1.ZNACZENIE MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH W BUDOWNICTWIE - PERSPEKTYWY ROZWOJU.

Beton, a w szczególności żelbeton, jest najpopularniejszym materiałem konstrukcyjnym. Decyduje o tym możliwość uzyskania dobrych struktur wytrzymałościowych, wysokiej trwałości i względnie niskich kosztów wytwarzania. Szybko rozwija się produkcja betonów lekkich pełniących funkcję izolacyjną lub izolacyjno-konstrukcyjną. Materiały budowlane muszą spełniać wymagania stawiane im przez budownictwo. W zależności od ich przeznaczenia, a więc funkcji jaka mają pełnić poszczególne rodzaje tych materiałów, muszą one charakteryzować się ściśle określonymi własnościami użytkowymi: muszą mieć odpowiednią wytrzymałość mechaniczna, być odporne na działanie zmiennych warunków atmosferycznych, a także zapewniać w pomieszczeniach właściwy dla człowieka mikroklimat. Rozwój budownictwa a w szczególności budownictwa mieszkaniowego stawia coraz większe wymogi przed materiałami budowlanymi. Przykładem może być tu zagadnienie przewodnictwa cieplnego. Współczynnik przewodzenia ciepła bezpośrednio wpływa na wartość współczynnika przenikania ciepła danej przegrody betonowej. Wielkość współczynnika przenikania ciepła np. ścian zewnętrznych prefabrykatu w budownictwie mieszkań decyduje o stratach cieplnych w mieszkaniu. Na koszty wznoszonych budynków wpływa gęstość pozorna prefabrykatów betonowych. Dążymy do tego aby budownictwo było mniej materiałochłonne, dlatego też stosuje się kruszywa lekkie. Beton komórkowy-mały współczynnik przewodnictwa cieplnego, małe koszty wytwarzania, mała gęstość objętościowa i dobra dźwiękochłonność.

4. KRYTERIA PODZIAŁU MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH.

1. wytrzymałość na ściskanie i zginanie,

2. nasiąkliwość,

3. gęstość objętościowa,

4. przewodnictwo cieplne,

5. mrozoodporność,

6. wodoszczelność,

7. odporność ogniowa,

8. akustyczność,

9. przyczepność,

10. porowatość,

11. właściwości specjalne: odporność na korozję chemiczną, stałość objętościowa, udarność, promieniotwórczość, barwa (trwałość), podciąganie kapilarne.

5.RODZAJE MATERIAŁÓW WIĄŻĄCYCH.

Materiały wiążące są to spoiwa otrzymywane z surowców mineralnych, które po rozdrobnieniu na proszek i zarobieniu wodą lub wodnymi roztworami związków chemicznych dają plastyczny zaczyn, łatwo formujący się oraz wiążący po pewnym czasie i twardniejący na powietrzu lub w wodzie.

Za podstawę klasyfikacji spoiw przyjmuje się charakterystykę chemiczną surowców lub też zachowanie się spoiwa w środowisku wodnym.

Z punktu widzenia składu chemicznego surowców wyjściowych, spoiwa wiążące dzieli się na następujące grupy:

1. Spoiwa produkowane z surowców, których głównym składnikiem jest węglan wapniowy CaCO₃ i minerały ilaste. Do tej grupy należą spoiwa wapienne i cementy.

2. Spoiwa gipsowe, produkowane z surowców, których głównym składnikiem jest dwuwodny siarczan wapniowy CaSO₄·2H₂O (gips) lub bezwodny siarczan wapniowy CaSO₄ (anhydryt),

3. Spoiwa magnezjowe, produkowane z surowców, których głównym składnikiem jest węglan magnezowy MgCO₃ (magnezyt) lub węglan wapniowo-magnezowy MgCO₃·CaCO₃ (dolomit).

Podział materiałów wiążących ze względu na zachowanie się spoiwa w środowisku wodnym:

a)Powietrzne- twardnieją na powietrzu przy wilgotności 60% i nie są odporne na działanie wody, w wodzie ulegają rozmiękaniu, tracą swoje własności i wytrzymałość. Są to np.: gips, cement anhydrytowy, wapno, spoiwa magnezjowe, wapno palone.

b)Hydrauliczne- po zarobieniu z wodą lub wodnymi roztworami związków chemicznych wiążą i twardnieją zarówno na powietrzu jak i w wodzie; odporne na działanie wody, mała rozpuszczalność składników. Są to np.: cement portlandzki i jego odmiany: hutniczy, pucolanowy, żużlowy- bez klinkieru, glinowy, specjalny.

6. PODSTAWOWE OPERACJE TECHNOLOGICZNE PRZY PRODUKCJI SPOIW POWIETRZNYCH.

Produkcja wapna palonego:

a)kopalnia odkrywkowa- po dokonaniu odstrzału ściana eksploatacyjna jest starannie oczyszczana ze zwisów i obluźnionych bloków skalnych,

b)rozdrabnianie-przy rozdrabnianiu dużych brył materiał poddaje się działaniu sił udarowych, a przy rozdrabnianiu drobnym (mieleniu) wykorzystuje się głównie siły działające przede wszystkim ścierająco. W zależności od granulacji rozdrobnionego materiału wyróżnia się:

*wstępne (grube) kruszenie kopaliny, polegające na uzyskaniu brył o wymiarach nie przekraczających 300 mm,

*kruszenie średnie; wielkość ziaren do 20 mm,

*kruszenie drobne dające produkt o wymiarach ziaren ok. 3 mm. Mniejsze wymiary ziaren osiąga się wskutek mielenia materiału. Podobnie jak przy kruszeniu wyróżnia się trzy rodzaje mielenia: grube (dające produkt o średnicy ziarn od 3 do 0,8 mm), średnie (umożliwiające uzyskanie ziarn o wymiarach od 0,8 do 0,2 mm), drobne ( pozwalające na otrzymanie ziarn o średnicy nie przekraczającej 0,2 mm).

a)sortowanie- polega na przesiewaniu materiału przez odpowiednie zestawy przesiewników. W przemyśle materiałów wiążących znalazły zastosowanie wyłącznie przesiewniki rusztowe i płaskie. Stacjonarne i ruchome przesiewniki rusztowe z rusztem podłużnym lub poprzecznym są stosowane najczęściej do przesiewania wstępnego.

b)wypalanie-wapno palone otrzymuje się przez dysocjację węglanu wapniowego podczas wypalania w określonych temperaturach.

CaCO₃ → CaO + CO₂ - 176,6 kJ

Jest to reakcja odwracalna

7. PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI- ZAKRES STOSOWANIA.

Właściwości wapna budowlanego:

1. stopień rozdrobnienia :

-analiza sitowa (0,2-0,09 mm)

-powierzchnia właściwa

2. stopień białości,

3. czas gaszenia (4'-30'),

4. temperatura gaszenia - to czas, po którym otrzymujemy max temp-( powyżej 60˚C),

5. barwa,

6. stałość objętości,

7. gęstość nasypowa (poniżej 600 kg/m³).

Zastosowanie wapna i kamienia wapiennego:

1) hutnictwo żelaza, stali oraz metali nieżelaznych:

1. odlewnictwo:

- żeliwiaki

2. stalownictwo:

-konwertory

-piece martenowskie

-piece elektryczne

3. wielkopiecownictwo:

-aglomerowanie

-wielkie piece

4. hutnicze zakłady przeróbcze

-metalurgia metali nieżelaznych

-walcownia rur i prętów, wytrawianie, ciągnienie,

2) przemysł chemiczny i inne:

1. produkcja karbidu,

2. produkcja nawozów sztucznych,

3. zakłady sodowe,

4. koksochemia,

5. przetwórstwo celulozowo-papiernicze,

6. garbarstwo i farbiarstwo,

7. przetwórstwo spożywcze,

3) budownictwo i przemysł materiałów budowlanych:

1. wapno palone o różnym przeznaczeniu,

2. przemysł cementowy,

3. budownictwo drogowe i kolejowe,

4. budownictwo wodne i mostowe,

5. przemysł kamienia budowlanego,

6. kruszywo do betonów,

7. surowiec dla przemysłu szklarskiego i ceramiki szlachetnej,

4) rolnictwo:

1. nawozy wapniowe,

konserwacja płodów rolnych

18. RODZAJE ZAPRAW.

PODSTAWOWE ZADANIA ZAPRAW:

1) Murarskie -wyrównują na- prężenia w murach (eliminują naciski punktowy); wypełniają szpary i nierówności.

2) Tynkarskie -zew. ochraniają elewację przed czynnikami klimatycznymi; nadają estetyczny wygląd. -wew. wyrównują powierzchnię ściany oraz tworzą warstwy izolacyjne. Zaprawy stosowane są też jako: warstwy wyrównawcze na stropach pod posadzki; podstawy do produkowania elementów budowlanych drobnowymiarowych ściennych.

Cechy zap. świeżych:konsystencja,urabialność,plastyczność, zawartość powietrza, zdolność utrzymania wody,wydajność objętościowa próbnego zarobupodatność wydzielania wody,podatność zaprawy na rozwarstwia, M=m_{o *} 1000/V ,M-masa szukanego składu, m- masa danego składu użytego do próbnego zarobu, V-rzeczywista objętość zarobu- gęstość objętościowa g = (m₀-m) / V, m₀- masa naczynia wypełnionego zaprawą, m-masa pustego naczynia

Cechy zapraw stwardniałych: wytrzymałość na ściskanie wytrzymałość na zginanie,wytrzymałość na rozciąganie, nasiąkliwość wagowa i objętościowa,wilgotność, gęstość objętościowa,podciąganie kapilarne, mrozoodporność,przyczepność zaprawy do podłoża- określ siły odrywającej próbkę od podłoża i obliczenie przyczepności przypadającej na jednostkę powierzchniową Rp =P/F * 100-² P - siła odrywająca F - powierzchnia,współczynnik rozmiękania, skurcz.

ZAPRAWY WAPIENNE- są mieszaninami wapna, piasku i wody. Jako spoiwo wapienne można użyć wapna suchogaszonego lub ciasta wapiennego, wapna hydraulicznego.

ZAPRAWY CEMENTOWE- są to mieszaniny cementu, piasku i wody.

Zaprawa cementowa należy do najpowszechniejszych:

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 te należą do najczęściej stosowanych w budownictwie.łatwo urabialna, osiąga wysoką wytrzymałość i stosunkowo szybko twardnieje. Ma lepsze właściwości ciepło- chronne niż zaprawa cementowa.

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 GIPSOWE -skład gips bud., piasek , woda,(środki opóźniają. wiąz.)M1,5;3. Opóźniacz keratynowy lub z kleju kostnego.

ZAPRAWY GIPSOWO - WAPIENNE- jest to mieszanina, a skład której wchodzą: gips budowlany, wapno hydratyzowane (lub ciasto), piasek, woda, środki opóźniające, odznacza się lepszą przyczepnością do drewna i materiałów drewnopodobnych niż zaprawa wapienna. W porównaniu do niej znacznie szybciej wiąże i twardnieje oraz osiąga wyższą wytrzymałość.

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 wodoszczelne- uzyskujemy przez:

-optymalny dobór uziarnienia kruszywa (jak najmniej pustek),

-dostateczną ilość cementu (ok.400kg/m3),

-użycie jak najmniej wody,

-trzymanie tward. zap. w stanie wilgotnym jak najdłużej.

Zaprawy izolacyjne -ciepłochronne .

Lekkie wypełniacze dają niską gęstość pozorną. Stos. do murowania, łączenia ściennych elementów gazowych. Chronią mury przed zamarzaniem.

Zaprawy do torkretowania - stos. do wypełniania pęknięć konstrukcji, wzmocnień, napraw.

Zaprawy ogniotrwałe- w murach z cegieł ogniotrwałych, do łączenia elementów szamotowych . Stosuje się zaprawy składające się z rozdrobnionego szamotu, a lepiszczem jest glina plast.

Zaprawy fabryczne- mieszaniny przygotowane fabrycznie, które po połączeniu z wodą dają gotową zaprawę. Stosowane są do tynków szlachetnych. Cechuje je wysoka jakość.

35. MATERIAŁY POKRYCIOWE I HYDROIZOLACYJNE - PŁYTY GIPSOWO -KARTONOWE, CEMENTOWO - WŁÓKNISTE Płyty cementowo - włókniste.

Podstawowe operacje technologiczne:

a)przygotowanie zestawu surowcowego (zawiesina cementowo - włóknista w metodzie mokrej, zaczyn cementowy w metodzie suchej),

b)formowanie płyty (ewentualne prasowanie, falowanie, ciecie, fakturowanie),

c)dojrzewanie płyty (ewentualna obróbka hydrotermalna),

d)ewentualne barwienie.

Surowce do produkcji płyt cementowo- włóknistych:

e)podstawowe surowce:

*cement portlandzki,

*włókna krótkie alkaloodporne (szkła bogate w ZrO₂ , polimerowe, celulozowe),

*domieszki i dodatki chemiczne (antyspieniacz, flokulant),

f)surowce dodatkowe:

*posypki mineralne, pył krzemionkowy,

*włókna ciągłe, welon szklany itp.

Dawniej stosowano azbest- wycofano z uwagi na działanie rakotwórcze.

Technologia:

1. metoda Hatchcka (metoda mokra):

• zasilanie zawiesiną cementowo- włóknistą,

• sitowa maszyna formująca,

• filc,

• wał formatowy,

• czujnik grubości warstw elementarnych,

• gotowe płyty.

2. metoda sucha:

• bębny z włóknem ciągłym,

• cięcie włókna,

• dozowanie zaczynu cementowego,

• rozprowadzanie masy,

• odprowadzanie nadmiaru wody,

• formowanie płyty,

• odbiór płyty.

Zastosowanie:

• pokrycie dachówek płaskich i skośnych,

• pokrycie elewacji.

Płyty gipsowo - kartonowe.

Podstawowe surowce do produkcji płyt:

1. gips CaSO₄ · 0,5H₂O,

2. karton,

3. włókna szklane,

4. impregnaty polimerowe,

dodatki mineralne.

Podstawy technologii.

W skład produkcji wchodzą:

1. karton od strony licowej,

2. zbiornik gipsu,

3. dodatki,

4. woda,

5. mieszalnik,

6. klej,

7. karton od strony tylnej,

8. stanowisko formujące,

9. taśmy gumowe,

10. urządzenie tnące,

11. stół obracający,

12. podajnik do suszarni,

13. suszarnia,

14. odbiór gotowej płyty,

15. urządzenie do składowania płyt w wiązki,

16. stół do układania płyt w stosy.

Właściwości i zastosowanie.

Rodzaje płyt:

GKB- budowlana (zwykła),

GKBI- impregnowana,

GKF- z włóknami,

GKFI- impregnowana z włóknami,

GKS- dźwiękochłonne.

Podstawowe zastosowanie:

• systemy lekkich ścian działowych,

• tynki wewnętrzne,

• zabudowa poddasza,

• izolacja akustyczna (porowate),

• izolacja ognioochronna.

34. WEŁNA MINERALNA.

Parametry i zastosowanie.
Określenie "wełna mineralna" oznacza zarówno wełnę kamienną, jak i szklaną.
Wełna mineralna jest naturalnym materiałem izolacyjnym. Kamienna jest produkowana z bazaltu, szklana zaś z piasku kwarcowego i stłuczki szklanej. Surowce topi się w temperaturze około 1000°C (wełna szklana) lub ponad 1400°C (wełna kamienna), a następnie rozwłóknia. Sterowanie procesem technologicznym pozwala uzyskać włókna o określonej kompozycji mineralnej oraz kształcie.
właściwości:
- izolacyjność cieplna - podstawowa cecha decydująca o użyteczności wyrobu,
- reakcja na ogień - odporne ogniowo materiały zapewniają bezpieczeństwo pożarowe,
- zdolność tłumienia hałasu - izolacja cieplna może poprawić lub pogarszać właściwości akustyczne przegród budowlanych,
- zachowanie pod wpływem wilgoci - woda nie może gromadzić się w przegrodzie, a para wodna powinna być odprowadzana z pomieszczeń na zewnątrz budynku.
Typy wyrobów  
Z wełny mineralnej kamiennej i szklanej produkuje się wyroby o różnych kształtach, wykończeniu i parametrach użytkowych oraz właściwościach mechanicznych dobranych do konkretnego zastosowania.
-wypełniające (W) - poza ciężarem własnym nie przenoszą innych obciążeń. Izolują, szczelnie wypełniając przestrzeń pomiędzy elementami konstrukcji budynku. Stosuje się je do izolacji poddaszy, podłóg na legarach, ścian szczelinowych, szkieletowych ścianek działowych z poszyciem z płyt itp.
-obciążone (O) - mogą być małą siłą w ograniczony sposób równomiernie obciążone. Płyt tego rodzaju używa się np. pod elewacyjne okładziny kamienne, metalowe i z tworzyw kompozytowych lub jako podkładowe warstwy ocieplenia dachów płaskich;
-specjalne (S) - odporne na znaczne obciążenia mechaniczne. Zaliczają się do nich np. płyty fasadowe do metody lekkiej mokrej i płyty dachowe wierzchnie układane bezpośrednio pod powłokowe pokrycia dachowe.
Wyroby przeznaczone do zastosowania specjalnego muszą mieć określone parametry. Płyty fasadowe - wytrzymałość na rozciąganie siłą prostopadłą do powierzchni 10-15 kPa. Płyty dachowe wierzchnie - naprężenie ściskające przy obciążeniu równomiernym i 10% odkształceniu względnym > 40 kPa. (W przyszłości - naprężenie ściskające pod obciążeniem punktowym > 40 kPa).
Układ włókien a zastosowanie  
Przykład zróżnicowania zastosowań wyrobów o identycznej gęstości objętościowej w zależności od układu włókien:
. maty na siatce z drutu służące do izolacji rurociągów wysokotemperaturowych - układ włókien równoległy, wyrób zrolowany;
. płyty obciążane w sposób równomierny, do mocowania łącznikami mechanicznymi - układ włókien zaburzony, wyrób sztywny;
. płyty o wytrzymałości na rozciąganie siłą prostopadłą do powierzchni większej niż 100 kPa, do ociepleń

metodą lekką mokrą - układ włókien prostopadły

33. BETON KOMÓRKOWY.

Chociaż beton komórkowy jest materiałem znanym i powszechnie stosowanym od lat, producenci stale prowadzą badania nad jego ulepszeniem. Nie tylko unowocześniają wyroby i techniki produkcji elementów z betonu komórkowego, ale także rozszerzają ofertę usług i materiałów uzupełniających. Najważniejszą tendencją w unowocześnianiu betonu komórkowego jest dążenie do zmniejszenia wartości współczynnika przewodzenia ciepła lambda przy jednoczesnym uzyskiwaniu jak najwyższych wartości wytrzymałości na ściskanie. Przewodność cieplna i wytrzymałość na ściskanie zależą od gęstości objętościowej betonu komórkowego. Obecnie dąży się do uzyskania jak najniższej gęstości objętościowej, ale takiej, która charakteryzuje się jednocześnie odpowiednią wytrzymałością, pozwalającą na stosowanie betonu jako materiału ściennego. Nadal najniższą granicą pozostaje wartość 300 kg/m.³. Jest to odmiana, przy której można uzyskać odpowiednią wytrzymałość - klasę PP1,5 lub PP2. W niektórych wytwórniach Europy Zachodniej produkowany jest beton komórkowy o gęstości objętościowej 100 kg/m.³, ale wówczas jest to wyłącznie materiał izolacyjny.
Odporność ogniowa betonu komórkowego pozwala na jego stosowanie w obiektach o wysokich wymaganiach ogniowych, zwłaszcza w obiektach przemysłowych i halach magazynowych.
Dla nowych produktów z betonu komórkowego otwierają się szerokie możliwości zastosowania przy remontach i modernizacjach. Opracowuje się takie wyroby jak niemiecki thermopanzer - płytki z betonu komórkowego z doklejoną warstwą wełny mineralnej, wykorzystywane jako elementy docieplenia starych budynków. Wykorzystanie betonu komórkowego w modernizacjach nie zawsze wiąże się z opracowaniem nowego produktu, tylko raczej z nowatorskim pomysłem użycia istniejących wyrobów. Przykładem może być renowacja muru pruskiego, gdzie zmurszałe mury z łatwością zastępuje się bloczkami z betonu komórkowego.

32.SZKODLIWE DZIAŁANIE SIARCZANU WAPNIOWEGO NA WYROBY CERAMIKI BUDOWLANEJ.

Szkodliwe działanie siarczanu wapniowego w wyrobach ceramiki budowlanej wykwity oraz korozyjne uszkodzenia wyrobów ceramicznych powodują głównie siarczany sodu, magnezu, i potasu. Występujący w wyrobach ceramicznych gips jest mniej szkodliwy z powodu ograniczonej rozpuszczalności. Wyroby zawierające większe ilości siarczanu wapnia, narażone na działanie czynników atmosferycznych mogą ulegać destrukcji.

Szkodliwe działanie siarczanu można przedstawić na przykładzie cegły budowlanej. Siarczan magnezu jest najbardziej szkodliwą solą występującą w wyrobach ceramicznych, powoduje wykwity na powierzchni wyrobów. Siarczan sodu jest nieco mniej szkodliwy od siarczanu magnezu, ponieważ w czerepie może tworzyć szereg krzemianów. Siarczan sodu krystalizując zwiększa swoją objętość powodując powstanie wykwitów na wyrobach ceglarskich.

Mniejszą uwagę zwraca się na zawartość siarczanu wapnia w surowcach stosowanych do produkcji wyrobów ceramiki budowlanej. Zawartość siarczanu wapnia powyżej 1 % może powodować uszkodzenie cegły nawet w murze narażonym na działanie czynników atmosferycznych.

30. CERAMIKA WYPALANA, METODY BADAŃ CECH WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH, PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ.

Wyroby silikatowe.

Podstawowymi surowcami do produkcji wyrobów silikatowych jest:

- piasek kwarcowy,

- wapno,

- woda.

Wyroby silikatowe charakteryzują się bardzo wysoka wytrzymałością na ściskanie

od 5 do 25 MPa. Formowanie wyrobów odbywa się przez prasowanie pod ciśnieniem

około 20 MPa na prasach. Autoklawizacja wyrobów odbywa się w atmosferze

nasyconej pary wodnej o temperaturze ok. 200ºC pod ciśnieniem 1.6 MPa

w czasie 8 godzin. Zachodzą wtedy reakcje tworzenia uwodnionych krzemianów wapnia, których szybkość wzrasta ponad milion razy w stosunku do warunków naturalnych.

Czynniki mające wpływ na wytrzymałość wyrobów wapienno-piaskowych:

- zawartość wapna w mieszance surowcowej,

- jakość wapna,

- jakość piasku,

- warunki formowania (prasowania) półfabrykatów,

- parametry procesu

Warunki jakim powinno odpowiadać wapno palone dla przemysłu wyrobów wapienno-piaskowych:

- jednorodność składu chemicznego, bez większej ilości zanieczyszczeń,

- czas gaszenia do 20 minut, temperatura gaszenia nie mniej niż 70ºC,

- zawartość aktywnego CaO nie mniej niż 84% dla gat. I i odpowiednio 82% i 80% dla gat. II i III,

- niska zawartość MgO, poniżej 2%,

- mała zawartość CaCO₃, poniżej 5%,

- duży stopień rozdrobnienia.

Metody badań cech wytrzymałościowych.

Metody niszczące - badanie prowadzi do zniszczenia badanej próbki.

Metody nieniszczące - ocenia się wytrzymałość pośrednio, mierząc właściwość betonu nie wymagającą uszkodzenia konstrukcji.

Metody nieniszczące.

Oparte są na stwierdzonej korelacji między parametrem określanym daną metodą ( twardość, prędkość fali akustycznej ) a interesującą nas cechą betonu ( wytrzymałość ).

Metody sklerometryczne

- pośrednie określanie wytrzymałości materiału poprzez pomiar twardości powierzchniowej.

*młotka Poldiego - ocena wytrzymałości wg średnicy odcisku kulki stalowej uzyskanego pod wpływem uderzenia wywołanego młotkiem Poldiego.

( kulka o śr. 20 mm )

28. TECHNOLOGIA I WŁAŚCIWOŚCI CERAMICZNYCH MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH O CZEREPIE SPIECZONYM- klinkier i kamionka. Klinkier:

a)Budowlany - do fundamentów, elementów narażonych na duże naciski, elementów ściennych, wytrzymałość klinkieru > wytrzymałość cegły.

b)Drogowy - do wykładania nawierzchni, duża wytrzymałość mechaniczna, wytrzymałość na ścierania i duża odporność na czynniki atmosferyczne.

Kamionka:

1. kanalizacyjna,

2. kwasoodporna,

3. płytki ceramiczne:

• szkliwione (poprawa odporności, wytrzymałości),

• nieszkliwione.

Płytki kamionkowe maja ograniczone zastosowanie. Szkliwi się nie dla efektu estetycznego, ale dla polepszenia wytrzymałości. Płytka kamionkowa jest elementem budowlanym, a nie dekoracyjnym.

Spiekane kruszywa lekkie:

W wyniku spiekania na taśmach aglomeracyjnych łupków karbońskich otrzymujemy spiek. Łupkoporyt- ostrokrawedziste granule- niższe właściwości niż keramzyt.

Spieniane kruszywa lekkie:

Żużel granulowany uzyskiwany w wyniku chłodzenia wodą żużli wielkopiecowych. Schładzanie w warunkach z wodą. Ilość wody do chłodzenia decyduje czy uzyskujemy żużel czy pumeks. Kruszywa ostrokrawedziste bo nie ma otoczki spieczonej.

27. SPOSOBY POPRAWY IZOLACYJNOŚCI CIEPLNEJ CERAMIKI BUDOWLANEJ.

1) Poprawienie właściwości czerepu zmierza to do obniżania λ czerepu poprzez zwiększenie jego mikroporowatości i doskonalenie jego mikrostruktury,

2) Zmiana- optymalizacja konstrukcji pustaka:

- zwiększenie oporu cieplnego np. pustaka przez wprowadzenie w układ drążeń (wypełnionych powietrzem),

- zwiększenie gabarytów (przede wszystkim długości),

- zmiana systemu łączenia w ścianach zmierzająca do zminimalizowania lub wyeliminowania udziału spoiny.

Drogi przepływu ciepła przez ściany pustaka- rzędy szczelin powinny być równoległe do lica ściany.

3) Przez kontrolowane zwiększenie porowatości można zwiększyć opór cieplny. Polega to na stworzeniu jak największej ilości okrągłych porów. Im większa porowatość, a mniejsza gęstość objętościowa materiału, tym współczynnik λ mniejszy, więc mniejsza jest zdolność przewodzenia ciepła.

4) Przez wprowadzenie w kształtce drążeń, lub dodatkowo materiału termoizolacyjnego (płyty styropianowej lub waty termoizolacyjnej). Im więcej drążeń, tym przepływ ciepła korzystniejszy, ponieważ ciepło omija szczeliny i ma wydłużoną drogę przepływu.

Poroton- nie produkowany w Polsce dodatek poprawiający jakość porów, to granule styropianowe wprowadzane do gliny dobrze zarobionej, styropian sublimuje, wydziela się styren, co jest szkodliwe dla środowiska. Inwestycje kontroli wydzielania są bardzo drogie, dlatego nie produkuje się w Polsce, jak się wytapia styropian to tworzą się pory kuliste.

Poroterm- wprowadza się odpowiednio spreparowane trociny, trzeba tak wymielić, aby zmniejszyć różnicę długości i szerokości (ich wymiarów).

Poprawianie por cieplnych dokonuje się za pomocą eliminacji spoiw pianowych- pocienienie grubości spoiwa pianowego, lub murowanie na suchy styk (są tak dopasowane na tzw. zakładkę. Poprawienie izolacyjności można również zmienić przez zmianę geometrii drążeń tak aby wydłużyć ścieżkę przepływu ciepła.

26. METODY PRODUKCJI CERAMIKI BUDOWLANEJ (ŚCIENNEJ, STROPOWEJ, DEKARSKIEJ)- FAZY PRODUKCJI; FUNKCJE TECHNOLOGICZNE URZADZEŃ.

Kolejne czynności w technologii produkcji wyrobów:

1. wydobycie i suszenie surowców,

2. przygotowanie masy i wstępny jej przerób,

3. formowanie półfabrykatów,

4. suszenie półfabrykatów,

5. ustawianie półfabrykatów do wypalania,

6. wypalanie,

7. rozładunek z pieca wypalonych wyrobów,

8. załadunek gotowego wyrobu na środki transportu,

9. kontrola jakości,

10. składowanie wyrobów.

Dwie techniki (metody) wytwarzania:

1. metoda formowania mokrego, w której rozróżniamy formowanie z masy plastycznej i półsztywnej (plastyczne 16-30%wilgotności masy, półsuche 8-12% wilgotności masy),

2. metoda formowania suchego - 2-6%wilgotności masy.

24. SUROWCE DO PRODUKCJI CERAMICZNYCH MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH; SUROWCE ILASTE I DODATKI TECHNOLOGICZNE.

Klasyfikacja surowców ceramiki budowlanej.

W przemyśle ceramiki budowlanej stosowane są surowce dwóch zasadniczych typów:

• ilaste - wykazujące po zarobieniu z wodą własności plastyczne i formiercze;

• nieplastyczne - mające na celu korekcję właściwości pożądanej masy;

Surowce nieplastyczne są stosowane głównie jako dodatki w masie (przeważnie od 20 - 30 %) i mają za zadanie poprawę właściwości fizycznych i

technologicznych mas ceramicznych.

Podstawowe ich funkcje to:

1. schudzanie i odwrażliwianie mas plastycznych (dodatki schudzające),

2. zwiększenie ich porowatości (np. trociny)

3. podwyższenie odporności wyrobów na działanie czynników chemicznych i fizycznych (np. popioły wprowadzające dużą ilość mulitu)

4. wykorzystanie ich jako topników obniżających temp. spiekania i topnienia (np. surowce skaleniowe),

SUROWCE ILASTE

Minerały ilaste są składnikiem skał ilastych, które powstały w wyniku wietrzenia skał osadowych lub okruchowych. Główne skały ilaste to: kaoliny, gliny, illity, łupki ilaste, bentonity i inne. Przemysł ceramiki budowlanej stosuje bardzo zróżnicowane surowce ilaste; przy ich ocenie kieruje się skurczliwością i wytrzymałością na ściskanie, porowatością po wypaleniu i mrozoodpornością.

Surowce ilaste stosowane są przeważnie jako surowce podstawowe i ich zawartość w masie może stanowić od 50-100 %. Surowce ceramiki budowlanej są zazwyczaj polimineralne.

Minerały ilaste są przeważnie krystalicznymi, uwodnionymi krzemianami glinu, magnezu i żelaza o strukturze warstwowej lub warstwowo-wstęgowej.

22. PODSTAWY WŁAŚCIWOŚCI MATERIAŁÓW IZOLACYJNYCH I ZAKRES STOSOWANIA.

Dla materiałów budowlanych podstawowym kryterium podziału ze względu na izolacyjność jest wartość współczynnika przewodzenia ciepła . Podział ten wygląda następująco.

materiały termoizolacyjne - to materiały których współczynnik przewodzenia ciepła jest mniejszy od 0,175 [W/mK]. W tej grupie znajdują się wyroby z wełny mineralnej i włókien szklanych, tworzywa piankowe, niektóre wypełniacze mineralne np. perlit oraz lekkie odmiany betonu komórkowego.

*materiały izolacyjne - to materiały których współczynnik przewodzenia ciepła jest zawarty w granicach 0,175 - 0,35 [W/mK]. Materiały te cechuje stosunkowo niska wytrzymałość na ściskanie, zwykle nie przekraczająca 3-5 [MPa]. Do tej grupy można zaliczyć beton komórkowy, lekkie betony kruszywowe i z wypełniaczami organicznymi o gęstościach pozornych do 1000 [kg/m^3], drewno, lżejsze wyroby gipsowe i niespienione tworzywa sztuczne.

*materiały izolacyjno-konstrukcyjne - to materiały których współczynnik przewodzenia ciepła jest zawarty w granicach 0,35 - 0,7 [W/mK], o istotnej już wytrzymałości na ściskanie wynoszącej co najmniej 3 [MPa]. Głównymi przedstawicielami tej grupy są betony lekkie oraz niektóre wyroby ceramiczne.

*Materiały konstrukcyjne - to materiały których współczynnik przewodzenia ciepła jest większy od 0,7 [w/mK], których podstawowym parametrem jest wytrzymałość na ściskanie wynosząca co najmniej 14 [MPa].

Kryteria podziału materiałów izolacyjnych.

Materiały izolacyjne można podzielić na wiele sposobów, oto kilka z nich;

*ze względu na podstawowe surowce wyjściowe

1. organiczne

2. nieorganiczne

*ze względu na strukturę

1. włókniste

2. komórkowe

3. ziarniste

*kształt

2. luźne

3. płaskie

4. inne

*zawartość lepiszcza

2. z lepiszczem

3. bez lepiszcza

*ze względu na palność

1. palne

2. niepalne

Omówienie surowców do produkcji materiałów izolacyjnych.

BAZALTY

Bazalty są najbardziej rozpowszechnionymi skałami wylewnymi. Składają się mniej więcej z jednakowych ilości plagioklazów i piroksenów. W Polsce bazalty są rozpowszechnione na Dolnym Śląsku począwszy od góry Św. Anny po Nysę Łużycką. Tworzą ponad 150 wylewów różnej wielkości. Są to różne odmiany bazaltów (w wąskim tego słowa znaczeniu) bazonitów, tefrytów, ankratrytów i limburgitów. Bazalty są wykorzystywane do wyrobu wełny bazaltowej i pokrewnych materiałów termoizolacyjnych. W Polsce wyroby takie są produkowane między innymi w Trzebesznie, gdzie jako surowiec jest stosowany nafelinit z Graczy.

ŻUŻEL WIELKOPIECOWY

Żużle wielkopiecowe wykorzystuje się do wytwarzania wełny żużlowej. Wełnę żużlową otrzymuje się z roztopionego żużla zasobnego w SiO2 (kwaśnego) pod działaniem strumienia pary o wysokim ciśnieniu. Im ciśnienie jest wyższe i im mniejszą lepkość ma żużel, tym szlachetniejszą wełnę się otrzymuje. Wełna taka jest cennym produktem, tak iż opłacalne jest powtórne topienie zestalonego żużla i modyfikacja składu chemicznego wsadu przez wprowadzenie odpowiednich dodatków. Termoizolacyjne waty żużlowe produkuje się z wełny żużlowej (mineralnej). Gęstość pozorna waty żużlowej waha się w dużych granicach. Przy odpowiednim ułożeniu wełny może wynosić zaledwie 60 [kG/m^3]. Jest to niepalny materiał izolacyjny, spiekający się dopiero w 800 - 1200*C. Grubość włókien wynosi kilka mikrometrów. Wadą jest kruchość, która powoduje tworzenie się pyłu szkodliwego dla zdrowia człowieka.

Polska norma stanowi, że żużel wielkopiecowy przeznaczony do wyrobu wełny mineralnej powinien wykazywać odporność na rozpad wapniowy i stanowić produkt o uziarnieniu 20-63 [mm] (żużel kawałkowy). Współczynnik zasadowości nie powinien przekraczać 1, a wartość całkowita Fe i S powinna być odpowiednio nie większa niż 1,5 i 1 [%]. Rozpadowi wapniowemu ulegają żużle krystaliczne (wolno chłodzone) o zawartości CaO>43 [%], rozpadają się na powietrzu w drobny proszek. Jest to rozpad ortokrzemianowy wywołany przemianami polimorficznymi występującego w żużlu CA2[SiO4]. Rozpadowi wapniowemu można przeciwdziałać przez częściowe zastąpienie wapnia magnezem lub przez zwiększenie zawartości żelaza. Tego ostatniego się nie stosuje, gdyż połączony jest ze stratami żelaza, a w dodatku po przekroczeniu pewnej granicznej zawartości występuje równie niebezpieczny rozpad żelazowy, któremu podlegają żużle zawierające ponad 3 [%] Fe i 1 [%] S.

SZKŁO

Niektóre odmiany szkła stosowane są do wyrobu włókien i wat szklanych. Włókna szklane są odmianą topionych tworzyw szklanych lub ceramicznych o grubości jednostkowej 3-30 m. Wytwarzane są także włókna specjalne o grubości do 1 m. Wyroby te wybitnymi własnościami izolacyjnymi (termicznymi, akustycznymi, elektrycznymi). Ponadto w produkcji włóknistych materiałów izolacyjnych wykorzystuje się pewne substancje mające na celu wiązać ze sobą włókna - lepiszcze. Najczęściej stosowane lepiszcza to emulsje wodne żywic fenolowo-formaldehydowych, mocznikowo fenolowych i w ograniczonym stopniu mocznikowo-melaminowych. Często znajdują również zastosowanie związki krzemoorganiczne, szczególnie jeśli pożądane jest zwiększenie odporności na podwyższone temperatury.

SUROWCE ILASTE DO WYTWARZANIA KRUSZYW LEKKICH

Surowce ilaste przemysłu kruszyw lekkich są dzielone na gatunki, których jakość zależnie od technologii przerobu. Surowce ilaste do produkcji łupkoporytu stanowią ilaste łupki węglowe towarzyszące pokładom węgla kamiennego. Miara ich jakości jest gęstość nasypowa łupkoporytu otrzymanego przez skruszenie materiału spieczonego do ziarn wielkości do 20 [mm]. Im mniejsza gęstość nasypowa, tym lepszy jest surowiec. W stanie surowym powinien on oznaczać się zawartością części węglistych wystarczających do samo wypalenia.

Surowce ilaste do produkcji glinoporytu to ilaste skały niskotopliwe, wykazujące zdolność do pęcznienia. Przydatność ich ustala się na podstawie wyników badania wyprodukowanego glinoporytu, który powinien odpowiadać postanowieniom normowym. Podobnie jak dla łupkoporytu, im mniejsza jest gęstość nasypowa, tym cenniejszy jest glinoporyt.

Surowce ilaste do produkcji keramzytu powinny wykazywać zdolność do pęcznienia w toku szybkiego wypalania w stanie naturalnym lub po wzbogaceniu dodatkami uzdatniającymi. Do oceny ich przydatności miarodajne są wyniki badań produktów wyprodukowanych w skali półtechnicznej i technicznej. Badania laboratoryjne dają ogólne wskazówki. Produkt powinien być spieczony w formie kulek o dostatecznej wytrzymałości i strukturze porowatej oraz odpowiadać postanowieniom normowym. Do produkcji keramzytu wykorzystywane są skały ilaste wyróżniające się przewagą minerałów grupy smektytu, hydromik i chlorytów: korzystna jest obecność wermikulitu. Wymagania dla surowców dotyczą uziarnienienia, składu chemicznego, Zawartości kwarcu, współczynnika pęcznienia termicznego, temperatury maksymalnego pęcznienia i zakresu temperatury spiekania.

Kruszywa lekkie są wykorzystywane do produkcji prefabrykatów budowlanych o korzystnych parametrach cieplnych.

WERMIKULIT

Utwory wermikulitowe tworzą się jako produkty wietrzeniowego przeobrażenia biotytu, flogopitu, niektórych chlorytów i innych krzemianów i glinokrzemianów zasobnych w magnez. Powstają również w strefie zmian kontaktowych skał zasadowych z intruzjami kwaśnymi, także w wyniku procesów hydrotermalnych. Kopalina wermikulitowa poddawana jest przeróbce termicznej na wermikulit ekspandowany (eksfoliowany) tj. spieczony. W tym celu urobek kieruje się do pieców, w których w około 1000*C następuje jego dehydratacja. Oddzielenie wody międzypakietowej jest połączone z 15-25 krotnym powiększeniem objętości, a tym samym odpowiednim zmniejszeniem gęstości pozornej i nasypowej. Ta wyjątkowa cecha wermikulitu powoduje jego stosowanie jako materiału izolacyjnego (termicznego i akustycznego) w formie luźnej, wyrobów kształtowanych oraz lekkich materiałów budowlanych sporządzanych na osnowie cementowej i gipsowej. Umożliwia racjonalną gospodarkę cieplną w chłodnictwie, a także w trakcie transportu mediów rurociągami. Wermikulit ekspandowany określa się jako materiał termoizolacyjny dźwiękochłonny i ognioodporny uzyskany w wyniku prażenia surowca, trwały w zakresie temperatur od -260 do +1100*C. Przewodność cieplna wermikulitu waha się w granicach 0,055 - 0,065 [W/mK] w temp 25*C i 0,130-0,153 [W/mK] w temp 325*C.polska nie posiada złóż kopalin wermikulitowych. Importowane są jego skąpe ilości.

BARYT

Baryt BaSO4 wyróżnia się dużą gęstością , teoretycznie zawiera 65,70 [%] BaO i 34 [%] SO3 W Polsce znaczenie produkcyjne mają złoża Dolnego Śląska. Baryt jest na ogół gruboziarnisty, biały. Baryt kruszony jest wykorzystywany jako składnik tynków, wypełniacz do betonów, i zapraw ochronnych w pomieszczeniach aparatury rentgenowskiej a także wykorzystywany jest w innych technologiach które wymagają ochrony przed różnorakim promieniowaniem. Wymagania odnośnie barytu dotyczą minimalnej zawartości BaSO4 która w zależności od odmiany zawiera się w przedziale od 75-90 [%], minimalnych zawartości Fe2O3, SiO2 i Mn, a także stopnia białości. Wymagania te są ujęte w normach.

POLISTYREN

Polistyren - monomer styrenu mający w swej strukturze grupę winylową z którą związany jest odpowiednio benzen. Polistyren można otrzymać prowadząc polimeryzację blokową, emulsyjną, bądź w rozpuszczalniku. Spieniany przez ekspandowanie granulek polistyrenu wraz z cieczą niskowrzącą np. pentanem w strumieniu gorącej pary lub wody otrzymuje się doskonały materiał izolacyjny, popularnie nazywany styropianem, polistyren ekspandowany. Jeśli podczas produkcji zastosuje się wytłaczanie przez ustnik wraz z gazem spieniającym np. CO2 wtedy otrzymuje się polistyren ekstrudowany. Wartości współczynnika przewodzenia ciepła dla styropianu zawierają się w granicach

21. PODSTAWOWE OPERACJE TECHNOLOGICZNE PRZY PRODUKCJI MATERIAŁÓW IZOLACYJNYCH:

*WEŁNA MINERALNA,

* WŁÓKNA SZKLANE,

*WYROBY WŁÓKNISTO - CEMENTOWE,

*STYROPIAN.

1) Wełna mineralna.

Surowce do produkcji wełny mineralnej.Podstawowe surowce do wytwarzania wyrobów z włókien mineralnych można podzielić na dwie grupy:

- surowce skalne i minerały pochodzenia naturalnego - bazalty ,diabazy, gabro, amfibolity, sjenity, porfiry, tufy, margle i inne;

- surowce odpadowe przemysłu hutniczego - żużle, powstające na bieżąco jako odpad przy produkcji stali, miedzi, cynku i innych metali, a także w postaci zalegających hałd.

Wełna mineralna produkowana jest z dwóch podstawowych surowców: gabro i bazalt. Surowce te wraz z koksem przechowywane są w boksach na wolnym powietrzu

2) Włókna szklane.

Otrzymywane w procesie rozwłókniania stopu. Tak jak włókna mineralne mają budowę amorficzną. Surowce do produkcji włókien mineralnych to bazalty, natomiast włókien szklanych - bezbarwna stłuczka.

METODY PRODUKCJI WŁOKIEN MINERALNYCH I SZKLANYCH:

Metoda wirowo - filierowo - dyszowa- (włókna szklane).

Strumień stopionej masy szklanej spływa osiowo na wirującą czaszę głowicy rozwłókniającej z otworami (filierami) umieszczonymi na obwodzie czaszy ze stali żaroodpornej. Stop pod wpływem sił odśrodkowych jest najpierw rozwłókniany a następnie rozprowadzany po obwodzie czaszy. Po wypłynięciu przez filiery stop trafia w strumień gorących gazów spalinowych z komory spalania umieszczonej nad czaszą. W tym stadium odbywa się właściwe rozwłóknianie.

Metoda wirowo - wielowałkowa- (włókna mineralne).

Agregat rozwłókniający wyposażony jest w 4 wałki chłodzone wodą. Struga stopu spadająca na wirujące wałki ulega rozwłóknieniu. Medium rozwłókniającym jest siła odśrodkowa wirujących wałków chłodzonych wodą. Ma być jak najmniejsza strefa martwa, uformowane włókna po opadnięciu na dno komory osadczej, natryskiwane są lepiszczem i transportowane do komory polimeryzacyjnej.

Metoda poziomego rozwłókniania za pomocą pary i powietrza- (włókna mineralne).

Na strumień płynącego stopu, wyciekającego z pieca szybowego lub wannowego działa strumień pary wodnej lub sprężonego powietrza. Tym sposobem w Polsce produkowane jest ok.10% wełny mineralnej.

Metoda pionowego rozwłókniania za pomocą pary i powietrza.

Na strumień stopu, wypływającego grawitacyjnie z zasilacza pieca działa energia kinetyczna strumieni pary wodnej i sprężonego powietrza. W ostatnim czasie metodę udoskonalono przez wmontowanie do zasilacza wanienki platynowej z otworami w dnie ogrzewanej elektrycznie. Stop płynący z zasilacza ogrzewany jest dodatkowo przez ciśnieniowy palnik gazowy, co przyczynia się do spadku temperatury w warstwach płynącego stopu. Na dnie zasilacza umieszczona jest studnia szerokokątna. Stop wpływający do studni powiększa grubość warstwy stopu w zasilaczu. Przez to zwiększa się objętość masy (szklanej) stopu, który akumuluje więcej ciepła. Ze studni stop wpływa do łódki platynowej. Pod dnem łódki znajduje się dodatkowy element grzejny, który ogrzewany razem z łódką dostarcza masie niezbędnych ilości ciepła przy jej przepływie przez łódkę. Strumień stopu wypływający z łódki platynowej zostaje rozwłókniony przez parę przegrzaną do temperatury 400°C bądź powietrzem do 600°C, wypływające przez otworki wylotowe dyszy rozwłókniającej, a następnie równomierne zdmuchiwanie w dół na przenośnik, następnie w postaci filieru przenoszone są do komory polimeryzacyjnej.

Metoda wirowo - tarczowa.

Stop wypływający grawitacyjnie z pieca szybowo - wannowego na wirującą tarczę ceramiczną. Urządzenie rozwłókniające za pomocą siły odśrodkowej rozwłóknia na elementarne włókna wełny. Włókna zostają zdmuchiwane znad wirującej głowicy za pomocą sprężonego powietrza do przewodu przenośnika pneumatycznego, którym są przenoszone do hali przeróbki.

16. TRWAŁOŚĆ BETONÓW.

Zdolność do uzupełniania przez beton, z odpowiednimi współczynnikami bezpieczeństwa i przez odpowiedni okres, funkcji wyznaczanych projektem budowniczych konstrukcji. Trwałość betonu jest związana głównie z ruchem wody i obecnością wilgoci w betonie i zależy przede wszystkim od takich cech fizycznych, jak nasiąkliwość, wodoszczelność, mrozoodporność, absorpcja kapilarna ponadto trwałość związana jest z odpornością na agresje chemiczną, korozją zbrojeniową, ścieralnością, ognioodpornością i ogniotrwałością, porowatością, jak również z ilością i rodzajem produktów hydratacji cementu.Podstawowe rodzaje korozji chemicznej.

1) korozja ługująca- agresywność ługującą wykazują wody bardzo miękkie, zawierające mało rozpuszczonych soli. Miara agresywności ługującej jest twardość przemijająca wody, czyli zawartość w niej rozpuszczonych kwaśnych węglanów wapnia wyrażona w stopniach twardości.

2) korozja ogólnokwasowa- agresywność ta jest wywoływana przez wody o odczynie kwaśnym. Miarą jest koncentracja jonów wodorowych, określana przez wykładnik wodorowy pH. Korozja kwasowa jest procesem dyfuzyjnym, w którym decydują rolę odgrywa dyfuzja kationów wodorowych i anionów reszty kwasowej w głąb betonu oraz dyfuzja anionów wodorotlenowych i kationów wapniowych z głębi por betonu w kierunku środowiska zewnętrznego.

3) korozja węglanowa- agresywność spowodowana jest obecnością w wodzie lub zawartego w powietrzu, agresywnego dwutlenku węgla. Polega ona na wyługowaniu z betonu wapnia: najpierw wolnego wodorotlenku wapniowego, a w miarę jego wymycia i zakłócenia stanu równowagi w stwardniałym zaczynie także wapnia z uwodnionych krzemianów i glinianów. Ma to miejsce na skutek tworzenia rozpuszczalnego wodorowęglanu wapniowego i odprowadzania go na zewnątrz do otaczającej beton wody.

4) korozja siarczanowa- najczęściej spotykana i najgroźniejsza dla betonu jest agresywność wód spowodowana zawartością w nich siarczanów. Korozja siarczanowa polega na utworzeniu w porach betonu trudnorozpuszczalnych soli, któremu towarzyszy znaczne zwiększenie objętości, co prowadzi do dużych naprężeń w betonie, a z czasem do jego rozsadzenia i zniszczenia.

5) korozja magnezowa- jest to typowy przykład korozji niszczącej strukturę stwardniałego zaczynu cementowego w betonie. Polega ona na reakcji podwójnej wymiany pomiędzy kationami magnezowymi i wapniowymi.

Ca(OH)₂ + MgCl → Mg(OH)₂ + CaCl₂

6) korozja chlorowa- występuje głównie w wyniku działania wody morskiej, wód kopalnianych oraz związana jest ze stosowaniem środków odladzających. Szkodliwe działanie chlorków polega przede wszystkim na reakcji chemicznej jonów Cl^- z Ca(OH)₂ . powoduje to w konsekwencji obniżenie pH zaczynu i możliwość wystąpienia korozji stali.

Wyróżniamy dwa podstawowe mechanizmy procesu korozji betonu w środowisku agresywnym:

1. rozpuszczanie- rozluźnianie struktury,

2. reakcje ekspansywne- pękanie i niszczenie betonu w wyniku powstawania związków o małej rozpuszczalności.

Korozja zbrojeniowa w betonie.

W betonie dobrej jakości stal zbrojeniowa jest zabezpieczana przed korozją, gdyż znajduje się w środowisku zasadowym. Stal jest w tych warunkach pokryta pasywacyjną błonką (2-20 mm), złożoną z FeO i Fe₂O₃ . beton ulega wpływom czynników zewnętrznych ( CO₂, SO₂), roztworów chlorków, siarczków, które powodują spadek pH i warstewka pasywacyjna nie działa już ochronnie.

15. PODSTAWY PROJEKTOWANIA BETONÓW.

1) Projektowanie składu betonów zwykłych.

Metody projektowania.

Wszystkie metody można umownie podzielić na trzy grupy:

1. metody obliczeniowe- określamy nimi skład mieszanki betonowej bez potrzeby wykonywania dużej ilości badań laboratoryjnych. Obliczony skład mieszanki podlega sprawdzeniu doświadczalnemu. Metoda „trzech równań” Bukowskiego:

• równanie wytrzymałości (Bolomey'a)

R_śr = A( C/W ± a )

R_śr - średnia wytrzymałość betonu na ściskanie, zapewniająca uzyskanie założonej klasy betonu,

A- współczynnik uwzględniający wpływ rodzaju kruszywa i klasy cementu na wytrzymałość R_śr i zależy od C/W,

b) metoda doświadczalna- najbardziej rozpowszechnioną jest metoda opracowana przez W. Kuczyńskiego, zwana metodą kolejnych przybliżeń lub iteracji. Metoda ta polega na osobnym przygotowaniu kruszywa i zaczynu o stosunku C/W wyliczonym ze wzoru Bolomey'a

1. metody doświadczalno- obliczeniowe.

2) Projektowanie składu betonów lekkich.

Metody projektowania betonu lekkiego:

Betony jamiste:

- metoda Bużewicza,

• metoda Dikowskiego,

• metoda Skramatajewa,

• metoda Popowa;

Betony półzwarte i zwarte:

• metoda Wolfa,

• metoda Wołżeńskiego,

• metoda Rothfuchsa,

• metoda Eymana,

metoda Kowalenki- Pietrasa

13. RODZAJE I WŁAŚCIWOSCI KRUSZYW STOSOWANYCH DO BETONÓW.

Kruszywa stanowią ok. 70-75% objętości betonu zwykłego, mają w związku z tym wpływ na jego jakość i cenę. Rodzaj i jakość kruszywa wpływa na zużycie cementu, urabialność mieszanki betonowej, oraz na wytrzymałość i trwałość betonu .

Ze względu na wymiary ziaren kruszywa dzieli się na drobne (do 5 mm, przy czym kruszywo naturalne do 2,5 mm to piasek), grube (5-80 mm), oraz mieszanki. Mieszanki w zależności od stosunku zawartości kruszywa drobnego do grubego dzielą się na mieszanki piaskowo-żwirowe (pospółki), o zawartości do 60% kruszywa drobnego, oraz mieszanki żwirowo-piaskowe z mniejszą zawartością kruszywa drobnego.

Dobór uziarnienia kruszywa do betonu:

W kruszywie stosowanym do betonu wyróżnia się zawartość trzech charakterystycznych frakcji:

zawartość frakcji piaskowych 0-2 mm (punkt piaskowy),

zawartość frakcji 2-d_max,

zawartość frakcji pylastej (< 0,125 mm).

Zawartość frakcji 0-2 mm w różnych typach mieszanek betonowych przedstawia tabela .

Kruszywa stosowane do betonów:

1) zwykłych- do tych betonów używa się kamiennych kruszyw mineralnych o gęstości pozornej 180-3100 kg/m³, który w zależności od pochodzenia dzieli się na:

a).kruszywa naturalne- powstałe w wyniku naturalnego rozdrobnienia skał wskutek wietrzenia i działania wody lub otoczenia w korycie rzek. Kruszywo to zwykle ma kształt zaokrąglony i nosi nazwę kruszywa obtoczonego lub otoczakowego. Do kruszywa naturalnego zalicza się również tłuczeń żwirowy, powstały w wyniku przekruszenia (rozdrobnienia) kruszywa z dużych otoczaków kamiennych, zazwyczaj > 63 mm.

b).kruszywa łamane- powstałe w wyniku przekruszenia naturalnych (skalnych) materiałów kamiennych.

Ze względu na wymiary ziarn kruszywo dzieli się na:

a).drobne do 5 mm, przy czym kruszywo naturalne do 2,5 mm stanowi piasek,

b).grube 5-80 mm,

c).mieszanki, które zależnie od stosunku zawartości kruszywa drobnego do grubego dzieli się na:

*piaskowo- żwirowe (tradycyjnie zwane pospółkami) zawierające nie więcej niż 60% kruszywa drobnego,

*żwirowo- piaskowe lub tłucznia żwirowego i piasku (lub grysu z grysikiem dla kruszyw łamanych) przy ograniczeniu zawartości kruszywa drobnego.

Podział ze względu na skład mineralogiczny jest szczególnie istotny dla kamiennego kruszywa łamanego i w zakresie normalizacji kruszyw rozróżnia się dwie grupy:

1. kruszywo łamane z wapieni, marmurów i dolomitów,

2. kruszywo łamane ze skał magmowych do betonów wyższych klas.

Sposób przygotowania i uszlachetniania kruszywa decyduje o przydatności kruszywa do betonu. Kruszywo drobne dzieli się pod tym względem na dwie grupy:

1. kruszywo drobne o wielkości ziarn 0-5 mm,

2. kruszywo drobne klasyfikowane, czyli rozdzielone na 6 frakcji (0,05-0,16; 0,16-0,32; 0,32-0,63; 0,63-1,25; 1,25-2,5; 2,5-5,0).

Kruszywa przydatne do betonu zwykłego powinny być:

a).czyste, czyli wolne od zanieczyszczeń organicznych, gliny i innych pyłów mineralnych oraz szkodliwych domieszek chemicznych, jak siarczany i aktywna wolna krzemionka, a w wapieniach jednocześnie dolomit i substancje ilaste,

b).twarde, czyli odporne na ścieranie i odkształcenie powierzchni, co jest szczególnie ważne dla betonów narażonych na ścieranie,

c).wytrzymałe, tzn. zdolne przenieść wymagane obciążenie,

d).trwałe, przy możliwości zamarzania i zawilgocenia w środowisku agresywnym, wodnym, gruntowym lub gdy są narażone na wpływy atmosferyczne,

e)o odpowiednim uziarnieniu, czyli o wymaganym stosunku poszczególnych frakcji,

f).o odpowiednio szorstkiej powierzchni ziarn, umożliwiajace3 dobrą przyczepność zaczynu cementowego.

2) lekkich- kruszywa te, w zależności od pochodzenia, możemy podzielić na dwie grupy:

a).naturalne- otrzymywane są przez rozdrobnienie porowatych skał naturalnych takich, jak pumeks (wulkaniczny), tuf, wapień, itp.

).sztuczne- otrzymujemy w wyniku specjalnej przeróbki surowców mineralnych i odpadów przemysłowych poprzez spiekanie, spienianie i granulowanie.

Ze względu na kształt ziarn, jak i występujące pory, rozróżniamy trzy grupy kruszyw:

a).kruszywa o kształcie regularnym, zbliżonym do kuli. Pory o wymiarach 0,5-2 mm są rozmieszczone równomiernie wewnątrz ziarna. Na powierzchni kruszywa występuje zwarta otoczka. Taka forma kruszywa wpływa korzystnie na urabialność mieszanki betonowej oraz zmniejszenie zużycia cementu na 1 m³ betonu. Zaliczamy tu przede wszystkim keramzyt i popiołoporyt, jak również kruszywo powstające poprzez granulację popiołu z cementem- ardelit.

b).kruszywa o owalnym kształcie, zbliżonym do walca. Występujące pory maja wymiar od 1 do 4 mm i są rozmieszczone nierównomiernie w całej masie kruszywa. Na powierzchni ziarna występują pory otwarte. Do tej grupy zaliczamy łupkoporyt i glinoporyt. Kruszywa te charakteryzują się większą nasiąkliwością.

c).kruszywa o nieregularnym kształcie. Występuje przypadkowy układ porów. Pory są duże, dochodzące do 10 mm i łatwo dostępne z zewnątrz. Mieszanka betonowa wykonana z tego kruszywa jest łatwo urabialna, wymagane jest stosowanie popiołów lotnych, gdyż w przeciwnym wypadku wystąpi duże zużycie cementu. Do grupy tej zaliczamy pumeks hutniczy i żużel paleniskowy.

Keramzyt jest kruszywem otrzymywanym poprzez spiekanie glin samopęczniejących. Owalny kształt ziarn, porowata mikrostruktura o porach w większości zamkniętych (70-90%), zwarta otoczka zewnętrzna wpływają na dużą wytrzymałość kruszywa, a tym samym i wytrzymałość betonu. Wykonywane betony charakteryzują się małym zużyciem cementu. Jest to kruszywo zaliczane w Polsce do najlepszych. Keramzyt produkowany jest przede wszystkim we frakcjach 5-10 i 10-20, przy nieznacznym udziale frakcji 0,5 mm i 20-40 mm. W ostatnim okresie czasu za granicą jak i w kraju wytwarzana jest piaskowa frakcja keramzytu, metodą fluidyzacji.

10. KRYTERIA PODZIAŁU CEMENTÓW I ICH PODSTAWOWE WŁASNOŚCI.

Cement (CEM)- jest to drobno zmielony materiał nieorganiczny, który po zarobieniu wodą tworzy początkowo plastyczny zaczyn, a następnie ulega złożonym procesom hydratacji, w wyniku których następuje wiązanie - utrata plastyczności i twardnienie - narastanie wytrzymałości.

Cement jest spoiwem hydraulicznym, to znaczy twardniejącym i trwałym przy przechowywaniu w wodzie.

Rodzaje i skład cementu.

Cementy powszechnego użytku dzielą się na następujące rodzaje:

CEM I - Cement portlandzki,

CEM II - Cement portlandzki wieloskładnikowy,

CEM III - Cement hutniczy,

CEM IV - Cement pucolanowy,

CEM V - Cement wieloskładnikowy.

Z uwagi na ilość dodatków cementy dzielą się na odmiany A i B. Odmiana C wyróżniona jest tylko w CEM III (cement hutniczy).

Właściwości wapna budowlanego:

8. stopień rozdrobnienia :

-analiza sitowa (0,2-0,09 mm)

-powierzchnia właściwa

9. stopień białości,

10. czas gaszenia (4'-30'),

11. temperatura gaszenia - to czas, po którym otrzymujemy max temp-( powyżej 60˚C),

12. barwa,

13. stałość objętości,

14. gęstość nasypowa (poniżej 600 kg/m³).

Spoiwa gipsowe:

1. właściwe spoiwa gipsowe- wytwarzane przez częściową dehydratację skał gipsowych w niskich temperaturach,

2. spoiwa anhydrytowe- otrzymywane w wyniku całkowitej dehydratacji skał gipsowych lub przeróbki anhydrytów naturalnych.

Głównym składnikiem spoiw gipsowych jest półwodny siarczan wapniowy CaSO₄· 0,5 H₂O, natomiast anhydrytowych- drobno zmielony i zmieszany z odpowiednimi aktywatorami bezwodny siarczan wapniowy CaSO₄.

Właściwe spoiwa gipsowe- stanowią dużą i zróżnicowaną pod wieloma względami grupę materiałów wiążących. W zależności od zastosowania muszą spełniać określone wymagania i posiadać specyficzne, ściśle sprecyzowane właściwości. W budownictwie np. do produkcji bloków lub płyt stosuje się spoiwa gipsowe, które powinny charakteryzować się przede wszystkim wysoka wytrzymałością mechaniczną oraz odpornością na działanie czynników atmosferycznych.

Podziału i klasyfikacji spoiw gipsowych najłatwiej jest dokonać na podstawie ich przeznaczenia użytkowego. Przy przyjęciu takiego kryterium spoiwa gipsowe dzielimy na trzy podstawowe grupy:

1).spoiwa do celów budowlanych- gipsy budowlane służące do wykonywania elementów ściennych- normalne i szybkowiążące, gipsy szpachlowe, tynkarskie, kleje gipsowe- wykorzystywane do wykańczania wnętrz budynków, łączenia elementów gipsowych, wyrównywania ścian i tynkowania.

2).spoiwa do celów technicznych ( specjalnych )- stosowane w przemyśle ceramiki szlachetnej i specjalnej gipsy ceramiczne, formierskie oraz gips autoklawizowany.

3).spoiwa do celów medycznych- gipsy chirurgiczne i dentystyczne.

Elementy budowlane wykonywane ze spoiw gipsowych stanowią często kombinację spoiw siarczanowych z innymi materiałami spełniającymi różnorakie role (zmniejszenie ciężaru elementu, polepszenie termicznych i akustycznych właściwości izolacyjnych, podwyższenie estetyki itp.).

Na szczególną uwagę zasługują w tej grupie elementów budowlanych suche tynki, będące cienkimi płytami gipsowymi obustronnie oklejonymi warstwą kartonu, specjalnej folii, tapety lub forniru, oraz- wykorzystywane do wykonywania ścianek działowych- płyty składające się z dwu warstw suchych tynków połączonych specjalnie uformowana warstwą papieru tzw. plaster pszczeli.

Spoiwa anhydrytowe- składają się z mało aktywnej odmiany bezwodnego siarczanu wapniowego oraz odpowiednich aktywatorów, które przyspieszają proces hydratacji. Rolę aktywatorów mogą spełniać: tlenek wapniowy powstający w wyniku częściowego rozkładu siarczanu wapniowego w wysokiej temperaturze ( tego rodzaju spoiwo nazywa się estrichgipsem), ałuny oraz niewielkie ilości wapna palonego, cementu portlandzkiego, palonego dolomitu i różnego rodzaju kwaśne siarczany. W zależności od rodzaju użytych aktywatorów wyróżnia się następujące trzy podstawowe rodzaje spoiw anhydrytowych:

1. estrichgips,

2. gipsy ałunowe,

3. anhydryty budowlane ( właściwe spoiwa anhydrytowe).

Wszystkie te spoiwa są wykorzystywane w budownictwie do wykonywania podłóg, stiuków, osadzania płytek ściennych, wytwarzania sztucznych marmurów oraz jako składniki mieszanek tynkarskich.

Gips.

Jest naturalnym dwuwodnym siarczanem wapniowym CaSO₄·2H₂O. Krystalizuje w układzie jednoskośnym w klasie słupa jednoskośnego. Tworzy prawidłowo wytworzone kryształy o przekroju tabliczkowym lub kryształy słupkowe. Częste są bliźniaki, przypominające kształtem jaskółcze ogony, osiągające niekiedy kilkumetrową długość. Pospolicie występujący gips jest zwykle bezbarwny, brunatny lub szary, a płytkowe kryształy bardzo często poprzerastane są substancjami ilastymi. Gips jest miękki- twardość wg Mohsa wynosi 2. ciężar właściwy 2,30-2,37 g/cm³. połysk szklisty, perłowy lub jedwabisty. Trudno rozpuszcza się w wodzie. W temperaturze 20°C nasycony roztwór gipsu zawiera w 1 dm³ 2,05 g siarczanu wapnia. Maksimum rozpuszczalności przypada w temperaturze 32-40°C. Ogrzewany gips traci stopniowo wodę, przechodzi w półhydrat (semihydrat)- CaSO₄· 0,5 H₂O, a następnie w anhydryt. Dalsze ogrzewanie prowadzi do rozkładu siarczanu wapniowego na tlenek wapnia i dwutlenek siarki. Gips jest materiałem pospolitym i stanowi główny składnik skał noszących tę sama nazwę. Jest również podstawowym składnikiem odpadów powstających podczas produkcji kwasu fosforowego z apatytów i fosforytów.

Gips budowlany.

Uziarnienie gipsu powinno zapewniać jego odpowiednią reaktywność w stosunku do wody (jak największe uwodnienie po zarobieniu z wodą). Powinno spełniać następujące kryteria: na sicie o boku oczka 1mm pozostałość nie może przekraczać 0,5%, natomiast na sicie 0,2mm nie więcej jak15%.

Ze wzrostem powierzchni właściwej rośnie szybkość hydratacji gipsu (szybsze wiązanie). Zwiększenie stopnia rozdrobnienia gipsu wpływa także na zwiększenie stosunku wodno-gipsowego (większa powierzchnia reagentów wymaga większej ilości wody potrzebnej do uzyskania odpowiedniej konsystencji). Z kolei wzrost W/G powoduje obniżenie wytrzymałości mechanicznej wyrobów gipsowych.

Anhydryt.

Jest bezwodnym siarczanem wapniowym CaSO₄. krystalizuje w układzie rombowym w klasie bipiramidy rombowej. Tworzy tabliczkowate, niekiedy znacznie wydłużone. Podczas rekrystalizacji anhydrytu często tworzą się bliźniaki wg płaszczyzny 011. dobrze wykształcone osobniki krystalicznie są dość rzadkie. Anhydryt tworzy najczęściej skupienia ziarniste, pręcikowate lub włókniste o dość słabo zaznaczonych kształtach poszczególnych kryształów. Szczególnie wartościowymi odmianami anhydrytu są odmiany zbite i bardzo drobnoziarniste zwane wulpinitem. Anhydryt ma barwę białą, szarą, bywa też niebieskawy i różowawy, a w cienkiej płytce bezbarwny. Wykazuje łupliwość wg trzech dwunastościanów. Twardość wg Mohsa waha się w granicach 3-3,5. ciężar właściwy 2,9-3,0 g/cm³. połysk szklisty lub perłowy. Anhydryt trudniej rozpuszcza się w wodzie niż gips. Nasycony roztwór zawiera w temperaturze 20°C 1g CaSO₄ w 1 dm³ roztworu. Jest szeroko rozpowszechnionym składnikiem skał solnych i innych skał osadowych. Znany jest jako składnik niektórych żył kruszcowych, występuje również wśród produktów utleniania kruszców siarczkowych osadzanych w środowisku wapiennym. Skały anhydrytowe są pospolite i- podobnie jak i gipsowe- występują w wielu rejonach Polski.

Zastosowanie spoiw gipsowych.

Spoiwa gipsowe można stosować do:

*produkcji zapraw na tynki wewnętrzne (wapienno-gipsowe i gipsowe) jedno- lub wielowarstwowe,

*produkcji zapraw gipsowych z dodatkiem wapna do murowania ścianek działowych,

*produkcji zapraw na tynki wewnętrzne jednowarstwowe wykonywane na różnych podłożach sposobem mechanicznym przy użyciu specjalnych urządzeń tynkarskich,

*prac architektoniczno-wykończeniowych, takich jak szczegóły architektoniczne, ozdoby sztukatorskie,

*wykonywania warstw podkładowych pod malowanie olejne, klejowe, kazeinowe itp.,

*prac różnych, takich jak np. reperacja rys w ścianach, wykonywanie powłok gipsowych na wacie szklanej izolującej rury centralnego ogrzewania itp.,

*produkcji płyt gipsowych mało-, średnio- i wielkowymiarowych (z otworami lub pełnych), płyt gipsobetonowych i gipsowych, płyt porowatych (gazogipsów i pianogipsów) na ściany wewnętrzne i zewnętrzne; płyty gipsowe na ściany zewnętrzne powinny być zabezpieczone przed wpływami czynników atmosferycznych, głównie zaś wilgoci,

*produkcji suchych tynków gipsowych, które są stosowane zasadniczo do produkcji ścian działowych (gotowych elementów),

*produkcji podkładów pod podłogi z innych materiałów (linoleum, gumolit, tworzywa sztuczne),

*produkcji prefabrykatów gipsobetonowych lub gipsowych służących do budowy ścian nośnych zewnętrznych lub wewnętrznych w budynkach niskich.

Elementy prefabrykowane z gipsu, jak również zaprawy gipsowe mogą być stosowane tylko powyżej izolacji poziomej i to tylko wówczas, gdy nie są narażone na systematyczne nawilżanie

8. PODSTAWOWE OPERACJE PRZY PRODUKCJI KLINKIERU PORTLANDZKIEGO.

Do produkcji klinkieru portlandzkiego stosuje się następujące surowce:

• wapień,

• wapień marglisty,

• margiel,

• glina,

• łupki,

• w niewielkich ilościach piasek i ruda żelaza,

• boksyt,

• żużle hutnicze: kawałkowy i granulowany, popioły lotne(głównie z węgla kamiennego), wypałki pirytowe, pyły wielkopiecowe.

Do podstawowych operacji technologicznych przy produkcji klinkieru i cementu zaliczamy:

1. wydobycie surowców- w kopalniach odkrywkowych typu stokowego lub stokowo-wgłębnego. Do wiercenia otworów strzałowych używa się wiertnic obrotowo- udarowych o dużej wydajności.

2. rozdrabnianie- surowiec zostaje kruszony w kruszarkach młotkowych,

3. homogenizacja- polega ona na formowaniu z surowców pryzmy przez usypywanie podłużnych warstw, z której następnie pobiera się materiał porcjami poprzecznymi. Porcje poprzeczne muszą przecinać wszystkie podłużne warstwy materiału. Dla jednego surowca stosuje się dwie pryzmy: jedną się formuje, a z drugiej odbiera materiał. Odbieranie materiału odbywa się pod katem jego naturalnego zsypu. Zapewnia to odbieranie w czasie każdego cyklu porcji materiału, odpowiadającego warstwie poprzecznej o stałej grubości. Aby uzyskać najlepszą homogenizację surowca, powinno się odbierać warstwę materiału małej grubości- 2 do 4 cm. Odpowiednia wydajność uzyskuje się przez dużą szybkość przesuwu urządzenia odbierającego. Wielkość składowiska uśredniającego powinna być tak dobrana, aby zgromadzony materiał wystarczył na 7 dni ruchu fabryki.

4. korekcja- homogenizacja szlamu lub maki surowcowej. Wyróżnia się korekcję mieszaną ( stosowaną we wszystkich starych zakładach, w których wyposażenie działu surowcowego składa się ze stosunkowo małych zbiorników korekcyjnych i znacznie większych basenów szlamowych) oraz korekcję całkującą ( zwykle w szeregowych basenach, która pozwala na ciągłą homogenizację szlamu i daje dobre wyniki, gdy znany jest skład chemiczny surowców podawanych do młyna)

5. homogenizacja,

6. mielenie i suszenie- mielimy w młynach misowo- rolkowych, które potrzebują mniej energii w porównaniu z innymi młynami ( 14kWh/tonę, mniej energii niż młyny kulowe 24kWh/tonę), mogą być zasilane gorącymi gazami, jest tam separator i transport pneumatyczny.

7. spiekanie- etap ten składa się z procesów fizycznych i towarzyszących im reakcji chemicznych. Procesy fizyczne, do których zaliczmy przede wszystkim suszenie, podgrzewanie oraz chłodzenie materiału w wyniku wymiany ciepła między gazami i materiałem, umożliwiają przebieg szeregu reakcji chemicznych. Używamy pieców krótkich z cyklicznym wymiennikiem ciepła i z wieżą do schładzania gazów, podczas spiekania nie chodzi nam o to, aby granule były bardzo twarde, bo potem trudno je zmielić.

8. chłodzenie- odbywa się w urządzeniach zwanych chłodnikami. Maja one poważny wpływ na ekonomiczna pracę pieca. Temperatura klinkieru na wlocie do chłodnika wynosi od 1200 do 1350˚C, a jego ciepło fizyczne od 1180 do 1640 kJ/kg (280-390 kcal/kg) klinkieru. Stąd uzyskanie ciepła z klinkieru do podgrzania powietrza wtórnego ma znaczny wpływ na sprawność cieplna pieca i temperaturę spalania.

Równocześnie szybkie chłodzenie klinkieru wpływa korzystnie na jego właściwości hydrauliczne. Wysoka temperatura klinkieru powoduje trudności w procesie produkcyjnym i może pociągać za sobą konieczność stosowania chłodników cementu.

Dobre chłodniki powinny:

• zapewnić niską temperaturę klinkieru przy zużyciu małej jednostkowej ilości powietrza chłodzącego,

• wyróżniać się dużą pewnością ruchu i małym zużyciem energii elektrycznej,

• zapewniać możliwość dostosowania do zmiennej wydajności chwilowej pieca bez spadku sprawności cieplnej, a więc bez wzrostu temperatury klinkieru. Obecnie stosuje się dwa rodzaje chłodników: planetarne i rusztowe.

• magazynowanie klinkieru,

• mielenie klinkieru z gipsem- w młynach kulowych, dodaje się gips- bo cement wg normy to mieszanina mielonego klinkieru z gipsem, który pełni funkcję regulatora wiązania.

• mielenie klinkieru z gipsem i dodatkami mineralnymi,

• fałszywe wiązanie cementu- jest to zjawisko nieformalnego i przedwczesnego wiązania cementu w okresie kilku minut od chwili dodania wody. Zjawisko to tłumaczy się obecnością w cemencie gipsu półwodnego lub anhydrytu III, tworzącego się podczas mielenia klinkieru z gipsem dwuwodnym przy podwyższonych temperaturach 130-160˚C. Tworzący się półhydrat lub anhydryt II po zmieszaniu z wodą zarobową ulegają w ciągu kilku minut hydratacji do gipsu dwuwodnego czemu towarzyszy utrata plastyczności zaczynu. Zjawisko to obserwowane jest wyraźniej przy podwyższonej zawartości alkaliów w cemencie. Mielenie i przechowywanie cementów w niskich temperaturach daje gwarancję otrzymania cementu nie wykazującego tendencji do fałszywego wiązania. Szybkie wiązanie cementu nie może być zlikwidowane dodatkowym mieszaniem zaczynu. Szybkie wiązanie cementu obserwuje się w przypadku cementów o niedostatecznej zawartości gipsu dwuwodnego. Zjawisko to przypisuje się tym cementom,,, dla których po upływie 15 minut od chwili zarobienia trzonek aparatu Vicata nie zanurza się wcale.

---