Surowce do pord klink portl klinkier portlandz- stanowi półprodukt w procesie wytwarz cemento powszechnego użytku jest materiałem hydraulicznym i składa sie glowni z krzemiano wapnia C3S i b-C2S oraz glinianow i glin0zelazianow wapnia C3A i C4AF Surowce podstawowe: -wapienne (wysoki>44%CaO, niski<44%CaO, margiel naturalny) -gliny, iły, łupki ilaste (illit, montmorillonit) -popioły lotne porzadane tlenki to Cao, SiO2, Al2O3, Fe2O3; 2)Surowce korygujące: - żelazonosne: odpady syderytowe, pyły hutnicze - krzemionkowe: popiół lotny, odpady chalcedonitowe -mineralizatory i mikrododatki: fluorki chlorki, weglany strontu i baru: wbudowuja się w strukture surowcow, mineralizatory tworza przejściowe związki dzieki czemu szybciej powstaje dana faza.3) Surowce niepożądane: piaski, magnezyt, dolomit, siarczany, siarczki Kryteria doboru surowcow Pochodze geologiczne, skl chemiczn, zawarosc wody, skl mineralny, zdolnosc do spiekania o przydatn do produk klinkieru decydujac ponadto nastep zespoly czynnikow: wlasciwosc fizyczne: wiloc zloza, twardosc, wytrzyma na scikanie ( zuzycie energi na suszenie i mielenie surowcow) Własciwosci technologiczne: decydujace o zdolnosci do klinkieryzacji ( wplyw na zuzycie ciepla w procesie wypalania)Sklad mineralny klinkieru portlandzkiego alit C3S 40-70% belit b-C2S 15-40% C4AF 5015% C3A-3-15% CaOw <1,5% MgOw<1% NasSOR, K2SO4,CaSO4 - wplywaja na hydratacje cementu Produkcja klinkieru: wydobycie surowcow, wstepne rozdrobnienie surowcoew, wstepn ujednorodnienie surowcow, zmielenie zestawu surowcowego, korekcja i homogenizacja namiaru surowcowego, wypalanie namiaru surowcowego i chlodzenie klinkieru, magazynowanie klinkieru Ze wzgledu na sposob przygotowa namiaru surowce wyrozni sie 2 podstawowe metody produkcji klinkieru portlandzk: mokra i sucha W cementowni pracuja metod mokra surowce sa milone w mlynach kulowych do ktorych wprowadz sie wode w ilosci zapewniaja uzyskanie szlamu surowceo o knsystncji gestej smietany zawie ok 36%H2O. W Met suchej mielenie zestawu laczone jest z jego suszeniem , zawiera mniej niz 0m5% wilgoci. Moduły do scharakter klinkier portlandz lub mieszani surowcowej z ktorej jest wypalony klinkier uzywa sie czesto tzw modulow ktore wyrazaja stosunki wagowe pomiedzy okreslon tlenkami wystep w klinkierz portlandzkim: krzemowy MK=S/A+F=1,7-3,5 Glinowy MG=A/F=1-3 Nasycenia MN=[c-1,65A+0,35F+0,7SO3)]/2,8S LSF LSF=100C/2,8S+1,18A+0,65F Podstawowe strefy przy syntezie klinkieru portla Podgrzewanie (rozkl min ilastych) Dekarbonatyzajca (kalcynacja) Strefy reakcji egzotermicznych a) w f, s. (C2S, C3A, C4AF niewielk ilosc C3S) w f.c. (C3S, CaOw, MgO) Chłodzenie (chłodnik) Proces powst klinkieru klinkieryzacja Do 200 - utrata wody fizycznie związanej; 200-500 - podgrzewanie; 550-800 - rozklad minerałów ilastych; 700-900 - rozklad węglanów; do 800 - powstaja CA, C2F, C2S; 800-900 - początek powstawania przesjciowego C12A7 ;900-1100 - powstaje i rozkalda się gelenit C2AS, zaczyna powstawac C3A, C4AF, maksymalna zawartośc wolnego CaO ;1100-1200 - tworzenie całkowite C3A, C4AF, zawartośc C2S jest maksymalna; 1250 - tworzenie się fazy cieklej która z jednej strony ulatwia proces, ale z drugiej może powodwac powstanie dodatkowego pierścienia, który powoduj powstanie stopów przez co maleje powierzchnia czynna; 1250-1450 - krystalizacja C3S, sapdek zawartości wolnego CaO powstaja fazy stałe: BC2S, C4AF, C3A oraz fazy ciekłe: C3S, CAW, MgOw Wpływ wybranych pramaet na czas syntezy sklad chemiczny, skl fazowy, rola f.c, stopien rozdrobnienia surwoca, mineralizatory, rola alkaliow, popily lotne
Operacje tech produkcj cementu: wydobycie surwocwo, rozdrobnienie, homogenizacja, korekcja, homogenizacja (usredniamy) Mielenie i suszenie (mlyny misowo rolowe, mielaco suzace) wypalanie, chlodzenie (odzyskiwanie ciepla) Magazynowanie klinkieru Mielenie klinkieru z gipsem, Mielenie klinkieru z gipsem i dodatkami nieralnymi 12 Falszywe wiazanie cementu Cement skl. Chemiczny : C - 62-70%,S - 21 - 24%,A- 4 - 8%,F- 2 - 4%, MgO<5% TiO2,P2O5,Mn2O3<3%,Na2O,K2O,SO3<1,5% Cl- 0,02% + gips Podstawowe i specjalen wlasci cementu 1) Wytrzymalosc na sciskanie (zaprawy surowej) klasa cementu- wytrz po 28 d posrednie wytrz po 2 i 7 dniach 2) Czas wiazania - cecha jest normalna 3) Stalosc objetosci 4) Powierzchnia wlasciwa 2500-4500cm2/g 5) Plastycznosc //Wlasciwosci specjalne: ekspansja, odpornosc na korozje chemiczna, cieplo twardnienia, duza wytrzymalosc poczatkowa, mala zawartosc alkaliow (?Na2O i K2O) Czynnik wplyw na wytrzymalosc pokrój krysztalow alitu, dodatki akcesoryczne, sklad min klinkieru (C3S- najwiekszy wpl na wytrz poczatkowa C2S na wytrzym kocowa C3A poczatkowa wytrzym C4AF - wytrzym poczatkow i koncowa), Sropien rozdrobnienia, Powierzchnia wlasciwa Kryteria podzialu cementow 1 wytrzymalosc na sciskanie: poczatk (2i 7 dni) koncowa (po 28 d) Klasa wytrzyma 32,5 42,5 52,5 N- normalnie twardniejace R szybko twardniejace L o powolnym przyroscie Normalnie twardniejace Rs=7, 28d Szybkotwardniejace 2) skl mienralny 3) stosowane dodatki mineralne, 4)Barwa, 5)Zmiana objetosci, 6) cieplo twardnieja LH- o malym cieple hydratacji 7) czas wiazania 8) zuzycie energii 9) rodzaj klinkieru Rodzaje cementów/Symbol CEM 1-V S granulo zuzel wielkopie, P pucolan natural, Q pucol natural wypalona D pyl krzemionkow V krzemionkwy popilo lotny, W wapienny popiol lotny T łupek palony, LL wapien o calkowie zawar wegla organiczn <=0,2%, L <=0,5%///N - cement o onrmaln wytrzyma wczesnej, R cemen o wysok wytrzym wczesnej///A II -6-20 II 36-65 IV 11-35 V 36-60 B I <5%, II 21-35 III66-80%, IV 36-55 V 61-80 C III 81-95 (ilosc dodatk mineral ktora moze byc max dodana)////LH - niskie cieplo twardnienia HSR - cem odporny na siarczany Na niskoolkaliczny Hydratacja cementu: : 1)2C3S(alit)+4H---C3S2H+3CH+Q cieplo hydraatacji, 2) b 2C2S(belit)+2H---C3SW2H+CH+Q 3) 2C3A+21H---C2AH8+C4AH13+Q 4) C3A+6H---C3AH6+Q 5) C4AF+21H---C2(AF)H8+C4(AF)H13+Q 6) C3A+CaSO4 2H2)+26H----C3A 3CaSO4 32H2O (ettringit) 7) C3A+CaSO4+12H---C3A CaSO4 12H2O Etapy hydratacji I chemisorpcja wody na powierz ziaren; II okres indukcji; III ikres przyspieszenia reakcji chemiczne; IV spowolnienia reakcji chemicznej /// Etapy: 1) zairno cement wlozon do wody na powierz sa defekty, zairno znacznie sie rozpuszcz, jony przechodz do wody Defekty, sila wiazan: mrzemionka, wapn i sod - najwiecej przejdzie sodu, powsana jony siraczanow i sodowe powstanie uklad zasadowy zacznie rozp krzemionke 2) powst r-r wieloskladniek 3) ukl zdefektowanym warstewka czeka na dalsza poporcje wody do hydratacji. Jony lacza sie i powstanie grubsza warstewka zelu—powsana produkty krystaliczne, zamkniecie procesu hydratacji. By cos sie dalej dzialo warstewka musi peknac 4) powstaje produkt wenetrzny i zewnetrzny. Krystalizuje ettringit, zostaej CSH Produkty hydratacji: Zelowe: zel CSH, CH Submikrokrystaliczne CH,CSH Krystaliczne C2AH8, C4AH19, C3AH6, C3A*3CS*32H, C3A CS 12H, CH W obrebie f CSH CSH I forma wloknista,tworzy pomosty pomiedzy ziarnami , daje efekt wiazan II; o budowie siatkowej tzw plastra miodu III; tworzy izomeryczne ziarna ;IV scisle uporzadkowane skupiaenia ziaren powstale w miejscu ziaren wyjsciowego materialu
Czynniki wplywajace na ilosc wytworzonego ciepla i szybkosc wydzialania ciepla podczas hydratacji sklad minetalny klinkieru,zawartosc gipsu, aktywnosc jego skladnikow Rodzaj i zawartos skl mineral w cementcie Powierz wlasciwa, W/C domieszki chemiczne wproadzajace do wody Temperatura dojrzewania Fałszywe wiazanie cementu I CaSO4 1/2H2O podczas mielenia (>100C) II przygotowanie mieszanki betonowej lub zaprawy CaSO4 1/2H2O+1,5H2O - CaSO4 2 H2O szybkie wiazanie III ruzpuszcznie sie gipsu podczas twardnienia Przdluzone mieszanie oaby rozpuscic gips Struktura i mikrostruktura cementu cementów struktura: w stwardnialym zaczynie jest: -klinkier 6% Ca(OH)2 - 11% xCaO*ySiO2*nH2O - 37% CaCo3 - 1% C3(AF)*CaSo4*12H2O - 15% Pory - 31% Rodzaje porów: - pory żelowe d<10nm, generowane przez CSH, wpływaja na wytrzymalosac i skurcz - pory kapilarne: male 10-50nm, duze 50-100nm, generowane przez fazy krystaliczne. Wpływają na wytrzymałość, przepuszczalność, skurcz, pełzanie - makropory: male 100-1000nm, duze >1000nm, wpływają na wytrzymałość i przepuszczalność. Mikrostruk stwardni zaczynu a wlasci:: makropory gener: wytrzym przepuszcz Kapilarne: wytrzyma przepuszcz skurcz pelzanie Pory zelowe: skurcz wytrzymalosc Rodzaje cementow CEM I - wysoka wytrzymałość, szybkie i wczesne narastanie wytrzymałości CEM II - dodatki w ilości 6-35% umiarkowana dynamika narastania wytrzymałości wczesnje, umiarkowane cieplo twardnienia, wydłużony czas wiazania, wyzsza odporność na korozje chemiczna, wysoka wytrzymałość koncowa, nizszy skurcz. CEM III - klinkier+gips+36-95% zuzlu wielkopiecowego. Mala przepuszczalność betonu, wyzsza odporność na korozje chemiczna, niskie cieplo twardnienia, wysoki poziom wytrzymałości, niski skurcz, dobra urabvialnosc, mniejsza tendencja do wystepowania wykwitow CEM IV - klinkier+11-55% materialu pucolanowego + gips dwuwodny. Podzwyzszona wodozadnosc, wydłużony czas wiazania, zwiekszona tendencja do odkształcen skurczowych, niskie cieplo twardnienia, podzwyzszona odporność na korozje, wyzsza wytrzymałość koncowa. CEM V cement wielosklad 20-64% klinkieru 50-18 zuzla wielkopiecowego reszte material pucalanowy Cement glinowy - szybkotwardniejacy. Klinkier glinowy. Duza dynamika narastania wytrzymałości początkowej, wysokie cieplo twardnienia, duza odporność na dzialanie wysokich temp Cement romański - słówne składniki BC2S, gelenit, gliniany, glinozelaziany, wielkia ilość wolnego CaO Cement żużlowo-alkaliczny - składniki: zeszkliwione zmielone glinokrzemiany wapnia i magnezu, szybkowiążące, szybkotwardniejace, wysoka odpronosc na korozje chem
Cement Hutniczy klasy 325 i 42,5 sa produkow przez zmielenie klinkieru portlandz z gipsem dwuwodnym i 36-95% dodatk granulatowan zuzal wielkopie.. Zalety mala przepuszcz wykonanych z nich betonow, zwiazana ze zmniejszeniem zawartosci porow kapilarnych w zaczynie. Wyzsza odporn na korozje chemiczna, sirczanowa chlorkowa kwasna alkaliczn i ektrakcyja. Posiada niskie cieplo twardnienia. Wysoki stops wytrzyma po dlugich okresach twardnienia, niski skurcz, dobra urabialnosc mieszanek betonowcyh. Cementy wykacuja wolniejsza dynamike narast wytrzymalosci wczesnej oraz wydluzony czas wiazania: stosowany to prod betonu towarowego zwyklego, do betonow o wysok wytrzym, samogaeszczalnych, komorkowego, w budownictwie drogowym i komunalnym, podziemnym i gorniczym, w geotechnice, do pord zapraw tynkarskich i murarskich składników mine klinkieru portl w kształto własi cementow C3A, C3S - wytrzymałość, czas wiazania MgOw, CaOw - stałośc objętości CaSO4 - czas wiazania C3S, C3A - najwięcej ciepla twardnienia C2S najmniej C3S, C3A 0 dyze cieplo hydratacji Pods minerl cemen portla jest alit. Zaczyn przygot z cemen o wysok zawar alitu charak sie szybk narast wytrzym, wysok wytrzym kocno duzym ciepl hydratacji. Cement o podw zawart belitu daj znczyn o wydluzo czasi wiazan wolnym narast wytrzym i niskim ciepl hydratacji. Maja wysok odporn na koroz i osiadj znaczny wytrzym po dlug okres tward. Wsrtos zawart C3A podow wiec szybk tward cemen i zwieksz ceipl hydrat, duza zawat C4AF powod powol dlugotr narast wytrzym
Metoda Mokra - przygoto surow wymag ich sortow i rozdrob. Sortow poleb na odrzu zlych partii sklad co ustala się z reguly makroskop, zaklad soe ze dane surow przychodz ze zloz zbadan pod wzgled przydat a ich zaniczeysz może pochodz tylko z przeros skalnych lub przypad zanieczysz. Rozdrob prowadz się w 3 etap. Najpier kruszy si eboki w lamacz nastep miele w mlyni kulowym i tak rozdrob surow przesyla się do szlamownika. Kruszeni w lamacz i mlynach podlek surow twarde natmias miekkie rozdrab się w szlamowniku i przelwa do basenu szlamowa gdzie po zmiesz z dodatk woda powstaj zhomogeniz szlam. Tutaj tez dokon się koreskcji sklad pod wzgledm chemicz, stosuijac odpow dodatki. Zhomogeniz szlam przech do ukosnie usawionych piecow obrto gdzie nastep wypala w temp do 1450C Temp te uzysk się przez wdmuchiw plowmi z pylu weglo oleju lub gazu od strony nizej polozon konca pieca. Szlam przeuwaj się wzdluz pieca przech przez stref coraz wyzszej temp az blisko konca pieca osiag 1450. w koncowym ocinku nastep chlodz do 1200. przy odpowied temp zachodz proce chemi i strukturotw prowadz do powst pozadan sklad mineral klinki portlan. Szybko studzenia zwlasz w ostatni cczesc pieca decyduje o ostatecz stosunk ilosciow poszczegl mineral w cemen. Klink musi lezakow tak dlugo az nstopi w nim zakoncze wszelk rodzaj reakc chemiczn a tem obnizy się do 40C. ostatni czynność polega na rozdrob klink z dodatk gipsu na cemen- mlyny kulowe Metoda sucha:wydobycie surowcow, wstep rozdrob, wstep ujdenorodni surowc, zmielenie zestawu surowco, korekcja i homogeniza namiaru surowc w celu zapewnienia mu dopowied skladu chemiczn, wypalanie namiaru surowco na klinkier portlandzki i chlodzenie klinkieru, zmielenie na cement klinki portladz wraz z gipsem i anhydrytem i ewentualne z innymi sklad glown oraz sklad drugorzedn, skadlowani pakowanie i ekspedycja cementu///Jako glowne sklad cement powszech uzytku norma pn-EN 197-1wymienia: klinkie portladz, granulo zuzel wielkopiec, pucolany natural i puclonay natural wypalane, popily lotne, pyl krzemionkowy, lupek palony, wapien Jako sklad 2rzedne najczesc w Polsce wykorzyst sie : wapienie i popiloy lotne klasa cementu cem: 32,5N wytrzyma wczesn 7dni >=16 MPa, normowa 28dni 32,5-52,5 Poczatek czas wiazan min .>=75 stalosc objet mm <=10mm 32,5R 2dni:>=10//32,5-52,5//>=75 42,5 >=10//42,5-62,5//>=60min 42,5R >=20 takie samo jak dla N %2,5 >=20//>=52,5//45min 52,5R >=30 tak samo jak dla N
BETON
Kryteria podzialu betonu gest objetosciowa: ciezkie>2600kg/m3 zwykle 2000-2600 lekkie <2000 Wytrzymałość i izolacyjność 1) konstrukcyjne >10MPa C7,5-C70 >0,3W/mK a) do C30 BWW C60-C100 BBWW > C1002) izolac konstruk C30>c10 0,175-0,3 Termoizolacyjne <0,175 Właściwosci betonu wytrzymałość na ściskanie - może być ksztaltowana w szerokich granicach. Wpływają na niego: właściwości uzytych surowcow(klasa i ilość cementu, rodzaj i ilsco dodatkow mineralnych, ilość ilość rodzaj domieszke organicznych, rodzaj kruszywa, jego właściwości, uziarnienie i charakter powierchni) oraz właściwości mieszanki betonowej oraz metoda wytwarzania (stosunek stosunek/stosunek, warunki wykonania miesznaki betonowej, sposób zagęszczania mieszanki betonowej, warunki dojrzewania-temp, wilgotność) - wodoszczelność - stosunek ilość spoiwa do pwoeirzchni w;lasciwej kruszywa, stosunek stosunek/stosunek, właściwości reologiczne miesznaki betonowej, warunkie pielęgnacji - nasiąkliwość - związana jest z porowatościa otwartą 5-7 - mrozoodporność - jest wielkością normowana - pełzanie - ścieralność - udarność - odporność na korozje chemiczna - stosunek stosunek/stosunek, minimalna ilość cementu, rodzaj cementu, minimalna wytrzymałość, minimalna ilośc powietrza, rodzaj stosowanego kruszywa trwałość (nasiąkliwość, mrozoodopornosc, ścieralność, udarność) - zalezy od właściwego doboru składników ( rodzaj cementow, domieszek odpornych na alkalia), prawidlowa technologia, pielegnacja i czas dojrzewania, oddzielywanie środowisk korozyjnych, obciążenia mechaniczne stale i zmienne, konserwacjaPodstawowe operacje technologiczne Projektowanie skladu, mieszanie skladnikow, transport mieszanki betonowej, formowanie konstrukcji, Dojrzewanie: naturalne, przyspieszone, Pielegnacja betonu Właściwośći mieszanki betonowej konsystencja, urabialnosc, zachowanie wlasciwosci w czasie jednorodnosc Trwałość betonu Mark ai ilosc cement, stos W/C. rodzaj kruszy jego uzian i czysto, warunki wykonania mieszanki i sposób zageszcz, domieszki chemiczn i dodatki minetal, warunki dojrzew betonu///wlasciwy dobor skladnik, prawidlo technolo, pielegn i czas dojrzew, oddzial srodowisk korozyjn, obciazenia mecha stali i zmienne, konserwacja, zageszczenie, warunki pielegnacji, rodzaj i ilosc porow, luszczenie powierz, zmiany wytrzym w srodowik sriaczanow , rodzaj cementu, dodatki mineralne, wolny tlenek CaO i MgO, K2O i Na2) reak z krzemionka co prowadzi do pecznienie betonow, FeO nadaj ciemna barwe i obniza wrazli cemen na wody z siarczanm, C3S wiaze szybko ale koncowa wytrzymal nizsza, C3A wydziela duzo ciepal , wplywa korzystbnie na poaczatku ale negaty na koncow wytrzyma, CO3 po przekro 3% wywoluje korozje siarczan, Gips- opoznia wiazanie Niszczenie beotnu: korozja: chemiczna fizyczna elektrochemiczne chemicz i fizyczna biologiczna Sposoby ochrony przed korozja wielkosc W/C ,minimalna ilosc cementu, rodzaj cementu, minimalna wytrzymalosc, min ilosc powietrza, wlasciwoasc kruszywa, system kontroli Szczelnosc betonu stosunek ilosc spoiwa do powierzchni wlasciwej, W/S, wlasciwosci realogiczne mieszanki betonowej, zageszczenie, warunki pielegnacji: temperatura, wilgotnosc, czas
Kruszywa do betonu Rozró się 3 grupy krusz minerh do betonu: • piasek, piasek łamany • żwir, grys, grys z otoczaków• miesza krusz natural sorto, krusz łamanego i krusz z otoczaków. W zależn od zawar poszczeg frakcji w kruszy, dzieli się je na dwa gatunki: 1 i 2. Rozró się 4 podsta klasy petrografi krus grubego: żwir, grys ze skał magmowych i metamorficz, grys ze skał osadowych, grys z otoczaków. Krusz do beto powinno charak się stałością właśi fizycz i jednorod uziarnienia oraz nie powinno zawi skład szkodlilości lub postaci, wywierającej wpływ na cechy betonu. Kruszywo kami łamane ze skał węglanowych stosowane jest do betonów lastrykowych i suchych mieszanek zapraw do tynków. Kruszywa łamane ze skał węglanowych mogą być stosowane do betonów zwykłych. Wytrzymałość skały węglanowej, z której uzyskuje się kruszywo nie może być mniejsza niż 40 MPa, mrozoodporność zaś bez zniszczenia powinna wytrzymać 15 cykli. W zależności od uziarnienia kruszywo dzieli się na trzy rodzaje: • drobne o ziarnach do 4 mm • grube o ziarnach 4-63 mm • bardzo grube 63-250 mm
Zalety mate autoklawizowan wapienno-piaskow: duzo wytrzym mechani, znaczn odporn na dzial mroozu i innych czynn atmos, dobra izolac akustycz, duza doklad wymiarowa, wysok odporn na korozj chemicz i biologi, duza trwalosc, duza zdolno do akumula ciepla, stosun dobra podatno podatnosc na ksztal cech i wlasciowsci, dobra przyczepn do zparaw budowal, wysoka odporn ogniowa dlaczego beton zwykły może być nieodporny na korozje siarczanowa w betonie wystepuje wodorotlenek wapnia z którym reagują siarczany Na2SO4 Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O---CaSO4*2H2)+2NaOH powstały gips reaguje z uwodnionym glinianem wapnia dajac etringit C4AH19+3(CaSO4 2H2O)+7H2O----C3A 3CaSO4 32H2O + Ca(OH)2 znacznie bardziej niebezpieczny jest MgSO4 który reaguje z glinianami, CSU i etringitem C3S+3MgSO4+aq---3CaSO4 2H2O +3Mg(OH)2+2SiO2 ///// C3A 3CaSO4 32H2O+3MgSO4+aq---6CaSO4 2H2O+al.(OH)3+3Mg(OH)2 powstające nowe fazy-gips i etringit-wywołują eskansję betonu i zniszczenie. W korzystnych warunkach przy małej przepuszczalności betonu w jego warstwie powierzchniowej może utworzyc się zbita warstwa zaporowa, utrudniająca dalszą korozję. produkcja betonu komórkowego 1) przygotowanie surowców: spoiwo (wapno palone, cement, czesc kruszywa) + kruszywo (piasek kwarcowy, popioły lotne lub ich mieszanina).2) Mieszanie surowców w zawiesinie wodnej z dodatkiem substancji poryzującej (proszek glinowy, substancja pianotwórcza) 3) Wyrastanie masy - związane z wydzielaniem gazów przez substancję poryzującą4). Wstępne dojrzewanie - uzyskanie twardości wystarczającej do dalszych operacji technologicznych. Formy po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości sa rozbierane a stwardnialy blok jest cetyna bloczki o odpowiednich wymiarach5) . Cięcie stwardniałej masy betonowej na bloczki 6) podgrzewanie bloczkow 6)Autoklawizacja - nadawanie końcowej wytrzymałości wyrobów. Trwa tp 10-15h, temperatura autoklawizacji 180-200oC, ciśnienie pary: 8-12atm. 8) Studzenie 9) Magazynowanie 2Al+3Ca(OH)2+6H2O---3CaOAl2O3 6H2O+3H2 (gest 350-700kg/m3, wytrzym nie przekr 3MPa, 0,08-02 W/mK) Rodzaje reakcji i proce chemic pod wzglę energet w prod mat. Bud. Egzoter - są to procesy syntezy, przykładem są hydratacja cementu, spoiw gipsowych, wpania, w procesach tych występują straty ciepła Endoter - związane z procesami analizy, zależą od struktury-budowy związku chemicznego lub roztworu stałęgo/// proces endotermiczny: CaCO3-> CaO+CO2 proces egzotermiczny: Cao+H2O -> Ca(OH)2
Technologia autoklawi betonu komorkowego Unipol - wapn palo cemen i czesc kruszyw jest wspol mielone, stanow spowio, natopmiast jako kruszyw stosuj sie piasek kwarco popily lotne lub ich mieszank PGS piano gazo silikat (spowi wpano palone kruszyw popioly lotne) BLB beton lekki belitowy (spoiw cement belitwo, kruszy piasek kwarco) UNIPOL piasek z kopal po sortow jest gazyn w zbiorn z ktoecyh transport do mlynow kulow rurow gdzie poddaj sie go przemialow na mokro wraz z niewiel udzail wapna. Powierzch zmielo kruszy zwykle nie przekr 2000cm2/g. wapo palo o cemen sa magazyn w silos skad trensp sie je do mlyna spowia w ktrym wraz z czesc piasku poddaw sa zmielen na sucho do powierz wlasc 4000-6000cm2/g Po zmiel szlam kruszywa transport jed do szlamator w celu jego ujednorod Po homoge trwaja 4-6h szlam keirewo jest do miesark masy, gdzie w prowadz jest zmielone spoiwo dodatkow ilosc wody oraz proszek glinowy w r-r wodnym srodka powierzch czynne. Po wymiesz trwaja 7min mieszanka wlewa sie do form ktore czesc napelnieniu sa transportow na wozkach do komor wstep dojrzewania. Tam nastep wzrots i wstep twardnienie masy. Nastep formy sa rozbierane a stward bloke jest ciety na bloczki o wymiarach wymagan. Ciecie odbywa sie w urzadz krajalnicz o roznej konstruk przy czym elem tnacy jest zwykle struna stalowa. Narsoty po przerob na szlam zawraca sa do zbiorn ze szlamem piaskow. Wozki przetaczane sa do urzadz sprzatajcego. Nastep bloczki poddawan sa wstep podgrzew w komorach autklawiz skad po 2h kiero sa do autoklawow w ktotych nastep proces obrobkio hydroterm wyrob w atmos pary wodnej przy cisn 1,1-1,3 MPa przez kilka do klikun godz. Po autokla gotowe wyrob poddawan sa studze i po mniej wiecej 2h kiero do magaz wyrob gotow. # PODS WARIANTY TECH: 1 kruszywo: mielon na mokro piasek kwarc spoiwo: mielone wapno palone, cement i piasek kwarc 2 kruszy: popolu lotne, spoiwo mielone wapno palo cement gips pop lotne 3 kruszyw: mieszanina mielone na mokro piasku z niemielonm popiol lotnym spowio: mielon wapno cement gips popiloy lotne i piasek kwarcKlasa betonu Rodzaj betonu: zwykle C:8/10 12/15 16/20 20/25 25/30 30/37 35/45 40/50 45/55 50/60 55/67 60/75 70/85 80/95 90/105 100/115 Lekkie LC: 8/9 12/13 16/18 20/22 25/28 30/33 35/38 40/44 45/50 50/55 50/60 60/66 7-/77 80/88 Litera znacza rodzaj betonu natomiast cyfry 1- wytrzym charatk na scisk oznacz na prob walcowych 2 - wytrzym oznacz na probka szescienn o kraw o dlug 150mm HSC beton o wysok wytrzym maja klas wytrzym wyzs niz c50/60 oraz w przy lekkich wyzsz nic LC50/ Surowce do produkcji betonu komorkowego Mat wiazacy: cement: I II III IV 32,5, wapno palone, gips, zuzel mielonu Mikrokruszywo - mielony piasek, popioly lotne Srodki poryzujace: proszek glinowy, srodki pianotworcze P rojektowanie beotnu Metody: obliczeniowe - 3 rownaia Bukowskiego, doswiadczalne , doswiarczalno obliczeniowe Równiae wytrzymalolsci R=A(C/W+-0,5) A stala uzalezniona od klasy cementu i rodzaju kruszyczwa Warunek konsystencji: W = CWc + KWk Warunek szczelnosci K/ γ k + C/ γ c + W = 1 1) wstepne zalozenia do projek obejmuja wybor skladni mieszanki betonowej z uwzglednie wymagan technologicz ekonomicznych 2) wybor metody 3) założenia projektowe: klasa betonu, warunki eksploatacji betonu, przeznaczenie elementu lub budowli, kształt i wymiaruy elementu, ilość i rozmieszczenie zbrojen, sposób wbudowania mieszanki betonowej, sposób pielęgnacji zwiezego betonu. Dobór: rodzaju i klasy cementu, rodzaju, marki i uziarnienia kruszywa, punktu piaskowego kruszywa, domieszek i dodatkow, konsystencji mieszanki .
Krzemiany i ich wzory w budownictwie Monokrzemiany: w klinkierze portlandzkim Ca3[SiO4]O alit, BCa2[SiO4] belit; w żużlu wielkopiecowym: belit, monticelit CaMg[SiO4], merwinit Ca3Mg[SiO4]2 Oligokrzemiany: w żużlach wielkopiecowych: Ca3[Si2O7] rankinit Fyllokrzemiany: minerały ilaste: Al4[Si4O10](OH)8 kaolinit, illit, montmorillonit Inokrzemiany: CaMg[Si2O6]-diopsyd, Ca[SiO3]-wolastonit (m.sucha do prod płytek ceram), Ca6[Si6O17](OH)2 - xonotlit(hydratacja cementu, pord betonu komórkowego, cegły wapienno-piaskowej); Ca5[Si6O18H2]*4H2O-tobermoryt(beton, beton kom, cegla wap-piask) Tektokrzemiany: kwarcSiO2; ortoklaz K[AlSi3O8[; anortyt Ca[Al2Si2O8], nefelin Na[AlSi3O8] jakość Produ wapna palon Wydobycie kama wapie w kopalni; najlepiej by było gdyby zawar węglanu wapnia w kamieniu wynosila >95% Rozdrobnienie: łamacze młotkowe, szczekowe. Należy rozdrobnic do ziarem o wielkości 5-150mm Wydzielenie a sitach odpowiedniej frakcji ziarnowej: powstale podziarno wykorzystywane jest np. do odkwaszania gleby a nadziano poddawane jest ponownemu rozdrobnieniu Wypalanie wapna w temp ok. 900oC w piecach szybowych, piece dwuszynowe Maerza. Wapno palone wytwarza się w wyniku rozkładutermicznego odpowiednio odsianych frakcji kamienia wapiennego. Podsta reakcja zachod podczas wypa jest dysocjacja termiczna węglanu wapnia CaCO3 <-> CaO+CO2 Jest reakcja typowo heterogeniczna której stala rownowagi uzalezniona jest od ciśnienia parcjalnego CO2. jest reakcja endotermiczna. Wymień niekorz związki do prodi mat.bud. scharaktj ich wpływ. CaO, MgO >5% wpływają na stałośc objętości. Hydratacja jakiej ulegaja te tlenki towarzyszy zmiana objęt i powstanie silnych naprężeń, które prow do tworzenia rys, spękań, zniszczeń. Pęczniejące skła rozsadzają stwardniała zaprawę powoduj…ącd zniszczenie tworzywa Duża obecność alkaliów powoduje szybsze zużywanie się ogniotrwałych wyrobów zasadowych w strefie spiekania pieca obrotowego. Przy produkcji metodą suchą Powodują także narosty blokujące przepływ surowców i gazów. Fosfor obecny w cemen w zbyt dżej ilości będzie powodował obniżenie zawartości allitu a co za tym idzie mniejsza wytrzymałość i dłuższy czas wiązania. Siarka jest szkodliwa w ilości przekraczającej 1%. Zwłaszcza szkodliwa jest zmienna zawartość siarki co stwarza problemy w utrzym stałego [poziomu S)3 w cemencie. Trzeba uwzględnić zawartość siarczanów w klinkierze klinkierze związku z wyst.ępowaniem siarczków siarczków paliwie. magazynowanie Zaprawy zew i wew Zew.- ochraniają elewację przed czynnikami klimatycznymi, nadają estetyczny wygląd; wew.- wyrównują powierzchnię ściany oraz tworzą warstwy izolacyjne. Wapienna (wapno, piasek, woda) spoiwo - ciasto wapienne lub wapno suchogaszone. Niska wytrzymałość po 28 dniach dojrzewania. Dobre właściwości ciepłochronne i cechy robocze. Stosowane do tynków wewnętrznych na ścianach i stropach-* cementowa (cement, piasek, woda)duża wytrzymałość, dobra przyczepność, mało plastyczna - źle się urabia, słabe wł.ciepłochronne i niską przepuszczalność, rzadko stosowany w pracach tynkarskich.-* cementowo - wapienna (cement, piasek, wapno, woda)Spoiwo - ciasto wapienne, najczęściej stosowana w budownictwie,łatwo się urabia, wysoka wytrzymałość, szybko twardnieje, tynki zewn - wewn.-* gipsowo - wapienna (gips, wapno , piasek, woda)ma lepszą przyczepność do drewna i materiałów drewnopochodnych niż wapienna. Znacznie szybciej wiąże i twardnieje, wyższa wytrzymałość, dobre wł. Ciepłochronne, nie można stosować w miejscach narażonych na wilgoć, tynki ozdobne wewn. i elem.
Podstawowe surowce stosowane w zaprawach. Właściwości tych zapraw mieszaniny spoiwa, kruszywa, wody. Kruszywo-piasek musi być drobnoziarniste. Stosuje się również dodatki i domieszki chemiczne których zadaniem jest nadanie zaprawom pożądanego w określonych warunkach cech użytkowych np. wytrzymałości albo mrozoodporności. Cement portlandzki -jest spoiwem hydraulicznym który otrzymuje się przez wspólne zmielenie klinkieru i gipsu Głównie stosowany jako składnik mas tynkarskich. Wapno suchogaszone- spoiwo budowlane powietrzne które otrzymuje się przez działanie na wapno palone ograniczoną ilością wody Gips- spoiwo powietrzne otrzymywane przez częściową dehydratacje CaSO4* 2H2O najbardziej charakterystyczną cechą jest krótki czas wiązania oraz wysokie wytrzymałości Woda-powinna być bez zapachu na głębokość 100 cm powinna być przezroczysta Piasek; Właściwości: właściwości reologiczne, przyczepność, współczynnik przewodnictwa cieplnego (w zewnętrznych elementach spoiny), trwałość (dla elementów zewnętrznych narażonych na zmiany środowiska), Barwa dla tynków Dodatki: pucolanowe, hydrauliczne, popioły lotne, mączki szamotowe, żużlowe, wapienne i włókna. Domieszki chemiczne: plastyfikujące, napowietrzająco-uplastyczniające, uszczelniające, przyśpieszające twardnienie Podział ze względu na rodzaj: Zaprawy wapienne- są mieszaninami wapna, piasku i wody. Jako spoiwo wapienne można użyć wapna suchogaszonego lub ciasta wapiennego, wapna hydraulicznego.Z wyjątkiem wapna hydraulicznego z uwagi na brak odporności na wilgoć nie nadają się do wykonania murów piwnicznych i podziemnych, tynków wewnętrznych. Zaprawy cementowe- są to mieszaniny cementu, piasku i wody. Zaprawa cementowa wykazuje znaczne zmiany liniowe, słabe właściwości ciepło- chronne oraz niska paroprzepuszczalność. Jest mało plastyczna i źle urabialna Zaprawy cementowo - wapienne- są to mieszaniny cementu, wapna, piasku i wody. Podobnie jak w przypadku zapraw wapiennych można do ich wykonywania stosować ciasto wapienne jak i wapno suchogaszone. Zaprawy gipsowe -skład gips bud., piasek , woda,(środki opóźniają. wiąz.)M1,5;3. Opóźniacz keratynowy lub z kleju kostnego Zaprawy cementowo- gliniane -mieszaniny cementu i piasku z wodną zawiesiną gliny, która nadaje większą szczelność. Nie wolno ich stosować w miejscach wód agresywnych(siarczan). Zaprawy te są dobrze przyczepne do ceramiki i kamienia. Zaprawy gipsowo - wapienne- jest to mieszanina, a skład której wchodzą: gips budowlany, wapno hydratyzowane (lub ciasto), piasek, woda, środki opóźniające. Stosowane do murowania ścian z elementów gipsowych, do wykonywania tynków nie podlegających zawilgoceniu, do mocowania płytek okładzinowych. Zaprawy specjalne- zaprawy z domieszkami przyspieszając wiązanie i twardnienie. Stosowane do murowania, gdy ważne jest szybkie uzyskanie wymaganej wytrzymałości lub w celu umożliwienia wiązania przy niewielkim mrozie. Zaprawy izolacyjne -ciepłochronne Lekkie wypełniacze dają niską gęstość pozorną. Stos. do murowania, łączenia ściennych elementów gazowych. Chronią mury przed zamarzaniem. Zaprawy fabryczne- mieszaniny przygotowane fabrycznie, które po połączeniu z wodą dają gotową zaprawę. Stosowane są do tynków szlachetnych. Cechuje je wysoka
Podstawowe właściwości i zastosowanie gipsu - czas wiązania - od kilku do kilkunastu minut - w gipsach gdzie dominuje gips półwolny szybkośc narastania wytrzymałości jest znaczna, natomiast gdy podstaowwywm składnikiem jest anhydryt przyrost wytrzymałości spoiw przebiega znacznie wolniej - współczynnik rozmiękania który jest jest zależny od odmiany gipu, najlepszy jest dla odmiany alfa - zmiana objętości obserwuje się bardzo mału skurcz - pęcznienie 4,5% - gęstość pozorna wyrobu średnio 1000kg/m3 a więc i dobre warunki termoizolacyjne. Trzeba zwrócic uwagę na to że odmiana a daje wzrost gęstości pozornej, ponieważ jest to tworzywo bardzo upakowane. - dobra przyczepność co pozwala wykorzystywać je w masach tynkarskich. Stosuje się jako odatki do betonu aby zwiększyc jego przyczepność. - współczynnik przewodzenia ciepła 0,3W/mK - jest ognioodporny - ogniotrwały - maja tendencje do pochlania i oddawania wody dlatego mogą być stosowane w mikroklimatach. Nieżrący ph=7 Zastosowanie: - w budownictwie elementy scienne, gipsy szpachlowe, tynkarskie, kleje gipsowe, gipsy sztukatorskie, płyty gipsowo-kartonowe, - technika: gipsy modelarskie, uzywane w przemysle ceramiki szlachetnej, przemysl odlewniczy - medycyna: gipsy chirurgiczne, dentystyczne Anhydryt ,ma wieksza wytrzymałość, wieksza skurczliwosc, mniejsza sceiralnosc, wiesza wodoodporność niskoolkaliczny Produkcj wyrob wapienn piaskow: eksloatacja transport i uzdatnianie piasku, transport i magazyno wapna, przygotow masy produkc do formowa wyrobow wapienno piasko, formowanie wyrobow w-p (prasowanie na prasach hydraulicz z mas o wilgot 4-5% przy cisn 20MPa)), proces autoklawizacji wyrobow w-p(nasycona para wodna 180C i 1-1,2MPa, 8h), uszlachetnienie powierzch wyrob w-p, kontrola jakosci i Dekoracji Domieszki chemiczne: Domie chemi do betonu jest to skład poza cementem, kruszywem i wodą dodado miesz beton bezpośre przed lub w czasie procesu jej przygot. Przyjmuje się umow, że za domieszki uważa się składniki stosowane w małej ilości, do 5% ciężaru cementu. Domieszki stosuje się w celu polepsz właści mieszanki betonowej i betonu. Podział domie chem: 1) domieszki zmienia właśc reologiczne miesz betonowej: a) domieszki uplastyczniające- obecnie określane jako zmniejszające ilość wody albo zwiększające ciekłość mieszi betonj. W tym celu stoso są różne związki organiczne, zwłaszcza hydrofilowe związki powierzchniowo czynne, które w środowisku wodnym wywierają działa dyspergujące na cząstki cementu. Wskutek tego domieszki zwiększają ciekłość i urabialność zapraw i betoprzy stałym wskaźniku wodno- cementowym albo umoż wykonanie zapraw i betonów przy użyciu mniejszej ilości wody, przy zachowaniu jednakowej konsystencji. Prowadzi to do zwiększenia wytrzymałości i nieznacznego zwiększenia zawartości powietrza. Do tej grupy nalezą przede wszystkim: -sole kwasów lignosulfonowych, -sole kwasów hydroksykarboksylowych, -związki karbaminowe, oraz także niektóre polimery zawier grupy hydroksylowe (np. alkohol poliwinylowy). b) dom upłynniające- w większości przypa domi te są żywicami melaminowo- formaldehydowymi (SMF) lub kwasami naftaleno- sulfonowymi (SNF). Skutecz ich działania jest zdecydowanie wyższa niż popularnych plastyfikatorów. Substancje te pozwalają na obniżenie ilości wody o 20-25%, czasem nawet 30-35%, przy zachow konsyi. Subst te wprow się w ilości od 0,5 do 2,5% masy cementu Wyróżnia się trzy rodzaje superplastyfikatorów: . sole sulfonowanych melaminowo-formaldehydowych polimerów (SMF), . sole sulfonowanych naftalenowo-formaldehydowych polimerów (SNF), . preparaty zawierające modyfikowane lignosulfoniany,
2) domieszki napowietrz- uplastyczni- są to hydrofobowe związki powierzch- czynne o właściwościach pieniących, wykazujące zdolność wytwarzania drobnodyspersyjnej trwałej piany. Dodane do zapraw i beto (w małych ilościach) wytwarzają i stabil podczas mieszania dużą ilość drobnych pęcherzyków powietrza, dość równomie rozmieszcz w mieszance. Napowie powoduje polepsz urabialn i kohezji zaprawy i mieszanki betonowej, związane ze zwiększeniem lepkości i objętości zaczynu cementowego, oraz zwiększa odporność dojrzałych zapraw i betonów na działanie mrozu. Jako domii napowietr do betonu stosowane są zwłaszcza następu związki: sole kwasów żywicznych, zwłaszcza abietynian sodowy lub potasowy, -kwasy tłuszczowe o długich łańcuchach węglowodorowych powyżej C11 i ich sole, np. oleinian sodowy lub potasowy,- sulfoniany i siarczany alkiloarylowe, -sole kwasów naftenowych, -produkty hydrolizy białka, -poliglikolowe etery alkilofenolowe, np. nonylofenol oksyetylowany, -sulfonowane kwasy tłuszczowe, -dodecylobenzenosulfonian sodowy i inne. 3) domieszki przyspieszające wiązanie i twardnienie- są to przede wszystkim różne związki nieorganiczne, a także niektóre związki organiczne. Spośród domieszek przyspieszających twardnienie betonu stosowanych pojedynczo bardzo aktywne są chlorki wap, potasu, sodu i glinu. Dużą aktywność wykazują także siarczany, azotany, wodorotlenki wymienionych metali i innych. Szkło wodne sodowe i potasowe, węglany sodu i potasu, trójetanoloamina przyspieszają bardzo wyraźnie wiązanie cementu, co oczywiście powod przyspi twardn. Wymie domii przyspies wiązanie powodują zwykle znaczne obniż wytrzym 28-dniowej betonu. Zmieniają rozpusz niektórych związków cementu w wodzie, zwłaszcza wapna, alkaliów, gipsu, mogą przyspieszać koagulację żelu, mogą także wpływać na warunki krystalizacji, powodować rozpuszczenie lub rozluźnienie warstewki hydratacyjnej na ziarnach cementu. 4) dom opóźe wiązanie i twardnienie- jako domieszki opóźniające wiązanie i twardnienie zapraw i betonów stosowane są nast związki chemiczne: lignosulfoniany wapnia, sodu, amonu, potasu, zawierające zawsze niewielkie ilości cukru, który zwiększa działanie opóźniające, węglowodany: glukoza, glukonian wapniowy, sacharoza, skrobia, celuloza, kwasy hydroksykarboksylowe i ich sole, gliceryna, dekstryna, kwas fosforowy, fosforany, kwas fluorowodor, fluorki, kwas huminowy i jego sole, tlenek cynku, tlenek ołowiu, boraks, sole magnez, niektóre sole cynku, ołowiu, żelaza i innych metali ciężkich. Domii opóźn wiązanie przeważnie podwyższają końcowa wytrzymałość betonu. W warunk powoln twardna krystali przeb w sposób bardziej uporządkowany, co przyczynia się do podwy wytrzyi. 5) domieszki uszczelniające- przyczyniają się do zwiększenia wodoszczelności poprzez: mechaniczne wyeliminowanie porów przez wypełnienie struktury za pomocą dodatku pyłów Odmiany polimorficzne Ca2[SiO4]CaO - alit heksagonalna >1070 3 jednoskosne 1060-980 3 trygonalne 920-120 Alit w klinkierze - jednoskoscna, rzadziej heksagonalna i trojskosna , Ca2[SiO4], belit b-Ca2[SiO4], γ Ca2[SiO4] Ca3Al2O6 (C3A) glinian trojwapniowy: regularna <1,9% Na2O romobowa 3-7-4,6 Na2O mieszanina romobowej i regularnej 1,9-3,7 % Na2O, jednoskosna 4,6-5,9 Na2O C4AF - brownmilleryt: C6AF2-C6A2F, r-r stalu, struktura rombowa, jasna substancja