Классификация строительных материалов и область применения каждой группы

Гидравлическая  известь - тонкомолотый порошок, получаемый обжигом при 900-1100 °С мергелистых известняков, содержащих 6-20% глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей. Образующиеся при этом силикаты (2СаО?SiO2), алюминаты (СаО?Аl2О3?5СаО + 3Аl2О3) и ферраты (2CaO?Fe2O3) кальция придают этой извести способность длительно сохранять прочность в воде после предварительного твердения на воздухе. По содержанию свободных оксидов Са и Mg гидравлическая известь подразделяют на слабогидравлическую (15-60% оксидов) и сильногидравлическую (1-15% оксидов). Гидравлическая известь, в отличие от воздушной извести, характеризуется большей прочностью при меньшей пластичности. Гидравлическая известь используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, пригодных для эксплуатации в сухих и влажных средах, легких и тяжелых бетонов, низких марок, фундаментов и сооружений, подвергающихся действию воды. 
III. Сырье для производства извести. 
Основным сырьем для производства комовой извести являются природные карбонатные породы (известняки). 
В настоящее время принята точка зрения, что они состоят из четырех основных минералов. Карбонат кальция СаСО3 существует в виде кальцита и арагонита, карбонат магния MgCO3 именуется магнезитом, а СаMg(СО3)2 – доломитом. 
В природе существует большое многообразие форм и типов известняка, обусловленных примесями и различными формами кристаллизации. Положение усугубляется еще и названиями. Например, мрамор и мел – разновидности карбонатной породы, имеющие такой же химический состав, что и известняк, состоит в основном из кристаллов кальцита, хотя их текстура, цвет, характер кристаллизации сильно различаются.

Состав продуктов обжига — низкоосновные силикаты и алюминаты кальция, и некоторое количество свободных оксидов СаО и MgO. В отличие от гидравлической извести романцемент не гасится, а размалывается в тонкий порошок, который перед применением необходимо выдерживать на воздухе для гашения свободных оксидов.

оборудование для заводов  извести чтобы избежать неравномерности изменения объема вяжущего при твердении. В Европе и США такой цемент называют «натуральным цементом», подчеркивая этим, что он готовится из природных известняковых мергелей. оборудование для производства извести.

По химическому составу, довольно сильно влияющему на качество готовой продукции (извести) известняки разделяются на два наиболее важных типа – высококальциевые и доломитизированные. Чем выше содержание в известняке карбоната кальция, тем более высококачественная известь может быть выработана из него. 
Качество карбонатных пород для производства извести в России регламентируется ОСТ 21-27-76 «Породы карбонатные для производства строительной извести». Основные требования этого документа приведены в таблице.

Наименование  показателей	Классы карбонатных  пород
	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж
Содержание СаСО3, не менее, %	92	86	77	72	52	47	72
Содержание MgСО3, не более, %	5	6	20	20	45	45	8
Содержание глинистых  примесей SiO2+Al2O3+Fe2O3, не более, %	3	8	3	8	3	8	20

При соблюдении требуемых  теплотехнических условий обжига, из карбонатных пород, указанных в  таблице, может быть получена известь  следующих сортов по ГОСТ 9179-77: 
 
? Из класса «А» - воздушная кальциевая 1 и 2-го сортов 
? Из класса «Б» - воздушная кальциевая 2 и 3-го сортов 
? Из класса «В» - воздушная магнезиальная 1 и 2-го сортов 
? Из класса «Г» - воздушная магнезиальная 2 и 3-го сортов 
? Из класса «Д» - воздушная доломитовая 1 и 2-го сортов 
? Из класса «Е» - воздушная доломитовая 2 и 3-го сортов 
? Из класса «Ж» - гидравлическая

IV. Производство  воздушной извести. 
Комовая известь. 
Производиться путем обжига фракционированных карбонатных пород в печных агрегатах – шахтных и вращающихся печах.  
 
Качество (сортность) комовой и гидратной извести регламентируется ГОСТ 9179-77 «Известь строительная. Технические условия». Основным показателем качества комовой извести является так называемая «активность» - суммарное содержание свободных оксидов кальция и магния.  
Качество (сортность) извести, применяемой в качестве флюса в металлургии, регламентируется ТУ 14-16-42-90 «Известь для сталеплавильного и ферросплавного производства» 
Обжиг извести происходит, как правило, в температурном диапазоне 1100 – 12000С. Способность карбонатных пород при обжиге образовывать высококачественную известь зависит не только от химического состава сырья, но и от их кристаллической структуры и многих других факторов. Многие исследователи полагают, что эта способность является свойством сугубо индивидуальным для каждого месторождения. Исходя из вышесказанного, очевидна необходимость технологических испытаний карбонатных пород, предполагаемых к использованию в качестве сырья для производства извести. 
Оптимальным фракционным составом карбонатных пород, обжигаемых в шахтных печах, является 50 – 100 , 60 – 120 и 80 – 160 мм. Превышение указанных размеров ведет к увеличению «недожога», а использование сырья более мелких фракций препятствует нормальному истечению топочных газов по объему печи, и, как следствие, ухудшает тепломассообмен в данном процессе. 
Оптимальным фракционным составом карбонатных пород, обжигаемых во вращающихся печах, является 10 – 20 , 20 – 40 и 20 – 50 мм. Вращающаяся печь способна обжигать сырье фракции 0 – 50 мм, но только если карбонатное сырье имеет слабую склонность к спеканию и появлению такого неприятного для потребителей извести явления, как «пережог». 
 
Технологические принципы производства гидратной извести. 
Подавляющее большинство потребителей извести не покупают известь и не гасят её для собственных нужд. Они предпочитают покупать товарную гидратную известь. Гидратная известь, полученная в заводских условиях, представляет собой сухой порошок, который является наиболее концентрированной из существующих форм гидратной извести. 
Способы гашения извести-кипелки различны. Технологически процесс гашения (гидратации) осуществляют как периодически, так и непрерывно. Однако, для получения гидрата окиси кальция с заданными свойствами из каждой разновидности извести вне зависимости от избранного метода гашения необходимо установить правильную дозировку воды и обеспечить её распределение в извести. Если кальциевая известь не пережжена, она полностью и легко превращается в гидрат при гидратации в атмосферных условиях. Продолжительность процесса - до одного часа. 
Процесс гидратации кальциевой и магнезиальной извести представляет собой термохимическую реакцию соединения окислов кальция и магния с водой, идущую с выделением значительного количества тепла (276 ккал/кг СаО и 324 ккал/кг МgО). 
Скорость протекания и полнота завершения процесса гидратации извести зависит от ее реакционной способности и размеров частиц, количества и температуры воды, поступающей на гашение, интенсивности перемешивания, условий отвода тепла и удаления испаряемой избыточной влаги, ввода корректирующих добавок и других факторов. 
Качество гидратной извести оценивается в первую очередь по содержанию в ней Са(ОН)2, которое, в свою очередь, зависит от содержания активной СаО в исходной негашеной извести и степени её гидратации. 
При использовании гидратной извести в качестве сорбента, наряду с высоким содержанием активной СаО и Са(ОН)2, к ней предъявляются повышенные требования по удельной и адсорбирующей поверхности продукта гидратации.

Требования, предъявляемые  к «воздушной» извести.

Наименование  показателя	Норма для извести, %, по массе
	Негашеной						Гидратной
	Кальциевой			Магнезиальной и  доломитовой
	Сорт
	1	2	3	1	2	3	1	2
CaO+MgO, не менее:
без добавок	90	80	70	85	75	65	67	60
с добавками	65	55	-	60	50	-	50	40
Активный MgO,	5	5	5	20 (40)	20 (40)	20 (40)	-	-
Co2 , не более:
без добавок	3	5	7	5	8	11	3	5
с добавками	4	6	-	6	9	-	2	4
непогасившиеся	7	11	14	10	15	20	-	-
зерна, не более

V. Основное оборудование  для производства воздушной извести.

Центральным технологическим  агрегатом известкового завода (цеха, участка), безусловно, является печь, в  которой обжигается карбонатная  порода. 
Истории обжига извести известно около пятидесяти типов печей, из которых первыми были напольные или горшковые печи различных видов. При обжиге в этих агрегатах получается примерно 25% недожога и 25% пережога и только 50% представляет собой известь-кипелку удовлетворительного качества. 
Следующим этапом усовершенствования известиобжигательных печей была пересыпная шахтная печь, в которую камень карбонатной породы засыпался (закладывался) вперемежку с твердым топливом – углем, коксом или древесиной. Существовало много вариантов этих двух типов старинных печей. 
Современные известиобжигательные печи можно классифицировать следующим образом: 
 
1. Шахтные печи: 
1.1. Обычного типа; 
1.2. Газогенераторные с выносными топками; 
1.3. Повышенной производительности, работающие на газе с центральной горелкой; 
1.4. Пересыпные.  
2. Вращающиеся печи: 
2.1. Общего типа; 
2.2. Общего типа, оборудованными подогревателем, холодильником и теплообменником; 
2.3. Печи с колосниковыми устройствами. 
3. Печи различных типов: 
3.1. Печи кипящего слоя; 
3.2. Печи с вращающемся подом и движущейся решеткой 
3.3. Шахтная печь с наклонной вибрацией 
3.4. Горизонтальная кольцевая Гофмана (в настоящее время устарела) 
3.5. Циклонная печь

 
 
Сравнительный анализ печных агрегатов, используемых для  производства извести 

Вид печного агрегата	Преимущества	Недостатки
Вращающаяся печь с цепным запечным подогревателем и барабанным холодильником	Самая высокая степень  декарбонизации известняка (99,5%) и, как  следствие, максимально возможное качество продукции. Возможность осуществлять мягкий обжиг. Известь также, как правило, мелкокристаллическая, высокой реакционной способности. Эта печь самая нетребовательная к качеству сырья как по гранулометрии (обжигает фракции 0-20 и 20-50 мм), так и по прочности сырья, которая не имеет значения – от шламов и мелов до мраморов. Самая легкая в управлении. Возможность плавного регулирования производительности и качества продукции. Самый распространенный в мировой практике печной агрегат для производства флюсовой извести для нужд металлургии.	Достаточно высокая стоимость  технологического оборудования по сравнению  с шахтными печами (см. ниже). Более значительный землеотвод для размещения производства (для размещения производства мощностью 125 тн/сут требуется площадка размером ориентировочно 50 х 100 м, включая сырьевой склад).   Расход условного топлива составляет 190 – 220 кг на 1 т извести, а электроэнергии – 35 – 50 кВтч. Несколько больший пылеунос.
Шахтная печь с распределителем  сырья и центральной горелкой, работающая на природном газе.	Самая низкая стоимость технологического оборудования для обжига извести. Сравнительно низкий удельный расход условного топлива  – 160-180 кг/т и электроэнергии – 20 -30 кВтч/т. Низкий пылеунос. Небольшой землеотвод. Простота конструкции и обслуживания.	Недостаточно  высокая степень декарбонизации сырья (как правило, не более 95-97%). Печь весьма требовательна к качеству сырья как по прочности и гранулометрии, так и по степени загрязнения его глинистыми примесями. Фракционный состав обжигаемого сырья предпочтительно должен иметь кратность 2, т.е. применяемые фракции 50-100, 60-120, 80-160 мм. Повышенное содержание примесей в карбонатном сырье может вызывать образование спеков («козлов»), часто зависающих в шахте печи. Известь первого сорта по ГОСТ 9179-77 на этом печном агрегате получать стабильно весьма проблематично, особенно если примеси превышают 2%. Ограничены в производительности. Производительность 100 т/сут является критической для шахтных печей из-за риска получить непрожженую центральную зону.   При дроблении и грохочении с целью получения деловой фракции 15 – 50 мм отходы в виде фракции 0 – 15 мм составят 30% и более.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что такое марка  бетона, как формуют и хранят марочные образцы, в чем отличие марки  бетона от его класса?

При проектировании бетонных и железобетонных конструкций назначают  требуемые характеристики бетона: класс (марку) прочности, марки морозостойкости  и водонепроницаемости.

За проектную  марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому  сжатию (кгс/см2) эталонных образцов-кубов.

За проектную  марку бетона по прочности на осевое растяжение принимают сопротивление  осевому растяжению (кгс/см2) контрольных образцов. Эта марка назначается тогда, когда она имеет главенствующее значение.

Проектная марка  бетона по морозостойкости характеризуется  числом циклов попеременного замораживания  и оттаивания, которое выдерживают  образцы в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, подвергающегося многократному  воздействию отрицательных температур.

Проектная марка  бетона по водонепроницаемости характеризуется  односторонним гидростатическим давлением (кгс/см2), при котором образцы бетона не пропускают воду в условиях стандартного испытания. Назначается для бетона, к которому предъявляются требования по плотности и водонепроницаемости.

Проектную марку  бетона по прочности на сжатие контролируют путем испытания стандартных  бетонных образцов: для монолитных конструкций в возрасте 28 суток, для сборных конструкций - в сроки, установленные для данного вида изделий стандартом или техническими условиями.

Проектную марку  бетона монолитных конструкций разрешается  устанавливать при специальном  обосновании в возрасте 90 или 180 суток  в зависимости от сроков загружения, что позволяет экономить цемент. Прочность бетона определяют путем испытания образцов, которые изготовляют сериями; серия, как правило, состоит из трех образцов.

Предел прочности  при растяжении возрастает при повышении  марки бетона по прочности при  сжатии, однако увеличение сопротивления  растяжению замедляется в области  высокопрочных бетонов. Поэтому  прочность бетона при растяжении составляет 1/10-1/17 предела прочности  при сжатии, а предел прочности  при изгибе - 1/6-1/10.

Однородность  прочности и класс бетона.

Бетон должен быть однородным - это важнейшее техническое и экономическое требование. Для оценки однородности бетона данной марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени, имеется в виду, что стандартные образцы твердели в одинаковых условиях одно и то же время. Прочность бетонных образцов будет колебаться, отклоняясь от среднего значения в большую и меньшую стороны. На прочности сказываются колебания в качестве цемента и заполнителей, точность дозирования составляющих, тщательность приготовления бетонной смеси и другие факторы.