Вяжущие воздущные вещества и их применение в городском хозяйстве

Реферат

Вяжущие воздущные вещества и их применение в городском хозяйстве

Вяжущие вещества  
Вещества, выполняющие функцию цементирующего компонента. По происхождению могут быть как органическими, так и неорганическими.  
 
Вяжущие воздушные вещества 
Группа вяжущих веществ (известь воздушная гашеная, известь молотая негашеная, гипсовые вяжущие, магнезиальные, растворимое стекло), которые способны твердеть, набирать прочность и сохранять ее только на воздухе.

В незапамятные времена люди заметили, что обожженный на костре гипс при соединении с водой охотно поглощает ее, превращаясь сначала в тестообразную массу, а затем в камень. Такое превращение происходит за каких-нибудь 20—30 минут. Гипсовая масса, твердея, увеличивается в объеме, сохраняет его при высыхании и плотно прилегает к любой, даже очень сложной форме, позволяя снимать с нее точные слепки, что сыграло не последнюю роль в литейном деле. Но первая и, пожалуй, самая главная область применения гипса — строительство. Этот материал, обычно в смеси с известью,— один из самых первых надежных и дешевых видов цемента. Стены и полы в храмах и гробницах, украшения саркофагов, сосуды, статуэтки и другие изделия из гипса, изготовленные руками древних мастеров, находили и продолжают находить археологи в Египте, Эфиопии, Иране, других странах, а в СССР — в Северном Причерноморье, Приуралье, Средней Азии и на юге Сибири широко использовались гипсовые вяжущие, а также естественные гипс и ангидрит и во все последующие эпохи. Крепкий зернистый гипсо-ангидритовый камень употреблялся наряду с известняком при кладке стен и фундаментов в средневековой Европе. Из вяжущих материалов на основе гипса изготовляли даже искусственный мрамор. Этот материал наряду с естественными облицовочными камнями умело использован в отделке интерьеров Зимнего дворца и других шедевров архитектуры Ленинграда, Петергофа, Пушкина. И сегодня из зернистого гипса вырезают различные декоративные детали и облицовочные плитки, которыми украшены многие современные общественные здания — вокзалы, гостиницы, магазины у нас и за рубежом. И все-таки львиная доля, примерно четыре пятых добываемого в наше время гипса идет для приготовления различных вяжущих материалов. Наибольшее распространение среди них получил строительный, или, как его еще называют, штукатурный гипс. Из этого дешевого и экономичного материала готовят стеновые панели и блоки, перегородки, плиты покрытий и перекрытий, архитектурные детали, сухие штукатурные смеси со специальными добавками для механизированной обработки больших поверхностей и многое другое. Производство гипсового вяжущего на удивление несложно. Раньше для приготовления этого материала куски гипса сыпали на угли костров, разведенных в вырытых в земле ямах. Сегодня этот процесс немногим усложнился. Измельченный природный гипсовый камень нагревают при температуре 140— 190 °С в течение нескольких часов в варочных котлах, вращающихся печах или других емкостях. Во время нагрева гипс теряет полторы молекулы своей кристаллизационной воды и превращается в полуводную разновидность — практически готовый для широкого использования ценнейший строительный материал. Технология получения медицинского и формовочного гипса, используемого для изготовления форм и моделей в керамической, авиационной, автомобильной промышленности и точном машиностроении, практически такая же, только исходным материалом служит самый высокосортный гипсовый камень. Несколько иным способом получают другую разновидность гипсового вяжущего — высокопрочный гипс. Его готовят, обрабатывая гипсовый камень насыщенным паром под давлением. Это несколько более энергоемкий процесс, зато получаемый материал становится намного прочнее. Высокопрочный гипс используют там, где требуется вяжущее с быстрым схватыванием и твердением, например, для изготовления железобетонных конструкций. Нетрудно убедиться, что высокопрочный гипс представляет собой полиморфную разновидность ангидрита. Именно это открывает возможность новых безобжиговых технологий получения вяжущего из природного ангидрита, который пока еще используется явно недостаточно. В процессе обжига гипсового камня при температурах от 600 до 1000 °С из него уходит вся кристаллизационная вода и образуется так называемый «мертвый» гипс, потерявший свои ценные вяжущие качества. Оживить его, придать активность помогают различные добавки — катализаторы, особенно известь. Из такого «реанимированного» гипса изготовляют бетоны для наземных сооружений, смеси для строительных растворов, наливные бесшовные полы, подоконные доски, ступени и другие строительные элементы, отличающиеся высоким сопротивлением истиранию, морозостойкостью, хорошими тепло- и звукоизоляционными качествами. Области использования гипса и ангидрита поистине неисчерпаемы. Без них не могут обойтись бумажная, химическая, стекольная, металлургическая и многие другие отрасли хозяйства.

Крупными месторождениями гипса и ангидрита располагает США, Канада, Франция, Испания и другие страны. В России ежегодно добывают около 13 млн т гипсового сырья. Однако активно эксплуатируется менее трети разведанных месторождений, большей частью в европейской части нашей страны. Многие месторождения приходится разрабатывать подземным способом. При этом значительная часть сырья теряется. Например, на Новомосковском месторождении в Тульской области работы идут на глубине более 130 м. Около 66 % запасов остается в поддерживающих кровлю выработок целиках и межкамерных пространствах. Значительны запасы гипса и ангидрита в Приуралье, особенно в Пермской и Оренбургской областях, а также в Башкирии. Здесь гипс и ангидрит нередко слагают целые горы, образуют скалистые утесы по берегам рек. Это районы классического развития карста со множеством знаменитых пещер, гротов, таинственных подземных коридоров, провалов. К востоку от Урала гипсовое изобилие кончается. Здесь единственная мощная база по производству вяжущих — Заларинское месторождение в Иркутской области. Именно этим материалом снабжаются вся Восточная Сибирь и Дальний Восток.

Несметные природные богатства таит в своих  недрах Дальний Восток. Осваивать  их в этот некогда необжитый край едут люди. Строятся новые города и поселки, горнодобывающие и промышленные предприятия. Эта огромная стройка просто не может обойтись без местных материалов. Но везли и продолжают везти сюда за тридевять земель не только технику и металлоконструкции, но и строительный лес, кирпич, цемент, известняк, гипс. Гипсовый дефицит ощущается в Восточной Сибири давно. Если в первые годы освоения, когда здесь не было ни дорог, ни поселков, ни собственной энергетики и промышленности, такое положение было вынужденным и его можно было оправдать, то сегодня это непозволительная роскошь.

Весь мир использует в строительстве  гипс. Для его производства не нужны  сложные энергоемкие агрегаты. При  отделке зданий материалами на основе гипсового вяжущего практически  сводятся к нулю непроизводительные «мокрые» процессы. Из гипса удобно изготовлять литые наружные стены небольших домиков, животноводческих комплексов, складских помещений.

Городское хозяйство, представляет собой комплекс служб, отвечающих за благоустройство города.

Одна из задач производить текущий и капитальный ремонт зданий, а также благоустройство придомовых территорий.

Воздушные вяжущие вещества на гипсовой и известковой основах широко применяются при ремонте зданий и помещений.

В зависимости от выполняемой задачи используются различные смеси. Вот основные из них.

 Гипс (природный гипсовый камень) - сульфатная горная порода осадочного (химического)! происхождения, состоящая из двуводного сульфата кальция, белого или светло-серого цвета. Обладает способностью к дегидратации при температуре 100-105°С с частичной или полной потерей кристаллизационной воды. Гипсовые вяжущие - воздушные вяжущие вещества, состоящие из полуводного гипса или ангидрита, которые получаются путем тепловой обработки гипсовой пброды, с предварительным или послеобжи-говым помолом до порошкообразного состояния. Гипсовые вяжущие используют: для изготовления форм и моделей (в керамической, машиностроительной и ювелирной промышленности); для изготовления строительных изделий, декоративных деталей; штукатурных и лепных работ, заделки швов; а также в составе сухих смесей. Сырьем для производства гипсовых вяжущих служат природный гипсовый или ангидритовый камень; гипсосодержащие отходы различных отраслей промышленности. К гипсовым вяжущим относят: полуводный гипс (альфа и бета модификации), ангидрит, эстрих-гипс, вяжущие на основе техногенного сырья (в том числе, фосфогипс) и др. Гипсовое вяжущее или гипсовый камень применяется, в основном, в строительстве, медицине, прикладном и декоративном искусстве, сельском хозяйстве, цементной и химической промышленности. Гипс и изделия на его основе обладают рядом ценных свойств. Гипс не имеет запаха, не содержит и не выделяет вредных для здоровья субстанций, не является аллергеном. Благодаря макропористой структуре гипсосодержащие изделия способны регулировать влажность воздуха в помещениях: забирать из воздуха избыточную влажность, накапливать ее и отдавать при вентилировании помещения. Гипсовые покрытия содержат до 20% кристаллизационной воды, которую можно рассматривать как «встроенный источник» для замедления горения (или тушения огня) при пожаре. Гипсосодержащие материалы, имея невысокую теплопроводность и низкий коэффициент теплоусвоения, являются «теплыми на ощупь», то есть повышают общее ощущение комфорта. Именно эти свойства делают гипсосодержащие материалы привлекательными для строителей, дизайнеров интерьеров и архитекторов.

Известь (воздушная, молотая, комовая) - воздушное вяжущее вещество, которое получается в результате обжига (при температуре от 1000 до 1200°С) известняка (с содержанием примесей не более 6%), после чего измельчается с добавками или без добавок. Известь-пушонка (гидратная) - воздушное вяжущее вещество, получаемое химическим измельчением (гашением водой в барабанных гасителях или гидраторах) комовой извести. В результате реакции с водой образуется гидрат окиси кальция со спонтанным распадом кусков комовой извести на тонкодисперсные частицы. Известковые вяжущие - воздушные или гидравлические вяжущие вещества, получаемые обжигом известняка с активными добавками в виде шлака, золы или глины, и последующим помолом. При совместном помоле извести и нефелинового шлама получают гидравлическое нефелиновое вяжущее.

Комплексное гипсовое вяжущее (КГВ) - это гидравлическое композиционное гипсовое вяжущее. Для получения КГВ могут использоваться любые модификации гипсового вяжущего (полуводный, ангидрит, эстрихгипс) или их сочетания. Наиболее популярные: кремнеземистая добавка (зола-унос, керамическая пыль, отходы производства кирпича, мелкий кварцевый песок, микрокремнезем, кремнегель), портландцемент (в т.ч. сульфатостойкий) марок 400, 500; сухая пластифицирующая добавка (С-3 или ЛСТ). Для регулирования схватывания вводят винную или винно-каменную кислоту, нитраты некоторых солей и др. Прочность при сжатии КГВ на основе строительного гипса составляет 15-35 МПа; на основе высокопрочного гипса - 35-50 МПа. Применяют КГВ в бетонах различной плотности и различного назначения. В составе тяжелого бетона (класс по прочности В7.5-В 35), в сборных и монолитных плитах перекрытий пролетом до 4,5 м, в блоках и панелях внутренних стен, перегородках, элементах трехслойных наружных стеновых конструкций, в т.ч. монолитных. В составе мелкозернистого бетона (класс по прочности В 5 - В 35), в блоках и панелях внутренних стен и перегородок, кирпиче, камнях и блоках для наружных стен. Находит применение в несущих трехслойных стеновых конструкциях, в т.ч. монолитных; в составе сухих строительных смесей, в т.ч. для торкретирования. В составе легких бетонов на пористых заполнителях (класс по прочности В 7,5-В 35), в камнях и блоках наружных стен, в монолитных элементах стеновых конструкций. В составе пенобетонов и растворных смесях.

Гипсо-цементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) получают смешением (совместным помолом) полуводного гипса (строительного или высокопрочного), портландцемента и кислой активной минеральной (пуц-цолановой) добавки: трепел, опоку, диатомит, активные вулканические породы и активные золы. Прочность при сжатии ГЦПВ на основе строительного гипса составляет 15-20 МПа; на основе высокопрочного гипса - 30-40 МПа. ГЦПВ применяют для изготовления элементов стен ванных и душевых кабин, вентиляционных блоков; для изготовления панелей покрытий полов жилых зданий; при возведении малоэтажных жилых домов; а также как компонент штукатурных и монтажных сухих смесей.

Ангидритовое вяжущее - это высокообжиговое гипсовое вещество. Его подразделяют на марки (50, 100, 150, 200) по прочности на сжатие. Прочность смеси вяжущего вещества с песком (в соотношении 1:3) определяют в семисуточном возрасте, прочность составляет соответственно 2, 5, 7, 9 МПа. Для ускорения реакции гидратации на практике применяют добавки-активизаторы: сульфаты щелочных металлов или гидраты окиси кальция или натрия, портландцемент, шлаки. Сроки схватывания: начало не ранее 30 мин, конец - не позднее 24 часов. Применяют их для создания высокомарочных шпаклевочных и ремонтных смесей.

Эстрихгипс - это высокообжиговое гипсовое вяжущее, получаемое из двуводного гипса или природного ангидрита путем обжига, с последующим помолом в тонкий порошок. Подразделяют (по прочности на сжатие) на марки 100, 150, 200. Затвердевший эстрихгипс характеризуется высоким сопротивлением к истиранию. Сроки схватывания: начало - не менее 2 минут, окончание - не нормируется. На основе эстрихгипса производят сухие смеси для наливных самовыравнивающихся полов, быстротвердеющие • высокопрочные шпаклевочные смеси м пр.