Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги по будівництву

 Властивості бетону


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

РОЗДІЛ 1. Портландцемент

 

 

Хіміко-мінералогічний склад цементу

 

Сировинні матеріали, які використовуються для виробництва портландцементу, складаються в основному з окису кальцію, кремнезему, глинозему та окису заліза. У печі ці оксиди хімічно взаємодіють один з одним з утворенням ряду більш складних з'єднань, при цьому досягається хімічне рівновага. Зазвичай залишається лише невелика кількість хімічно зв'язаної окису кальцію. Однак під час охолодження клінкеру рівновага не зберігається і в залежності від швидкості охолодження змінюється ступінь кристалізації мінералів клінкеру і кількість аморфної речовини. Речовини одного і того ж хімічного складу в аморфному, склоподібного і кристалічному стані значно розрізняються за своїми властивостями. Взаємодія рідкої фази клінкеру з новоствореними кристалічними сполуками ускладнює структуру клінкеру.

Тим не менш цемент можна розглядати як систему, знаходиться в рівновазі, внаслідок «заморожування» розплаву в змозі, існував при температурі клинкерообразования. В дійсності це припущення робиться на основі розрахунку складу товарних цементів; розрахунковий склад визначається за відомим змістом окислів у клінкері виходячи з припущення про повної кристалізації сполук у стані рівноваги.

Насправді силікати в цементі не є чистими фазами, так як містять невелику кількість оксидів у вигляді твердих розчинів. Ці оксиди мають значний вплив на розташування атомів, форму кристалів і гідравлічні властивості силікатів.

Крім основних мінералів, зазначених у табл. 1.1, в цементному клінкері містяться в невеликій кількості MgO, ТЮ2, Мп2Оз, К2О і ЫагО. Вони зазвичай становлять не більше декількох відсотків від ваги цементу. Особливий інтерес становлять оксиди натрію і калію. Надалі ми їх називаємо лугами. Встановлено, що вони хімічно взаємодіють з деякими заповнювачами і продукти цих реакцій викликають руйнування бетону (див. главу 7). Луги впливають на швидкість росту міцності цементу. Вміст лугів і Мп2Оз можна швидко визначити за допомогою спектрофотометра.



Мінералогічний склад цементу встановлено в результаті вивчення фазового рівноваги потрійних систем С-А-S та-А-F, четверний системи З - C2S - C5A3-C4AF та ін. Були досліджені криві плавлення або кристалізації і обчислені склади рідких і твердих фаз при будь-якій температурі. Фактичний склад клінкеру в доповнення до методів хімічного аналізу може бути досліджений за допомогою мікроскопа шляхом виміру коефіцієнта заломлення сполук у вигляді порошку. Зміст мінералів-силікатів може бути визначено за допомогою мікрометра при Шэндс дослідженні прозорих шліфів (аналогічно застосовуваному у петрографічному аналізі) у прохідному світлі. Поліровані і травлені шлифы також можуть бути досліджені як у відбитому, так і в минаючому світлі. Рентгенівська дифракція порошкоподібної речовини може бути використана з метою виявлення кристалічних фаз, а також для дослідження їх кристалічної структури. Знаходить застосування також електронний мікроскоп, який дає велике збільшення і володіє значно більшою роздільною здатністю, чим світловий

C3S, зміст якого зазвичай найбільшу, зустрічається в вигляді невеликих равноразмерных нефарбованих зерен. В процесі охолодження при температурах нижче 1250° С C3S повільно розпадається, але якщо охолодження триває досить швидко, C3S зберігається без зміни і є порівняно стійким при звичайних температурах.

Відомо, що C2S має три або навіть чотири модифікації. a -C2S, яка існує при високих температурах, переходить при температурі 1456° С |3-модифікацію. |3-C2S зазнає подальше перетворення в у -C2S при 675° С, але при швидкості охолодження цементів, що має місце в виробничих умовах, в клінкері зберігається P-C2S у вигляді зерен округлої форми, зазвичай показують двойникование кристалів.

С3А утворює прямокутні кристали, але в застеклованном стані це аморфне проміжне речовина.

C4AF являє собою твердий розчин ряду сполук від C2F до СбА2Р; прийнята формула C4AF є умовною, відбиває середній склад цієї фази.

Різні типи цементів в значній мірі відрізняються за своїм хіміко-мінералогічним складом, який обумовлюється співвідношенням сировинних матеріалів. Свого часу в США була зроблена спроба контролювати властивості цементів різного призначення встановленням граничних кількостей чотирьох основних клінкерних мінералів, визначених розрахунком по хімічному аналізу. Цей спосіб виключив би численні фізичні випробування, але, на жаль, розрахунковий мінералогічний склад не є досить точним і не враховує всі необхідні властивості цементу, отже, не може замінити безпосередніх визначень необхідних властивостей.

Приблизний хімічний склад портландцементу в % наступний: СаО-60-67; SiO2-17-25; А12О3-3-8; Fe2O3-0,5-6; MgO-0,1-4; лугів -0,4-1,3; SO3-1-3.

В табл. 1.2 наводиться хімічний і розрахунковий мінералогічний склади типового портландцементу.

Нерозчинний залишок визначають шляхом обробки цементу соляною кислотою; він характеризує кількість домішок у цементі, які потрапляють головним чином у складі гіпсового каменю. BS 12:1958 допускає величину нерозчинного залишку не більше 1,5% ваги цементу. Втрата у вазі при прожарюванні характеризує ступінь карбонізації і гідратації вільних оксидів кальцію і магнію в результаті атмосферних впливів * цемент. Максимальна втрата при прожарюванні (при 1000° С), допускається BS 12:1958, становить для цементів, що використовуються в умовах помірного клімату, 3% і для цементів, застосовуються в тропічних умовах, 4%. Так як гидратированная вільна вапно нешкідлива, то для певного вмісту вільного вапна в цементі підвищена втрата ваги при прожарюванні в дійсності є корисною.

Важливо відзначити, що мінералогічний склад цементу може змінюватися в значній мірі навіть при порівняно невеликих коливаннях хімічного складу цементу. В табл. 1.3, за даними Черніна, у графі 1 наводиться хімічний склад типового цементу цементу. Якщо вміст окису кальцію знижується на 3% при відповідному збільшенні утримання інших окислів (графа 2), співвідношення C3S : C2S значно змінюється. Хімічний склад цементу, наведений у графі 3, відрізняється за змістом глинозему і окису заліза на 1,5% від складу цементу, зазначеного в графі 1, при цьому вміст окислів кальцію і кремнію залишається колишнім. Тим не менш дана зміна істотно впливає на співвідношення між силікатами C3S : C2S, а також на утримання С3А і C4AF.

Безсумнівно, що контролю хімічного складу цементу надається особливе значення. У типових звичайних і швидкотверднучих портландцементів загальна сума утримання двох силікатів змінюється незначно, у вузьких межах,,тому відмінності у складі у великій мірі залежать від співвідношення між СаО і SiCb в сировинних матеріалах.

    

 «Властивості бетону» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Як приготувати бетон і будівельні розчини

Вихідні матеріали 1.1. Мінеральні в'яжучі речовини 1.2. Заповнювачі 1.3. Вода 1.4. Визначення необхідної кількості матеріалів Будівельні розчини 2.1. Властивості будівельних розчинів 2.2. Види будівельних розчинів 2.3. Приготування будівельних розчинів 2.4. Склади Бетони 3.1. Види бетону 3.2. Властивості бетону 3.3. Приготування бетонного розчину 3.4. Склади 3.5. Шлакобетон 3.6. Опілкобетон

 

Високоміцний бетон

Глава I. ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

1. МАТЕРІАЛИ, ВИКОРИСТОВУВАНІ ДЛЯ ПРИГОТУВАННЯ БЕТОНУ

2. ВПЛИВ ЯКОСТІ ТА ДОЗУВАННЯ СКЛАДОВИХ НА ВЛАСТИВОСТІ БЕТОНУ ТА БЕТОННОЇ СУМІШІ

3. ПІДБІР СКЛАДУ ТА КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

4. ОТРИМАННЯ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ В ВИРОБНИЧИХ УМОВАХ

Глава 2. ВПЛИВ ЗМІНИ СТРУКТУРИ ЗАТВЕРДІЛОГО БЕТОНУ НА ЙОГО МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІД ДІЄЮ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ

1. МІЦНІСТЬ ТА ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ

2. ДІАГРАМА СТАНІВ БЕТОНУ І ПАРАМЕТРИЧНІ ТОЧКИ

3. ВПЛИВ ПАРАМЕТРІВ RT НА ЗАКОНОМІРНОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І МІЦНІСТЬ БЕТОНУ

4. ЗАКОНОМІРНОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І РУЙНУВАННЯ СТРУКТУРИ БЕТОНУ ПРИ СКЛАДНИХ НАПРУЖЕНИХ СТАНАХ

Г л а в a III. МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ СТАТИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

2. МІЦНІСТЬ ПРИ ОСЬОВОМУ РОЗТЯГУВАННІ

3. МІЦНІСТЬ НА РОЗТЯГ ПРИ ВИГИНІ І РОЗКОЛЮВАННІ

4. НОРМАТИВНІ І РОЗРАХУНКОВІ ОПОРУ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

Глава IV. МІЦНІСНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНУ ПРИ БАГАТОРАЗОВОМУ ТА ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ

2. МІЦНІСТЬ БЕТОНУ ПРИ ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Г л а в а V. ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ НАВАНТАЖЕННІ. МОДУЛЬ ПРУЖНОСТІ БЕТОНУ

1. МЕТОДИ ОЦІНКИ МОДУЛЯ ПРУЖНОСТІ БЕТОНУ

3. АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ ЗВ'ЯЗКУ МІЖ МОДУЛЕМ ПРУЖНОСТІ І МІЦНІСТЮ ВАЖКОГО БЕТОНУ

4. ОСОБЛИВОСТІ ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МОДУЛЯ ПРУЖНОСТІ І МІЦНОСТІ БЕТОНУ

5. ДЕЯКІ ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ З НОРМУВАННЯ ПРУЖНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

6. ГРАНИЧНА ДЕФОРМАТИВНІСТЬ БЕТОНУ ПРИ КОРОТКОЧАСНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Глава VI. ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ ПРИ ТРИВАЛОМУ НАВАНТАЖЕННІ. ПОВЗУЧІСТЬ БЕТОНУ

1. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ПОВЗУЧІСТЬ БЕТОНУ

2. ХАРАКТЕР ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ МІЖ ПОВЗУЧІСТЮ І МІЦНІСТЮ БЕТОНУ

3. АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ЗВ'ЯЗКІВ ПОВЗУЧОСТІ І МІЦНОСТІ ВАЖКОГО БЕТОНУ НА ОСНОВІ ВИРАЗІВ

4. ПРО ВПЛИВ РУХЛИВОСТІ БЕТОННОЇ СУМІШІ НА ПОВЗУЧІСТЬ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

5. ОЦІНКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОВЗУЧОСТІ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ КОНСТРУКЦІЙ

6. ОСОБЛИВОСТІ ДЕФОРМАЦІЇ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ В НЕЛІНІЙНІЙ ОБЛАСТІ

Г л а в а VII. ВЛАСНІ ДЕФОРМАЦІЇ БЕТОНУ. УСАДКА БЕТОНУ

1. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВЕЛИЧИНУ УСАДКИ БЕТОНУ

2. ПРО ДЕФОРМАЦІЙ ЗВ'ЯЗКУ УСАДКИ З ВЛАГОФИЗИЧЕСКИМИ ПРОЦЕСАМИ В БЕТОНІ

3. УСАДКА БЕТОНІВ РІЗНОЇ МІЦНОСТІ

4. РУХЛИВІСТЬ БЕТОННОЇ СУМІШІ І УСАДКА ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

5. ПРАКТИЧНИЙ МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ ДЕФОРМАЦІЙ УСАДКИ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

Глава VIII. ЗМІНА У ЧАСУ МІЦНІСНИХ І ДЕФОРМАТИВНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ БЕТОНУ

1. ОЦІНКА ЗРОСТАННЯ У ЧАСІ МІЦНІСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕТОНУ

2. ВПЛИВ СТАРІННЯ БЕТОНУ НА ЙОГО ДЕФОРМАТИВНІ ВЛАСТИВОСТІ

Г л а в а IX. ПРОБЛЕМИ ДОВГОВІЧНОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО БЕТОНУ

1. СТІЙКІСТЬ БЕТОНУ В АГРЕСИВНИХ СЕРЕДОВИЩАХ

2. МОРОЗОСТІЙКІСТЬ БЕТОНУ

Глава X. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИСОКОМІЦНИХ БЕТОНІВ

 

Розчини будівельні

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

 2. ВИЗНАЧЕННЯ РУХЛИВОСТІ РОЗЧИННОЇ СУМІШІ

3. ВИЗНАЧЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

4. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗШАРУВАННЯ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

5. ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ ЗДІБНОСТІ РОЗЧИНОВОЇ СУМІШІ

6. ВИЗНАЧЕННЯ МІЦНОСТІ РОЗЧИНУ НА СТИСК

7. ВИЗНАЧЕННЯ СЕРЕДНЬОЇ ЩІЛЬНОСТІ РОЗЧИНУ

8. ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГОСТІ РОЗЧИНУ

9. ВИЗНАЧЕННЯ ВОДОПОГЛИНАННЯ РОЗЧИНУ

10. ВИЗНАЧЕННЯ МОРОЗОСТІЙКОСТІ РОЗЧИНУ

 

Суміші бетонні