11 група 30.11. Урок 21-22

Тема уроку: Повітряне вапно. Глина.

 

Мета: вивчення цього матеріалу дозволить вам знати:

-        Загальні відомості про в’яжучі матеріали, їх класифікація;

-        Повітряне вапно.

-        Глина, її різновиди.

Види і властивості вапна

Будівельне повітряне вапно - в'яжучий матеріал, що здатний тужавіти і тривалий час зберігати свою міцність тільки на повітрі.

Сировиною для виробництва є осадові кальцієво-магнієві гірські породи:

- вапняки (зокрема крейда);

- доломіти;

- черепашник, що містять вуглекислий кальцій СаСО₃,
вуглекислий магній М§СОз і не більше 6-8% глинистих домішок.

спосіб виробництва - випал сировини в шахтних чи обертових печах за температури 1000-1200°С:

СаСОз ↔ СаО +СО₂↑;   MgCO₃ ↔MgO + CO₂↑

 

За нерівномірного розподілу температури в печі відбувається недопал чи перепал.

Недопал (СаСОз не встигає розкластися) утворюється за надто низької температури випалу, якість вапна знижується.

Перепал - під дією високої температури відбувається спікання СаО і Мg0 з домішками глинозему, кремнезему, окисом заліза. Зерна перепалу дуже повільно гасяться, якість вапна знижується.

Класифікація видів вапна за основним окисленням:

Повітряне вапно за видом основного окислення

Кальцієве: сировина: чисті кальцієві вапняки:містить 70-90% СаО; не більше 5% MgО

Магнезіальне: сировина – доломітизовані вапняки; містить до 20 %  MgО

Доломітове: сировина – доломіти; містить до 40 %  MgО

 

його сорту, складу і помелу, відношення маси води замішування до маси вапна (водо-вапняне відношення) має дорівнювати 1:1,5.

Оптимальне водо-вапняне відношення визначається підбиранням. Для цього з вапняного тіста з різним водо-вапняним відношенням готують кілька коржів діаметром 7-8 см, завтовшки 1см і визначають, який тужавіє швидше і без тріщин. Тісто, з якого зроблений цей корж, має оптимальне водо-вапняне відношення.

 

Властивості негашеного вапна

Властивості меленого негашеного вапна:

-  швидко гаситься;

-  тужавіє під час замішування з оптимальною кількістю води.

Дозволяється не гасити його перед приготуванням розчину, а засипати безпосередньо в розчинозмішувач, де воно гаситься в процесі приготування розчину.

Негативною якістю меленого негашеного вапна є те, що воно швидко з 'єднується з водою (з вологим повітрям), перетворюючись на гідратне вапно.

Тому негашене мелене вапно перевозять на далекі відстані в герметично закритих контейнерах та паперових багатошарових мішках. Зберігають його на спеціальних складах, захищених від вологи, максимальний термін зберіганні негашеного меленого вапна в паперових мішках - 25 діб.

Процес гасіння вапна

На будівництві найчастіше використовують гашене вапно. Процес гасіння відбувається внаслідок хімічної реакції з водою

СаО + Н₂О -> Са(ОН)₂ +65,5 кКал

Згідно з ГОСТом 9179-77 за швидкістю гасіння вапно поділяють на три сорти:

1)       вапно, що швидко гаситься (швидкість гасіння - не більше 8 хв.);

2)   вапно, що гаситься середньо (швидкість гасіння - 8-25 хв.)

3)   вапно, що гаситься повільно (швидкість гасіння - понад 25 хв.)

Гасять грудкове вапно механізовано та вручну.

Механізоване гасіння вапна з одночасним розмелюванням негашених частинок значно збільшує вихід готової продукції й поліпшує її якість.

Для ручного гасіння великої кількості вапна (близько 1 т) можна використовувати спеціальні творильні ями. Розмір такої ями 1.5 х 2 м, подрібнення  грудкового вапна відбувається через спеціальну сітку до з'єднання з водою.

Невелику кількість вапна гасять у гасильних ящиках (затворах). Третину висоти ящика завантажують вапном і заливають розсіяним струменем води зі шланга, розмішуючи граблями чи кописткою.

Вапно, що гаситься швидко, заливають відразу великою кількістю води, щоб не допустити його сильного розігріву і пароутворення.

Вапно, що гаситься повільно, спочатку тільки зволожують; коли шматки вапна починають розпадатися, потроху додають воду, не_даючи вапну охолонути.

Після гасіння вапно вистоюють. За механізованого гасіння -1-2 доби, за гасіння вручну - не менше 2-х тижнів. Під час гасіння вапна утворюється:

- вапняне молоко (співвідношення води і вапна відповідно
10:1);

- вапняне тісто (співвідношення води і вапна відповідно
3:1 або 4:1);

- гідратне вапно (пушонка) (води - 50-70% від маси вапна).

 

Гасіння вапна в тісто, так само, як і в пушонку, супроводжується збільшенням його об'єму в 3,5 разу. Збільшення об'єму вапна прийнято характеризувати виходом вапняного тіста в літрах, отриманого гасінням 1 кг вапна. Вихід вапняного тіста залежить від сорту.

 

Залежно від того, наскільки збільшується об'єм вапна під час гасіння, розрізняють два види гашеного вапна.

 

 

збільшується в об'ємі                                                         збільшується в об’ємі менше ніж у 2,5 разу  

не менше ніж утричі

Тужавлення вапна

Гашене вапно тужавіє в результаті випаровування води і кристалізації гідроксиду кальцію.

Через втрату вологи дрібні частинки Са(ОН)г, поєднуючись між собою, утворюють кристали, що поступово перетворюються на міцний кристалічний згусток. Тужавлення вапна відбувається також у результаті карбонізації. Карбонізація - процес взаємодії гідроксиду кальцію з вуглекислим газом, що завжди міститься в повітрі.

 

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСОз + Н₂О

Тужавіє гашене вапно дуже повільно і міцність вапняних розчинів невисока.

Для тужавлення вапна (процесу кристалізації) необхідні такі умови:

- плюсова температура;

- низька вологість повітря.

Техніка безпеки

Реакція з'єднання вапна з водою часто відбувається дуже бурхливо. Пара, що накопичується в шматках вапна, розриває їх, краплі гарячої води, які розлітаються при цьому, і частки вапна дуже небезпечні. Склади, де зберігається вапно, мають бути обладнані протипожежними засобами: ящиками з піском, лопатами пінними вогнегасниками. Гасити пожежі водою забороняється.

Ті, хто працює на гасінні, мають використовувати респіратори і захисні окуляри, взувати гумові чоботи і одягати рукавички, щільно застібати комбінезон. Після роботи потрібно добре вимити обличчя і руки.

Усі вантажно-розвантажувальні роботи з меленим негашеним вапном мають бути механізовані. Приміщення, де знаходиться таке вапно і готують розчини, обладнують припливно-витяжною вентиляцією, щоб концентрація вапняного пилу не перевищувала 2 мг/м³. Робітники забезпечуються пилезахисним одягом, гумовими та брезентовими рукавичками.

 

Глина

Глиною називають осадочні породи у вигляді суміші части­нок піску 0,15...5 мм, пиловидних частинок - 0,005...0,15 мм, власне глинистих частинок - менше 0,005 мм лускатої форми. Найчистіші глини складаються переважно з мінералу каоліні­ту А1₃0₃-280₃-2Н₂0 і споріднених з ним мінералів. Глина, яка містить у собі значну кількість каолініту, називається каолі­ном (біла глина).

Каолін - це цінна сировина для виготовлення фарфорових і фаянсових виробів. Домішки визначають колір глини. Наприклад, окиси заліза надають глині червоного або бурого кольору. Основними технологічними властивостями глини є пластичність, усадка, вогнетривкість. Плас­тичність глини - це її здатність у вологому стані внаслідок зовнішнього впливу набувати будь-якої форми без утворення розривів і тріщин та зберігати цю форму при наступному сушінні і випалюванні. У зв'язку з тим, що при обпалюванні глина перетворюється в каменеподібний стан, її застосовують для виготовлення облицювальних плиток, цегли, черепиці, а також для штукатурення пічок. Домішки вуглекислого каль­цію в перепаленій глині перетворюються у вапно-кипілку. Це призводить до збільшення об'єму матеріалу і викликає руйнування виробів із глини і штукатурки (утворюються так звані дутики").

Для регулювання технічних властивостей глини і надання виробам певних властивостей використовують добавки.

Спіснювальні добавки (шамот, гранульований шлак, пісок, золи ТЕС) застосовують для зниження пластичності і зменшен­ої усадки при випалюванні керамічних виробів.

Плавні (залізна руда, доломіт, магнезит, тальк тощо) зни­жують температуру плавлення й спікання глини.

Пороутворювальні добавки (магнезит, крейда, доломіт, тир­са тощо) вводять у сировину, щоб одержати легкі керамічні вироби з підвищеною пористістю (наприклад, цеглу).

Пластифікуючі добавки (високопластичні глини та інші поверхнево-активні речовини).

 

Щоб поліпшити декоративний вигляд, наприклад, облицю­вальних плиток і стійкість до зовнішніх впливів, поверхню плиток покривають поливою чи ангобом.

Полива - це легкоплавкі стекла прозорі та непрозорі (глухі), безбарвні та забарвлені. Основною сировиною поливи є квар­цовий пісок, каолін, польовий шпат, оксиди тощо.

Ангоб виготовляють з білої або кольорової глини і наносять на поверхню виробу тонким шаром, а далі випалюють.

Усадкою називають зменшення лінійних розмірів та об'єму зразка у процесі сушіння та випалювання. Повітряна усадка коливається у межах 2...12%, а вогнева - 2...8%. Повна усад­ка дорівнює 5...18%. Щоб зменшити усадку, до високопластичних глин додають спіснювачі (кварц, польовий шпат).

За вогнетривкістю глинясту сировину поділяють на вогне­тривкі, які витримують температуру понад 1580°С ("В"); тугоплавкі ("Т")- 1350...1580°С; легкоплавкі ("Л") - менш як 1350°С.

 

Тест на тему: «Повітряне вапно», «Глина»

 

1.     Що дадають до глини для отримання полегшених керамічних матеріалів:

а) пороутворюючі домішки;

б) пісок, шлак;

в) вугільний порошок, торф?

2.     Що дадають до глини для отримання полегшених керамічних матеріалів:

а) подрібнений керамічний бій;

б) пісок, шлак, золу;

в) шамот?

3.     Чи може вважатись усадка глин позитивною властивістю:

а) так;

б) ні?

4.     Чи є глина сировиною для отримання керамічних маетріалів:

а) так;

б) ні?

5.     Що є основною складовою білих глин:

а) гідрослюда;

б) монмориллоніт;

в) каолініт?

6.     Яку вогнетривкість мають тугоплавкі глини:

а) 1350-1580⁰С;

б) понад 1580⁰С;

в) менше 1350⁰С?

7.     Чи можна застосовувати пластичні жирні глини у чистому вигляді:

а) так;

б) ні?

8. Повітряне ___________ – продукт помірного випалу кальцієво-магнієвих карбонатних гірських порід (вапняку, крейди, вапняку- черепашника, доломітизованого вапняку).

 

9. Для одержання повітряного вапна сировина піддається випалу в шахтних печах при температурі____________.

 

10. Продукт випалу у вигляді шматків білого кольору називається грудковим ______________ вапном .

 

11. Залежно від характеру наступної обробки грудкового вапна (скільки води витрачається для гашення) одержують три різних продукти:

__________________ – 50-70 % води від маси вапна;

__________________– тістоподібний продукт, що містить 50 % твердих часток Са(ОН)2 і 50 % води;

___________________ – розведене водою вапняне тісто.

 

 

21 група 26.11 Урок 9-10  з предмету матеріалознавство

Тема:  Хімічні властивості

Мета: вивчення цього матеріалу дозволить вам знати такі властивості:

-        розчинність

-        корозійна стійкість

-        кислотостійкість

-        лугостійкість

-        дисперсність

-        газостійкість

Хімічні властивості матеріалів характеризують їхню здат­ність реагувати на різні речовини, спроможні змінювати хіміч­ний склад матеріалу.

Схема основних хімічних властивостей

Розчинність – це здатність матеріалу розчинятись у воді, бензині, скипидарі та інших речовинах розчинниках.

Зможуть бути як позитивними так і негативними. Наприклад, розчинність. Якщо у процесі експлу­атації оброблені поверхні руйнуються під дією води чи іншого розчинника, розчинність відіграє негативну роль. Під час виго­товлення мастик, фарб використовується здатність пігментів, бі­тумів розчинятися в бензині та інших розчинниках. Це дає мож­ливість наносити матеріал на поверхню тонким шаром, і тому розчинність відіграє позитивну роль.

Кислотостійкість — це здатність матеріалу чинити опір дії кислот, яка оцінюється втратою маси зразка ма­теріалу, витриманого в кислоті певної концентрації. Час вит­римування, концентрація кислот та інші параметри регла­ментуються  відповідними стандартами. Наприклад, кисло­тостійкість  каналізаційних керамічних труб становить не менше як 92% (тобто втрати за масою — до 8%), а шлако­ситалів — до 99%.

Кислотостійкість мають матеріали, що можуть протистояти дії сильних кислот (азотної, соляної, кремнефтористої). Кисло­тостійкими матеріалами є, наприклад, скло (якщо не вважати фтористу кислоту), полівінілхлориди й спеціальні керамічні плит­ки, поліетиленові плівки та інше. Кислотостійкість матеріалів має велике значення при обробленні деяких промислових споруд, на­приклад, відстійників.

Лугостійкість — це здатність матеріалу чинити опір дії лугів практично без руйнування.

Методика визначення лу­гостійкості така сама, як і кислотостійкості. Якщо в складі матеріалу переважають основні оксиди, то він звичайно лу­гостійкий, але вступає у взаємодію з кислотами і може руйну­ватися. Якщо будівельний матеріал має значний вміст діоксид  кремнію (кремнезему), то він є кислотостійким, але реагує з основними оксидами.

Щоб дати умовну оцінку стійкості матеріалів у кислих і лужних середовищах, уводять модуль основності М_о, %:

 

М₀ =(СаО + МgО +Na₂O(К₂О))/ (SiO₂ + Al₂O₃)

Барвники, уживані для кольорової штукатурки, повинні бу­ти лугостійкими (вохра, умбра), тому що до складу штукатур­них розчинів входить вапно (гідрат окису кальцію - сильний луг). Кольорова штукатурка з нелугостійкими пігментами швид­ко втрачає свій первісний колір.

Корозійну стійкість – здатність матеріалу опиратися корозійному середовищі.

Корозійну стійкість мають, наприклад, пігменти, смоли.

 

Тестове завдання

 

Оберіть правильні відповіді                                                                                        Так                                          

                            Ні

     1.Чи завжди розчинність матеріалу е негативною?

     2.Чи є корозійним середовищем пара, газ? 

3.Чи є газостійким оздоблювальний матеріал, який взаємодіє з газами,

 що знаходяться у навколишньому середовищі?

4. Чи може повітря бути корозійним середовищем?

ЗПК. Контрольна робота

ТЕСТ

Варіант 1.

(в кожному запитанні одна правильна відповідь)

1.     За якою формулою обчислюється істинна щільність (справжня густина)?

а) ρ_m = m/v;

б) ρ = m/v;

в) П = ((ρ - ρ_m)/ ρ)х100%.

2.     Чи потрібно знати середню щільність (середню густину) для розрахунку пористості?

а) так;

б) ні.

3.     В яких одиницях вимірюється істинна щільність (справжня густина)?

а) кг/м²;

б) см;

в) г/см³.

4.     Гігроскопічність це?

а) здатність матеріалу вбирати вологу з повітря;

б) здатність матеріалу вбирати і утримувати в своїх порах воду;

в) маса одиниці об’єму матеріалу без пор і порожнин.

5.     Чим характеризується межа міцності R?

а) деформацією;

б) напруженістю на момент руйнування;

в) силою.

6.     Потрібно враховувати стійкість матеріалів проти спрацювання за вибору:

а) стінових матеріалів;

б) покриття підлоги;

в) покриття покрівлі.

7.     Пружними називають матеріали, які?

а) повертають свою форму після зняття навантаження;

б) зберігають деформації після зняття навантаження;

в) стають крихкими після зняття навантаження.

8.     Який найпростіший спосіб визначення твердості?

а) метод Брінелля;

б) шкала твердості Мооса;

в) підручні матеріали.

9.     Які матеріали належать до пружних?

а) дерево, гума;

б) бітуми, свинець;

в) скло, чавун.

10.  Лугостійкість це?

а) здатність матеріалу зберігати свої властивості під дією лугу;

б) здатність матеріалу зберігати свої властивості під дією кислоти;

в) здатність матеріалу зберігати свої властивості під дією розчинника.

11.  Конструкційні матеріали призначені для?

а) зниження рівня шумового забруднення;

б) сприймати і передавати навантаження в будівельних конструкціях;

в) заповнення стиків збірних конструкцій.

12.  Яким способом отримують скло, метали?

а) спіканням;

б) плавленням;

в) омонолічуванням.

 

ТЕСТ

Варіант 2.

(в кожному запитанні одна правильна відповідь)

1.     Водовбирання це?

а) здатність матеріалу вбирати вологу з повітря;

б) здатність матеріалу вбирати і утримувати в своїх порах воду;

в) маса одиниці обєму матеріалу без пор і порожнин.

2.     В яких одиницях вимірюється пористість?

а) %;

б) см;

в) г/см³.

3.     За якою формулою обчислюється середня щільність (середня густина)?

а) ρ_m = m/v;

б) ρ = m/v;

в) П = ((ρ - ρ_m)/ ρ)х100%.

4.     Пластичними називають матеріали, які?

а) повертають свою форму після зняття навантаження;

б) зберігають деформації після зняття навантаження;

в) стають крихкими після зняття навантаження.

5.     Які матеріали належать до пластичних?

а) дерево, гума;

б) бітуми, свинець;

в) скло, чавун.

6.     Кислотостійкість це?

а) здатність матеріалу зберігати свої властивості під дією лугу;

б) здатність матеріалу зберігати свої властивості під дією кислоти;

в) здатність матеріалу зберігати свої властивості під дією розчинника.

7.     Акустичні матеріали призначені для?

а) зниження рівня шумового забруднення;

б) сприймати і передавати навантаження в будівельних конструкціях;

в) заповнення стиків збірних конструкцій.

8.     Яким способом отримують кераміку, цемент?

а) спіканням;

б) плавленням;

в) омонолічуванням.

9.     Кольорова штукатурка з нелугостійкими пігментами втрачає?

а) міцність;

б) колір;

в) довговічність.

10.  Який з перелічених матеріалів є кислотостійким?

а) бетон;

б) скло, поліетиленові плівки;

в) сантехнічні вироби.

11.  Який з перелічених матеріалів вважають абсолютно щільним матеріалом?

а) бетон;

б) скло, сталь;

в) керамічні вироби.

12.  Яку щільність (густину) визначають для піску, цементу, гравію?

а) середню;

б) істинну;

в) насипну.