Неорганические вяжущие вещества. Классификация вяжущих веществ

 

Классификация вяжущих веществ. Воздушные вяжущие вещества. Гипсовые вяжущие вещества. Схема твердения, основные свойства и области применения. Повышение водостойкости гипса добавками полимеров и другими методами. Известь воздушная. Сырье и принципы производства. Магнезиальные вяжущие вещества. Гидравлические вяжущие вещества. Классификация гидравлических вяжущих. Понятие о гидравлической извести.

Портландцемент. Сырье и принципы производства цемента. Химический и минералогический состав портландцементного клинкера.

Обобщенная теория твердения цемента и других вяжущих веществ. Зависимость свойств цемента от минералогического состава клинкера. Значение тонкости помола. Основные свойства цемента и требования к нему. Деление на марки.

Влияние температурных и влажностных условий среды на твердение цемента. Способы ускорения и замедления твердения. Коррозия цементного камня, ее причины и меры защиты от коррозии. Области применения портландцемента.

Цементы с неорганическими добавками. Активные минеральные добавки – природные и искусственные, взаимодействие их с известью и цементом. Доменные гранулированные шлаки. Использование активных минеральных добавок и гранулированных доменных шлаков при производстве цементов. Значение использования металлургических шлаков. Пуццолановые портландцементы, их свойства и области применения. Шлаковые цементы: шлакопортландцемент и известково-шлаковый. Свойства шлаковых цементов и области их применения.

Специальные виды портландцементов. Способы придания портландцементу специальных свойств. Быстротвердеющий портландцемент. Белый и цветные цементы. Гидрофобный и пластифицированный цементы. Глиноземистый цемент.

Выбор цемента для различных типов конструкций и сооружений в зависимости от эксплуатационных условий с учетом технико-экономической эффективности.

 

Искусственные каменные необожженные материалы

И изделия

 

Асбоцементные изделия. Основные виды асбоцементных изделий и главные требования к ним. Кровельные плитки, кровельные большеразмерные листы, асбестоцементные трубы, асбестоцементные листы для панелей.

Изделия автоклавного твердения на основе извести и кремнеземистого компонента. Понятия о физико-химических процессах взаимодействия диоксида кремния с гидроксидом кальция при автоклавной обработке и о влиянии степени дисперсности кремнеземистого компонента на эти процессы.

Силикатный кирпич, его получение и основные свойства. Силикатные бетоны; конструкции из них для индустриального строительства. Расширение сырьевой базы для производства автоклавных изделий.

 

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

 

Вариант 1

 

Задачи:

1. Масса образца камня в сухом состоянии 50 г. Определить массу образца после насыщения его водой, а также плотность твердого камня, если известно, что водонасыщение по объему равно 18 %, пористость камня 25 % и плотность 1800 кг/м³.

2. Сколько получится известкового теста, содержащего 50 % воды, из 2 т извести-кипелки, имеющей активность 85 %?

Вопросы:

1. Каковы основные показатели дальнейшего улучшения производства строительных материалов?

2. Как меняются свойства строительных материалов (с примером) под воздействием атмосферных факторов?

3. Какие материалы называют огнеупорными? Область применения огнеупорных материалов.

4. Какие добавки вводятся в глины при изготовлении керамических изделий и каково их назначение?

5. В чем существенное отличие производства глиняного кирпича способом пластического формования и полусухого прессования?

6. Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества, их свойства? В чем основное отличие каустического магнезита от каустического доломита?

7. Что такое глиноземистый цемент? Каков его химический состав и какие основные химические реакции протекают при твердении цементного теста?

 

Вариант 2

 

Задачи:

1. Определить пористость горной породы, если известно, что ее водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощения по массе, а плотность твердого вещества равна 2,6 г/см³.

2. Определить пористость цементного камня при водоцементном отношении В/Ц = 0,6, если химически связанная вода составляет 16 % от массы цемента, плотность которого 3,1 г/см³.

Вопросы:

1. Охарактеризуйте технические свойства горных пород осадочного происхождения, применяемых в строительстве.

2. Перечислите имеющиеся разновидности красного кирпича, укажите основные требования к сырью для его производства.

3. Каковы состав и структура металлургических шлаков? Как получают и какими свойствами обладают штучные шлаковые изделия?

4. В каком виде и для каких целей применяют воздушную известь и строительный гипс в промышленности строительных материалов?

5. Какое сырье применяют для производства портландцемента и по каким схемам технологического процесса получают этот материал?

 

Вариант 3

 

Задачи:

1. Камневидный материал в виде образца кубической формы, ребро которого равно 6,5 см, в воздушно-сухом состоянии имеет массу 495 г. Определить коэффициент теплопроводности (ориентировочный) и возможное наименование материала.

2. Определить пористость цементного камня с В/Ц = 0,62, если химически связанная вода составляет 21,0 % от массы цемента, плотность которого 3,1 г/см³.

Вопросы:

1. Как изменяются свойства строительных материалов по мере их увлажнения? Приведите примеры.

2. Наличие каких минералов в составе камня придает ему прочность при ударном воздействии нагрузки?

3. Что является сырьем для производства портландцемента и какова технология его получения по мокрому способу?

4. Как образовались глины в природе и каковы их основные минеральные компоненты?

5. Что такое термозит, каковы его свойства и для каких целей применяется в строительстве?

 

Вариант 4

 

Задачи:

1. Масса образца камня в сухом состоянии 76 г. После насыщения образца водой его масса увеличилась до 79 г. Определить плотность и пористость камня, если водопоглощение по объему его составляет 8,2 %, а плотность твердого вещества равна 2,68 г/см³.

2. Определить выход сухой извести-кипелки из 20 т известняка, содержащего 6 % глинистых примесей.

Вопросы:

1. Тенденции развития производства строительных материалов в России.

2. Приведите примеры активных минеральных гидравлических добавок и укажите их назначение.

3. В каком виде и для каких целей применяют гидравлическую известь и высокопрочный гипс в строительстве и промышленности строительных материалов?

4. Что служит сырьем и какова технология производства портландцемента (мокрый способ)?

5. Какое влияние оказывает окружающая среда на твердение портландцементного теста и как ускорить процесс твердения искусственным способом?

 

Вариант 5

 

Задачи:

1. Сухой образец известняка при испытании на сопротивление сжатию разрушился при показании манометра 1000 атм (10 МПа). Определить предел прочности при сжатии образца в насыщенном водой состоянии, если известно, что коэффициент размягчения равен 0,6, а площадь образца в 2 раза больше площади поршня гидравлического пресса.

2. Определить расход глины по массе и объему, необходимый для изготовления 1000 шт. красного обыкновенного кирпича, при следующих данных: плотность кирпича 1750 кг/м³, плотность сырой глины 1650 кг/м³, влажность глины 13 %. При обжиге сырца в печи потери при прокаливании составляют 8,5 % от массы сухой глины.

Вопросы:

1. Развитие индустриального строительства в нашей стране и роль железобетона и других сборных конструкций.

2. Выпишите в таблицу главнейшие изверженные (глубинные) породы, укажите их плотность, предел прочности при сжатии, минералогический состав и область применения в строительстве.

3. Как образовались глины в природе и каковы их основные свойства?

4. Опишите способ изготовления облицовочных керамических плиток.

5. Что такое глиноземистый цемент, какими свойствами он обладает и где применяется в строительстве?

 

Вариант 6

 

Задачи:

1. Определить плотность каменного образца правильной формы, если на воздухе его масса равна 80 г. Масса образца, покрытого парафином, равна 80,75 г. При взвешивании парафинированного образца в воде получили 39 г. Плотность парафина принять равной 0,93 г/см³.

2. Сколько получится кирпича из 2,5 м³ глины, если плотность кирпича 1700 кг/м³, а влажность глины составляет 12 %? При обжиге сырца в печи потери при прокаливании составляют 8 % от массы сухой глины.

Вопросы:

1. Количественный рост производства цемента в нашей стране (в историческом аспекте).

2. Назовите горные породы, состоящие в основном из карбонатов и сульфатов кальция и магния и используемые для производства минеральных вяжущих материалов.

3. Что такое керамзит, каковы его свойства и для каких целей он применяется в строительстве?

4. Как изменить тепловые свойства глины?

5. Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества и в чем их основное отличие от других вяжущих материалов?

6. Что такое портландцемент? Его химический состав и особенности технологии производства по сухому способу.

 

Вариант 7

 

Задачи:

1. Определить коэффициент размягчения камня, если при испытании образца в сухом состоянии на сжатие максимальное показание манометра пресса было равно 38,8 МПа, тогда как такой же образец в водонасыщенном состоянии показал на манометре 34,1 МПа.

2. Сколько получится обыкновенного красного кирпича из 1 м³ глины, если плотность кирпича 1900 кг/м³, плотность сырой глины 1700 кг/м³, а влажность глины составляет 10 %? При обжиге сырца в печи потери при прокаливании составляют 6 % от массы сухой глины.

Вопросы:

1. Что такое глиноземистый цемент, какими свойствами он обладает и где применяется в строительстве?

2. Какие технические свойства являются основными характеристиками качества строительных материалов?

3. Какие разновидности облицовочной керамики применяют в строительстве и какие требования предъявляют к исходной глине и добавкам к ней?

4. Что представляет собой строительное стекло и какие сырьевые материалы применяют для его изготовления?

5. Какие существуют современные представления о соединениях, возникающих при гидратации портландцемента и твердении цементного теста?

6. Состав, свойства и область применения кислотостойких цементов.

 

Вариант 8

 

Задачи:

1. Во сколько раз пористость камня А отличается от пористости камня В, если известно, что истинная плотность твердого вещества обоих камней практически одинакова и составляет 2,72 г/см³, но средняя плотность камня А на 20 % больше, чем камня В, у которого водопоглощение по объему в 1,8 раза больше поглощения по массе?

2. Определить количество известкового теста по массе и объему, имеющего 60 % воды и полученного из 2,5 кг извести-кипелки, активность которой 88 %. Плотность теста 1420 кг/м³.

Вопросы:

1. Какие вещества называют гидравлическими вяжущими и какие химические соединения придают им гидравлические свойства?

2. Что называют коэффициентом теплопроводности и от чего он зависит? Покажите на примерах влияние пористости и влажности на величину коэффициента теплопроводности.

3. К какому типу и какой группе горных пород относят гравий, кварц, доломит, базальт, песок, известняк, мрамор?

4. Виды черепицы, основные требования, предъявляемые к ним.

5. Приведите химико-минералогический состав нормального портландцемента и опишите основные процессы, протекающие при обжиге исходного сырья.

6. Опишите характерные свойства специальных портландцементов (гидрофобного, расширяющегося и пластифицированного).

 

Вариант 9

 

Задачи:

1. При стандартном испытании красного обыкновенного кирпича на изгиб оказалось, что его предел прочности равен 3,53 МПа. Определить, какое показание манометра пресса соответствовало этому напряжению, если диаметр поршня у пресса был равен 9 см.

2. Сколько потребуется извести для добавления ее в оптимальном количестве к гипсовому тесту, чтобы замедлить начало его схватывания, если на изготовление гипсового теста был израсходован весь строительный гипс, полученный из 1 т природного гипсового камня?

Вопросы:

1. Современный уровень производства основных строительных материалов в нашей стране.

2. Перечислить горные породы, состоящие в основном из карбонатов и сульфатов кальция и магния, применяющиеся в строительстве и производстве строительных материалов.

3. Какой кирпич относится к легковесному и в чем его преимущество перед обыкновенным кирпичом?

4. Что происходит с глинами при их нагревании (подробно)?

5. Основные положения теории твердения вяжущих веществ, созданной акад. А.А. Байковым. Какие дополнения или изменения внесены в нее другими отечественными учеными?

6. Что такое сульфатостойкий, дорожный и с умеренной экзотермией портландцементы?

Вариант 10

 

Задачи:

1. Определить количество глиняной черепицы для 10 м² кровли и массу кровли. Для покрытия кровли применена плоская ленточная черепица, кроющие размеры которой по длине 169 мм, по ширине 155 мм. Вес 1 м² покрытия в насыщенном водой состоянии равен 65 кг. Габаритные размеры черепицы: длина 365 мм и ширина 250 мм. Полное водопоглощение черепицы 8 %.

2. Определить плотность известкового теста, в котором содержится более 56% воды (по массе), если плотность извести-пушонки равна 2,08 г/см³.

Вопросы:

1. Основные свойства и область применения воздушных вяжущих веществ.

2. Что такое выветривание горных пород и какие существуют меры для защиты от выветривания камня в конструкциях?

3. Какие добавки и для каких целей вводят в глину при изготовлении керамических изделий?

4. Какие искусственные пористые заполнители получают из глины? Приведите одну из технологических схем производства.

5. Расскажите о разновидностях и производстве известковых вяжущих веществ. Их характеристика по ГОСТу.

6. Что представляет собой расширяющийся цемент и для чего он применяется?

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная литература

 

1 Строительное материаловедение: учеб. пособие / под общей ред. В. А. Невского. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 571 с. 5 экз.

2. Малбиев, С. А. Полимеры в строительстве: учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 2008. – 456 с. 10 экз.

 

Дополнительная литература

 

3. Материаловедение в строительстве: учеб. пособие для студентов вузов / под ред. И. А. Рыбьева. – М.: Издателдьский центр «Академия», 2006. – 528 с. 16 экз.

4. Баженов, Ю. М. Модифицированные высококачественные бетоны; науч. изд. / Ю. М. Баженов, В. С. Демьянова, В. Н. Калашников. – М.: Изд-во АСВ, 2006. – 368 с.

5. Строительные материалы: учебник / под общ. ред.
В. Г. Микульского. – М.: Изд-во АСВ, 2000. – 536 с.

 

 

Составители

 

Татьяна Владимировна Хмеленко

 

 

Материаловедение

Программа курса, контрольные задания и методические

указания к ним для студентов заочной формы обучения

специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство»

 

 

В авторской редакции

 

 

Подписано в печать 13.04.2004. Формат 60´84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,9.

Тираж экз. Заказ

КузГТУ. 650000, Кемерово, ул. Весенняя, 28.