Матеріали

Лекція 2.11. полімерні та Полімерцементні в'яжучі

Лекція 2.10. Шлаколужні цементи

Шлаколужні цементи являють собою гідравлічні в'яжучі, отримані шляхом тонкого помелу гранульованого шлаку сумісно з мало гігроскопічним лужним компонентом або при замішуванні шлаку розчинними сполуками лужних металів: натрію, літію або калію. Шлаколужні в'яжучі були розроблені на базі Київському інженерно-будівельному інституті в науковій школі, яку заснував і очолював професор Глуховський В.Д.

Для виробництва шлаколужних цементів використовуються доменні та електротермофосфорні гранульовані шлаки, тонкість подрібнення яких характеризується питомою поверхнею не менше 300 м2/кг. Окрім того, можуть застосовуватись гранульовані шлаки інших виробництв, що не підходять для виготовлення шлакопортландцементу, наприклад, титанові, нікілієві, феромарган-цеві, ваграночні, мартенівські. Лужні компоненти, які є складовою частиною шлаколужних цементів, вводяться до них в кількості 5-15 % від маси шлаку в перерахунку на суху речовину у вигляді сполук лужних металів, що дають у водних розчинах лужну реакцію. Застосвуються їх водні розчини 18-40 % концентрації за масою. Ці сполуки за характером взаємодії зі шлаком поділяються на чотири групи:

- їдкі луги (гідрооксид натрію);

- несилікатні солі слабких кислот - карбонати (сода);

- силікатні солі та розчинне скло;

- алюмінатні солі.

При гідратації шлаколужних цементів відбувається взаємодія шлакового скла з лужним компонентом з утворенням водостійких лужних гідороалюмосилікатних новоутворень зразку:

R2O.Al2O3.(2-4)SiO2nH2O.

Основні властивості.Отримані високі лабораторні результати активності шлаколужних цементів були підтвердженні промисловими випробуваннями на цементних заводах. Отримані показники свідчать про ідентичний порядок активності таких в'яжучих та про можливе їх переважання при умові незначної якісної зміни лужного компонента, що дозволяло отримувати в'яжучі в розчині 1:3 з міцністю понад 125 МПа.

Такі в'яжучі характеризуються розчиново/шлаковим співвідношенням, яке знаходиться в межах 0,32-0,36.

Запропоновано введення в шлаколужні в'яжучі активні мінеральні добавки, що дозволили підвищити МРЗ до 1000 циклів, а також стійкість в різних агресивних середовищах. Цементи на їх основі характеризуються подовженими термінами тужавлення (початок не раніше 1 години, кінець - не пізніше 7-8 годин) у порівнянні з 45 хв початок та 2 години кінець для бездобавочних шлаколужних цементів.

Полімерцементні бетони -матеріали, що виготовляють з мінерального в'яжучого, полімеру і наповнювачів та заповнювачів. Їх отримують введенням до складу бетону при змішуванні водних дисперсій полімерів або сухих полімерних порошків (вінілацетат-етилен, виніл-ацетат-віола, вінілацетат-версатат, стірол, натурального або синтетичного каучуку); введенням у воду замішування мономерів і полімерів (фурилового спирту, карбомідних смол, полівінілового спирту, спеціальних видів фенол формальдегідних смол із наступним переведенням їх у нерозчинний стан нагріванням або додаванням затвердника. У звичайних бетонах кількість модифікуючої добавки (СДБ, С-3, Мелмент, Мелфлюкс) невелика і не істотно впливає на тверднення і структуру цементного каменю. Полімерна складова полімерцементних бетонів є зв'язуючим матеріалом на додаток до мінеральних в'яжучих. При цьому утворюються матеріали складної органо-мінеральної структури їз специфічними властивостями. Кількістю і видом полімеру можна регулювати технологічні властивості суміші і кінцеві характеристики матеріалу.

Полімерцементні будівельні розчини - в основному отримують на основі сухих будівельних сумішей, які містять мінеральне в'яжуче, полімерну добавку, органічну модифікуючу комплексну добавку, а також різноманітні наповнювачі. В сухих сумішах застосовують сухі редисперговані полімерні порошки різноманітної природи, що забезпечують широке коливання кінцевих властивостей розчинової суміші та розчину.

Розчинне скло.Розчинним склом називають технічний продукт, що складується із силікатів лужних металів. Склад розчинного скла виражається формулою R2OmSiO2 (R - натрій або калій, м - число молекул SiO2, що припадає на одну молекулу лужних металів). За фізичним станом воно поділяється на силікат-брилу, що складається з твердих кусків різних форм і величини, та водний розчин силікат-брилу - рідке скло.

Основною характеристикою рідкого скла є модуль скла, що позначається літерою М. Найчастіше використовується розчинне скло з модулем 2,5 - 3,0. За складом скло може бути натрієве або калієве. У будівництві частіше застосовується натрієве скло. Воно має наступні цінні властивості: висока ключа здатність, простота використання, низька вартість. Але воно не позбавлене недоліків: висока проникність, нестійкість проти дії розчинів лугів і відносно невисока водостійкість, які корегуються застосуванням різних добавок.

Для виробництва застосовують кремнеземисті породи (кварцові піски, кварц, пиловидний кристалічний кремнезем, природний та штучний аморфний кремензем) та лужний компонент - соду, поташ, сульфат натрію, їдкий натр та їдкий калій.

Розрізняють сухий та мокрий спосіб виробництва. Сухий спосіб ґрунтується на плавленні сировинної шихти при високій температурі з наступним її охолодженням і розчиненням. Розплав лужного силікату під час охолодження на повітрі застигає і перетворюється на твердий моноліт - силікат-брилу. Під час охолодження в холодній проточній воді утворюється дрібнозернистий продукт - гранулят. Його здатність розчинятися з утворенням розчину лужного силікату різної концентрації і стало причиною того, що таке скло назване „розчинним”.

Існують різні способи розчинення силікат-брили. Найпоширеніший серед них - автоклавний. За цим способом розчинення відбувається в стаціонарних обертових барабанних автоклавах під тиском 0,4-0,8 МПа. Розчинення також можна проводити і при атмосферному тиску 90-1000С.

Серед мокрих способів виробництва рідкого скла найчастіше застосовується лужний. Він ґрунтується на розчиненні різних видів кремензему у розчинах ідких лугів під тиском в автоклавах-реакторах.

2NaOH + mSiO2 = Na2O.mSiO2 + H2O.

За цим способом рідке скло отримують безпосередньо обминаючи процес варіння силікат-брили.

Властивості рідкого скла.Рідке скло є густим, в'язким розчином. Добре приготовлені розчини рідкого скла звичайно мають жовтувате забарвлення і бувають прозорими. Основні параметри якості - модуль та густина, які корегуються відповідно введенням лугу або води. У закритих ємностях рідке скло може зберігатись дуже довго. На повітрі воно розкладається тим швидше, чим вищий його модуль. Під час нагрівання воно теж розкладається з виділенням аморфного кремнезему. Усі кислоти розкладають рідке скло з утворенням колоїдних осадів кремнієвої кислоти. Воно реагує з основами, спиртами, ацетоном, ефірами.

Застосування.Один з ефективних напрямків застосування є отримання на основі рідкого скла кислототривкого цементу. Кварцовий кремнефтористий кислототривкий цемент - порошкоподібний матеріал, що добувають сумісним помелом або ретельним змішуванням окремо подрібнених кварцового піску і прискорювача тверднення - кремнефториду натрію. Його замішують із водним розчином силікату натрію, після чого вже на повітрі він перетворюється на міцне каменеподібне тіло, стійке пороти дії більшості мінеральних та органічних кислот. Випускається два типи кислототривкого цементу: для кислототривких замазок, цемент для кислототривких розчинів і бетонів, що замішуються з розчином натрієвого рідкого скла. Початок тужавлення тіста нормальної густини із кислототривкого цементу повинен натсупати не раніше 40 хв для першого типу і не раніше 20 хв для другого, кінець тужавлення - не пізніше 8 год для обох типів.

Кислототривкість цементного порошку визначається за втратою маси при кип'ятінні його в технічній сірчаній кислоті і не повинна перевищувати 7 %.

Кислототривкий цемент не можна застосовувати за умов дії низьких температур (менше - 200С), лугів, фосфорної, фтороводневої і кремнефтороводневої кислоти, киплячої води і водяної пари. Кислототривкі цементи використовують дял склеювання штучних хімічно стійких матеріалів при захисті корпусів хімічної апаратури, устаткування або будівельних конструкцій, а також для виготовлення кислототривких бетонів та розчинів або виробів і конструкцій з них.

Вони застосовуються для футерівки різних апаратів, кислотосховищ на підприємствах хімічної, коксохіміної, целюлозо-паперової та інших галузей промисловості, а також кислотних башт, варильних котлів, камер електрофільтрів тощо.

Також рідке скло широко застосовується в ливарному виробництві як зв'язуюче при виготовленні ливарних форм для точного литва, покриття електродів для електродугового зварювання. Окрім того, воно широко застосовується для силікатизації ґрунту, внаслідок якого підвищується міцність, водонепроникність, стійкість проти дії агресивних і газових середовищ. Цей прийом застосовується при проходці тунелів та при гідротехнічних роботах. Іншим компонентом для силікатизації є розчинна сіль.

В промисловості застосовують здатність розчинового скла вступати в реакцію з кремнеземом при високих температурах. Так можна отримати вогнестійкі та вогнетривкі матеріали. Виробництво абразивних виробів, для склеювання різних матеріалів, виготовлення силікатних фарб, як антикорозійне покриття.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Властивості ГЦ, застосування в будівництві, економічні показники.	\|	План заняття.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.103 сек.