Yapay taş malzemeler. Silikatlar Silikat ürün çeşitleri özellikleri inşaatta uygulama

Silikat malzemeleri ve ürünleri, mineral bağlayıcılara dayalı hammaddeler ve ürünlerdir - asbestli çimento, alçı ve alçı beton, silikat (kireç bazlı) ve dolgulu magnezya (kuvars kumu, cüruf, kül, ponza taşı, talaş, vb.). Uygulama alanları son derece geniştir - taşıyıcı ve kapalı yapılardan bina ve yapıların bitirilmesine kadar.

Silikat ürünleri, kireç veya buna dayalı diğer bağlayıcılar, ince silika katkı maddeleri, kum ve su karışımının kalıplanması ve ardından otoklavlanması sonucu elde edilir.

Silikat tuğla, bir karışımdan yapılmış yapay bir taş malzemedir. kuvars kumu ve altına basarak kireç büyük baskı ve ardından bir otoklavda sertleştirme. Kaynak malzemeler hava kireci - CaO bazında %6-8, kuvars kumu - %92-94 ve su - kuru karışımın ağırlıkça %7-8'idir.

Kum-kireç tuğla üretimi için iki şema vardır: silo ve tambur. Silo şemasına göre, kireç, kumla birlikte 4-8 saat boyunca silolarda söndürülür Tambur şemasına göre, kireç, kumla birlikte, 0,5'e kadar bir aşırı basınç altında buhar beslemeli döner tamburlarda söndürülür. Söndürme işleminin 30-40 dakika sürmesi nedeniyle MPa

Söndürülen kireç ve kum karışımı 15-20 MPa basınç altında nemlendirilir, karıştırılır ve preslenir, sonuç olarak, arabalara yerleştirilen ve 10-14 saat boyunca buharda pişirmek üzere otoklavlara gönderilen bir hammadde elde edilir. yaklaşık 175 o C sıcaklıkta 0.8 MPa (g) doymuş buhar basıncı. Silikat tuğlaların gücü bir süre ve otoklavdan (havada) boşaltıldıktan sonra artar.

Silikat tuğlalar tekli (250x120x65 mm) ve modüler (250x120x88 mm) olmak üzere iki tipte üretilmektedir. Modüler tuğlalar bir tarafı kapalı teknolojik boşluklarla yapılır. Tuğlanın rengi açık gridir, ancak karışıma alkaliye dayanıklı mineral pigmentlerin katılması nedeniyle de renklendirilebilir.

Yüksek basınç altında presleme ve büzülme olayının olmaması sayesinde, silikat tuğlanın boyutları kil tuğlanınkinden daha hassas bir şekilde tutulur. Yoğunluğu, yoğunluğundan biraz daha yüksektir. seramik tuğla- 1800-1900 kg / m3, termal iletkenlik - 0,82 - 0,87 W / (m o C). Basma ve eğilmedeki nihai mukavemete bağlı olarak, silikat tuğlalar 75, 100, 125, 150, 200 ve 250 olmak üzere altı kalitede üretilir. Silikat tuğlaların donma dayanımı M rz 15'ten düşük değildir, su emme oranı %8-16'dır. ağırlıkla.

Kum-kireç tuğlaların uygulama alanları seramik tuğlalarla aynıdır. Ancak, yeraltı suyu ve atık suyun etkisi tahribatına neden olduğundan, yüksek nemli koşullarda temel ve duvarların döşenmesi önerilmez. Silikat tuğlalar, rutubete maruz kalan yapılarda kullanılmamalıdır. yüksek sıcaklıklar(fırınlarda, bacalarda vb.).

Silikat beton, kireç-kum, kireç-kül veya diğer kireç-silisli bağlayıcılar temelinde elde edilen büyük bir otoklavlanmış beton grubudur. Ek olarak, öğütülmüş yüksek fırın cürufu bağlayıcı olarak kullanılabilir.

Yoğun ince taneli silikat beton, ağır betonun aksine bileşiminde iri agrega (çakıl veya kırmataş) içermez. Silikat betonun yapısı daha homojendir ve maliyeti çok daha düşüktür.

Basınç dayanımı oldukça geniş bir aralıkta (15-60 MPa) dalgalanır ve karışımın bileşimine, otoklav işleme moduna ve diğer faktörlere bağlıdır. Silikat betonun su direnci tatmin edicidir. Tam su doygunluğunda, mukavemetlerindeki azalma% 25'i geçmez. Donma direnci - 25-50 devir ve Portland çimentosu ilavesiyle 100 devire yükselir.

Büyük yapmak için yoğun silikat beton kullanılır duvar blokları oluklu boşluklu dış duvarlar ve iç Yük taşıyıcı duvarlar, paneller ve döşeme plakaları, kolonlar, kirişler ve aşıklar, merdivenler ve yürüyüşler, bodrum blokları ve diğer güçlendirilmiş ürünler.

Hafif silikat betonda, genişletilmiş kil, granüler cüruf, cüruf pomza ve çakıl ve kırmataş şeklindeki diğer gözenekli malzemeler agrega olarak kullanılır. Konut binalarının dış duvarlarının blokları ve panelleri, gözenekli agregalar üzerinde hafif silikat betondan yapılmıştır.

Gözenekli yapının oluşum yöntemine bağlı olarak hücresel silikat betonlar, köpük ve gaz silikatlara ayrılır. İçine stabil bir köpük (köpük silikat) veya alüminyum tozu ve diğer gaz oluşturucu ajanların (gaz silikat) dahil edildiği bir kireç-kum plastik karışımının otoklavlanmasıyla elde edilirler.

Randevu ile hafif ve hücresel silikat betonlar ayrılır: ısı yalıtımı, yapısal ısı yalıtımı ve yapısal.

Beklenti teknolojisi silikat ürünleri otoklav sertleştirme

Hava kireci kuvars kumu ve su ile karıştırıldığında, normal koşullar altında çok yavaş sertleşen donuk bir çözelti elde edilir. Kum, normal koşullar altında kimyasal olarak inert olduğundan.

silikat betonçimento gibi olabilir ağır(yoğun agregalar - kum ve kırma taş veya kum ve çakıl karışımı), akciğerler(gözenekli dolgu maddeleri - genişletilmiş kil, genişletilmiş perlit, agloporit, vb.) ve hücresel(ürünün hacmine eşit olarak dağılmış hava kabarcıkları dolgu görevi görür).

Silikat betondaki bir bağlayıcı, ince öğütülmüş bir kireç-silika karışımıdır - bir otoklavda ısı ve nem işlemi sırasında suyla karıştırıldığında yüksek mukavemetli yapay bir taş oluşturabilen bir kireç-silika bağlayıcıdır.

Silika bileşeni olarak öğütülmüş kuvars kumu, metalurjik (esas olarak yüksek fırın) cürufları, termik santrallerden gelen küller kullanılır. Silika bileşeni (ince öğütülmüş kum), silikat betonların özelliklerinin oluşumunda büyük bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, öğütülmüş kum parçacıklarının dağılımındaki bir artışla, mukavemet ve donma direnci artar. ve silikat malzemelerin diğer özellikleri.

Öğütme kumunun inceliğinde bir artışla, bağlayıcı karışımındaki nispi CaO içeriği, aktif CaO içeriği, mevcut kumla otoklavlama sırasında kalsiyumun düşük bazlı hidrosilikatlarına bağlanmasını mümkün kılana kadar artar.

otoklav tedavisi- silikat ürünlerinin üretimindeki son ve en önemli aşama. Otoklavda, orijinal, serilmiş ve sıkıştırılmış silikat beton karışımının farklı yoğunluklarda - şekil ve amaç - dayanıklı ürünlere dönüştürülmesi için karmaşık işlemler gerçekleşir. Şu anda, otoklavlar 2,6 ve 3,6 m çapında, 20 ... 30 ve 40 m uzunluğunda üretilmektedir.Yukarıda belirtildiği gibi, otoklav, uçlarında hava geçirmez şekilde kapatılmış küresel kapaklara sahip silindirik yatay kaynaklı bir kaptır (kazan). Kazanda buhar basıncını gösteren bir manometre ve kazan içindeki basınç limitin üzerine çıktığında otomatik olarak açılan bir emniyet valfi bulunmaktadır. Otoklavın alt kısmında, otoklava yüklenen ürünlerle birlikte arabaların hareket ettiği raylar döşenir. Otoklavlar, transfer arabalı travers rayları ile donatılmıştır - yükleme ve boşaltma arabaları için elektrikli köprüler ve otoklav işleme modunun otomatik kontrolü ve yönetimi için cihazlar. Çevredeki alana ısı kaybını azaltmak için otoklavın yüzeyi ve tüm buhar hatları bir ısı yalıtım tabakası ile kaplanmıştır. Çıkmaz veya geçiş otoklavları kullanılır. Otoklavlar, doymuş buharın salınması, egzoz buharını başka bir otoklava, atmosfere, bir ısı eşanjörüne ve bir yoğuşma tahliyesine atlayan hatlarla donatılmıştır.

Otoklav yüklendikten sonra kapak kapatılır ve doymuş buhar içine yavaş ve eşit bir şekilde verilir. Otoklavlama, beton sertleşmesini hızlandırmanın en etkili yoludur. Arıtılmış betonda sıvı su varlığında yüksek sıcaklıklar, ana çimentolama maddesi - kalsiyum hidrosilikatların oluşumu ile kalsiyum oksit hidrat ve silika arasında kimyasal etkileşim için uygun koşullar yaratır.

Tüm otoklav tedavisi döngüsü (Prof. P. I. Bozhenov'a göre) geleneksel olarak beş aşamaya ayrılır: 1 - buhar enjeksiyonunun başlangıcından otoklavdaki sıcaklık 100 ° C'ye ulaşana kadar; 2 - ortamın sıcaklığındaki artış ve buhar basıncı belirlenen minimum seviyeye; 3 - maksimum basınç ve sıcaklıkta izotermal tutma; 4 - atmosferik basınçta, 100 ° C'de sıcaklıkta azalma; 5 - ürünlerin otoklavda veya otoklavdan boşaltıldıktan sonra 100'den 18 ... 20 ° C'ye kademeli olarak soğutulma süresi.

Silikat betonun basınç, eğilme ve çekmedeki mukavemeti, deformasyon özellikleri, donatıya yapışma, aynı boyut ve donatı derecesine sahip silikat ve çimento betondan yapılmış yapıların aynı taşıma kapasitesini sağlar. Bu nedenle, silikat beton, betonarme beton ile aynı seviyeye getiren betonarme ve öngerilmeli yapılar için kullanılabilir.

Konut, endüstriyel ve kırsal inşaat için taşıyıcı yapılar yoğun silikat betonlardan yapılmıştır: iç duvar ve tavan panelleri, merdivenler ve sahanlıklar, kirişler, kirişler ve kolonlar, korniş levhaları vb. Preslenmiş asbestsiz arduvaz, stres gibi ürünler - güçlendirilmiş silikat-beton demiryolu traversleri, metro tünellerinin bitirilmesi ve maden inşaatı için güçlendirilmiş silikat-beton borular (60 MPa ve daha fazla mukavemete sahip beton).

Silikat betonda donatının korozyonu, betonun yoğunluğuna ve yapıların hizmet koşullarına bağlıdır; yapıların normal çalışması sırasında, yoğun silikat betondaki donatı korozyona uğramaz. Yoğun silikat betondan yapılan yapılarda ıslak ve değişken çalışma koşullarında, donatı korozyon önleyici kaplamalarla korunmalıdır.

Gözenekli agregalara dayalı silikat beton, yeni bir hafif beton türüdür. Sertleşmesi otoklavlarda gerçekleşir. Bu betonlar için bağlayıcı maddeler, yoğun silikat betonlarla aynı şekilde kullanılır ve dolgu maddesi olarak gözenekli agregalar kullanılır: genişletilmiş kil, genişletilmiş perlit, agloporit, cüruf pomza

Silikat tuğla

Silikat tuğla şekli, boyutu ve ana amacı seramik tuğladan farklı değildir (bkz. Bölüm 3). Kum-kireç tuğla üretimi için malzemeler hava kireci ve kuvars kumudur. Kireç, kısmen söndürülmüş veya söndürülmüş hidrat, öğütülmüş sönmemiş kireç şeklinde kullanılır. Kireç, hızlı sönme özelliğine sahip olmalı ve %5'ten fazla MgO içermemelidir. Tükenmişlik, kirecin sönme hızını yavaşlatır ve hatta ürünlerde çatlak, şişme ve diğer kusurların ortaya çıkmasına neden olur, bu nedenle otoklavlanmış silikat ürünlerin üretiminde kireçte yanma olmaması gerekir.

Silikat ürünlerinin üretiminde kuvars kumu, öğütülmemiş veya öğütülmemiş ve ince öğütülmüş bir karışım şeklinde ve ayrıca silika içeriği en az% 70 olan kaba öğütülmüş olarak kullanılır. Kumdaki yabancı maddelerin varlığı, ürünlerin kalitesini olumsuz etkiler: mika, mukavemeti azaltır ve kumdaki içeriği% 0,5'i geçmemelidir; organik safsızlıklar şişmeye neden olur ve ayrıca gücü azaltır; kumdaki kükürt safsızlıklarının içeriği SO3 açısından %1 ile sınırlıdır. Eşit olarak dağılmış kil kirliliklerine %10'dan fazla olmayan bir miktarda izin verilir; hatta karışımın işlenebilirliğini biraz arttırırlar. Ürünlerin kalitesini düşürdüğü için kuma büyük miktarda kil eklenmesine izin verilmez. Silikat Tuğla üretimi için kireç-kum karışımının bileşimi aşağıdaki gibidir: %92 ... %95 saf kuvars kumu, %5 ... %8 hava kireci ve yaklaşık %7 su.

Silikat tuğla üretimi iki şekilde gerçekleştirilir: kireç-kum karışımının hazırlanmasında farklılık gösteren tambur ve silo.

saat davul yöntemi (Şek. 8. 6) Topak kirecin bilyalı değirmende öğütülmesiyle elde edilen kum ve ince öğütülmüş sönmemiş kireç, söndürme tamburunun üzerindeki ayrı bunkerlere girer. Bunkerlerden, hacimce dozlanan kum ve ağırlıkça kireç, söndürme tamburuna periyodik olarak yüklenir. İkincisi hava geçirmez şekilde kapatılır ve kuru malzemeler 3 ... 5 dakika karıştırılır. 0,15 ... 0,2 MPa basınç altında canlı buhar sağlandığında, sürekli dönen bir tambur ile kireç söndürülür. Kireç söndürme işlemi 40 dakika kadar sürer.

saat silaj yöntemi önceden karıştırılmış ve nemlendirilmiş kütle, gevşetmek için silolara gönderilir. Silolarda söndürme 7 ... 12 saat, yani. Silaj yönteminin önemli bir dezavantajı olan varillerden 10 ... 15 kat daha fazla. Bir tamburda veya siloda iyice söndürülen kireç-kum kütlesi, ilave nemlendirme ve karıştırma için bir kanatlı karıştırıcıya veya yolluklara ve ardından preslemeye beslenir. Tuğla presleme, yoğun ve dayanıklı bir tuğla sağlayan 15 ... 20 MPa'ya kadar basınç altında mekanik preslerde gerçekleştirilir. Kalıplanmış ham ürün, sertleştirme için bir otoklava gönderilen bir arabaya yerleştirilir.

Otoklav, 2 m ve daha fazla çapa sahip, 20 m uzunluğa kadar, kapaklı, hava geçirmez şekilde kapatılmış uçları olan çelik bir silindirdir (Şekil 8.7). Sıcaklık yükseldikçe kireç ve kum arasındaki reaksiyon hızlanır ve 174 ° C sıcaklıkta 8 ... 10 saat sürer Hızlı sertleşme sadece yüksek sıcaklıklarda değil, yüksek neme kadar olur, çünkü bu buhara izin verilir 0 , 8 MPa'ya kadar bir basınçla otoklava girer ve bu basınç 6 ... 8 saat boyunca korunur Buhar basıncı yükseltilir ve 1,5 saat azaltın Buharlama döngüsü devam eder * 10 ... 14 saat.

Yüksek sıcaklık ve nemin etkisi altında kireç ve silika arasında kimyasal bir reaksiyon meydana gelir. Reaksiyon sonucu oluşan hidrosilikatlar, kum taneleri ile birlikte büyürler. dayanıklı taş... Ancak silikat balyaların sertleşmesi. Picha burada bitmiyor, buharda piştikten sonra devam ediyor. Kumun silisi ile kimyasal etkileşime giren kirecin bir kısmı havadaki karbondioksit ile reaksiyona girerek denkleme göre kuvvetli kalsiyum karbonat oluşturur.

Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO3 + H 2 O

Silikat tuğla 250 X 120X 65 mm ebatlarında, 75, 100, 125, 150, 200, 250 ve 300 kalitelerinde, su emme %8 ... 16, "ısı iletkenliği 0.70 ... 0.75 W/(m-°) olarak üretilmektedir. C), 1650 kg / m3'ten fazla yoğunluğa sahip - seramik tuğlaların yoğunluğundan biraz daha yüksek, donma direnci F15 Silikat tuğlalardan ve seramikten yapılmış duvarların ısı yalıtım özellikleri pratik olarak eşittir.

Silikat tuğla, seramikle aynı şekilde kullanılır, ancak bazı kısıtlamalar vardır. Silikat tuğlalar, suya daha az dayanıklı oldukları için temellerin ve kaidelerin döşenmesinde ve ayrıca yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kaldığından, kum tanelerini bağlayan kalsiyum hidrosilikatın dehidrasyonu ve kalsiyum oksit hidratından dolayı fırın ve baca döşemek için kullanılmamalıdır. , ve tuğla çöker ...

Teknik ve ekonomik göstergeler açısından silikat tuğlalar seramik olanlardan daha üstündür. Üretimi 2 kat daha az yakıt, 3 kat daha az elektrik, 2,5 kat daha az emek yoğunluğu gerektirir; Sonuçta, kum-kireç tuğla maliyeti, seramikten% 25 ... 35 daha düşük çıkıyor.

Silikat malzemeler, silikatlar, polisilikatlar ve alüminosilikatların karışımlarından veya alaşımlarından yapılan malzemelerdir. Silikatlar bileşiklerdir çeşitli unsurlar bir asit rolünü oynadığı silika (silikon oksit) ile. Silikatların yapısal elemanı, kenarları 0.26 nm uzunluğunda, tetrahedronun köşelerinde bir silikon atomu Si +4 ve oksijen atomları O-2 olan bir tetrahedral ortogrup -4'tür. Silikatlardaki tetrahedronlar, kapalı halkalar, zincirler, ağlar ve katmanlar şeklinde silikon-oksijen kompleksleri oluşturmak için ortak oksijen köşeleri aracılığıyla bağlanır. Alüminosilikatlar, silikat tetrahedraya ek olarak, Al +3 ile [AlO 4] -5 tetrahedra içerir.

Karmaşık silikatlar ayrıca katyonları içerir: Na +, K +, Ca ++, Mg ++, Mn ++, B +3, Cr +3, Fe +3, Al +3, Ti +4 ve anyonlar: O 2 –2 , OH-, F- , Cl-, SO 4 - 2 ve ayrıca su.

Silikatların çoğu refrakter ve refrakterdir, erime noktaları 770 ila 2130 0 С arasındadır. Chem. Silikatların bileşimini formüller şeklinde ifade etmek gelenekseldir, komp. Değerliklerine göre artan sırada oluşan moleküllerinin sembollerinden veya oksitlerinin formüllerinden: feldspat K 2 Al 2 Si 6 O 16.

Tüm silikatlar, doğal (mineraller) ve sentetik (silikat malzemeler) olarak alt gruplara ayrılır.Sentetikler, bağlayıcılar, seramikler, silikat içermeyen malzemeler, cam, sitalls olarak alt bölümlere ayrılır. Doğal silikatlar isp. Ayrışmada. Ulusal ekonominin alanları: Kavurma ve eritmeye dayalı teknolojik işlemlerde (kil, kuvarsit, feldispat vb.); hidrotermal arıtma süreçlerinde (asbest, mika, vb.); yapım aşamasında; metalurjik süreçlerde.

Silikat malzemelerin üretimi için hammaddeler, doğal mineraller (kuvars kumu, kil, feldispat, kireçtaşı), endüstriyel ürünler (sodyum karbonat, boraks, çeşitli metallerin oksitleri ve tuzları) ve atıklardır (cüruflar, balçıklar, kül).

Silikat malzemelerin üretiminde, üretimlerinin fiziksel ve matematiksel temellerinin yakınlığından dolayı tipik teknolojik işlemler kullanılır. Aşama şeması:

Hammaddeler - şarjın hazırlanması - şarjdan bir ürünün oluşumu - kurutma ed. - yüksek sıcaklık. İşleme maddidir.

Yükün hazırlanması, müteakip yüksek sıcaklıkta hazırlama işlemlerinin yüksek verimliliğini sağlamak için gereklidir ve katı hammaddelerin hazırlanması için olağan mekanik işlemlerden oluşur: öğütme, sınıflandırma, kurutma, bileşenlerin karıştırılması.

Kalıplama işlemi, sonraki kurutma ve yüksek sıcaklıkta işleme işlemlerindeki değişiklikleri dikkate alarak belirli bir şekil ve boyutta bir ürünün imalatını sağlamalıdır. Kalıplama, malzemeye belirli bir şekil vererek yükü ıslatmayı içerir.

Kurutma, silikat malzemelerin üretiminin son aşaması olan yüksek sıcaklıkta işleme operasyonu öncesinde ve sırasında ürünün şeklini korumak için gerçekleştirilir. Yüksek sıcaklık işlemi, şarjın (ürün) ateşlenmesi veya pişirilmesinden oluşur. Yüksek moleküler işleme prosesleri: 1) önce fiziksel, sonra kristalizasyon olmak üzere suyun uzaklaştırılması; 2) kalsinasyon, yani şarj bileşenlerinden su ve CO2'nin salınması; 3) şarj bileşenleri - metal karbonatlar, metal hidroksitler ve alüminosilikatlar dönüştürülür. asit oksitler: SiO2, B2O3mAl2O3, Fe2O3 ve bazik oksitler: Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, birbirleriyle reaksiyona girerek; 4) şarj bileşenlerinin sinterlenmesi. TV'ye akabilir. Erime noktasının altındaki bir sıcaklıktaki veya sıvı fazdaki, erime noktasının üzerindeki bir sıcaklıktaki faz. İkinci durumda, difüzyon işlemi nedeniyle işlemin hızı daha yüksektir; 5) kristal ve amorf fazların oluşumu ile kütlenin soğutulması.

Seramik üretimi Seramik malzemeler, killerin ve bunların mineral katkı maddeleri ile karışımlarının yanı sıra metal oksitler ve diğer refrakter bileşiklerle sinterlenmesiyle elde edilen polikristal malzemeler ve bunlardan ürünlerdir. Sınıflandırma: Bileşime göre - oksijen içeren (silikat), oksijensiz (karbür, nitrür, borür, silisit); Uygulamaya göre: inşaat, refrakterler, ince seramikler, özel. Seramikler; sinterleme derecesine göre - gözenekli (tuğla, refrakterler, sıhhi tesisat), sinterlenmiş (porselen, özel seramikler); yüzey durumu - sırlı ve sırsız. Üretim için hammaddeler, sinterleme özelliğine sahip olmalıdır - ısıtıldığında, bir toz halindeki malzemenin bir polikristal gövde parçası oluşturma özelliği. Hammaddeler - kil, kuvars kumu, kalsiyum ve magnezyum karbonatlar.

Tuğla üretiminin teknolojik süreci - 2 seçenek: plastik yöntem ve yarı kuru. %40-50 kil, %50 kum ve %5'e kadar demir oksit içeren şarj, bantlı preste (plastik yöntem) veya mekanik preste presleme için geçerlidir. 10-25 MPa'lık bir basınç altında (yarı kuru yöntem.). Oluşturulan tuğla, bir tünel kurutucuda kurutulmaya ve daha sonra 900-1000 0 С sıcaklıkta pişirilmeye gönderilir.

Plastik kalıplama kayışlı preste gerçekleştirilir.1 adet hazneden oluşur; 2. silindirler; 3. burgu;. Presin ağızlığına 4. kütle taşınırken ayrıca karıştırılarak sıkıştırılır. Nemlendiriciden 5. ağızlığı ıslatmak için, kayganlaştırıcı görevi görmesi için su verilir. Bant şeklindeki kil kütlesi 6'dır. Bir kesme makinesi kullanılarak tuğlalar halinde kesilir. 7. destek silindirleri.

Yarı kuru tuğla üretim şeması:

Refrakter denir metalik olmayan malzemeler artan refrakterlik, yani yüksek sıcaklıkların etkilerine dayanma yeteneği ile karakterize edilir.Refrakterler aşağıdakilere ayrılır: 1. alüminosilikat; 2. Dinas refrakterler - komp. %95'ten az olmayan silikon oksit; 3. yarı asidik - %70-80'e kadar silikon oksit ve %15-25 alüminyum oksit. 3. Şamot refrakterler - %50-70'e kadar silikon oksit ve %46'ya kadar alüminyum oksit. 1750 0 С'ye kadar refrakter

Şema ve denklem.

4. Yüksek alümina refrakterler - %45'ten fazla alüminyum oksit.

5. manyezit - temel olarak magnezyum oksit. 2500 0 С'ye kadar refrakter

CaCO 3 + MgCO 3 = MgO + CaO + 2CO 2

6.korundum refrakterler 7.Karborundum - komp. Silisyum karbür; 7. zirkonyum ve toryum; 8.karbon.

Yerkabuğundaki (litosfer) en büyük miktar serbest silisik anhidrit veya silika SiO2 içerir. Çoğu mineralde silikat formunda bulunur -> kimyasal bileşikler bazik oksitler ile. Serbest doğal kristal silika, yerkabuğunda en bol bulunan minerallerden biri olan kuvars formunda oluşur. Kristalleri, uçlarında (tabanlarda) altı yüzlü piramitler bulunan altı yüzlü prizmalar şeklindedir. Kuvars genellikle opaktır, daha sıklıkla beyaz, süt rengindedir. Kuvarsta bölünme yoktur, kırılması koniktir, yağlı bir parlaklığa sahiptir; normal sıcaklıklarda alkalilerle birleşmez ve asitlerin etkisi altında (hidroflorik asit hariç) çökmez. Kuvarsın özgül ağırlığı 2.65, sertlik ölçeğinde sertlik 7'dir. Kuvars, yüksek basınç dayanımına (yaklaşık 20.000 kg/cm2) sahiptir ve aşınmaya iyi direnç gösterir. 575 ° C'lik bir sıcaklığa ısıtıldığında, β-modifikasyonundan gelen kuvars, a-modifikasyonuna (yüksek sıcaklık) geçer ve hacim olarak aniden yaklaşık% 1.5 artar. 870 ° C'lik bir sıcaklıkta, hacim olarak önemli ölçüde artan tridimit'e (özgül ağırlık 2.26) dönüşmeye başlar (tridimit minerali ince altıgen plakalar şeklinde kristalleşir). Yüksek sıcaklıklarda kuvars hacmindeki bu değişiklikler, refrakter dinas ürünlerinin üretiminde dikkate alınmalıdır. 1710 ° C sıcaklıkta kuvars sıvı hale dönüşür. Erimiş kütlenin (eriyik) hızlı soğutulmasıyla kuvars cam oluşur - özgül ağırlığı 2.3 olan amorf silika.

Doğada, bir hidrat-silika (Si0 2 * nH 2 0) olan amorf bir yapıya sahip bir mineral opal vardır. Amorf silika aktiftir, normal sıcaklıkta kireçle birleşebilirken, kristal silika (kuvars) bu yeteneği sadece yüksek basınçlı buharın (otoklavda) veya füzyonun etkisi altında kazanır.

ALÜMİNYUM SİLİKAT GRUBU

Silikadan sonraki ikinci yer, yer kabuğunda alümina A1 2 O3 tarafından işgal edilir. Serbest alümina, doğal olarak korundum mineralleri ve diğer alümina mineralleri şeklinde oluşur.

Korundum en sert minerallerden biridir. Yüksek refrakter malzemelerin üretimi için kullanılır ve değerli bir aşındırıcıdır.

Başka bir alümina malzemesi - diaspor - alümina monohidrat A1203'tür. H20 ve %85 A1203 içerir. Diaspora boksitin bir parçasıdır - genellikle kırmızı veya mor renkli, alümina bakımından zengin (% 40 ila 80) ve alümina çimentosu üretimi için hammadde olarak kullanılan ince dağılmış kayaçlardır.

Alümina genellikle silika ve alüminosilikat adı verilen diğer oksitlerle kimyasal bileşiklerde bulunur. Yerkabuğundaki en yaygın alüminosilikatlar, ağırlık olarak litosferin toplam kütlesinin yarısından fazlasını oluşturan feldspatlardır. Bu mineral grubu mika ve kaolinit içerir.

DEMİR-MAGNEZYUM SİLİKAT GRUBU

Bu gruba ait mineraller koyu renklidir, bu nedenle genellikle koyu renkli mineraller olarak adlandırılırlar. Özgül ağırlıkları diğer silikatlardan daha büyüktür, sertlikleri 5.5-7.5 aralığındadır; önemli viskoziteye sahiptirler. Kayalarda büyük bir içerikle, ikincisini verirler. koyu renk ve yüksek viskozite, yani darbeye karşı artan direnç. Demirli-magnezyen grubunun en yaygın kaya oluşturan mineralleri piroksenler, amfiboller ve olivindir.

KARBONAT GRUBU

Sedimanter kayaçlarda, en önemlileri kalsit, manyezit ve dolomit olan kaya oluşturan karbonat mineralleri (karbonatlar) en sık bulunur.

Kalsit veya kristal kireçtaşı spar CaCO 3, yerkabuğunda en bol bulunan minerallerden biridir. Bölünme düzlemleri boyunca üç yönde kolayca ayrılır, 2,7 özgül ağırlığa ve 3 sertliğe sahiptir. Kalsit saf suda az çözünür (1 l'de 0.03 g), ancak suda agresif karbondioksit içerdiğinde çözünürlüğü keskin bir şekilde artar. CO 2 , çözünürlüğü kalsitinkinden neredeyse 100 kat daha fazla olan asidik kalsiyum karbonat Ca (HCO 3) 2 oluştuğundan.

Manyezit MgC0 3 oluşur çoğu kısım için gizli bir kristal yapıya sahip dünyevi veya yoğun agregalar şeklinde. Kalsitten daha ağır ve serttir.

Dolomit CaC0 3 -MgC0 3 fiziksel özellikler kalsite yakındır, ancak daha katı ve dayanıklıdır ve suda daha az çözünür.

SÜLFAT GRUBU

Sülfat mineralleri (sülfatlar) ve karbonatlar genellikle tortul kayaçlarda bulunur; en önemlileri alçı ve anhidrittir.

Alçı CaS0 4 * 2H 2 0 tortul kayaçların tipik bir mineralidir. Yapısı kristal, bazen ince taneli, katmanlı, sütunlu, iğnemsi ve lifli kristallerdir. Alçı, esas olarak killer, şeyller, kaya tuzu ve anhidrit ile birlikte sürekli granüler, lifli ve yoğun kayalar şeklinde bulunur. alçıtaşı vardır Beyaz renk, bazen şeffaftır veya farklı renklerde safsızlıklarla renklendirilir. Özgül ağırlığı 2.3, sertliği 2'dir.

Alçı, 32-41 ° C sıcaklıkta suda nispeten kolay çözünür, çözünürlüğü kalsitten 75 kat daha fazladır.

Anhidrit CaS0 4'ün özgül ağırlığı 2.8-3, sertliği 3-3.5; üzerinde dış görünüş alçıya benzer. Alçı ve kaya tuzu ile birlikte tabakalar ve damarlar halinde oluşur. Suyun etkisi altında, anhidrit yavaş yavaş alçıtaşına dönüşürken hacmi artar.

KİMYASAL KÖKENLİ TAŞLAR

Manyezit MgC03, refrakter malzemeler ve magnezya düşük kostik manyezit elde etmek için kullanılır.

Dolomit esas olarak aynı adı taşıyan CaCO3 MgC03 mineralinden oluşur. Dolomitlerin özellikleri yoğun kireçtaşlarına benzer ve bazen daha fazla yüksek nitelikler... Beton için yapı taşı ve kırma taş olarak, ayrıca refrakter malzeme ve bir bağlayıcı (kostik dolomit) elde etmek için kullanılırlar. Dolomitler yaygındır.

Alçı CaS0 4 * 2H 2 Q, aynı adı taşıyan mineralden oluşan, esas olarak alçı bağlayıcıların imalatında ve Portland çimentosu üretiminde katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.

Aynı adı taşıyan mineralden oluşan anhidrit CaS0 4, bağlayıcıların yanı sıra iç cephe kaplama levhalarının imalatında da kullanılmaktadır. Dışarıdan, anhidrit, alçıdan belirgin şekilde farklı değildir ve genellikle onunla birlikte oluşur.

Kalkerli tüfler, soğuk ve sıcak yeraltı karbonik sularından CaCO 3 çökelmesi sonucu oluşmuştur. Çok gözenekli kalkerli tüfler, dekoratif binalar (mağaralar vb.) için malzeme olarak ve bükümlerin hazırlanması için hammadde olarak kullanılır ve küçük eşit aralıklı gözeneklere ve 800 kg / cm2'ye kadar basınç dayanımına sahip yoğun tüfler kullanılır. binaların dış kaplaması için.

BETON. BETON HAKKINDA TEMEL BİLGİLER

Beton, bağlayıcı, su ve agregalardan (kum ve kırma taş veya çakıl) oluşan rasyonel olarak seçilmiş bir karışımın sertleştirilmesi sonucu elde edilen yapay bir taştır. Bu malzemelerin sertleşmeden önceki karışımına beton karışımı denir.

Kum ve kırma taş taneleri, betonda bir taş çerçeve oluşturur. sonra oluşan çimento hamuru kapatma su ile beton karışımı, kum ve kırmataş tanelerini sarar, aralarındaki boşlukları doldurur ve önce agregaların yağlayıcı rolünü oynar, beton karışımına hareketlilik (akışkanlık) verir ve daha sonra sertleşerek taneleri bağlar. yapay bir taş oluşturan agregaların - beton. Çelik donatı ile birleştirilmiş betona betonarme denir.

BETON SINIFLANDIRMASI

Beton, aşağıdaki ana özelliklere göre sınıflandırılır: hacimsel ağırlık, bağlayıcı türü, mukavemet, donma direnci ve amaç.

Ana sınıflandırma hacimsel ağırlığa göredir. Beton, 2500 kg / m3'ten fazla kütle yoğunluğu ile son derece ağır, ağır - 1800 ila 2500 kg / m3 dahil kütle yoğunluğu, hafif - 500 ila 1800 kg / m3 dahil kütle yoğunluğu, ekstra hafif - yığın yoğunluğu 500 kg / m3'ten az.

Kullanılan agregaların en büyük boyutuna bağlı olarak 10 mm boyutuna kadar agregalı ince taneli betonlar ve en büyük agrega boyutu 10-150 mm olan iri taneli betonlar bulunmaktadır.

Beton kalitesinin en önemli göstergesi sağlamlığı ve dayanıklılığıdır. Basınç dayanımı açısından betonlar, kg / cm2 olarak R sınıflarına ayrılır. Çimento ve sıradan yoğun agrega esaslı ağır betonlar 100-600, ekstra ağır betonlar 100-200, gözenekli agregalara dayalı hafif betonlar 25-300, gaz betonlar 25-200, yoğun silikat betonlar 100-400 ve ısıya dayanıklı betonlar 100 arasındadır. -400.

Betonun dayanıklılığı, donma direnci derecesi ile değerlendirilir. Bu göstergeye göre, betonlar donma direnci dereceleri Mrz: ağır betonlar için Mrz 50-300 ve hafif betonlar için Mrz 10-200 olarak ayrılır. Bağlayıcı türüne göre betonlar ayırt edilir: hidrolik bağlayıcılar üzerinde yapılan çimento - Portland çimentosu ve çeşitleri;

silikat - silikat veya alüminat bileşenleri ile birlikte kireç bağlayıcılar üzerinde;

alçı - alçı anhidrit bağlayıcıların kullanılması; organik bağlayıcılara dayalı beton.

Ağır beton, çimento ve geleneksel yoğun agregalar üzerinde ve hafif - çimento üzerinde doğal veya yapay gözenekli agregalar kullanılarak yapılır. Çeşitli hafif betonlar, bir bağlayıcı, su, ince dağılmış bir silika bileşeni ve bir üfleme maddesinin sertleştirilmiş bir karışımı olan gaz betondur. Eşit dağılmış küçük gözenekler ile yüksek gözeneklilik (%80-90'a kadar) ile karakterizedir. Silikat betonlar, 9-16 atm (g) basınçta ve 174.5-200 ° C sıcaklıkta bir otoklavda kalıplanmış ürünlerin daha sonra sertleştirilmesiyle kireç ve kuvars kumu karışımından elde edilir.

Kullanım amacına göre beton aşağıdaki tiplerdendir:

normal - beton ve betonarme için taşıyıcı yapılar binalar ve yapılar (kolonlar, kirişler, döşemeler);

hidrolik mühendisliği - barajlar, savaklar, kanal kaplamaları vb. için;

binalar ve hafif zeminler için;

zeminler ve yol yüzeyleri ve temeller için;

özel amaç: aside dayanıklı, ısıya dayanıklı, biyolojik koruma için ekstra ağır.

İkincisi, yüksek kütle yoğunluğuna sahip özel tip agregalarla çimento üzerinde yapılır.

Çimento

Ağır betonun hazırlanması için sıradan, plastikleştirilmiş ve hidrofobik Portland çimentosu, hidrolik katkılı Portland çimentosu, Portland cüruf çimentosu vb. kullanılır Bu çimentoların özellikleri ve bunlara ilişkin gereksinimler dördüncü bölümde belirtilmiştir.

Karıştırma suyu

Karıştırma için beton karışımları ve betonun sulanması, betonun normal sertleşmesini önleyen zararlı kirlilikler içermeyen su kullanılır - asitler, sülfatlar, yağlar, sebze yağları, şeker vb. Bataklık ve atık sular ile zararlı safsızlıklarla kirlenmiş, pH'ı 4'ün altında olan ve sülfat içeren (SO3 olarak hesaplanan) %0,27'den fazla suları kullanmayınız. Mineral tuzları içeren deniz ve diğer sular, ancak içindeki toplam tuz miktarı %2'yi geçmediği takdirde kullanılabilir. Suyun betona uygunluğu, bu ve saf içme suyu kullanılarak yapılan beton numunelerinin kimyasal analizleri ve mukavemetlerinin karşılaştırmalı testleri ile belirlenir ve 28 günlükken test edilir. Normal koşullar altında saklandığında. Üzerinde hazırlanan numuneler, saf içme suyu üzerindeki numunelerden daha az olmayan bir mukavemete sahipse, su uygun kabul edilir.

Kum

Kum, büyük kayaların doğal olarak tahrip edilmesi veya ezilmesi (doğal kumlar) sonucu oluşan, tane boyutu 0.14 ila 5 mm olan gevşek bir tanecik karışımıdır. Doğal kumlara ek olarak, metalurjik ve yakıt cüruflarının veya özel olarak hazırlanmış malzemelerin - genişletilmiş kil, agloporit, vb. Kırılması veya granülleştirilmesiyle elde edilen yapay olanlar kullanılır. Fraksiyonlu ve fraksiyonlanmamış kumlar kullanılabilir.

Büyük yer tutucu

Ağır beton için kaba bir agrega olarak, kayalardan çakıl veya kırma taş kullanılır, daha az sıklıkla cüruf ve tuğla kırma taş kullanılır.

Çakıl, kayaların doğal tahribatı sonucu oluşan 5-70 (150) mm boyutlarında tanelerin birikmesidir. Çakıl tanesi yuvarlak bir şekle ve pürüzsüz bir yüzeye sahiptir. Beton için en avantajlı taneler, düşük yuvarlatılmış kırma taş, daha kötü oval (yuvarlak), daha da kötüsü, betonun gücünü azaltan katmanlı ve sivri uçlu tanelerdir. Çakıldaki lamelli ve sivri uçlu tanelerin içeriğine% 15'ten fazla ve zayıf (gözenekli) kayaların taneciklerine -% 10'dan fazla izin verilmez. Tane boyutuna göre çakıl şu fraksiyonlara ayrılır: 5-10, 10-20, 20-40 ve 40-70 mm.

Çoğu zaman çakıl, kumla birlikte bulunur. Çakıl içeriği %25-40 kum olan malzemeye kum-çakıl karışımı denir.

Ezilmiş taş, masif kayaların, çakılların, kayaların veya kayaların ezilmesiyle elde edilir. yapay taşlar 5-70 mm boyutlarında parçalar halinde. Betonun hazırlanması için genellikle yoğun kayaların ezilmesiyle elde edilen kırma taş, çakıldan kırma taş ve yüksek fırın ve açık ocak cüruflarından kırma taş kullanılır.

BETON KARIŞIMI VE BETONUN TEMEL ÖZELLİKLERİ

Ağır beton çoğunlukla Portland çimentosu, kuvars kumu ve çakıldan veya yoğun kayalardan kırma taştan yapılır. Beton, belirli bir tarihte tasarım mukavemetini kazanmalı ve imal edilen yapının amacına uygun diğer niteliklere (suya dayanıklılık, donma direnci, yoğunluk vb.) sahip olmalıdır. Ek olarak, kabul edilen döşeme yöntemlerine karşılık gelen beton karışımının belirli bir hareketlilik derecesi gereklidir.

Bu bileşenlerin her biri karışımın viskoplastik özelliklerini etkiler. Yani agrega içeriğini arttırırsanız karışım daha katı hale gelir; çimento macunu daha plastik ve akışkan ise. Beton karışımının özelliklerini ve çimento hamurunun viskozitesini önemli ölçüde etkiler. Çimento hamurunda ne kadar fazla su olursa, hamur o kadar plastik olur ve buna bağlı olarak beton karışımı o kadar plastik olur.

Beton karışımının ana özelliklerinden biri tiksotropidir - periyodik olarak tekrarlanan mekanik etkilerle (örneğin titreşim) sıvılaşma ve bu etki durduğunda tekrar kalınlaşma yeteneği. Tiksotropik sıvılaştırmanın mekanizması, titreşim sırasında partiküller arasındaki iç sürtünme ve yapışma kuvvetlerinin azalması ve beton karışımının akışkan hale gelmesidir. Bu özellik, beton karışımını döşerken ve sıkıştırırken yaygın olarak kullanılır.

Şekil 9.1. Plastik beton karışımlarının hareketliliğinin koni (OC) tarafından belirlenmesi:

1-destek; 2-tutamak; 3-form koni; 4-beton karışımı.

İşlenebilirlik - genelleştirilmiş teknik özellikler beton karışımının viskoplastik özellikleri. İşlenebilirlik, belirli tekniklerin ve mekanizmaların etkisi altında, bir beton karışımının, bir kalıba kolayca sığabilme ve delaminasyon olmadan sıkıştırabilme yeteneği olarak anlaşılır. Karışımların işlenebilirliği, kıvamlarına bağlı olarak hareketlilik veya sertlik ile değerlendirilir.

Hareketlilik, kendi ağırlıkları altında deforme olabilen plastik karışımların işlenebilirliğinin bir özelliğidir. Hareketlilik, test beton karışımından oluşturulan standart bir koninin çökmesi ile karakterize edilir. Bunu yapmak için, yatay bir yüzeye monte edilmiş metal bir koni şekli, her katmanı bir süngü ile sıkıştırarak üç katman halinde bir beton karışımı ile doldurulur. Fazla karışım kesilir, koni şekli çıkarılır ve koninin beton karışımından taslağı ölçülür - Tamam (Şekil 9.1), değeri (santimetre olarak) hareketliliğin bir göstergesi olarak işlev görür.

sertlik- koni yerleşimi olmayan beton karışımlarının işlenebilirlik özellikleri (OK = 0). 240 mm çapında ve 200 mm yüksekliğinde metal bir silindir olan özel bir cihaz (Şekil 12.3) kullanarak beton karışımından önceden oluşturulmuş bir koniyi düzleştirmek ve sıkıştırmak için gereken titreşim süresi (saniye olarak) ile belirlenir. bir tripod ve bir çubuk 6 ve altı delikli bir metal disk 4 ile. Cihaz standart bir titreşimli platform 1 üzerine sabitlenir, içine bir koni şekli 3 yerleştirilir Koni, her katmanı 25 kez bayonlayarak üç katman halinde beton bir karışımla doldurulur. Daha sonra koni şekli çıkarılır ve tripod döndürülerek metal disk 4 beton karışımın yüzeyine indirilir. Bundan sonra vibratör açılır. Karışımın silindirik formda 2 eşit olarak dağıldığı ve çimento sütünün diskin en az iki deliğinden çıkmaya başlayacağı süre karışım sertliğinin bir göstergesi olarak alınır (G).

Pirinç. 9.2. Bir beton karışımının sertliğini (W) belirleme şeması:

a - cihaz başlangıç ​​konumunda; b - testlerin sonunda aynı; 1 - vibro-platform; 2 - silindirik şekil; 3- beton karışımı; 4 - delikli bir disk; 5- kol; b-çubuk; 7 - titreşimden sonra beton karışımı

İşlenebilirliğe bağlı olarak rijit ve hareketli beton karışımları bulunmaktadır (Tablo 9.1).

Sert beton karışımları az miktarda su içerir ve buna bağlı olarak eşit dayanımlı betonlar için mobil karışımlara kıyasla daha az miktarda çimento içerir. Sert karışımlar yoğun mekanik sıkıştırma gerektirir: uzun süreli titreşim, titreşimli sıkıştırma vb. Bu tür karışımlar, fabrikada (örneğin, ev yapımı fabrikalarda) prekast beton ürünlerin imalatında kullanılır; inşaat koşullarında sert karışımlar nadiren kullanılır.

Tablo 9.1. Beton karışımlarının işlenebilirliğe göre sınıflandırılması

Mobil karışımlar, yüksek su tüketimi ve buna bağlı olarak çimento ile karakterize edilir. Bu karışımlar, titreştiğinde kolayca sıvılaşan kalın bir kütledir. PZ ve P4 dereceli karışımlar akışkandır; yerçekimi etkisi altında, önemli mekanik çabalar gerektirmeden kalıbı doldururlar. Hareketli karışımlar, boru hatları vasıtasıyla beton pompaları ile taşınabilir.

Bağlanabilirlik - bir beton karışımının homojen bir yapıyı koruma yeteneği, yani. taşıma, döşeme ve sıkıştırma sırasında katmanlara ayrılmama. Tiksotropik seyreltmenin bir sonucu olarak beton karışımı üzerindeki mekanik etkiler altında, suyun en hafif bileşeni olan kısmı yukarı doğru sıkılır. Yoğunluğu genellikle harç kısmının yoğunluğundan (çimento, kum ve su karışımı) daha yüksek olan kaba agrega aşağı iner (Hafif agregalar (genişletilmiş kil vb.), Aksine yüzebilir. Bütün bunlar betonu heterojen yapar, mukavemetini ve donma direncini azaltır.

BETON GÜCÜ, MARKASI VE SINIFI

Ağır beton- ana yapısal yapı malzemesi, bu nedenle, mukavemet özelliklerinin değerlendirilmesine çok dikkat edilir. Betonun dayanım özellikleri kesinlikle standartların gerekliliklerine göre belirlenir. Betonun mukavemetini karakterize etmek için çeşitli göstergeler kullanılır. Bir malzeme olarak betonun heterojenliği, ana mukavemet özelliğinde - beton sınıfında - dikkate alınır.

Kuvvet... Tüm taş malzemelerde olduğu gibi, betonun basınçtaki nihai mukavemeti, çekme ve eğilmedekinden önemli ölçüde (10 ... 15 kat) daha yüksektir. Bu nedenle, yapılarda beton, kural olarak sıkıştırmada çalışır. Betonun mukavemetinden bahsettiğimizde, onun basınç mukavemetini kastediyoruz.

Portland çimentosu betonu yavaş yavaş güç kazanır. Normal sıcaklıkta ve sabit nem tutma durumunda, beton mukavemetinin büyümesi uzun bir süre devam eder, ancak mukavemet artış hızı zamanla azalır.

Betonun mukavemeti genellikle 28 günlük normal sertleşmeden sonra bu betonun test numunelerinin sonuçlarının aritmetik ortalaması ile değerlendirilir. Bunu yapmak için, çalışan bir beton karışımından yapılmış ve havada (20 ± 2) ° C'de sertleştirilmiş 150 x 150 x 150 mm boyutlarında numune küpleri kullanın. bağıl nem% 95 (veya betondaki nemin korunmasını sağlayan diğer koşullarda). Betonun mukavemetini belirleme yöntemleri standart tarafından düzenlenir.

Beton sınıfı. Beton mukavemetinin aritmetik ortalamasına göre markası belirlenir - yuvarlatılmış mukavemet değeri (ve yuvarlama her zaman azalır). Ağır beton için aşağıdaki basınç dayanımı sınıfları belirlenir: 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700 ve 800 kgf/cm2. Bir marka belirlerken "M" endeksini kullanın; örneğin beton sınıfı M350, ortalama mukavemetinin 35 MPa'dan az olmadığı (ancak 40'tan fazla olmadığı) anlamına gelir.

Ayırt edici özellik beton - özelliklerinin önemli heterojenliği.

Bunun nedeni, hammaddelerin kalitesindeki (kum, iri agrega ve hatta çimento), beton karışımının hazırlanma şeklinin ihlali, taşınması, döşenmesidir.

(sıkıştırma derecesi) ve sertleşme durumu. Bütün bunlar, aynı derecedeki betonun mukavemetinde bir yayılmaya yol açar. Üretim kültürü ne kadar yüksek olursa (malzemelerin hazırlanması, betonun hazırlanması ve yerleştirilmesi vb. kalitesi ne kadar iyi olursa), betonun mukavemetinde o kadar az olası dalgalanma olacaktır. İnşaatçının yalnızca belirli bir ortalama dayanımla değil, aynı zamanda bu dayanımdan minimum sapmalarla (özellikle alt tarafa) beton elde etmesi önemlidir. Beton kalitesindeki olası dalgalanmaları dikkate alan gösterge beton sınıfıdır.

beton sınıfı garantili bir güvenlikle (genellikle 0.95) alınan herhangi bir özelliğinin (dayanıklılık dahil) sayısal bir özelliğidir. Bu, sınıfın belirlediği özelliğin, örneğin betonun mukavemetinin 100'den en az 95 durumda elde edildiği anlamına gelir.

"Beton sınıfı" kavramı, gerçek veya olası varyasyonunu dikkate alarak betonun gücünü atamanıza izin verir. Dayanımdaki değişkenlik ne kadar az olursa, aynı ortalama dayanıma sahip beton sınıfı o kadar yüksek olur.

GOST 26633-85, basınç dayanımı (MPa) açısından aşağıdaki ağır beton sınıflarını belirler: 3.5; 5; 7.5; 10; 12.5; 15; yirmi; 25; otuz; 32.5; 40; 45; 50; 55 ve 60. Basınç dayanımı sınıfı, MPa cinsinden garantili dayanımının sağında atfedilen Latince B harfi ile belirtilir. Bu nedenle, B15 sınıfı beton, 0.95 garantili güvenlik ile en az 15 MPa basınç dayanımına sahiptir.

Sınıflar ve beton sınıfları arasındaki ilişki belirsizdir ve varyasyon katsayısı kullanılarak değerlendirilen betonun homojenliğine bağlıdır. Varyasyon katsayısı ne kadar düşükse beton o kadar homojendir. Aynı kalitedeki betonun sınıfı, varyasyon katsayısındaki azalma ile belirgin şekilde artar. Dolayısıyla, M300 beton sınıfı ve %18'lik bir varyasyon katsayısı ile, beton sınıfı B15 ve% 5'lik bir varyasyon katsayısı ile - B20, yani bir adım daha yüksek olacaktır. Bu, tüm teknolojik işlemleri dikkatli bir şekilde gerçekleştirmenin ve üretim standartlarını iyileştirmenin ne kadar önemli olduğunu göstermektedir. Sadece bu durumda betonun yüksek homojenliği ve daha fazlası yüksek sınıf sürekli çimento tüketimi ile gücü.

Bina yönetmelikleri, betonun mukavemetinin %13,5'e eşit ve teknolojiyi karakterize eden normatif değişim katsayısını benimsemiştir. Beton işleri tatmin edici olarak.

Basınç dayanımı açısından beton sınıfları ve standart değişim katsayısı %13,5 olan dereceleri arasındaki oran tabloda verilmiştir. 9.2.

Tablo 9: 2. % 13,5'lik bir değişim katsayısı ile mukavemet açısından ağır beton sınıfları ve sınıfları arasındaki oran

AĞIR BETONUN TEMEL ÖZELLİKLERİ

Ağır betonun temel özellikleri, mukavemete ek olarak şunları içerir: gözeneklilik, şekil değiştirebilirlik (elastisite modülü, sürünme, büzülme), su geçirgenliği, donma direnci, termofiziksel özellikler, vb.

deforme olabilirlik beton. Yük altındaki beton, ideal olarak elastik bir gövde (örneğin cam) gibi davranmaz, elastik-viskoz-plastik bir gövde gibi davranır (Şekil 9.3). Düşük gerilmelerde (nihai mukavemetin 0,2'sinden fazla olmayan), beton elastik bir malzeme gibi deforme olur. Ayrıca, başlangıç ​​elastisite modülü gözenekliliğe ve dayanıma bağlıdır ve ağır betonlar için (2.2 ... 3.5) 104 MPa'dır (çok gözenekli gözenekli betonlar için elastisite modülü yaklaşık 104 MPa'dır).

Şekil 9.3. Deformasyon eğrisi Şek. 9.4. Beton deformasyonların gelişimi

koordinatlarda σ - ε zaman içinde: ε başlangıç ​​- betonun ilk deformasyonu

yükleme anında; ε p - def. sürünme

Yüksek gerilimlerde, mikro çatlakların büyümesinin ve çimento taşının jel bileşeninin plastik deformasyonlarının bir sonucu olarak gelişen plastik (artık) deformasyon ortaya çıkar.

Sürünme- Statik yüklere uzun süre maruz kaldığında betonun plastik deformasyonları artırma eğilimi. Betonun sünmesi, çimento jelinin plastik özellikleri ve mikro çatlama ile de ilgilidir. Zamanla bozuluyor (Şekil 9.4). Mutlak sürünme değerleri birçok faktöre bağlıdır. Sürünme, özellikle erken yaşta beton yüklenirse aktif olarak gelişir. Sünme iki şekilde değerlendirilebilir: ısıl ve büzülme süreçlerinden kaynaklanan gerilimlerin azaltılmasına yardımcı olan olumlu bir süreç olarak ve örneğin ön gerilim takviyesinin etkisinin azaltılması gibi olumsuz bir olgu olarak.

büzülme- hava-kuru koşullarda beton elemanların boyutunu küçültme işlemi. Büzülmenin ana nedeni, su kaybı üzerine jel bileşeninin büzülmesidir.

Betonun büzülmesi ne kadar yüksek olursa, betondaki çimento hamuru hacmi o kadar büyük olur (Şekil 9.5). Ağır betonun ortalama büzülmesi 0,3 ... 0,4 mm / m'dir.

Pirinç. 9.5. Havada sertleşme sırasındaki büzülme eğrileri: 1-çimento taşı, 2-harç, 3-beton

Beton ve betonarme yapılarda betonun büzülmesinden dolayı büyük büzülme gerilmeleri oluşabilir, bu nedenle çatlakları önlemek için uzun elemanlar büzülme derzleri ile kesilir. 30 m uzunluğunda bir yapıda 0,3 mm/m beton rötresi ile toplam rötre 10 mm olacaktır. Agrega ile temas halindeki betondaki ve çimento taşının kendisindeki rötre çatlakları donma direncini azaltabilir ve beton korozyon odakları olarak hizmet edebilir.

gözeneklilik... Göründüğü kadar garip, böyle yoğun görünümlü bir malzeme, gözle görülür bir gözenekliliğe sahiptir. Oluşmasının nedeni, defalarca söylendiği gibi, karışım suyunun fazla miktarında yatmaktadır. Beton karışımı, uygun şekilde döşendiğinde yoğun bir gövdedir. Sertleşme sırasında, suyun bir kısmı çimento klinkerinin mineralleri tarafından kimyasal olarak bağlanır (Portland çimentosu için çimento kütlesinin yaklaşık 0,2'si) ve geri kalanı yavaş yavaş buharlaşarak geride gözenekler bırakır. Bu durumda, betonun gözenekliliği formülle belirlenebilir.

P = [(V - ώ C) / 1000] 100,

V ve C, 1 m3 başına su ve çimento tüketimi olduğunda, ώ, çimento kütlesinin fraksiyonlarında kimyasal olarak bağlı su miktarıdır.

Böylece, 28 günlükken, çimento kütlesindeki suyun %17'sini bağlar; bu betonda su tüketimi 180 kg ve çimento - 320 kg'dır. O zaman bu betonun gözenekliliği şöyle olacaktır:

P = [(180 - 0.17 - 320) / 1000] 100 = %12.6.

Bu, jel mikro gözenekler ve kılcal gözenekler dahil toplam gözenekliliktir (sürülen havanın hacmini dikkate almayız). Betonun geçirgenliği ve donma direnci üzerindeki etkisi açısından, kılcal gözeneklerin sayısı önemlidir. Bu tür gözeneklerin nispi hacmi aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

P k = [(V -2 ώ C) / 1000] 100

Bizim durumumuz için kılcal gözenek sayısı %7,3 olacaktır.

Su emme ve geçirgenlik... Beton, kılcal gözenekli yapısı nedeniyle hem kendisiyle temas halinde hem de doğrudan havadan nemi emebilir. Ağır betonda higroskopik nem emilimi önemsizdir, ancak hafif betonda (ve özellikle hücresel olanlarda) sırasıyla %7 ... 8 ve %20 ... 25'e ulaşabilir. "

Su emme, betonun damla-sıvı halde nemi emme yeteneğini karakterize eder; esas olarak gözeneklerin doğasına bağlıdır. Su emme ne kadar büyükse, betondaki kapiler birbirine bağlı gözenekler o kadar fazladır. Ağır betonun yoğun agregalar üzerindeki maksimum su emmesi, ağırlıkça %4 ... 8'e (hacimce %10 ... %20) ulaşır. Hafif ve gaz beton için bu rakam çok daha yüksektir.

Büyük su emme, betonun donma direnci üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Su emilimini azaltmak için, betonun hidrofobikleştirilmesine ve ayrıca yapıların buhar ve su yalıtımına başvururlar.

Betonun su geçirgenliği esas olarak çimento taşının ve "çimento taşı - agrega" temas bölgesinin geçirgenliği ile belirlenir; ek olarak, sıvının betondan süzülme yolları, çimento taşındaki mikro çatlaklar ve donatının betona yapışmasındaki kusurlar olabilir. Betonun yüksek geçirgenliği, çimento taşının korozyonu nedeniyle hızlı yıkımına neden olabilir.

Su geçirgenliğini azaltmak için, doğru kalitede (temiz yüzeyli) agregaların kullanılması ve ayrıca özel sızdırmazlık katkı maddeleri (su camı, demir klorür) veya genleşen çimentolar kullanılması gerekir. İkincisi, beton su yalıtımı yapımında kullanılır.

Su direncine göre beton W2 kalitelerine ayrılır; W4; W6; W8 ve W12. Marka, standart testler sırasında 15 cm yüksekliğindeki bir numune silindirinin suyun geçmesine izin vermediği su basıncını (kgf/cm2) belirtir.

donma direnci- ana gösterge dayanıklılığın belirlenmesi beton yapılar bizim iklimimizde. Betonun donma direnci, önceden suya doyurulmuş test edilmiş beton numunelerinin eksi (18 ± 2) ° С'de alternatif donma ve (18 ± 2) ° С'de suda çözülme ile değerlendirilir. Bir döngünün süresi, numunelerin boyutuna bağlı olarak 5 ... 10 saattir.

Donma direnci derecesi için, numunelerin, testlerin başlangıcındaki kontrol numunelerinin mukavemetine kıyasla, basınç mukavemetini %5'ten fazla düşürmeden dayandığı en büyük donma-çözülme döngüsü sayısı alınır. Donma direnci için aşağıdaki beton sınıfları belirlenmiştir: F25, F35, F50, F75, F100… 1000. Standart ayrıca, tuz çözeltisinde veya eksi (50 ± 5) ° C'ye kadar derin dondurmada hızlandırılmış test yöntemleri sağlar.

Söz konusu koşullar altında betonun tahrip olmasının nedeni kılcal gözenekliliktir (Şekil 12.16). Su, betona kılcal damarlardan girer ve orada donarak yapısını yavaş yavaş yok eder. Böylece, gözenekliliğini yukarıda hesapladığımız beton, Şekil 1'e göre. 12.16 F150 ... F200 donma direncine sahip olmalıdır.

Donma direnci yüksek betonlar elde etmek için minimum kılcal gözeneklilik (%6'dan fazla olmayan) elde etmek gerekir. Bu, beton karışımındaki su içeriğinin azaltılmasıyla mümkündür ve bu da aşağıdakiler kullanılarak mümkündür:

Serildiğinde yoğun şekilde sıkıştırılmış rijit beton karışımları;

Beton karışımlarının işlenebilirliğini su eklemeden artıran plastikleştirici katkı maddeleri.

Termofiziksel özellikler.

Bunlardan en önemlileri ısıl iletkenlik, ısı kapasitesi ve sıcaklık deformasyonudur.

Ağır betonun ısıl iletkenliği, havada kuru halde bile yüksektir - yaklaşık 1,2-1,5 W / (m K), yani bir tuğladan 1,5 ... 2 kat daha yüksektir. Bu nedenle, ağır beton, bina zarflarında yalnızca aşağıdakilerle birlikte kullanılabilir. etkili ısı yalıtımı... Hafif betonlar (bkz. § 12.7), özellikle hücresel olanlar, 0,1 ... 0,5 W / (m K) düşük ısı iletkenliğine sahiptir ve bunların kapalı yapılarda kullanılması tercih edilir.

Ağır betonun ısı kapasitesi, diğer taş malzemeler gibi 0,75 ... 0,92 J / (kg K); ortalama - 0.84 J / (kg K).

Termal deformasyonlar. Sıcaklık katsayısı doğrusal genişleme ağır beton (10 ... 12) Yu DS1. Bu, beton sıcaklığı 50 °C arttığında genleşmenin yaklaşık 0,5 mm/m olacağı anlamına gelir. Bu nedenle çatlamayı önlemek için uzun mesafeli yapılar genleşme derzleri ile kesilir.

Sıcaklıktaki büyük dalgalanmalar, iri agrega ve çimento taşının farklı termal genleşmelerinden dolayı betonun iç çatlamasına neden olabilir.

HAFİF BETON

Genellikle ağır betonun önemli bir dezavantajı, yüksek yoğunluğudur (2400 ... 2500 kg / m3). Beton yoğunluğunu azaltarak, inşaatçılar en az iki olumlu sonuç elde ederler: bina yapılarının kütlesi azalır; ısı yalıtım özellikleri artar.

Hafif betonlar (20. yüzyılın başında bunlara “sıcak betonlar” deniyordu) - yoğunluğu 1800 kg / m3'ten az olan betonlar - evrensel malzeme konut yapılarının çevrelenmesi ve desteklenmesi için ve endüstriyel binalar... Duvar panellerinin ve blokların çoğu, levhalardan yapılmıştır. çatı kaplama ve duvarları döşemek için taşlar. "Hafif betonlar" terimi, farklı bileşim, yapı ve özelliklere sahip büyük bir beton grubunu birleştirir.

Tanımlama ile hafif beton aşağıdakilere ayrılır:

yapısal (dayanıklılık sınıfı - B7.5 ... B35; yoğunluk -.1800 kg / m3);

yapısal ve ısı yalıtımı (kuvvet sınıfı ВЗ, 0, yoğunluk -600 ... 1400 kg / m3'ten az değildir);

ısı yalıtımı - özellikle hafif (yoğunluk< 600 кг/м3).

Gözenekli bir yapı elde etme yapısına ve yöntemine göre, hafif betonlar ikiye ayrılır. aşağıdaki türler:

gözenekli agregalı katı beton;

bileşiminde ne büyük ne de küçük agrega olmayan hücresel betonlar ve rolleri küçük küresel gözenekler (hücreler) tarafından oynanır;

ince agrega bulunmayan büyük gözenekli, bunun sonucunda kaba agrega parçacıkları arasında boşluklar oluşur.

Hafif beton için, B2'den B40'a kadar aşağıdaki dayanım sınıfları (MPa) oluşturulmuştur. Hafif betonun gücü, kullanılan agregaların kalitesine, derecesine ve kullanılan çimento miktarına bağlıdır. Bu durumda tabi ki betonun yoğunluğu da değişir.

Hafif beton için D200'den D2000'e (100 kg/m3 aralıklarla) 19 yoğunluk (kg/m3) derecesi vardır. Hafif betonun azaltılmış yoğunluğu, gözenekli çimento taşı ile sağlanabilir.

Hafif betonun ısıl iletkenliği, yoğunluğuna ve nem içeriğine bağlıdır (Tablo 9.3). Hacimsel nemde %1'lik bir artış, betonun ısıl iletkenliğini 0,015 ... 0,035 W / (m K) artırır.

Tablo 9.3. Hafif betonun ortalama ısıl iletkenlik değerleri

Gözenekli olduklarında hafif betonun donma direnci

Kategoriye: Yapı malzemeleri

Silikat malzemeleri ve ürünleri

Silikat ürünleri, kireç, kum ve su karışımından yapılmış, yüksek basınç altında preslenerek kalıplanmış ve otoklavlanmış yapay bir taş malzemedir.

Silikat tuğlalar inşaatta yaygın olarak kullanılmaktadır; silikat yoğun beton ve ondan ürünler; hücresel silikat betonları ve ürünleri; gözenekli agregalı silikat beton.

Silikat tuğla, aşağıdaki bileşime (%) sahip bir kireç-kum karışımından preslenir: saf kuvars kumu 92-94; hava kireci 6-8 ve su 7-8. Mikserlerde hazırlanan kireç-kum kütlesi 15-20 MPa basınç altında preslerde kalıplanır ve otoklavlarda 0,8 MPa doymuş buhar basıncında ve yaklaşık 175 °C sıcaklıkta buharlaştırılır.

Buharda pişirildiğinde kireç, kum ve su reaksiyona girerek kalsiyum hidrosilikat oluşumuyla sonuçlanır, kütleyi çimentolar ve ona yüksek mukavemet verir. Otoklav işlem döngüsünün süresi 10-14 saattir ve kum-kireç tuğla yapma sürecinin tamamı 16-18 saattir, sıradan kil tuğla yapma işlemi ise 5-6 gün sürer.

Silikat tuğla iki tipte üretilmektedir: tek ebat 250 X 120 X 65 mm ve modüler boyutta 250 X 120 X 88 mm. Silikat tuğlaların kütle yoğunluğu 1800-1900 kg/m3'tür, donma direnci Mrz 15'ten düşük değildir, su emme ağırlıkça %8-16'dır. Basınç dayanımı açısından, silikat tuğla beş dereceye ayrılır: 75, 100, '25, 150 ve 200. Termal iletkenlik açısından, silikat tuğla sıradan kil tuğladan biraz farklıdır ve herhangi bir binanın duvarlarını döşerken ikincisini tamamen değiştirir. , yüksek nem koşullarında küçük olan veya yüksek sıcaklıklara maruz kalan duvarlar (fırınlar, bacalar). Silikat tuğlanın rengi açık gridir, ancak içine mineral pigmentlerin eklenmesiyle kütle içinde renklendirilebilir, renklendirilebilir.

Yoğun silikat beton ürünleri. İnce taneli yoğun silikat beton - kireç-silisli veya kireç-kül bağlayıcılara dayalı çimentosuz otoklavlanmış beton - aşağıdaki teknolojik şemaya göre elde edilir: kuvars kumunun bir kısmı (%8-15) sönmemiş kireç (%6-10) ile karıştırılır. bilyalı değirmenlerde ince öğütme işlemine tabi tutulduktan sonra kırılmış kireç-kum bağlayıcı ve normal kum (%75-85) su ile (%7-8) karıştırılır, beton mikserlerinde karıştırılır ve ardından karışım kalıp standına beslenir. Kalıplanmış ürünler, 175-190 °C sıcaklıkta ve 0,8 ve 1,2 MPa buhar basıncında otoklavlarda buğulanır.

Yoğun silikat betondan yapılan ürünler 1800-2200 kg/m3 kütle yoğunluğuna, 25-50 devir donma direncine ve 10-60 MPa basınç dayanımına sahiptir.

Büyük masif duvar blokları, betonarme döşeme plakaları, kolonlar, kirişler, temel ve bodrum blokları, merdiven ve bölme yapıları yoğun silikat betondan yapılmıştır.

Dış ve iç duvarlar için silikat bloklar ıslak odalar en az 250 marka olmalıdır.

Hücresel silikat beton ürünleri. Gözenekli bir yapı oluşturma yöntemine göre, hücresel silikat betonlar köpük silikat ve gaz silikattır.

Bu betonların hazırlanmasında ana bağlayıcı madde öğütülmüş kireçtir. Bağlayıcı ve ince agregaların silisli bileşenleri olarak zemin kumu, volkanik tüf, pomza, uçucu kül, tripoli, diatomit, tras, cüruflar kullanılmaktadır.

Hücresel silikat ürünlerinin imalatında, plastik bir kireç-kum kütlesi, bir HA müstahzarından, bir sabun kökünden vb. Hazırlanan stabil bir köpükle veya gaz oluşturucularla - alüminyum tozu ile karıştırılır ve daha sonra karışım kalıplara dökülür ve otoklavlanmış.
Köpük silikat ürünlerinin ve gaz silikat ürünlerinin yığın yoğunluğu 300-1200 kg/m3, basınç dayanımı 1-20 MPa'dır.

Randevu ile hücresel silikat ürünleri, yığın yoğunluğu 500 kg / m3'e kadar olan ısı yalıtımına ve yığın yoğunluğu 500 kg / m3'ten fazla olan yapısal ve ısı yalıtımına ayrılır.

Isı yalıtımlı hücresel silikatlar, ısı yalıtım malzemeleri olarak kullanılır ve yapısal ve ısı yalıtımlı silikatlar, dış duvar blokları ve panellerinin yanı sıra karmaşık yapı kaplama levhaları yapmak için kullanılır.

Gözenekli agregalara dayalı silikat beton ürünleri. Gözenekli agregalar üzerinde bağlayıcı silikat beton olarak, ince öğütülmüş kireç-silis karışımları, genişletilmiş kil, pomza, gözenekli cüruflar ve çakıl ve kırmataş şeklindeki diğer gözenekli hafif doğal ve yapay malzemeler büyük agrega olarak kullanılır. Otoklavlamadan sonra, bu tür betonlar, 500 ila 1800 kg / m3 yığın yoğunluğu ile 3.5 ila 20 MPa arasında basınç dayanımı kazanır ve esas olarak konut ve kamu binalarının dış duvarları için blok ve panel yapımında kullanılır.