN 13282-2, Гидравлические дорожные вяжущие — Гидравлические дорожные вяжущие нормального твердения — Состав, технические характеристики и соответствие (2015 г. ).

DOI: 10.3403/30301839u

[7]
Техническое требование 94 «Обработка почвы» (2013 г.).

[8]
Бернд фон дер Хайде, Сокращение выбросов NOx в будущем с помощью технологии SNCR для средних и крупных установок сжигания, В книге «Усовершенствованная технология SNCR для будущего», Энергетика и окружающая среда, Острава, (2010).

[9]
Э. Вирчикова, Процессы десульфурации и денитрификации в энергетической промышленности, Acta Montanistica Slovaca, 3 (1998), стр.256-261.

[10]
ASVEP, Отчет о золе после использования технологии SNCR в качестве добавки к бетону, Ассоциация по использованию побочных продуктов энергетики (2017).

[11]
Информация на https://www.vumo.cz/wp-content/uploads/2015/06/04-soucasny-stav-vyuzitelnosti-energetickych-produktu-v-cr-kvalita-budoucnost-disponibilita.пдф.

[12]
Дж. Д. Биттнер, С. А. Гасиоровск, Ф. Дж. Грач, Удаление аммиака из летучей золы, В материалах Международного симпозиума по утилизации золы, Лексингтон, бумага 15 (2001).

[13]
Л. Ларримор, Влияние аммиака в результате контроля выбросов NOx после сжигания на обращение с золой и ее использование, Препринты отдела химии топлива, 47 (2) (2002), с.832–833.

[14]
EN 196-1, Методы испытаний цемента, Определение прочности (2016).

[15]
EN 196-2, Методы испытаний цемента, Химический анализ цемента (2013).

[16]
EN 196-3, Методы испытаний цемента, Определение времени схватывания и прочности (2017).

[17]
EN 196-6, Методы испытаний цемента, Определение крупности (2010 г. ).

Типы известковых вяжущих в растворах, используемых при строительстве Великой китайской стены Мин, и их значение для разработки стратегии сохранения | Built Heritage

Химический состав и основные компоненты вяжущих и заполнителей

Химический состав, а также основные и второстепенные компоненты вяжущих и заполнителей выбранных строительных растворов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Химико-минералогические компоненты и физико-механические характеристики выбранных подстилающих и накладных растворов из Великой китайской стены Мин

Особенно примечательным является низкое содержание заполнителей, характерных для всех растворов (Dettmering et al. 2020; Wang 2021). Согласно предварительным исследованиям, содержание извести в исходных вяжущих колеблется от 67 до 97 мас.%, что соответствует соотношению вяжущее-заполнитель (отношения В/А) от 1:0,03 до 1:0,33. По сравнению с известковыми растворами из исследованных мест предварительного исследования содержание выбранных растворов в таблице 1 показывает самые низкие отношения B/A в северной провинции (Хэбэй) и средне-низкие отношения B/A в западной провинции ( Шаньси) 1:0.18. Аналогичные результаты для DIA тонких срезов сравнимы с результатами мокрого химического анализа; отклонение находится в пределах ±0,03. При моделировании особое внимание уделялось различению комков извести и заполнителя, которые на гистограммах DIA могут выглядеть черными. Содержание кальция и магния также варьируется.

Предположение, что заполнитель состоит из кислоторастворимого известняка, может быть опровергнуто микроскопическими исследованиями. Скорее, само связующее содержит реликты перегоревшего или недогоревшего известняка и, таким образом, также связано с макроскопически наблюдаемыми плотными структурами.Агрегаты состоят в основном из кварца и алюмосиликатного кианита (дистена) и очень небольшого количества слюдяного биотита. Нет никаких указаний на то, что известняк и доломит были добавлены в качестве заполнителей. Распределение зерен агрегатов по размерам отражает высокую долю мелких фракций размером менее 0,25 мм (рис. 18 и 21).

Результаты показывают, что в некоторых строительных растворах из северной провинции Хэбэй (недалеко от Пекина) присутствуют относительно высокие уровни магния, что указывает на доломит в связующем.Это особенно верно для образцов из Цзуньхуа, за которыми следуют образцы из Цзянмаоюй и Чжанцзякоу. Что касается геологической карты (рис. 6), места в Simatai и Jiangmaoyu расположены в геологических отложениях доломитовой породы. Напротив, растворы из западной провинции Шаньси, например, из Сингуанву, содержат большое количество кальцита. Сопоставимые результаты также получены в растворах из Цяньхуандао (провинция Хэбэй) и в растворах из Суйчжун (провинция Ляонин), которые также указывают на богатые кальцием извести с очень высоким содержанием вяжущего и низким содержанием MgO и гидравлических компонентов. На геологической карте в образованиях провинции Шаньси обозначены мергели, глинисто-серые известняки, смешанные и микритовые известняки и подчиненные доломитовые известняки. Более подробные исследования геологических событий на участках, например, в контексте реликтовых текстур известковых включений в строительных растворах, могут предоставить индикаторы происхождения геологического источника известкового вяжущего.

В соответствии с европейскими стандартами и литературой (DIN EN 459-1: 2015-07; Kraus 2016; Dettmering and Kollmann 2019) эти извести можно условно разделить как минимум на три категории (рис.16):

  • Известь кальциевая CL90,

  • CL80 и CL70, а также NHL до

  • Известь доломитовая DL90-30, DL90-5 или DL80-30.

Рис. 16

Основные химические компоненты известковых вяжущих из Великой китайской стены Мин и предполагаемые типы известковых вяжущих (желтые точки — образцы, собранные из Великой стены, построенной администрацией города Цзи, северные провинции, с.На рисунке 1 синие точки – это образцы из других мест Великой китайской стены Мин, задокументированные в таблице 1. (Источник: Tongji-ACL) кремнистые агрегаты, развивающие пуццолановый эффект (Middendorf et al. 2005c), были подтверждены XRD или микроскопическими исследованиями.

Фазовые составы по анализу Ритвельда

Аналитические результаты анализов Ритвельда графически представлены на рисунках отдельных дифрактограмм с рассчитанными фазовыми составами образцов известкового раствора (рис.17).

Рис. 17

Дифрактограммы образцов строительного раствора JMY (строительный раствор), SMT (строительный раствор), XGWD (строительный раствор) и XGWF (строительный раствор) (Источник: Таня Деттмеринг и Бернхард Миддендорф)

Полуколичественный X- Рентгенофазовый анализ образца JMY (рис. 17) по Ритвельду выявил фазовые составляющие преимущественно кальцита и гидромагнезита с добавлением магнезита и небольшого количества кварца. Таким образом, JMY относится к категории доломитовой извести, теперь известной как DL90-30.

Фазовый состав образца СМТ показал, что основными фазами являются кальцит и магнезит. В качестве второстепенной фазы идентифицирован арагонит. Кроме того, в образце обнаружены кварц и небольшое количество гипса. По сравнению с образцом JMY этот образец не содержал гидромагнезита, но содержал в 4,8 раза больше магнезита. Содержание кальцита здесь также было более чем на 10% выше при сопоставимых долях арагонита и кварца. Опять же, современная классификация приводит к минометной группе DL 90-30.

Фазовый состав образца XGWD показал, что основной фазой является кальцит.В качестве второстепенных фаз идентифицированы очень небольшие количества гипса и кварца. По химическому составу это известковый раствор, который примерно соответствует современному раствору качества CL80.

Фазовый состав образца XGWF показал, что основной фазой является кальцит. В качестве второстепенных фаз идентифицированы значительные количества арагонита. Обнаружены алюмосиликатный кианит (дистен), кварц и в очень небольшом количестве слюдяной биотит, а также небольшое количество гипса. Содержание карбоната кальция в виде кальцита и арагонита, определенное по анализу Ритвельда, было ниже, чем в ранее упомянутом образце этой кладочной системы.Химический анализ сопоставимых образцов предполагает НХЛ или CL70/80 (рис. 16).

В некоторых образцах обеих групп XRD идентифицировал арагонит, что можно рассматривать как указание на разложение карбонатных фаз C-S-H с продуктами арагонита и силикагеля (Diekamp 2014).

Результаты микроскопических анализов

Доломитовые известковые растворы из провинции Пекин на примере Simatai SMT и Jiangmaoyu JMY

Химический состав обоих известковых растворов почти одинаков.Среднее содержание CaO в образцах строительного раствора из SMT и JMY колеблется от 30 до 31 мас. %, а содержание MgO колеблется от 15 до 21%. Содержание связующего практически стабильное, 90–91 мас.%. Это также соответствует современным доломитовым известнякам DL90-30.

Макроскопически строительный раствор SMT имеет цвет от бежевого до светло-коричневого. Карбонизированная связующая матрица выглядит коричневой в PP и коричнево-серой в XP. Несколько мелких зерен заполнителя, содержащих кварц, имеют белый/серый/черный цвет в XP и от угловатых до округлых.

СМТ характеризуется крупнозернистой, плотной, относительно безтрещинной компактной структурой раствора, в которой равномерно распределены в связующая матрица (фиг.18, 19 вверху слева). Небольшой процент пор, заполненных воздухом, в проходящем свете выглядит голубым. Реликты доломитового известняка (DLS) присутствуют в крупных комках извести, что указывает на процесс недожога. Кроме того, можно наблюдать светло-коричневые комки магнезиальной извести (DL). Некоторые комки извести едва отличимы от вяжущего, немного светлее по цвету и, возможно, образовались в результате пережога. Кроме того, видны более мелкие неоднородные зональные комочки извести. Под микроскопом были видны зерна кварца с максимальным размером 30  мкм и более мелкие зерна гипса с максимальным размером 20  мкм.При соотношении B/A 1:0,07, определенном методом DIA, основные фракции < 0,25 мм почти конгруэнтны по сравнению с анализом мокрой химии; гидромагнезитовые и сферолитовые структуры в исследованных образцах СМТ не видны.

Рис. 18

Микроскопическая текстура доломитового известкового раствора из Simatai Beijing, демонстрирующая плотную текстуру в плоскополяризованном свете (ppl). DLS: реликт доломитового известняка в комках извести. DL: кусок богатой магнием извести. Л: кусок извести. LZ: кусковая известь, неоднородная, зональная (Источник: Таня Деттмеринг)

Рис.19

Репрезентативные шлифы растворов из доломитовой извести SMT Simatai и JMY Jiangmaoyu (вверху справа и внизу) из Пекина. SMT-вверху слева: строительный раствор с кусками извести и указанием плотного магнезита (Mgs) и кальцита (Cal) в кроссполяризованном свете (xpl). JMY-вверху справа: изображение тонкого сечения доломитового известкового раствора с промежуточным гидромагнезитом (Hgms) процесса преобразования в Mgs, Cal или межзерновые пустоты (ppl). JMY-нижний левый: изображение тонкого сечения доломитового известкового раствора, показывающее сферолитовые карбонатные структуры и промежуточные Hgms в переходной зоне (ppl).JMY-справа: изображение EDAX областей, обогащенных кальцием и магнием, видимых на шлифе. (Источник: Таня Деттмеринг и Бернхард Миддендорф)

В SMT, а также в JMY обнаружены микроскопические доказательства очень плотной микроструктуры без трещин из-за периклаза (MgO) после гашения.

JMY представляет собой раствор для подсыпки и расшивки в композите из кирпичной и гранитной кладки. Он имеет цвет от светло-бежевого до светло-серого с плотной связующей структурой без трещин. Небольшой процент пор кажется синим в проходящем свете.Карбонизированная доломитовая известь выглядит бежево-коричневой в PP (рис. 19 вверху справа) и коричнево-серой в XP (рис.  19 внизу слева). Темнее белой извести в PP и XP связующая матрица показывает сферолитовые, частично неоднородные и очерченные плотные участки фаз Mg-H-CO 3 . Видны немногочисленные мелкие зерна заполнителя, содержащие кварц, белые/серые/черные в XP, от угловатых до округлых. Соотношение B/A 1:0,05, определенное с помощью DIA, с основными фракциями < 0,125 мм, почти совпадает с результатами мокрого химического анализа.Распределены комочки извести размером от 50 до 150 мкм с некоторыми более крупными частицами до 2 мм. Поскольку полуколичественная дифракция рентгеновских лучей, определенная Ритвельдом, идентифицировала преимущественно кальцит, гидромагнезит и магнезит в качестве фазовых компонентов, предполагается, что эти минералы являются мелкокристаллическими в матрице и комках извести.

На всех микрофотографиях шлифов доломитового известкового раствора JMY видны сферолитовые карбонатные структуры (рис. 19) и переходная зона, вызванная процессами кристаллизации.Это свидетельствует о раздельной карбонизации фаз Ca и Mg.

Сферолиты представляют собой скопления гораздо более мелких кристаллов. Они образуются преимущественно в зародышах кристаллизации и равномерно растут во всех направлениях от их центров, образуя сферические радиально-симметричные образования. Рост происходит, если они окружены аморфным материалом.

Изображения SEM/EDAX, изученные в этих областях (рис. 19, внизу справа), показывают четкое разделение областей, содержащих Ca и Mg.Здесь Mg концентрируется в ядрах комков извести. Согласно последним данным Diekamp (2014), можно предположить, что вокруг зародышей кристаллизации образуются агрегаты кристаллов гидромагнезита со сферолитовой структурой. Гидромагнезит встречается как промежуточное звено в кинетически замедленном процессе схватывания от брусита до магнезита. Пустоты заполнены кальцитом, продуктом затвердевания кальциевой фазы в мелкозернистой матрице. Таким образом формируется плотная и стабильная кристаллическая структура.

Известковые растворы с различным гидравлическим содержанием из провинции Шаньси на примере Xinguangwu (XGW)

Образцы XGWD и XGWF были взяты из разных частей стены из Xinguangwu (XGW) в западной провинции Шаньси. XGWD происходит из строительного раствора прохода оружейной башни, построенной из кирпича. Среднее содержание CaO в сравнительных образцах находится в диапазоне 50―53 мас.%, а содержание MgO менее 2 мас.%. Содержание связующего колеблется от 69 до 82% масс. (Детмеринг и др., 2020; Ван, 2021). На основании сопоставимых образцов с гидравлическими компонентами от 3,5 до 7 (мас.%) известковые вяжущие XGW можно отнести к классу NHL или CL80.

XGWD и XGWF имеют тонкую макроструктуру бело-бежевого цвета (рис.20, справа).

Рис. 20

Макро- и микромасштабная текстура подстилающего слоя и шовного раствора в Xinguangwu. Ширина шва составляет примерно 1,0  см (Источник: Tanja Dettmering и Tongji-ACL)

Микроскопический тонкий срез показывает очень хорошее сцепление между известковым раствором и старым кирпичным камнем (рис. 20, слева).

В шлифах магнезит в этих образцах не обнаружен (рис. 17). В проходящем свете строительная матрица как постельных, так и шпаклевочных растворов выглядит как тонкая однородная микроструктура с преимущественно более мелкими комочками извести (50–150 мкм), агрегатами кварца (примерно 50 мкм), обломками силиката и отдельными включениями древесного угля в Диапазон размеров 10–20 мкм равномерно распределяется в связующей матрице (рис. 21 и 22). Небольшой процент пор, заполненных воздухом, в проходящем свете выглядит голубым. При соотношении Б/А 1:0,15–0,19, определенном методом DIA, и при основных фракциях < 0,25 мм результаты почти совпадают с результатами мокрого химического анализа.

Рис. 21

Растворная матрица подстилающего (слева) и точечного (справа) растворов от XGW (xpl) (Источник: Tanja Dettmering)

Рис. 22

Микроструктура известкового раствора с высоким содержанием кальция (Все ppl) . Слева: строительный раствор, состоящий из плотной матрицы раствора в виде тонкой однородной микроструктуры с преимущественно более мелкими вкраплениями извести.Справа: указывающий раствор с комками извести, покрытыми мелкокристаллическими облачкообразными структурами, указывающими на фазу CSH (Источник: Таня Деттмеринг и Бернхард Миддендорф)

Более крупные комки извести (кальцита) порядка 150–200 мкм кажутся покрытыми облачными структурами, типичными для фаз CSH. Они часто имеют мелкокристаллическую структуру и не могут быть разрешены с помощью светового микроскопа, но могут быть описаны как «облака» (Goedeke and Goretzki 2007; Valek et al. 2012; Kraus 2015).

Исследование физико-механических свойств

Результаты определения насыпной плотности и капиллярного водопоглощения выбранных растворов приведены в таблице 1.Насыпная плотность приблизительно 1,7 г/см 3 находится в диапазоне неопубликованных значений насыпной плотности типичных доломитовых известковых растворов из Пекина с измеренными максимальными значениями 1,8 г/см 3 . По сравнению с этими растворами SMT и JMY соответствуют низкой пористости со значениями примерно 18% по весу и 30% по объему. На отдельных образцах были измерены скорости ультразвука 800  м/с и сравнительно высокая прочность на сжатие > 7 МПа.

Известковые строительные растворы XGW на основе известковых вяжущих с высоким содержанием кальция имеют более низкую объемную плотность в диапазоне от 1. 1 и 1,2 г/см 3 . Они более пористые, чем растворы из доломитовой извести, а капиллярная пористость богатых кальцием известковых растворов составляет в среднем 45% по объему и 50% по объему. Эти значения также точно соответствуют неопубликованным результатам ранее исследованной более крупной серии растворов известковых вяжущих, богатых кальцием, Великой стены. Прочность на сжатие сравнительных образцов может быть измерена > 6 МПа, что ниже, чем у доломитовых известковых растворов, но все же относительно высокое для известковых растворов с очень низким уровнем гидравлических компонентов.

Результаты анализов солей и наблюдаемые повреждения

Результаты для водорастворимых солей из выбранных мест отбора проб показаны в таблице 2.

Обнаружены высокие уровни сульфатов и хлоридов магния, особенно в высолах. В образце поверхности кладки, состоящей из кирпича и известково-доломитового раствора из Шанхайгуаня (см. рис. 15), ионы Mg и SO 4 до > 50 мас. % были определены.

Доломитовые известковые растворы, содержащие большое количество магния, при соответствующих условиях могут служить источником магния. Высокие значения можно объяснить концентрацией солей на поверхности из-за высоких скоростей испарения.

Исследование механических свойств песка дюн, обработанного гидравлическими вяжущими: применение в области дорожной геотехники

AFNOR 1994, NF P94-071-1. Солс; reconnaissance et essais – essais de cisaillement rectiligne à la boîte partie 1: Cisaillement direct.

AFNOR 1990 NF P18-555. Грануляты – Mesures des Masses volumiques, коэффициент впитывания и свойства eau des sables.

AFNOR 1990, NF P18-554. Грануляты — Mesures des masses volumiques, de la porosité, du коэффициент d’абсорбции и de la teneur en eau des gravillons et cailloux..

AFNOR 1990, NF P18-560. Грануляты – анализ гранулометрического анализа по типу тамисажа.

AFNOR 1990, NF P18-598.Грануляты – Эквивалент соболя.

AFNOR 1994, NF P94-093. Sols : reconnaissance et essais détermination des références de compactage d’un materiau, Essai Proctor normal — Essai Proctor modifie.

AFNOR 1997, NF P18-540. Гранулы – Определения – Соответствие и спецификации.

AFNOR 1997, NF P94-078. Sols: reconnaissance et essais — Indice CBR après Immersion-Indice CBR immediat- Indice Portant immediat.

AFNOR 1998, NF P94-068.Sols : reconnaissance et essais — Mesure de la capacité d’adsorbion de bleu de méthylene d’un sol ou d’un materiau rocheux — Détermination de la valeur de bleu de thylene d’un sol ou d’un matériau rocheux par l’essai а-ля тач.

AFNOR 2003, NF EN 13286-41. Меланжи переработанные и непереработанные с гидравлическими соединениями — Сторона 41: Метод определения сопротивления в соответствии с номером

AFNOR 2003, NF EN 13286-42. Меланжи и меланжи, не связанные с гидравлическими системами — Часть 42: Метод определения сопротивления при непрямом тяговом воздействии на гидравлические смеси.

AFNOR 2003, NF EN 13286-43. Меланжи переработанные и не переработанные в гидравлических системах — Сторона 43: метод исследования для определения модуля эластичности меланжей в гидравлических системах.

AFNOR 2005, NF EN 13286-53. Меланжи и меланжи, не связанные с гидравлическими жидкостями — Часть 53: метод кондитерских изделий с осевым сжатием сыпучих материалов для гидравлических жидкостей.

AFNOR 2005, NF EN 14227-1.Меланжи сыпучие с гидравлическими жидкостями — Часть 1: Гранулированные меланжи с цементом.

AFNOR 2005, NF EN 14227-5. Гранулы меланжа для гидравлических систем — Спецификации Часть 5: Гранулы меланжей для гидравлических систем.

Азадеган, О., Ягуби, Э., и Ли, Дж. (2013). Оценка эффективности базовых слоев, обработанных известью и цементом, на грунтовых дорогах. Электронный журнал геотехнической инженерии, 18, 1593-1602.

Черрак, М., Морсли, М., Бутемер, Р., и Бали, А. (2015). Повышение ценности использования известнякового туфа и песка дюн при проектировании дорог в Сахаре. Журнал гражданского строительства и архитектуры, 9, 665-676.

Дюбуа, В. (2006). Etude du comportement физико-механический et caractérisation environnemental des sédiments marins – Valorization en method routière, докторская диссертация, Université d’ARTOIS.

Гриб А., Митич-Кеттаб Р.и Бали, А. (2014). Стабилизация и использование песчаных дюн в дорожном строительстве. Арабский журнал науки и техники, 39 (3), 1517–1529.

Гжегож К. (2006). Etude de comportement mécanique des mélanges sable/Argiles. Докторская диссертация, Национальный институт прикладных наук Лиона, Франция.

Хаах, В.Г., Васконселос, Г., и Лоуренсо, П.Б. (2011). Влияние фракций заполнителей и водоцементного отношения на удобоукладываемость и твердеющие свойства строительных растворов.Строительство и строительные материалы, 25(6), 2980-2987.

Исмаэль, Н. Ф. (2006). Влияние мелочи на свойства песчаных отложений аридного климата. В Ненасыщенных почвах, стр. 1617-1626.

Мехрпажоух, А., Тафреши, С.Н.М., и Мирзабабаи, М. (2019). Влияние многократного нагружения на механическую реакцию армированного песка. Журнал горной механики и геотехнической инженерии, 11 (4), 804–814.

Редди Б.В. и Гупта А.(2008). Влияние гранулометрического состава песка на характеристики строительных растворов и кладки из блоков из грунтоцемента. Строительство и строительные материалы, 22 (8), 1614–1623.

Риос, С., да Фонсека, А.В., и Бангару, С.С. (2016). Илистый песок, стабилизированный различными вяжущими. Procedia Engineering, 143, 187-195.

Салур, Ф., и Эрлингссон, С. (2017). Характеристики остаточной деформации илистого песчаного основания по результатам многоэтапных испытаний RLT. Международный журнал дорожной инженерии, 18 (3), 236-246.

Шлоссер Ф. (1988). Elements de mécanique des sols, Presses de l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, ISBN 2-85978-104-8, 276 стр.

Сеги, П. (2011). Разработка гидравлических трасс на базе природного пуццолана или цента летучей бумаги.