Реферат: Стекло и строительные материалы на основе органических вяжущих

Химическая промышленность

 В химической промышленности известь применяется при производстве химических продуктов: кальцинированной, пищевой и каустической соды, в производстве карбида кальция, хлорной извести и т.д.

Также известь применяется в металлургической, сахарной, целлюлозно-бумажной промышленности.

Цены на известь

Бетон (франц. béton), искусственный каменный материал, получаемый из рационально подобранной смеси вяжущего вещества (с водой, реже без неё), заполнителей и специальных добавок (в некоторых случаях) после её формования и твердения; один из основных строительных материалов. До формования указанная смесь называется бетонной смесью.

Классификация и области применения бетона. Бетон  классифицируют по виду применяемого вяжущего: бетоны на неорганических вяжущих и бетоны на органических вяжущих.

Бетоны на неорганических вяжущих:

  1) цементные бетоны - общее название бетонов, для приготовления которых в качестве вяжущего вещества используется цемент (главным образом, портландцемент и его разновидности). Способность твердеть в обычных условиях и высокие физико-механические свойства (прочность, водо- и морозостойкость, долговечность и др.) обусловили преимущественное применение цементных бетонов при изготовлении сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций и изделий. Цементные бетоны в зависимости от объёмной массы (в кг/м3) подразделяются на особо тяжёлые (более 2500), тяжёлые (от 1800 до 2500), лёгкие (от 500 до 1800) и особо лёгкие (менее 500).

2) гипсобетоны - гипсовый бетон, вид бетона, изготовляемого на основе гипсовых вяжущих материалов (главным образом, строительного гипса). Применяется для производства гипсобетонных изделий. Для изготовления гипсобетонов используются каменные минеральные (преимущественно с пористой и шероховатой поверхностью) и органические (древесные опилки, сечка соломы и пр.) заполнители. В гипсобетон вводятся добавки, замедляющие схватывание, а также повышающие его водо- и атмосферостойкость. Прочность гипсобетона зависит от тех же факторов, что и прочность обычного цементного бетона.

3) силикатные бетоны - бетоны, получаемые тепловлажностной обработкой (в автоклавах) смесей, состоящих из известково-кремнезёмистого вяжущего, неорганического заполнителя и воды. В процессе обработки силикатобетонного изделия паром (под давлением 0,9—1,5 Мн/м2 при температуре 174,5—197,4°С) смесь затвердевает (вследствие образования в ней гидросиликатов и других соединений кальция), приобретая прочность на сжатие до 60 Мн/м2, а иногда и более. В качестве вяжущего при изготовлении силикатных бетонов используют тонкомолотые смеси воздушной или гидравлической извести с материалами, содержащими кремнезём (такими, как кварцевые пески, вулканические породы, металлургические, электрофосфорные и топливные шлаки, золы, нефелиновый шлам, отходы обогатительных фабрик и т. п.). Заполнителями в силикатных бетонах служат природные или искусственные пески (кварцевые, полевошпатовые, вулканические, карбонатные, шлаковые и т. п.), а также более крупные заполнители. По своим свойствам силикатный бетон близок к бетону на портландцементе. Его объёмная масса 1800—2200 кг/м3, морозостойкость 75—200 циклов.

4) кислотоупорные бетоны,

5) жаростойкие бетоны - бетоны, способные сохранять в заданных пределах физико-механические свойства при длительном воздействии на него высоких температур. Вяжущими для жаростойких бетонов служат: портландцемент, шлакопортландцемент и др. В вяжущие во многих случаях вводятся тонкомолотые добавки. В качестве заполнителей используют дроблёные огнеупорные или тугоплавкие горные породы, бой обожжённых огнеупорных изделий и некоторые др. материалы. По степени огнеупорности жаростойкие бетоны  подразделяются на высокоогнеупорные (огнеупорность выше 1770оС), огнеупорные (1580—1770°С), жароупорные (ниже 1580°С). Жаростойкие бетоны применяют для сооружения тепловых агрегатов, фундаментов промышленных печей и др. конструкций, подверженных длительному нагреванию.

Бетоны на органических вяжущих:

1)асфальтобетоны - строительный материал в виде уплотнённой смеси щебня, песка, минерального порошка и битума. Перед смешением составные части высушивают и нагревают до температуры 100—160°C. Различают асфальтобетон горячий, содержащий вязкий битум, укладываемый и уплотняемый при температуре не ниже 120°C; тёплый — с маловязким битумом и температурой уплотнения 40—80°C; холодный — с жидким битумом, уплотняемый при температуре окружающего воздуха, но не ниже 10°C. Асфальтобетон может быть крупно-, средне-, мелкозернистым и песчаным (наибольшая крупность зёрен, соответственно, 40—25—15—5 мм). Асфальтобетон применяют для покрытий дорог, аэродромов, эксплуатируемых плоских кровель, в гидротехническом строительстве; 

2)пластбетоны - бетон, в котором вяжущее вещество — органический полимер; строительный и конструкционный материал, представляющий собой затвердевшую смесь высокомолекулярного вещества с минеральным заполнителем. В качестве вяжущего в пластбетонах обычно применяют фурановые, полиэфирные, эпоксидные, феноло-формальдегидные смолы; иногда используют кумароно-инденовые, поливиниловые смолы и некоторые др. полимеры. Заполнителями служат кварцевый песок, гранитный, базальтовый и др. виды щебня, измельченный песчаник и т.д. Технология пластбетонов не отличается существенно от приготовления обычных цементных бетонов; различие в их стоимости (пластбетон значительно дороже) определяется главным образом стоимостью вяжущего. Наиболее распространены пластбетоны на основе фурановых смол. Из пластбетонов и полимерцементных бетонов делают полы в промышленных зданиях, гаражах, больницах. Их применяют для получения высококачественных дорожных и аэродромных покрытий, ремонта поврежденных бетонных поверхностей, заделки трещин. Полимерцементные смеси и пластбетоны с мелким заполнителем используют как гидроизоляционные и защитные покрытия, отделочный и декоративно-облицовочный материалы, мастики. Из пластбетона с лёгким заполнителем, например керамзитовым или перлитовым песком, получают теплоизоляционные плиты. Пластбетоны используют также для изготовления неармированных тонкостенных изделий и моделей различных строительных конструкций. Пластбетон также находит применение в подземных конструкциях и сооружениях: при изготовлении элементов шахтной крепи, канализационных коллекторов и др.

Особо тяжёлые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий); они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжёлые бетоны обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие лёгкие элементы — водород, литий, кадмий.

Наиболее распространены тяжёлые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений.

К тяжёлым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжёлыми и лёгкими бетонами занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Лёгкие бетоны изготовляют на гидравлическом вяжущем и пористых искусственных или природных заполнителях. Существует много разновидностей лёгкого бетона; они названы в зависимости от вида примененного заполнителя — вермикулитобетон, керамзитобетон, пемзобетон, перлитобетон, туфобетон и др.

По структуре и степени заполнения межзернового пространства цементным камнем лёгкие бетоны подразделяются на обычные лёгкие бетоны (с полным заполнением межзернового пространства), малопесчаные лёгкие бетоны (с частичным заполнением межзернового пространства), крупнопористые лёгкие бетоны, изготовляемые без мелкого заполнителя, и лёгкие бетоны с цементным камнем, поризованные при помощи газо- или пенообразователей. По виду вяжущего лёгкие бетоны на пористых заполнителях разделяются на цементные, цементно-известковые, известково-шлаковые и силикатные. Рациональная область применения лёгких бетонов — наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Высокопрочный лёгкий бетон используется в несущих конструкциях промышленных и гражданских зданий (в целях уменьшения их собственного веса). К лёгким бетонам относятся также конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные ячеистые бетоны с объёмной массой от 500 до 1200 кг/м3. По способу образования пористой структуры ячеистые бетоны разделяются на газобетоны и пенобетоны, по виду вяжущего — на газо- и пенобетоны, получаемые с применением портландцемента или смешанных вяжущих; на газо- и пеносиликаты, изготовляемые на основе извести; газо- и пеношлакобетоны с применением молотых доменных шлаков. При использовании золы вместо кварцевого песка ячеистые бетоны называются газо- и пенозолобетонами, газо- и пенозолосиликатами, газо- и пеношлакозолобетонами.

Особо лёгкие бетоны применяют главным образом как теплоизоляционные материалы.

Области применения бетона в современном строительстве постоянно расширяются. В перспективе намечается использование высокопрочных бетонов (тяжёлых и лёгких), а также бетонов с заданными физико-техническими свойствами: малой усадкой и ползучестью, морозостойкостью, долговечностью, трещиностойкостью, теплопроводностью, жаростойкостью и защитными свойствами от радиоактивных воздействий.

Физико-технические свойства бетона. Основные свойства бетона  — плотность, содержание связанной воды (для особо тяжёлых бетонов), прочность при сжатии и растяжении, морозостойкость, теплопроводность и техническая вязкость (жёсткость смеси). Прочность бетонов характеризуется их маркой (временным сопротивлением на сжатие, осевое растяжение или растяжение при изгибе). Марка по прочности на сжатие тяжёлых цементных, особо тяжёлых, лёгких и крупнопористых бетонов определяется испытанием на сжатие бетонных кубов со стороной, равной 200 мм, изготовленных из рабочего состава и испытанных после определённого срока выдержки. Для образцов монолитного бетона промышленных и гражданских зданий и сооружений срок выдержки при нормальном твердении (при температуре 20 °С и относительной влажности не ниже 90%) равен 28 сут. Прочность бетона в возрасте 28 сут R28 нормального твердения можно определять по формуле:

R28 = aRц (Ц/В - б),

где Рц — активность (прочность) цемента; Ц/В — цементно-водное отношение; а — 0,4—0,5 и б — 0,45—0,50 — коэффициенты, зависящие от вида цемента и заполнителей. Для установления марки бетона гидротехнических массивных сооружений срок выдержки образцов равен 180 сут. Срок выдержки и условия твердения образцов бетона сборных изделий указываются в соответствующих ГОСТах. За марку силикатных и ячеистых бетонов принимают временное сопротивление в кгс/см2 на сжатие образцов тех же размеров, но прошедших автоклавную обработку одновременно с изделиями (1 кгс/см2 » 0,1 Мн/м2). Особо тяжёлые бетоны имеют марки от 100 до 300 (~10—30 Мн/м2), тяжёлые бетоны — от 100 до 600 (~10—60 Мн/м2). Марки высокопрочных бетонов — 800—1000 (~80—100 Мн/м2). Применение высокопрочных бетонов наиболее целесообразно в центрально-сжатых или сжатых с малым эксцентриситетом колоннах многоэтажных промышленных и гражданских зданий, фермах и арках больших пролётов. Лёгкие бетоны на пористых заполнителях имеют марки от 25 до 200 (~2,5—20 Мн/м2),высокопрочные бетоны — до 400 (~40 Мн/м2),крупнопористые бетоны — от 15 до 100 (~1,5—10 Мн/м2), ячеистые бетоны — от 25 до 200(~2,5—20 Мн/м2), особо лёгкие бетоны — от 5 до 50 (~0,5—5 Мн/м2). Прочность бетона на осевое растяжение ниже прочности бетона на сжатие примерно в 10 раз. Требования по прочности на растяжение при изгибе могут предъявляться, например, к бетонам дорожных и аэродромных покрытий. К бетонам гидротехнических и специальных сооружений (телевизионные башни, градирни и др.), кроме прочностных показателей, предъявляются требования по морозостойкости, оцениваемой испытанием образцов на замораживание и оттаивание (попеременное) в насыщенном водой состоянии от 50 до 500 циклов. К сооружениям, работающим под напором воды, предъявляются требования по водонепроницаемости, а для сооружений, находящихся под воздействием морской воды или др. агрессивных жидкостей и газов, — требования стойкости против коррозии. При проектировании состава тяжёлого цементного бетона учитываются требования к его прочности на сжатие, подвижности бетонной смеси и её жёсткости (технической вязкости), а при проектировании состава лёгких и особо тяжёлых бетонов — также и к плотности. Сохранение заданной подвижности особенно важно при современных индустриальных способах производства; чрезмерная подвижность ведёт к перерасходу цемента, а недостаточная затрудняет укладку бетонной смеси имеющимися средствами и нередко приводит к браку продукции. Подвижность бетонной смеси определяют размером осадки (в см) стандартного бетонного конуса (усечённый конус высотой 30 см, диаметром нижнего основания 20 см, верхнего — 10 см). Жёсткость устанавливается по упрощённому способу профессора Б. Г. Скрамтаева либо с помощью технического вискозиметра и выражается временем в сек, необходимым для превращения конуса из бетонной смеси в равновеликую призму или цилиндр. Эти исследования производят на стандартной лабораторной виброплощадке с автоматическим выключателем, используемой также при изготовлении контрольных образцов. Градации подвижности бетонной смеси приводятся в табл. 1.

Таблица1

  Градации подвижности бетонной смеси

Выбор бетонной смеси по степени её подвижности или жёсткости производят в зависимости от типа бетонируемой конструкции, способов транспортирования и укладки бетона. Наряду с ценными конструктивными свойствами бетон обладает также и декоративными качествами. Подбором компонентов бетонной смеси и подготовкой опалубок или форм можно видоизменять окраску, текстуру и фактуру бетона; фактура зависит также и от способов механической и химической обработки поверхности бетона. Пластическая выразительность сооружений и скульптуры из бетона усиливается его пористой, поглощающей свет поверхностью, а богатая градация декоративных свойств бетона используется в отделке интерьеров и в декоративном искусстве.