Материаловедение

1. Мат-е-дисциплина, изучающая взаимосвязь строения, структуры со св-вами стр. м-лов. Все изделия и констр-ции,? применяются в стр-ве должны обеспечивать долговечность и надежность при длител.эксплуатации. Долг-тью м-лов назыв. св-во сохранять свои св-ва на протяжении многих лет с перерывами на ремонты. Долг-ть измеряют сроком службы без разрушения в конкретных климатич. усл-х и усл-х эксплуатации. Напр., для ж/б констр-ций установлены 3 группы долг-ти: 1 до 100 лет, 2 до 50 лет, 3 до 10 лет. Надеж-ть-общее св-во, характеризующее проявление всех остал. св-в в процессе эксплуатации. Надеж-ть складывается из долг-ти, безотказности и ремонтопригодности.

2. Стр. м-лы по назначению: 1) м-лы универсал. типа, применяемые для несущ. конструкций: природ.камен.м-лы, искусственно-камен.м-лы, получаемые на основе вяж-их м-лов без обжига (бетоны, р-ры), получаемые термич. обработкой (керам.кирпич, стр. стекло, ситаллы, мет-лы и их сплавы); 2) м-лы, необходимые для защиты конструкций, для улучшения эксплуатац. св-в здания и создания комфорта; м-лы,? использ-ся для защиты констр-ций и сооруж-й от вред. влияния внеш.среды: акустич. м-лы, гидроизоляционные, кровельные, герметизирующие, отделочные, декоративные.

3. Знание строения м-лов необходимо для понимания их св-в и в конеч. итоге для решения многих практич. задач, а также решения вопроса, где и как применить тот или иной м-л с т.з. эк-ки и получ-я тех.эффекта. Стр-ра м-лов изучается на 3 уровнях: 1) Макростр-ра-то, что видим невооружен. глазом; 2) Микростр-ра-стр-ра,? изучают с помощью оптич.микроскопов. 3) Внутр. строение в-в, составляющих м-л,? изучают с помощью различ. м-дов (электрон.микроскопия, рентгено-фазов.анализ, дифференциально-термич.анализ, электронно-магн.резонанс, ядерный гамморезонанс, электронно-парамагн.резонанс, ИК-спектроскопия). Макростр-ра м-лов м.б. след. типов: конгломератная (природ.камен.м-лы, бетоны, керам. м-лы), ячеистая (пенобетон, пеногазобетон, газосиликаты, яч. пластмассы), рыхло-зернистая (для заполнителей тяж. бетонов и р-ров), волокнистая (древесина, стеклопластик, изделия из минерал. ваты), слоистая (рулон.стр.м-лы: текстолит, бумопласта), мелкопористая (кристаллич. или аморфная). Кристал. стр-ра-стр-ра,? имеет дальний геом.порядок. Аморф. стр-ра не имеет дал.геом.порядка, а имеет ближ.хим.порядок (стекло). Кр.: мет-лы (кроме ртути), сплавы. Св-ва м-лов с различ. стр-рами резко отлич-ся друг от друга. Напр., мет-лы и их сплавы обладают опред.фиксирован.точками плавления. Аморф. м-лы не имеют ее, а имеют интервал размягчения, причем эти стр-ры (к., а.) могут переходить из одного состояния в др. (кристаллич.кварц). Практич. знач-е для природ. и искусств. м-лов имеет знач-е явл-е полиморфизма, когда одно и то же в-во способно сущ-ть в различ.кристаллич.формах-модификациях. В стр-ве применяют поликристаллич.камен.м-лы, в? различ. кристаллы ориентированы беспорядочно. Подобные м-лы рассматриваются, как изотропные, они имеют свои строительно-технич.св-ва (искл.: слоистые м-лы). Внутр. строение в-в опред-т мех. прочность м-ла, тверд-ть, тугоплавкость, хим. стойкость к агрессив. средам, стойкость к различ. рода излучениям, к агрес. действию внеш.среды.

4. М-ды оценки состава и стр-ры: 1) Петрографический использ-ся для исслед-ния цемент. клинкера, цемент. камня, бетонов, стекла, огнеупоров, керамики. В этот м-д входит цветов. или оптич.микроскопия. Исслед-ся показатели светопреломления, сила двойного светопрелом-ия, цвет м-ла. Сущ-ет несколько модификаций этого м-да: поляризацион.микроскопия. Предназначена для изучения образцов м-ла в виде порошков в иммерсионных аппаратах. В них используют имерсион. жид-ти,? имеют постоян. показ-ль светопрел-ия (керосин). 2) Электрон. микроскопия использ-ся для опред-я и исслед-я тонкокристал.массы. Соврем.электрон.микроскопы обладают увелич-ем до 300 000 раз. Это увелич-е позволяет рассматривать частицы с размерами 0,3−0,5 нм. Такое глубокое проникновение в мир частиц, волны? во много раз короче волн видим. света, позволяет опред-ть многие св-ва, фазов. превращения, хим. реакции, происходящие в м-ле. Можно опред-ть размеры частиц, все процессы, происходящие при термич. обработке,? подвергаются м-лы. 3) Рентгенографич. анализ основан на изучении дифракции рентгенов. лучей в этом в-ве. Рент. лучи-электромагнит.кол-ния, что и свет, но имеют длину волны 0,05−0,25 нм. Применение основано на том, что длина волны сопоставима с межатом. расстояниями, сама кристалл. решетка в-ва явл-ся естеств.дифракцион.решеткой. 4) Дифференциально-термич.анализ (ДТА) основан на том, что при нагревании м-лов или их

образцов происходят фаз. переходы, сопровождающиеся теплов.эффектами. При термич. воздействиях происходит выдел-е или поглощение тепла. При выдел-и тепла происходит появл-е бол. пика t при таких процессах, как плавл-е, диссоциация, дегидратация и др.-экзотермич.процессы. Процессы, сопровождающиеся поглощ-м тепла, назыв. эндотермич., при? происходит соед-е в-в, переход аморф. состояния в кристаллич., окисл-ние в-ва. Прибором для изуч-я этих проц-в явл. дериватографы-приборы,? позволяют записывать весь проц-с на термаграммах. Исслед. образец и эталон помещаются в печку, концы термопары выведены на дериватограф. Одна термопара около исслед. обраца, др. у эталона (не испытывает фаз. превращ-й), t можно опред-ть с точностью до 0,1°. 5) Спектрал. анализ-физич.м-д качеств. и количеств. анализа в-в, основанный на изучении их спектров. ИК-спектроскопия-один из м-дов. Она основана на взаимодействии исслед. в-ва с ИК-излучением. ИК-спектры связаны с колебат. эн-гией атомов и эн-гий вращ-я молекул. Они явл-ся характер-ми для кажд. группы и сочетания атомов. Для этой цели использ-ся спектрофотометры.

5. Параметры состояния. 1) Истин. плот-ть,? (г/см³, кг/м³)-отн-е массы абсолютно плотного в-ва к его объему. ?=m/V 2) Относит. плот-ть, d-отн-е плот-ти м-ла к плот-ти воды. Явл-ся безразмер. вел-ной. 3) Все м-лы, за искл. мет-лов, сплавов и стекла, явл. пористыми, поэтому объем порист. м-ла в естеств. состоянии слагается из объема м-ла и объема пор. Ve=Va+Vп. 4) Сред. плот-ть-отн-е массы м-ла в естеств.состоянии. ?_m=m/Ve. Плот-ть порист. м-ла всегда < плот-ти м-ла без пор. Напр., пл-ть легкого бетона 500−1800 кг/м³, пл-ть тяж. бетона 2600 кг/м³. 5) Насыпная пл-ть, ?_н -масса ед-цы объема рыхлонасыпан., волокнист. или зернистых м-лов (щебень, гранулирован. мин. вата, гравий, песок). Она всегда < истин. пл-ти и средней. Строение порист. м-ла харак-ся общей, открытой и закрытой порист-тью. Пор-ть-степень заполнения объема м-ла порами, опред-ся отн-м объема пор к общему объему м-ла. П= Vп/ V %. Экспериментал. м-д опред-я пор-ти основан на замещении порист. пр-ва гелием или водой. Для хар-ки пор-ти сущ-т коэф-т плот-ти-степень заполнения объема м-ла тв. в-вом. Опред-ся как отн-е плот-ти м-ла к пл-ти м-ла без пор. К_ПЛ=?_m/?. Явл-ся важ. хар-кой, с помощью? можно дать оценку некот. св-вам м-лов. Открытые поры м-ла сообщаются м-ду собой и с окруж. средой, поэтому они могут заполняться при обыч. усл-х насыщения, отриц-но влияют на многие св-ва м-ла: увелич-т водопрониц-ть, повыш-т теплопров-ть, снижают морозост-ть>снижает прочн-ть. П_О=(mв-mc)/(Ve*?_H2O). Закрытая пор-ть-разность общей пор-ти и открытой. П_З=П-П_О. Увелич-е степени закр. пор-ти увелич-т долг-ть м-ла, морозост-ть>повыш-ся проч-ть, снижается теплопров-ть, улучшает акустич. св-ва м-лов, увелич-ся звукопоглощение за счет поглощ-я звук. эн-гии порами.

6. Гидрофизич.св-ва. 1) Гигроскопичность-св-во капиллярно-пористого м-ла впитывать водяной пар из воздуха. Дан. процесс назыв. сорбцией, он явл. обратимым. 2 вида сорбции: абсорбция, адсорбция. Проц-с абс-ции присущ для газов, адс-ции для жид-ти. М-лы, как древесина, обладают высокоразвитой внутр. пов-тью за счет бол. кол-ва пор, поэтому этот м-л обладает выс.сорбцион.способ-тью, а также: стеновые м-лы, кирпич, лег. бетоны; не обладают сорбцион. способ-тью мет-лы, пластмассы и др. Чтобы оценить и понять проц-с сорбции

можно рассмотреть изотерму адсорбции для газа или пара (жид-ти). Это явл-е явл. вредным для стр. м-лов. Увлаж-е м-лов способств-т увелич-ю теплопровод-ти м-ла, что явл. нежелат. явл-ем для стр-ва гражд.зданий. Поэтому для предотвращения дан. явл-я стремятся гидроизолировать плиты перекрытий, надзем. части, надфундамент. части зданий спец. м-лами,? назыв. гидроизоляц-ми. Для предотвращ-я капилляр. всасывания дан.констр-ции можно покрывать различ. мастиками и подоб. рода м-лами. 2) Капилляр. всасывание происходит, когда часть констр-ции здания находится в воде. При этом происходит явл-е поднятия грунт. вод по капил-рам, при этом увлаж-ся ниж. часть зданий. Чтобы этого не происходило в конст-циях устраивают гидроизоляц. слой, отделяющий фундамент. часть от надфундамент-й. Капил. всас-е харак-ся высотой поднятия жид-ти по капил-рам, кол-вом поглощен. воды, интенсивностью всас-я. Высоту поднятия жид-ти опред-т: h=2?cos?/(rg?); ?-поверхност.натяжение; ?-краевой угол смачив-я; rрадиус капил-ра; ?-плот-ть жид-ти. Объем воды, поглощенной м-лом за время t, подчиняется параболич. з-ну: V²=Kt. K-константа всас-я. Уменьш-е интенсив-ти всас-я отраж-т улучш-е стр-ры м-ла. Важно это для бетона, что отражается на таких его св-вах, как морозост-ть, проч-ть; силикат., керам.кирпича. 3) Водопоглощение м-лов опред-т по стандарт. методике (кладут в воду, керосин). Водопогл-е опред-ся по объему и по массе: Wv=(m_в-m_c)/V*100%; Wm=(m_в-m_c)/m_c*100%; m_в-m_c-масса влаж. и сух.образца. Водопогл-е использ-т для оценки стр-ры м-ла. Для этого использ-т коэф-т насыщ-я пор водой: Кн=W/П (отн-е водопогл-я по объему к пористости). Само явл-е водопогл-я явл. отрицат. хар-кой м-ла и ухудшает все основ. св-ва стр. м-лов. При этом происходит увелич-е плот-ти, м-л набухает, увелич-ся теплопров-ть, а проч-ть и морозост-ть заметно сниж-ся. Для оценки св-в м-ла вводится термин-коэф-т размягчения: Кр=Rн/Rс (0−1); Rн-проч-ть насыщ. водой м-ла, Rс-проч-ть сухого. Если Кр у природ. и искусств.камен.м-лов ?0,8, то такие м-лы стараются не применять. 4) Водопрониц-ть-св-во м-ла пропускать воду под давл-ем. Для этого введен термин-коэф-т фильтрации: К_ф=Vв*a/[S (P₁-P₂)t]; Vв-кол-во воды в м³, проходящей через стенку S=1м², толщиной а=1м за время t=1ч при разности давлений (P₁-P₂)=1 м вод.ст. 5) Морозост-ть-св-во насыщ. водой м-ла выдерживать опред. кол-во циклов поперемен. замораж-я и оттаив-я без уменьш-я прочност. хар-тик и без потери массы (F). Опред-ся по стандарт. методике и проводится след. образом: первоначально образцы (не <3) помещ-ся в воду при t=20±2°, насыщ-ся водой, затем образцы помещ-т в морозил. камеру при t -15 — - 20°. За марку м-ла по мороз-ти принимают наибол. число циклов поперемен. замораж-я и оттаив-я,? выдерживают образцы м-ла без сниж-я проч-ти на сжатие >15%; после испытания образцы не должны иметь видим. поврежд-й-трещин, выкрашивания (потеря массы не >5%). Мороз-ть устанавл-ся проектом в завис-ти от усл-й эксплуатации и климат. усл-й дан.района. Для стенов. м-лов мороз-ть лежит в пределах 10,15,25,50,100 для кирпича; для бетонов, дорож. и аэродром. покрытий 100−500 циклов (испытывают нагрузки на растяжение). Т.к. Мороз-ть влияет на прочност. хар-ки м-ла, то с помощью этого св-ва можно косвенно оценить проч-ть м-ла.

7. Теплофизич.св-ва. 1) Теплопров-ть-св-во м-ла передавать тепло от одной пов-ти к др. Это св-во явл-ся глав. как для бол. группы теплоизоляц. м-лов, так и для м-лов, применяемых для устр-ва наруж. стен и покрытий зданий. Теплов. поток проходит через каркас м-ла и его воздуш.ячейки. Теплопров-ть самого воздуха ?=0,023 Вт/м*°С явл. маленькой вел-ной по отн-ю к тв. м-лу, поэтому увелич-е пористости явл. основ. способом уменьшить теплопр-ть. Для этого стремятся создать как можно > закрытых пор. Для оценки теплопр-ти м-ла сущ-т ф-ла:; ?-теплопр-ть, d-толщина м-ла. При повышении t теплопр-ть большинства стр. м-лов возрастает и лишь у некот. (мет-лы, магнезит. огнеупоры) она уменьшается. 2) Теплоем-ть-способн-ть к аккумулированию тепла при нагрев-и и отдавать тепло при остывании. Она опред-ся кол-вом тепла,? необходимо сообщить одному кг дан. м-ла, чтобы повысить его t на 1 °C. Теплоем-ть стр.неорг.м-лов (камен.м-лы, бетоны) колеблется 0,75−0,92 кДж/кг*°С; орг. м-лов 2,39−2,75 кДж/кг*°С. Наибол. теплоем-тью обладает вода (4,19). 3) Огнеупорн-ть-св-во м-ла выдерживать длител. воздействие выс. t, не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупор. м-лы,? обладают выс. огнеуп-тью 1500−1600° и >, применяют для внутр. футеровки пром.печи. Тугоплавкие м-лы начинают размягчаться при 1350°. 4) Огнестойкость-св-во м-ла сопротивляться действию огня в течение опред.времени. Она засисит от сгораемости м-ла, т. е. от его способн-ти воспламеняться и гореть. М-лы делятся на несгор., трудносгор., сгораемые. Несгор.: бетон, м-лы на минерал. вяж-их (керам.кирпич), сталь, чугун, сплавы. Некот. м-лы под воздействием огня могут растрескиваться (гранит) и сильно деформироваться (мет-лы при t >600°), поэтому конст-ции из таких м-лов нередко приходится защищать более огнестойкими м-лами. Трудносгор. м-лы под воздействием огня или выс. t тлеют, но при прекращ-и действия огня их горение и тление прекращается (асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина (Al₂(SO₄)₃), фибролит). Сгор.: орг. м-лы,? горят открытым пламенем, поэтому такие м-лы необходимо защищать от возгорания (антипирен, конструктив. меры). 5) КТР-коэф-т термич. расширения м-ла. Во избежании растрескивания сооруж-й бол. протяжен-ти из разрезают деформац.швами. 6) Термич. сопр-е R, м²*°С /Вт слоя многослой.огражд.констр-ции, а также однослойной: R=?/?; ?-толщина слоя; ?-теплопр-ть слоя м-ла. От нее зависят толщина наруж. стен и расход топлива на отопление здания.

8. Мех.св-ва. 1) Упр-ть-св-во тв. тела самопроизвольно восстанавливать первоначал. форму и размеры после прекращ-я действия внеш силы. Ее принято назыв. обратимой деф-цией. 2) Пластичн-тью тв. тела назыв. его св-во изменять форму и размеры под действием внеш. сил, не разрушаясь, причем после прекращ-я действия силы тело не может самопроизвольно восстанавливать свою форму и размеры, и в теле остается некая деф-ция, называемая пластической. Пластич. или остаточ. деф-цию, неисчезающую после снятия нагрузки, назыв-т необратимой. 3) Хрупкость тв. тела-его св-во разрушаться под действием силы без образов-я остаточ. деф-ций. Основ. хар-ками деформатив. св-в стр. м-ла явл. модуль упр-ти, коэф-т Пуассона, модуль сдвига, объем. модуль упр-ти. Относит. деф-ция? равна отн-ю изменения от первоначал. размера тела к первоначал.размеру. ?=?l/l. Деф-ция происходит вследствие удаления или сближения атомов кристалл. решетки, причем эти смещ-я пропорциональны деф-ции тела. Напряж-е-мера внутр. сил, возникающих в деформируемом теле под воздействием внеш.сил. Выраж-т модулем Юнга (упр-ти) Е. З-н Гука: ?=?/E. 4) Прочн-ть-св-во м-ла сопротивляться разрушению под действием внутр. напр-й,? м.б. вызваны внеш. силами или др. факторами (неравномер.нагревание). Прочн-ть м-ла оценивается пределом проч-ти, т. е. времен. сопр-нием, определенным при дан. виде деф-ции R. Для хруп. м-лов (природ.камен.м-лы, бетоны, стр. р-ры, кирпич и др.) основ. прочност. хар-кой явл. предел проч-ти при сжатии. Т.к. стр. м-лы неоднородны по своему составу, для испытаний опред-я проч-ти при сжатии использ-т несколько образцов (не <3). Обычно берут 5 образцов, получают 5 различ. результатов, отбрасывают самый меньший и большой. Из оставшихся 3 берут средний. Для испытаний бетона использ-т кубы с размерами 15×15×15 см. Результаты на кубиках 10×10×10 см и < завышены. В кач-ве оборудов-я обычно использ-т лаборатор.гидравлич.пресс (П-10, П-20, П-50, П-100, П-200). Чтобы опр-ть марку, надо приложить М=R/S. Кроме опред-я проч-ти на сжатие, некот.стр.м-лы подвергаются испытанию для опред-я предела проч-ти на изгиб. Предел проч-ти на изгиб опред-ся по стандарт. методикам, в кач-ве образцов использ-т балочки для цемента и гипса-40×40×160 мм. 5) Удар. вяз-ть (динамич. или удар. проч-ть)-св-во м-ла сопротивляться разрушению при удар.нагрузках. Сопр-е удару важно для м-лов,? использ-ся при устр-ве фундаментов машин, полов пром. зданий, дорож. и аэродром.покрытий.

9. Вяж-ие в-ва по составу делят на две бол. группы: 1) неорг. (известь, цемент, гипс. вяж-ие, жид. стекло и др.),? затворяют водой (реже вод. р-рами солей); 2) орг. (битумы, дегти, живот. клей, полимеры),? переводят в раб. состояние нагреванием, расплавлением и растворением в орг. жид-тях. Орг. вяж-ие м-лы, применяемые при устроительстве гидроизоляции, при изготовлении гидроизоляц. м-лов и изделий, а также гидроизоляционных и асфальтовых р-ров, асфальтобетонов, подразделяют на битумные, дёгтёвые, битумно-дёгтёвые. Они хорошо растворяются в орг. растворителях (бензине, керосине), обладают водонепроницаемостью, способны при нагревании переходить из твёрдого состояния в пластичное, а затем жидкое, имеют высокую прилипаемость и хорошее сцепление со стр. м-лами (бетоном, кирпичом, деревом).

10.11. Класс-ция неорг., гидравл. вяж-их. Неорг. вяж-ми в-вами назыв. порошкообраз. м-лы,? при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-хим.процессов. Переходя из тестообраз. состояния в камневид., вяж-ее в-во скрепляет м-ду собой камни, зерна песка, гравия, щебня. Это св-во вяж-го в-ва использ-т для изготов-я бетонов, силикат. кирпича, асбоцементных и др. необожжен. искусств. м-лов, стр. р-ров (штукатур., кладочных, специал.). Класс-ция: 1) Воздуш. вяж-ие способны затвердевать и длител. время сохр-ть прочн-ть только на воздухе. По хим. составу делятся: гипс. вяж-ие (основой явл. сернокислый кальций CaSО₄), магнезиал. вяж-ие (содержат каустич. магнезит MgO), жид. стекло (силикат Na или К в виде вод. р-ра), известковые вяж-ие (состоят в основном из оксида Ca). 2) Гидравлические вяж-ие твердеют и длител. время сохраняют проч-ть и даже повышают ее не только на воздухе, но и в воде. По хим. составу представляют собой слож. систему, состоящую в основном из 4 видов: CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃. Эти соед-я образуют 3 основ. группы гидр. вяж-их: силикат. цементы (состоят на 75% из силиката кальция CaO-SiO₂: портландцемент, его разновидности); алюминатные цем-ты (вяж-ей основой явл. алюминаты CaOAl₂O₃: глиноземистый цем-т, его разновид-ти); гидравлич. известь, романцемент. 3) Вяж-ие автоклав. тверд-я — такие в-ва,? способны при автоклав. синтезе, происходящем в среде насыщ. пара, затвердевать с образованием плот., проч.камня. Этот процесс происходит при 185−190°, развивается давл-е 0,9−1,8 МПа. Относят известково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые вяж-ие, нефеленовый цем-т.

12. Гипс.вяж-ие-воздуш.вяж-ие, получаемые теплов. обработкой сырья и помола. Сырьем служит полувод. гипс CaSО₄*0,5Н₂О или ангидриты CaSО₄. Сырье для получ-я гипс. вяж-их-горная порода гипс, состоящая преимущественно из CaSО₄*2Н₂О, также использ-т отходы пром-ти (фосфогипс, борогипс),? в бол. кол-вах имеются на предприятиях по переработке природ.фосфатов. Г. вяж-ие подразделяются в завис-ти от t теплов. обработки на 2 группы: низкообжиговые, высокообжиговые. Низк-вые получ-т теплов. обработкой природ.гипса при 110−180°. Они состоят из полувод.гипса. CaSO₄*2H₂O>CaSO₄*0,5H₂O+1,5H₂O. Низк-ые: стр., формовоч., высокопроч.гипс. Стр. гипс обжигают в вароч. котлах или печах. В первом случае гипс. камень сначала размалывают (шаров.мельницы), обжигают в виде порошка. Имеются пром. установки, в? совмещены помол и обжиг. При обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой, вода из сырья удаляется в виде пара. Стр. гипс содержит в своем составе некот. кол-ва CaSO₄. Высокопроч. гипс получают термич. обработкой высокосортного гипс. камня в герметич. аппаратах в среде насыщ. пара при давлении выше атмосфер-го либо кипячением его в вод. р-рах некот. солей с последующей сушкой и размолом в тонкий порошок. Прочн-ть такого гипса лежит в пределах на сжатие 15−25 МПа. Если применить спец. обработку, можно получить прочн-ть до 60 МПа. Из него получ-т эл-ты стен и сборные перегородки, камни для стен. Формовоч. гипс состоит из модификаций полугидрата. Применяют в керамич. и фарфоро-фаянсовой пром-ти, для изготов-я форм из мет-ла. Высокообж-ые гипс. вяж-ие получ-т обжигом гипс. камня при 600−900°, поэтому они состоят преимущественно из ангидрита CaSO₄,? частично подвергается термич. диссоциации с образов-м CaO. Небол. кол-во CaO в составе вяж-го играет роль активизатора при взаимодействии с водой. Можно получить ангидрит. вяж-ее без обжига-помолом природ. ангидрита с активизаторами тверд-я: известью, обожжен.доломитом. В отличие от стр. гипса высокообж. гипс медленно схватывается и тверд-т, но его водостойкость и прочн-ть всегда лежит в пределах на сжатие 10−20 МПа. Его применяют для устройства безшов. полов в р-рах, для штукатурки и кладки, для изготов-я искусств.мрамора.

14.15. Основ. св-ва гипс. вяж-их: тонкость по-мола, водопотребность, сроки схватывания, прочность на растяж-е при изгибе и при сжатии (марка). Тонкость помола харак-ся массой гипс. вяж-го (% пробы, взятой для просеивания, но не ме-нее 50 г), оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм. Установлены три степени помола: I (груб.помол)-остаток на сите не>30%; II (сред.по-мол)-не>15%; III (тонк.помол)-не>2%. Водопотр-ть г. вяж-го опред-ся кол-вом воды, % массы вяж-го, необходимым для получ-я гипс. теста стандарт.консистенции (диаметр расплыва 180 мм). В завис-ти от сроков схват-я г. тес-та стандарт. консистенции выпускают след. ви-ды гипс. вяж-х: быстротвердеющие, А с началом схватывания не ранее чем через 2 мин и концом — не позднее чем через 15 мин; нормальнотвер-деющие Б 6−30 мин; медленнотвердеющие В 20-более. Прочност. хар-ки г. вяж-го оп-ред-т, подвергая испытанию образцы-балочки разме-ром 40×40×160 мм из г. теста стандарт.консистенции через 2 ч после изготов-ния. Для г. вяж-их установлены след. марки (12) в завис-ти от предела прочности при сжатии (R_сж) с учетом прочно-сти на изгиб (R_из): 2,4,5…25. Маркировка г. вяж-го дает инф-цию о его основ. св-вах. Напр., Г-5-А-II обозначает: г. вяж-ее марки 5 быстротвердеющее, сред.помола. Г. вяж-ие в воде снижают свою прочность вследствие растворения CaSО₄*2Н₂О и разрушения кри-сталлич.сростка. Для повышения водостойкости гипс. изделий при изготовлении вводят гидрофобные добавки, молотый, доменный гранулиров. шлак, а также пропитывают водоотталкивающими составами.

16. Применение гипс. вяж-их: для изготов-я гипс. деталей, гипсобетон. изделий (перегородоч.панели, сухая штукатурка и т. д.), для приготовл-я штукатур. р-ров (внутр.штукат-ки) и получ-я гипсоцементно-пуццолановых вяж-их. Для эксплуатации помещ-я, где относит. влажн-ть >60%, применяют гидрофабизирован.плиты. В проц-се тверд-я гипс. р-ры всегда увелич-ся в объеме до 1%. Это благоприятствует для изготовл-я арх. деталей способом литья. Для изготов-я форм и моделей фарфоро-фаянсовых и керам.изделий.

17. Стр.гипс изготов-т низкотемператур. обжигом гипс.породы (гипс.) в вароч. котлах или печах. В первом случае гипс. камень сначала размалывают, а потом в виде порошка нагрева-ют в вароч.котлах. Имеются пром. установ-ки, в? совмещены помол и обжиг. При обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой, вода из сырья удаляется в виде пара, и гипс. вяж-ее состоит в основном из мелких кристаллов ?-модификации CaSO₄*0,5Н₂О; содержит также некот. кол—во ангидрита СаSО₄ и частицы неразложившегося сырья.;

18. Магнезиал.вяж-ие в-ва: кристаллич. магнезит (MgCO₃) и каустич. доломит (CaCO₃*MgCO₃)-тонкие порошки, основ. составляющей? явл. MgO. М. вяж-ие в-ва получают путем умерен. обжига при 750−850° магнезита, реже доломита. MgCO₃>MgО+СО₂^. М. вяж-ие в-ва затворяют чаще всего вод. р-рами др.магнезиал.солей. Это ускоряет процесс тверд-я, значит-но повышает прочность. При затворении водой MgО твердеет очень медленно. М. вяж-ие относятся к воздуш. вяж-м в-вам, отличаются выс. прочн-тью при сжатии 60−100МПа. Эти вяж-ие хорошо сцепляются с деревян. пов-тями, потому его ипольз-т для изгот-ния фибролита. Если использовать в кач-ве наполнения древес. опилки, можно получить монолит. и плиточ.полы.

19.20. Жид.стекло (возд.вяж-ее) представляет собой коллоидный вод. р-р силиката Na или силиката K (Na₂SiO₃, K₂SiO₃), имеющий плотность 1,3−1,5 г/см³ при содержании воды до 70%. Состав щелочных силикатов выраж-ся ф-лой R₂O*mSiO₂, R-K или Na, m-модуль ж. стекла. У натриевого стекла m=2,5−3,5; калиевого m=3−4. Чем > модуль, тем выше вяж-е св-ва жид.стекла. Ж. стекло варят из кварц. песка и соды (NaHCO₃, Na₂CO₃-пищевая) в стеклоплавильных печах, как обыч. стекло, и когда расплав застывает, образуются тв.прозрач.куски с желтоватым, голубоватым или слабо-зел.оттенком, называемые силикат-глыбой. Ж. стекло получают, растворяя раздроблен. куски в воде при повышен. t и давлении 0,6−0,8 кПа. Натриевое ж. стекло применяют для изготовления кислотоупор. и жароупор. бетонов, а также для уплотнения грунтов. Калиевое ж. стекло более дорогое, поэтому его применяют преимущественно при изготовлении силикат.красок.

21. Цем-ты явл-ся наиболее распространенными неорг. вяж-ми в-вами, широко применяемыми для изготов-я цем. бетонов и р-ров. Они обладают способ-тью твердеть и длительно сохранять свою проч-ть не только на воздухе, но и под водой, почему получили назв-е-гидравлич.вяж-их в-в. Ц-ты получают 3-мя основ. способами: сухим, мокрым, комбинированным. Сух. сп-б заключ-ся в измельчении и тесном смешивании сухих сырьевых м-лов, поэтому сырьевая смесь получ-ся в виде минерал. порошка, называемого сырьевой мукой. Измельч-е производят в шаров. мельницах, в? совмещаются помол и сушка достаточ. влаж-ти 1−2%. Сух. сп-б пр-ва выгоден при использ-и известняка и глины с невыс. влаж-тью до 10−15%. Мок. сп-б применяют, если сырье имеет значит. влаж-ть, поэтому тонкое измельч-е осуществляется в вод.среде. Поэтому получен. м-л имеет влаж-ть 35−40%,? назыв. шламом. Комб. сп-б дает возмож-ть на 20−30% снизить расход топлива по сравнению с мок. сп-бом. Сущ-ть этого м-да заключ-ся в том, что приготовлен. шлам до поступления в печь обезвоживается на спец.установках. Однако при этом возрастает расход эл. эн-гии.

22.24.25. Основ.виды ц-тов: п-т-гидр.вяж-ее в-во, в составе? преобладают силикаты Ca. П-т-продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой (3−5%) гипса. Клинкер представляет собой зернистый м-л, полученный обжигом до спекания (при 1450°) сырьевой смеси, состоящей в основном из карбоната Cа (известняки) и алюмосиликатов (глин, мергеля, домен. шлака). Кач-во клинкера опред-т все св-ва п-та, доб-ки лишь регулируют его св-ва. Хим. состав клинкера: СаО 62−64%, SiO2 21−22%, Al2O3 4−8%, Fe2O3 2−4%. В состав клинкера входят частично окислы MgO, TiO₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃, P₂O₅. Мин. состав клинкера: алит 3CaO*SiO₂ (C₃S); белит 2CaO*SiO₂ (C₃S); трехкальциевый алюминат С₃А; четырехкальциевый алюмоферрит С₄АF. Алит-самый важ. мин-л в клинкере, определяет быстроту тверд-я, проч-ть, др. св-ва п-та, его содержание 40−60%. Белит- 2-й по важн-ти мин-л, 20−30%. Он медленно твердеет, но достигает выс. проч-ти при длител. тверд-и п-та. 3х-кальц.ал-т 4−12% быстро взаимодействует с водой, явл. причиной сульфат к-зии бетона, поэтому его содерж-е в сульфатостойком п-те ограничено до 5%. 4х-кальц.ал.-феррит содержится в п-те 10−15%, харак-ся умерен. тепловыделением, занимает по скорости тверд-я м-ду алитом и белитом. Шлакоп-т получ-ся путем тонкого помола клинкера и гранулиров.домен.шлака с необходимым кол-вом гипса. Глиноземистый ц-т-быстротвердеющее и высокопроч.гидравл.вяж-ее в-во, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно алюминаты Са (СаО*А1₂О₃). Пуццоланов. п-т получается путем совместного тонкого измельч-я клинкера, необходимого кол-ва гипса и актив.мин.добавки не >20%. В клинкере ограничивается содерж-е С₃А не>8%.

23. Применение ц-тов. П-т используют в кач-ве вяж-го при изготовл-ии монолит. и сборного бетона и ж/б. Изделия и констр-ции, изготовленные на п-те, можно применять в надземных, подземных и подводных усл-х, а также в случае попеременного воздействия воды и отрицат.температур. П-т невыс. марок используют для приготовления кладоч. и штукатур. р-ров. Не следует изготовлять из п-та констр-ции, подвергающиеся воздействию морской, минерализованной или даже пресс. воды,-проточной или под сил.напором. Быстротвердеющий п-т-основ.вид вяж-го для изготов-я сбор. ж/б, используют в монолит.немассив.ж/б констр-циях для ускорения набора проч-ти, в особенности при зим.бетонировании. Особобыстротверд-щий высокопроч. п-т-в высокопроч. бетонах ж/б констр-ций. Сульфатостойкий п-т для изготов-я бетонов, подвергающихся действию сульфат. к-зии, бетонов повышенной морозостойкости. Сульфатостойкие шлакоп-т и пуццолановый п-т для подзем. и подвод. частей сооруж-й, подвергающихся сульфат. к-зии. Пластифицированный п-т придает раствор. и бетон. смесям повышен.подвижность для уменьш-я водоцемент. отн-я и повыш-я плот-ти, морозостойкости и водонепрониц-ти бетона. Пуццолановый п-т для бетонов, постоянно находящихся во влаж. усл-х (подвод. и подзем. части сооруж-й). На воздухе бетон на пуц. п-те дает бол. усадку и в сух. усл-х частично теряет проч-ть. Бетоны на пуц. п-те имеют низкую морозост-ть и не годятся для сооруж-й, подвергающихся замораживанию и оттаиванию. Его не следует применять при зим.бетон.работах. Его часто использ-т для бетонирования внутр. частей массив.сооруж-й (плотин, шлюзов). Шлакоп-т явл-ся самым подходящим ц-том для бетона массив. констр-ций (надзем., подзем., подвод. части сооруж-й). Белые и цвет. п-ты применяют для отделки стеновых панелей, при изготовл-и лестнич. ступеней, подокон. плит, в дорож. работах для цементно-бетон.покрытий площадей, разделител. полос на авто-магистралях, для нужд архитектурно-худ.оформления зданий и сооруж-й. Тампонаж. п-т для цементирования нефтяных и газовых скважин. Глиноземистый ц-т использ-т при срочных ремонт. и аварийных работах, пр-ве работ в зим. усл-х, для бетон. и ж/б.сооруж-й, подвергающихся воздействию сильно минерализованных вод, получ-я жаростойких бетонов, изготовл-я расширяющегося и безусадоч. ц-тов. Гипсоглиноземистый ц-т для омоноличивания стыков сбор. констр-ций, гидроизоляц. штукатурок, плот. бетонов в ж/б.судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов. Напрягающий ц-т для газонепроницаемых констр-ций, хранилищ бензина, подвод. и подзем. напорных сооруж-й, спортив.объектов.

26. 27. Доб-ки п-та. Класс-ция: 1) орг. поверхностно-активные: гидрофилизующие, гидрофобизующие, 2) минеральные: природные (естеств.), искусств. К гидрофилизующим доб-кам относится сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ), получаемая из сульфитных щелоков, образующихся при сульфитной варке целлюлозы. СДБ представляет собой в основном кальциевую соль лигносульфоновой кислоты — лигносульфонат каль-ция,? улучшает их смачивание водой, одновременно ослабляя силы взаим. сцепления м-ду частицами вяж-го. В результате добавка СДБ повышает пластич-ть це-м.теста и подвижность бетон.смесей. К гидрофобизующим доб-кам относят мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, синтетические жирные кисло-ты и их соли. Мылонафт представляет собой натриевое мыло нафтеновых кис-т. Ист-ком получ-я нафтен. кис-т явл. щелочные отхо-ды, образующиеся при очистке продуктов перегонки нефти (бензина и др.) щелочью. Из них получают тех-нич.нафтен.кис-ты, известные под названием асидол и асидол-мылонафт. Синтетич.жирн.кис-ты изготовляют путем окисления парафина. Мож-нo применять в кач-ве доб-ки как синтетич.жир.кис-ты, так и кубовые остатки, полученные при пр-ве этих кис-т. Молекулы нафтеновых кислот и их солей адсорбируются на частицах цем-та, они не смачив-ся водой и придают ц-ту гидрофобные св-ва. Своеобразным смазоч. действием тонких ориентирован. пленок на частицах ц-та объясняется увелич-е подвижности бетон.смесей. В кач-ве природ.актив.доб-к использ-т осадоч.гор.породы (диатомит, трепел, опоку, горелые глинист. породы-глиежи), породы вулканич. происхождения (вулканич.пепел, туф, пемзу, витрофир, трасс). Искусств.актив.мин.доб-ки представляют собой побоч. продукты и отходы пром-ти: быстроохлажденные (гранулированные) домен. шлаки, белитовый (нефелиновый) шлам-отход глинозем. пр-ва, содержащий в своем составе до 80% мин-ла белита, зола-унос-отход, получаемый при сжигании тв. топлива в пылевидном состоянии и улавлиемый электрофильтрами. Актив.мин.доб-ка химически связывает растворимый в воде гидроксид кальция, выделяющийся при твердении п-та, при этом повышается плот-ть цем. камня, возрастает его сопр-ние к-зии. Поэтому их применяют для повыш-я плот-ти, водостойкости и солестойкости бетонов и р-ров. Некоторые из них используют для приготовления жароупор. бетонов и р-ров на п-те.

28. Спец.виды ц-тов: тампонаж. п-т изготовляют измельч-м клинкера, гипса и добавок для цементирования нефтяных и газовых скважин. Расширяющиеся ц-ты (водонепроницаемый, гипсоглиноземистый, п-т) обладают контролируемым расширением, ?, проявляясь в стесненных усл-х, вызывает самоуплотнение ц. камня и бетона. Р-ры и бетоны на расшир. ц-тах практически непроницаемы для воды и нефтепродуктов. Напрягающий ц-т: в процессе расширения в опред. усл-х тверд-я ц-т создает в арматуре, независимо от ее располож-я в ж/б констр-ции, предварител. напр-е.

29. R_n=R28*lgn/lg28, R_n, R₂₈-предел проч-ти при сжатии в возрасте n и 28 сут (марочная проч-ть) (Па), n-возраст ц-та. Из ф-лы следует, что проч-ть ц-та при нормал. Усл-х тверд-я возрастает прямо пропорционально десятичному логарифму числа суток тверд-я. Эта ф-ла применима n>3 сут. Проч-ть п-та характ-ся его маркой. Марку ц-та устанавливают по пределу проч-ти при изгибе образцов призм размером 40×40×160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементно-песчаного р-ра состава 1:3 (по массе) и В/Ц=0,4 и испытанных через 28 сут. Предел проч-ти при сжатии в возрасте 28 сут. назыв. активностью ц-та, по ее вел-не устанавливают марку ц-та. Марки п-та: 400, 500, 550, 600.

30. Тонкость помола ц-та харак-ся остатком на сите № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм) не >15% или удельной поверхностью-вел-ной пов-ти зерен (в см²) в 1 г ц-та. Удел. пов-ть п-та д.б. 2500−3000 см²/г. С увелич-м тонкости помола ц-та до 4000−4500 см²/г возрастает скорость тверд-я и повышается поч-ть ц.камня. Увелич-е удел. пов-ти и проч-ти ц-та в начал. сроки тверд-я (до 3 сут) объясняется повышением содерж-я в ц-те частиц размером <5 мкм. Именно в мелкой фракции ц-та скапливаются менее тверд. мин-лы-алит C₃S и C₃A, быстро реагирующие с водой. Полная гидратация мелких зерен этих мин-лов происходит в течение первых 3 сут после затворения ц-та водой и дает соответствующий выигрыш в начал. проч-ти. Проч-ть в последующие сроки тверд-я (после 7 сут) обусловлена гидратацией внутр. части зерен более крупных фракций ц-та.

31. Влияние темпер. и влаж-ти. Основ. м-д ускорения тверд-я ц. камня явл-ся теплов. обработка в виде пропаривания, электропрогрева и др. Повышение t (при сохранении в нем влаги) ускоряет процесс гидратации ц-та в 7−10 раз, что позволяет получить готовые изделия через 8−20ч. В сухой среде или при отрицат. t проц-сы тверд-я цем. камня приостанавливаются и рост проч-ти прекращается. Тверд-е ц-та можно ускорить за счет повыш-я t окруж.среды.

32. Кор-зия цем. камня вызыв-ся воздействием агрес. газов и жид-тей на затвердев. части цем.камня: Ca (OH)₂ и 3CaO*Al₂O₃*6H₂O. К-зии можно разделить на 3 вида: 1) начин-ся обычно с растворения свобод. гидроксида Ca, выделяе-мого ц-том при гидратации; 2) вызвана образ-нием легкорастворимых солей при дей-ствии кислот, кисл. газов и др.агрес.в-в на гидроксид ц. камня (кислот., магнезиал. к-зия); 3) обуслов-лена образ-нием в порах ц. камня соед—ний, занимающих бол. объем, чем исход. продукты реакции; это вызывает появл-ие внутр. напр-ний и растрескивание. К-зия 1-го вида: выщелач-ние Са (ОН)₂ при действии на ц. ка-мень мягких вод, содержащих мало растворен. в-в: вода оборотного водосн-ния, конденсат, дожд. вода, вода гор. рек, равнин. рек в половодье, болот.вода. Содержание Са (ОН)₂ в ц. камне через 3 мес. твер-д-я составляет 10−15%. После его вымывания и в результате уменьш-я концентрации СаО начин-ся разлож-ие гидросиликатов и гидроалюминатов Ca. Выщелач-ие Са (ОН)₂ в кол-ве 15−30% общ. содерж-я в ц. камне вызывает пониж-е его проч-ти на 40−50%. Выщел-ние можно заметить по появл-ю бел. пятен (подтеков) на пов-ти бетона. Для ослабления к-зии выщелач-ния ограничивают содерж-е трехкальциевого силиката (C₃S) в клинкере до 50%. Глав. средством борьбы с выщел-нием Са (ОН)₂ явл-ся введение в цемент актив.минерал.добавок и применение плотного бетона. — Процесс выщел-ния замедляется, когда в поверх-ност.слое бетона образ-ся малорастворимый СаСО₃ вследствие естеств. карбонизации Са (ОН)₂ при взаимодействии с СО₂ воздуха. Выдерживание на возду-хе бетон. блоков и свай, применяемых для сооруж-я оснований, повышает их стойкость. К-зия 2-го вида. Углекислот. к-зия развив-ся при действии на ц. камень воды, содержащей слаб.угол.кис-ту. Избыточ. диоксид углерода разрушает карбонат. пленку с образов-ем хорошо растворимого дикарбоната Ca Ca (HCO₃)₂. Общекислот. к-зия происходит при действии р-ров любых кислот, имеющих знач-е водород. показателя рН<7 (искл. поликремневая и кремнефтористоводородная кис-ты). Свобод. кис-ты встреч-ся в сточ. водах про-м.предприятий; они могут проникать в почву и разрушать бетон. фундаменты, коллекторы и др.подзем.сооруж-я. Кислота образуется при взаимодействии сернистого газа с влагой в воздухе. В выбросах пром. предприя-тий, кроме SO₂, могут содерж-ся др. кислые газы, а также хлор и хлористый водород. Кис-та вступает в хим. взаимодействие с гидроксидом кальция, при этом образ-ся растворимые соли (CаC1₂) и соли, увеличивающиеся в объеме (СаS0_4*2Н₂О). Это приводит к увелич-ю порист-ти, уменьш-ю проч-ти ц.камня. Бетон на п-те защищают от непосредств. действия кис-т с помощью слоев из кис-лотоупор.ц-та. Магнезиал. к-зия наступает при воздействии Са (ОН)₂ с магнезиал. солями (MgCl₂ 3−5%),? встреч-ся в растворен. виде в грунт. водах и всегда содерж-ся в бол. кол-ве в мор.воде. В результате этого взаимодействия образ-ся растворимый CаC1₂,? легко вымывается из бетона. К-зия под действием минерал.удобрений. Вызывают аммиач. удобр-я-аммиачная селитра, сульфат аммония. В результате протекания простых хим. реакций образ-ся хорошо растворимый нитрат Ca (Ca (NO₃)₂),? легко вымывается водой. Также происходит взаимодействие KCl c Ca (OH)₂, что ускоряет проц-с к-зии. Влияют фосфор. удобр-я: суперфосфат, соед-я, содержащие Р. К-зия под влиянием орг. в-в. Бол. агрессив-тью отличаются уксусная, молочная и винная кислоты. Жирные насыщенные и ненасыщенные кис-лоты (олеиновая, стеариновая, пальмитиновая и дp.) разрушают цементный камень, так как при взаимодей-ствии с Са (ОН)₂ они омыляются. Вредны и масла: льняное, хлопковое, рыбий жир. Нефть, нефтя-ные продукты (керосин, бензин, мазут, нефтяные масла) не представляют опасности для бетона, если они не со-держат нафтеновых кислот или соединений серы. Одна-ко надо учитывать, что нефтепродукты легко проника-ют через бетон. Они могут содержать фенолы,? агрессивно влияют на бетон. К-зия 3-го вида. Сульфо-алюминатная к-зия возникает при действии на гид-роалюминат ц. камня соед-й, содержащих суль-фатные ионы. Образ-е в порах ц. камня малораство-римого трехсульфатного гидросульфоалюмината каль-ция (эттрингита) сопровождается увелич-м объема этого камня? в 2 раза. Развивающееся в порах кристаллизационное давл-е приводит к растрескива-нию защит. слоя бетона. Вслед за этим происходят к-зия стал. арматуры, усиление растрескивания бетона и разрушение констр-ции. Вместе с тем, могут оказаться агрессивными сточ. воды пром. предприятий, грунт. воды, если в них содержится сульфат Na Na₂SO₄. Вследствие взаимодействия Ca (OH)₂ с Na₂SO₄ идет образ-е сульфата Ca и гидроалюмината, что приводит к разрушению бетон. констр-ций. Для борьбы с этой к-ией ис-польз-ся спец. сульфатостойкие портл-ты. Щелочная к-зия проявл-ся в 2-х фор-мах: под действием концентрирован. р-ров ще-лочей на ц. камень и под влиянием щелочей, имеющихся в клинкере ц-та. Если бетон насыщ-ся р-ром щелочи, а затем высыхает, то под влиянием CO₂ образ-ся сода и поташ. Эти соед-я кристаллизуются, расширяются в объеме, что приводит к разруш-ю ц.камня. В составе заполнителей для бетона, в особен-ности в песке, встреч-ся реакцион. моди-фикации кремнезема: опал, халцедон, вулканич.стекло. Они вступают при обыч. t в разрушительные для бетона реакции со щелочами ц-та. В результате образ-ся набухающие студенистые от-ложения бел. цвета на пов-ти, появл-ся сеть трещин, по-в-ть бетона местами вспучивается и шелушится. Разруш-е бетона может происходить через 10−15 лет после окончания стр-ва.

33. Керам. м-лами назыв. камен. изделия, получаемые из минерал. сырья путем его формования и обжига при выс.t. Керам.стр.м-лы в завис—ти от их стр-ры разделяют на 2 основ. группы: пористые и плотные. Порист. поглощают >5% во-ды по массе, водопогл-ие W_m=8−10%, W_v=14−26%. Порист. стр-ру имеют стеновые, кровел. и облицовоч. м-лы, стенки дренаж. труб и др. Плот. поглощают <5% воды по массе W_m=1−4%, W_v=8−10%. Плот. стр-ру имеют плитки для пола, дорож. кирпич, стенки канализац. труб и др.

34. По назнач-ю керам. м-лы и изделия делят на след. виды: стеновые изделия (кирпич, пустотелые камни и панели из них); кровел. изделия (черепица); эл-ты перекрытий; изделия для облицов-ки фасадов (лицеев.кирпич, малогабаритные и др. плитки, наборные панно, архитектурно-художеств.детали); изделия для внутр. облицовки стен (гла-зурован.плитки и фасон. детали к ним — карни-зы, уголки, пояски); заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит); теплоизоляцион. изделия (перлитокерамика, ячеистая керамика, диатомитовые и др.); санитарно-технические изделия (умывальные сто-лы, ванны, унитазы); плитка для пола; дорож. кир-пич; кислотоупор. изделия (кирпич, плитки, трубы и фасон. части к ним); огнеупоры; изделия для подзем-.коммуникаций (канализацион. и дренаж. тру-бы).

35. Сырьевыми м-лами для пр-ва керам. изделий явл. каолины и глины, применяемые в чистом виде. В пр-ве чаще всего они примен-ся с различ. доб-ками (отощающие, порообраз-щие, пластифиц-щие, плавни-в-ва,? понижают t спекания и плавл-ия компонентов). Под каолинами и глинами понимают природ.вод.алюмосиликаты с различ. примесями, способные при замешивании с водой образовывать пластич. тесто,? при обжиге переходит в камнеподобное необратимое состояние. Общ. ф-ла каолинов и глин: Al₂O₃*mSiO₂*nH₂O. В различ. пропорциях дан. мин-лы имеют свои названия и свой стехеометрич.состав. К-ны состоят в основном из мин-ла Al₂O₃*2SiO₂*2H₂O. В своем составе содержат значит. кол-во частиц с размерами 0,01 мм и <. При обжиге при выс. t сохраняют бел.цвет. Глины более разнообразны по своему составу, они загрязнены минерал. и органич.примесями. Глинистое в-во-частицы с размерами 0,001 мм; состоят из мин-лов: монтмориллонита Al₂O₃*4SiO₂*2H₂O, галлуазита Al₂O₃*2SiO₂*4H₂O. Содержание тонкодисперсных частиц опред-т пластич-ть и др. св-ва глины. Высокопластич. глины содержат частицы с размерами 0,005 мм до 80−90%. В глинах могут присутствовать примеси,? не только снижают t плав-ния (карбонат кальция, пол. шпат, Fe (OH)₃, Fe₂O₃), но и изменяют окраску изделия. Такие примеси, как Fe₂O₃ придают изделию крас. цвет; K₂O, Na₂O придают проч-ть; изменять окраску могут MnO (оранжево-золотистая), TiO₂ (рутил) бел. окраска; Fe₂O₃, Fe₃O₄ понижают проч-ть готового м-ла, мешают спеканию масс. Камневид. включения CaCO₃ явл-ся причиной появл-ия дутиков и трещин в керам. изделиях, т.к. гидратация CaO, получившегося при обжиге керам. изделий, сопровождается увеличением его объема. Гранулометрич. состав глин может состоять из 3 фракций: 1) песчаная 5−0,14 мм, 2) пылеватая 0,14−0,005 мм, 3) глинистая 0,005−0,0001 мм. Глины,? имеют песчану. И пылеват. фракции, назыв. тощими. Глины, содержащие глинист. фракции, назыв. жирными. В пр-ве керам. изделий жир.глины используют реже, т.к. они требуют много воды для затвердевания, при этом смесь получ-ся менее пластичная, медленно сохнет. Жир. глины хорошо формуются, медленно сохнут, появл-ся трещины. Для их избежания в глины вводят различ. доб-ки.

36. Мин.состав глин. Глины представляют собой смесь различ. мин-лов: каоли-нита (А1₂О₃х2SiO₂х2Н₂О), галлуазита (А1₂0₃х2Si0₂х4Н₂0), монт-мориллонита (А1₂О₃х4Si0₂хnН₂О), бейделлита (А1₂О₃х3Si0₂хnН₂0), а также частиц кварца, пол. шпатов, гидрослюд, гидратов оки-си железа, алюминия, карбонатов магния, кальция и др.

37. Влияние мин. состава на св-ва глин. К основ. св-вам глин относят пластичность, воздуш. усадку и огнев. усадку, огнеупорность и цвет черепка после обжига. Пластич-тью глин назыв. способ-ть глинян. теста под действием внеш. сил принимать задан. форму без образ-ния трещин и устойчиво сохранять ее. Природ. глины содержат различ. примеси, напр. кварц, кальцит, слюды, соед-ния железа и др. Примеси понижают пластич-ть глин и тем в большей степени, чем выше их содержание. Пласт-ть глин повышается с увеличением кол-ва воды в глинян. тесте, но до некот. предела, сверх которого глинян. тесто начинает терять удобо-формуемость (прилипает к пов-ти глиноперера-батывающих машин). Глинист. мин-лы при смач-нии глин водой на-бухают вследствие того, что поглощаемая ими вода рас-полагается м-ду отдел. слоями их кристалли-ч.решеток; при этом межплоскост. расстояния решеток значительно увелич-ся. Под воздуш. усадкой понимают уменьш-е линейн. размеров и объема образца из глинян. теста при высыхании. Воздуш. усадка тем >, чем выше пласт-ть глины. Пpи обжиге глин после удаления гигроскопической влаги и выгорания органических примесей происходит разложение глинист. мин-лов. Так, каолинит при 500−600° теряет химически связанную воду; при этом процесс протекает с полным распадом кристаллической решетки и образованием аморфной смеси глинозема А1₂О₃ и кремнезема SiО₂. При дальнейшем нагреве до 900−950° возникают нов.кристаллич.силикаты, напр. муллит ЗА1₂О₃*2SiО₂, и образ-ся некот. кол-во рас-плава (жидкой фазы) вследствие плавления наиболее легкоплавких мин-лов, входящих в состав обжигаемых глинян.масс. Чем > в составе глин окис-лов-плавней Na₂0, К₂0, MgO, Са0, Fe₂0₃, тем ниже t образования жид.фазы. Огнев. усадкой назыв. уменьшение лин. размеров и объема высушен.глинян.образцов в процессе обжига. Переход глинян. масс при обжиге и последующем охлаждении в камнеподобное тело обусловлен сцепле-нием частиц, возникают нов.кристаллич.силикаты и образуется стекловид. расплав, связывающий отдель-ные более огнеупор. зерна в проч.монолит.черепок. Процесс уплотнения глинян. масс при обжиге при-нято называть спеканием. При-сутствие в составе глин кальцита СаСО₃ уменьшает интервал спекания. Огнеупорность глин зависит от их состава, и у чистого каолинита она равна 1780^°С. По огнеупорности глины подразделяются на огнеупорные с огнеупор-тью >1580° С, тугоплавкие 1350−1580° С и легкоплавкие <1350° С. Для получ-я керам.стр.м-лов используют преимущественно легкоплавкие (кир-пичные) глины, содержащие значит. кол-во кварц. песка, соединений железа и др.плавней. Цвет глинян. черепка после обжига зависит от состава глин, в частности от присутствия в них окислов железа. Соед-ния железа окрашивают керам. черепок в красный цвет при обжиге в окислител. среде и в темно-коричневый или черный цвет при обжиге в восстановител.среде. Интенсивность окраски по-выш-ся с увеличением содержания в глине Fe₂О₃.

38. Добавки: 1) Отощающие вводят для пониж-я пластич-ти и уменьшения воздуш. и огневой усадки. ВУ изделий из глины происходит во время сушки изделий и может достигать 2−6% отклонения от лин. размеров изделия. ОУ 6−12%. Полная усадка=ВУ+ОУ. В кач-ве о. добавок в сырье добавляют шамот (дробленые керам. м-лы, полученные высокотемператур. обжигом), дегидратирован. глину, золы ТЭЦ, гранулирован.домен.шлак и др. Ш.-размеры зерен 0,15−2 мм. Его можно получать измельчением керам.кирпича. Добавка ш. улучшает сушильные св-ва изделия, обжиг, а потому изделия с такой добавкой применяют в кач-ве лиц. кирпича, для улучшения огнеупоров. Д.г. получается обжигом при 450−800°, в сырье добавляется до 30% от общ.массы. В кач-ве о. добавок можно использ-ть обыкновен. кварц. песок с размерами зерен 0,5−2 мм. Доб-ка эта ограничена, >15−20% ее не добавляют. Г. д.ш.-эффектив.отощитель глин при произв-ве керам.кирпича. 2) Порообразующие доб-ки применяют для получ-я изделий с высокой порист-тью, с понижен. теплопровод-тью. Для образования пор использ-т в-ва,? выс. t диссоциируют с выделением угл.газа. Напр., доломит СаСО₃*МgСО₃, известняк СаСО₃>СаО+СО₂^. Применяют также м-лы,? при повышен. t выгорают, при этом образ-ся поры. В кач-ве выгорающих добавок можно использ-ть древесные опилки, измельчен. бурый уголь (SO₂, SO₃ выдел-ся), отходы углеобогатительных фабрик, золы ТЭС, лигнин. Все эти доб-ки не только повыш-т порис-ть, но и способствуют равномер. спеканию изделия. 3) Пластифицирующие доб-ки: высокопластич. глины, бентониты, поверхностно-актив.в-ва (отходы биохимич. предприятий, сульфитно-дрож.бражка СДБ).