Wandmaterialien aus Silikat. Autoklavierte Silikatprodukte Eigenschaften von Silikatmaterialien

K-Kategorie: Baumaterialien

Silikatmaterialien und -produkte

Silikatprodukte sind ein Kunststeinmaterial aus einer Mischung aus Kalk, Sand und Wasser, das durch Pressen unter hohem Druck geformt und autoklaviert wird.

Kalksandsteine ​​werden häufig im Bauwesen verwendet; silikatdichter Beton und daraus hergestellte Produkte; Porensilikatbeton und -produkte; Silikatbeton mit porösen Zuschlagstoffen.

Kalksandstein wird aus einem Kalk-Sand-Gemisch folgender Zusammensetzung (%) gepresst: reiner Quarzsand 92-94; Luftkalk 6-8 und Wasser 7-8. Die in Mischern hergestellte Kalksandmasse wird auf Pressen unter einem Druck von 15–20 MPa geformt und in Autoklaven bei einem Sattdampfdruck von 0,8 MPa und einer Temperatur von ca. 175 °C gedämpft.

Beim Dämpfen reagieren Kalk, Sand und Wasser, es entsteht Calciumhydrosilikat, das die Masse zementiert und ihr eine hohe Festigkeit verleiht. Die Dauer des Autoklav-Behandlungszyklus beträgt 10–14 Stunden, und der gesamte Prozess der Herstellung von Kalksandsteinen dauert 16–18 Stunden, während der Prozess der Herstellung von gewöhnlichen Tonziegeln 5–6 Tage dauert.

Kalksandstein ist in zwei Ausführungen erhältlich: Einzelformat 250 x 120 x 65 mm und modulare Größe 250 x 120 x 88 mm. Das Volumengewicht von Kalksandsteinen beträgt 1800–1900 kg/m3, die Frostbeständigkeit beträgt nicht weniger als Mr3 15, die Wasseraufnahme beträgt 8–16 Gew.-%. Hinsichtlich der Druckfestigkeit wird Kalksandstein in fünf Klassen eingeteilt: 75, 100, '25, 150 und 200. In der Wärmeleitfähigkeit unterscheidet sich Kalksandstein geringfügig von gewöhnlichem Tonziegel und ersetzt diesen bei der Verlegung vollständig Die Wände von Gebäuden, mit Ausnahme von Wänden, die unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit errichtet wurden oder hohen Temperaturen ausgesetzt waren (Öfen, Schornsteine). Die Farbe von Kalksandstein ist hellgrau, er kann aber auch gefärbt, also in der Masse durch Einbringen mineralischer Pigmente eingefärbt werden.

Produkte aus dichtem Silikatbeton. Feinkörniger dichter Silikatbeton – autoklavhärtender zementfreier Beton auf Basis von Kalk-Kieselsäure- oder Kalk-Asche-Bindemitteln – wird nach folgendem technologischen Schema hergestellt: Ein Teil des Quarzsands (8-15 %) wird mit Branntkalk (6-) gemischt. 10%) und in Kugelmühlen fein gemahlen, dann Kalk-Bindemittel-Sand zerkleinert und normaler Sand(75–85 %) wird mit Wasser (7–8 %) gemischt, in Betonmischern gemischt und dann gelangt die Mischung zum Formstand. Formprodukte werden in Autoklaven bei einer Temperatur von 175–190 °C und einem Dampfdruck von 0,8 und 1,2 MPa gedämpft.

Produkte aus dichtem Silikatbeton haben ein Volumengewicht von 1800–2200 kg/m3, eine Frostbeständigkeit von 25–50 Zyklen und eine Druckfestigkeit von 10–60 MPa.

Große massive Wandblöcke, verstärkte Bodenplatten, Säulen, Balken, Fundament- und Sockelblöcke, Treppen- und Trennkonstruktionen werden aus dichtem Silikatbeton hergestellt.

Silikatsteine ​​für Außenwände und Wände in Nassräumen müssen eine Güteklasse von mindestens 250 haben.

Produkte aus Porensilikatbeton. Je nach Art der Bildung der porösen Struktur handelt es sich bei Porensilikatbetonen um Schaumsilikat und Gassilikat.

Das Hauptbindemittel für die Herstellung dieser Betone ist gemahlener Kalk. Als silikatische Bestandteile des Bindemittels und der Feinzuschlagstoffe werden gemahlener Sand, vulkanischer Tuffstein, Bimsstein, Flugasche, Tripolis, Kieselgur, Tras und Schlacke verwendet.

Bei der Herstellung von Zellsilikatprodukten wird eine plastische Kalksandmasse mit stabilem Schaum aus einem HA-Präparat, Seifenwurzel etc. oder mit gasbildenden Mitteln – Aluminiumpulver – vermischt und anschließend in Formen gegossen und einer Autoklavenbehandlung unterzogen.
Die Volumenmasse von Schaumsilikatprodukten und Gassilikatprodukten beträgt 300–1200 kg/m3, die Druckfestigkeit beträgt 1–20 MPa.

Je nach Verwendungszweck werden Zellsilikatprodukte in wärmedämmende Produkte mit einer Raummasse bis 500 kg/m3 und baulich-wärmedämmende Produkte mit einer Raummasse über 500 kg/m3 unterteilt.

Als Dämmstoffe werden wärmedämmende Zellsilikate verwendet, aus struktur- und wärmedämmenden Silikaten werden Außenwandblöcke und -platten sowie komplexe Gebäudebeschichtungsplatten hergestellt.

Produkte aus Silikatbeton auf porösen Zuschlagstoffen. Als Bindemittel werden fein gemahlene Kalk-Kieselsäure-Mischungen für Silikatbeton auf porösen Zuschlagstoffen, Blähton, Bimsstein, poröser Schlacke und anderen porösen leichten Natur- und Betonwerkstoffen verwendet künstliche Materialien in Form von Kies und Schotter. Nach der Verarbeitung im Autoklaven erreichen solche Betone eine Druckfestigkeit von 3,5 bis 20 MPa bei einem Schüttgewicht von 500 bis 1800 kg/m3 und werden hauptsächlich aus Blöcken und Platten für Außenwände von Wohn- und öffentlichen Gebäuden hergestellt.

ZU autoklavierte Silikatmaterialien Dazu gehören Materialien, deren Herstellung auf der hydrothermischen Synthese einer Mineralmischung (Hauptrohstoffe, Bindemittel und Füllstoffe) basiert, die bei erhöhtem Druck (bis zu 1,5 MPa) und Temperatur (174...200 °C) von Wasserdampf durchgeführt wird.

Die Hauptrohstoffe für Autoklaven-Härtungsmaterialien sind überwiegend Kalk-Sand-Gemische und Industrieabfälle – Hochofenschlacke, Brennstoffasche, Nephelinschlamm usw. Am häufigsten sind Kalk-Sand-Gemische. (Silikat) Material.

Der Hauptbindebestandteil autoklavierter Materialien ist Kalk. Für die Herstellung von Silikatprodukten empfiehlt sich die Verwendung von Schnelllöschkalk mit einem Gesamtgehalt an aktiven Calcium- und Magnesiumoxiden von mehr als 70 %. In diesem Fall sollte der MgO-Gehalt nicht mehr als 5 % betragen. Neben Kalk kann Portlandzement insbesondere bei der Herstellung von Porenbeton verwendet werden. Die Verwendung von Portlandzement trägt dazu bei, die Frostbeständigkeit von Produkten zu erhöhen.

Der häufigste Füllstoff Silikatmaterialien- Quarzsande. Bei Verwendung von Feldspat- und Karbonatsanden physikalische und mechanische Eigenschaften Produkte verschlechtern sich.

Bei der Wärmebehandlung der Hauptrohstoffe in Autoklaven kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen Calciumhydroxid, Kieselsäure und Wasser, begleitet von der Bildung schwerlöslicher Reaktionsprodukte – Calciumhydrosilikate:

A Ca(OH) 2 + Si0 2 + ( n / A)Н 2 0 → A CaO. Si0 2 . N H20,

und der Wert des Koeffizienten A wird durch das Verhältnis der Konzentrationen von CaO und SiO 2 in der flüssigen Phase bestimmt.

Amorphe und glasartige Rohstoffe weisen bei der Autoklavenverarbeitung eine hohe Reaktivität auf. Dazu gehören vulkanische Ergussgesteine, körnige Schlacken, Brennstoffasche usw.

Durch den Einsatz hochdisperser Rohstoffe wird eine Intensivierung der Aushärtung und eine Verbesserung der Grundeigenschaften von Autoklavenmaterialien erreicht. Bei der Herstellung hochfester Kalksandprodukte wird Branntkalk mit Sand auf eine spezifische Oberfläche von 3000...5000 cm 2 /g gemahlen und als Bindemittel verwendet.

Je nach Verwendungszweck unterscheiden sich Produkte aus Silikatmaterialien strukturell Und Wärmedämmprodukte, und je nach Herstellungsform - weiter Stück Und großformatige Produkte.

Bezogen auf das Produktionsvolumen von Produkten aus autoklavenhärtenden Materialien nimmt es den Spitzenplatz ein Kalksandstein, und hinter ihm - Wandprodukte aus dichtem und Porenbeton.

Kalksandstein ist ein künstlicher, nicht brennbarer Wandbaustoff, der durch Pressen aus einer Mischung aus Quarzsand (90...92 %) und gelöschtem Kalk (8...10 %) und anschließender Aushärtung im Autoklaven hergestellt wird.

In der Zusammensetzung der Rohstoffmischung für die Herstellung von Kalksandsteinen liegt der Kalkgehalt im Hinblick auf die aktive Rolle von CaO zwischen 7 und 10 %. Zur Erhöhung der Festigkeit von Kalksandsteinen werden als Bindemittelkomponente fein gemahlene Kalk-Kieselsäure-, Kalk-Schlacke- und Kalk-Asche-Gemische eingesetzt.

Bei der Herstellung von Kalksandsteinen sind Bruchsande mit einer Körnung von 0,2...2 mm und einer möglichst geringen Hohlraumzahl am wünschenswertesten. Der Gehalt an Tonverunreinigungen darf nicht mehr als 10 % betragen, da mit einem höheren Tongehalt die Wasseraufnahme zunimmt und die Festigkeit und Frostbeständigkeit des Ziegels abnimmt. Das Vorhandensein organischer Verunreinigungen in der Rohstoffmischung für die Ziegelherstellung verringert deren Festigkeit und kann durch die Freisetzung von Gasen bei der Aushärtung im Autoklaven zur Rissbildung führen.

Kalksandstein wird zusammen mit Keramikziegeln für die Verlegung von Außen- und Außensteinen aus Stein und armiertem Stein verwendet innere Strukturen im oberirdischen Teil von Gebäuden bei normalen und nassen Betriebsbedingungen. Aufgrund der geringeren Beständigkeit gegen Wasser und darin gelöste Stoffe können Kalksandsteine ​​im Gegensatz zu keramischen Ziegeln nicht für die Verlegung von Fundamenten und Sockeln von Gebäuden unterhalb der Abdichtungsschicht verwendet werden. Die Verwendung von Kalksandstein für die Wände von Gebäuden mit nassen Betriebsbedingungen (Bäder, Wäschereien usw.) ist ohne besondere Maßnahmen zum Schutz der Wände vor Feuchtigkeit nicht zulässig. Die Verwendung zum Verlegen von Öfen und Rohren ist nicht gestattet es kann einer längeren Einwirkung hoher Temperaturen nicht standhalten.

Silikatbeton ist eine verdichtete, im Autoklaven ausgehärtete Mischung, bestehend aus Quarzsand (70...80 %), gemahlenem Sand (8...15 %) und gemahlenem Branntkalk (6...10 %). Es zeichnet sich durch eine geringere Korrosionsbeständigkeit der Bewehrung aus, was auf die schwache Alkalität der Umgebung zurückzuführen ist. Die Haltbarkeit der Bewehrung ist bei einer Luftfeuchtigkeit von 60 % zuverlässig gewährleistet. Silikatbetone werden wie Zement nach Dichte, Strukturmerkmalen, maximaler Größe und Art der Zuschlagstoffe sowie dem Anwendungsbereich klassifiziert.

Sie unterscheiden sich nach gasdynamischen Parametern laminare und turbulente Flamme.

Laminar(von lateinisch lamina – Schicht, Platte) wird eine ruhige, nicht rotierende Flamme mit stabiler geometrischer Form genannt.

Turbulent(von lateinisch turbulenze – Wirbelwind) ist eine unruhige, wirbelnde Flamme mit ständig wechselnder Form.

Sie alle haben beide Modi schon oft beobachtet. Erinnern Sie sich an ein gewöhnliches Feuerzeug: Wenn der Gasdurchfluss auf niedrig eingestellt ist, ist die Flamme ruhig, wie bei einer Kerzenflamme, dies ist eine laminare Flamme; wenn der Durchfluss zunimmt, ändert die Flamme ihre Form und wird unruhig, wirbelt mit Wirbeln, Da sich die Form ständig ändert, handelt es sich um eine turbulente Flamme.

Dieses Verhalten der Flamme im turbulenten Modus wird dadurch erklärt große Menge brennbares Gas, das heißt, zu einem bestimmten Zeitpunkt muss immer mehr Kraftstoff oxidiert werden, was zu einer Vergrößerung der Flamme und ihrer weiteren Turbulenz führt.

Das gasdynamische Verbrennungsregime hängt von der linearen Geschwindigkeit des brennbaren Stoffes oder Gemisches ab und ist gekennzeichnet durch Reynolds-Kriterium (Maß für das Verhältnis von Trägheitskräften und innerer Reibung in der Strömung):

× (zur Erinnerung: „Eimer Milch“)

wobei v die lineare Geschwindigkeit des Gasstroms ist, m/s;

d ist die charakteristische Durchflussgröße m;

r – Gasdichte, kg/m3;

m – dynamischer Viskositätskoeffizient, N×s/m 2

Das laminare Regime wird bei Re beobachtet< 2300, при 2300 < Re < 10000 режим переходный, а при Re >10000 - turbulent. In allen Fällen beträgt die Dicke d der Verbrennungszone (Vorderseite) der Flamme d lams< d п epex < d т yp .

Aufgrund der durch die Diffusionsgeschwindigkeit bedingten Einschränkungen haben brennbare Gase und Dämpfe oft keine Zeit, vollständig mit dem Luftsauerstoff zu reagieren, und Verbrennungsprodukte enthalten neben flüchtigen Gasen und Dämpfen kleine heiße kondensierte Partikel unverbrannten Kohlenstoffs organische Substanz in Form von Ruß, der Licht und Wärme abgibt.

Die Strahlung einer Flamme wird durch die Strahlung von Verbrennungsprodukten in unterschiedlichen Aggregatzuständen bestimmt.

Flammenstruktur

Die Flamme hat eine eigene Struktur, deren Kenntnis für das Verständnis des gesamten Verbrennungsprozesses äußerst wichtig ist.

Die chemische Redoxreaktion selbst findet in einer dünnen Oberflächenschicht statt, die die Flamme begrenzt Flammenfront .

Flammenfront- eine dünne Oberflächenschicht, die die Flamme begrenzt und direkt in der Redoxreaktionen stattfinden.

Die Dicke der Flammenfront ist gering, sie hängt von gasdynamischen Parametern und dem Mechanismus der Flammenausbreitung (Verpuffung oder Detonation) ab und kann zwischen Zehntel Millimetern und mehreren Zentimetern liegen. Im Inneren der Flamme ist fast das gesamte Volumen von brennbaren Gasen (GG) und Dämpfen eingenommen. In der Flammenfront sind Verbrennungsprodukte (PG) vorhanden. In der Umwelt befindet sich ein Oxidationsmittel.

Diffusionsflammendiagramm Gasbrenner und Änderungen der Konzentrationen von brennbaren Stoffen, Oxidationsmitteln und Verbrennungsprodukten entlang des Flammenquerschnitts sind in Abb. dargestellt. 1.2.

Die Dicke der Flammenfront verschiedener Gasgemische im laminaren Modus beträgt 0,5 - 10 -3 cm. Die durchschnittliche Zeit für die vollständige Umwandlung des Brennstoffs in Verbrennungsprodukte in dieser engen Zone beträgt 10 -3 -10 -6 s.

Maximale Temperaturzone Die Temperatur liegt 5-10 mm über dem Leuchtkegel der Flamme und beträgt für ein Propan-Luft-Gemisch etwa 1600 K.

Bei der Verbrennung entsteht eine Diffusionsflamme, wenn Verbrennungs- und Mischvorgang gleichzeitig ablaufen.

Wie bereits erwähnt, besteht der Hauptunterschied zwischen Diffusionsverbrennung und der Verbrennung vorgemischter brennbarer Gemische darin, dass die Geschwindigkeit der chemischen Umwandlung während der Diffusionsverbrennung durch den Prozess der Vermischung von Oxidationsmittel und Brennstoff begrenzt wird, selbst wenn die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion gleich ist sehr hoch, die Intensität der Verbrennung wird durch die Mischungsbedingungen begrenzt.

Eine wichtige Konsequenz dieser Idee ist die Tatsache, dass sich in der Flammenfront der Brennstoff und das Oxidationsmittel befinden stöchiometrisches Verhältnis. Unabhängig von den Verhältnissen der separat zugeführten Oxidationsmittel- und Brennstoffströme wird die Flammenfront immer so eingestellt, dass der Reagenzienstrom in stöchiometrischen Verhältnissen erfolgt. Dies wurde durch viele Experimente bestätigt.

Treibende Kraft Die Diffusion von Sauerstoff in die Verbrennungszone ist der Unterschied seiner Konzentrationen innerhalb der Flamme (CO = 0) und in der umgebenden Luft (anfängliches CO = 21 %). Wenn dieser Unterschied abnimmt, nimmt die Geschwindigkeit der Sauerstoffdiffusion ab und bei bestimmten Sauerstoffkonzentrationen in der Umgebungsluft – unter 14–16 % – stoppt die Verbrennung. Dieses Phänomen der spontanen Schwächung (Selbstverlöschung) wird bei der Verbrennung in geschlossenen Volumina beobachtet.

Jede Flamme nimmt ein bestimmtes Raumvolumen ein, dessen äußere Grenzen klar oder vage begrenzt sein können. Beim Verbrennen von Gasen hängen Form und Größe der entstehenden Flamme von der Art der Ausgangsmischung, der Form des Brenners und den Stabilisierungsvorrichtungen ab. Der Einfluss der Brennstoffzusammensetzung auf die Flammenform wird durch ihren Einfluss auf die Verbrennungsgeschwindigkeit bestimmt.

Die Flammenhöhe ist eines der Hauptmerkmale der Flammengröße. Dies ist besonders wichtig, wenn es um die Verbrennung und Löschung von Gasfontänen und die Verbrennung von Erdölprodukten in offenen Tanks geht.

Die Höhe der Flamme ist umso größer, je größer der Rohrdurchmesser und je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist, und je kleiner, desto größer ist die normale Geschwindigkeit der Flammenausbreitung.

Bei einem gegebenen Gemisch aus Brennstoff und Oxidationsmittel ist die Flammenhöhe proportional zur Strömungsgeschwindigkeit und zum Quadrat des Strahldurchmessers:

wo ist die Strömungsgeschwindigkeit;

Strahldurchmesser;

Diffusionskoeffizient.

Gleichzeitig bleibt die Form der Flamme jedoch unbekannt und hängt von der natürlichen Konvektion und der Temperaturverteilung in der Flammenfront ab.

Diese Abhängigkeit bleibt bis zu einer bestimmten Durchflussrate bestehen. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit verwirbelt die Flamme, woraufhin eine weitere Erhöhung ihrer Höhe stoppt. Dieser Übergang erfolgt, wie bereits erwähnt, bei bestimmten Werten des Reynolds-Kriteriums.

Wenn bei Flammen eine erhebliche Freisetzung unverbrannter Partikel in Form von Rauch auftritt, verliert der Begriff der Flammenhöhe seine Definition, weil Es ist schwierig, die Verbrennungsgrenze gasförmiger Produkte an der Spitze der Flamme zu bestimmen.

Darüber hinaus nimmt die Strahlung bei Flammen, die feste Partikel enthalten, im Vergleich zu Flammen, die nur Verbrennungsgase enthalten, deutlich zu.

Chemische und physikalische Prozesse in einer Flamme

In einer Flamme laufen gleichzeitig chemische und physikalische Prozesse ab, zwischen denen bestimmte Ursache-Wirkungs-Beziehungen bestehen.

Zu den chemischen Prozessen in einer Flamme gehören:

zur Annäherung an die Verbrennungszone:

Thermische Zersetzung von Ausgangsstoffen unter Bildung leichterer Produkte (Wasserstoff, Kohlenoxide, einfache Kohlenwasserstoffe, Wasser usw.);

in der Flammenfront:

Thermisch-oxidative Umwandlungen unter Freisetzung von Wärme und Bildung von Produkten vollständiger (Kohlendioxid und Wasser) und unvollständiger Verbrennung (Kohlenmonoxid, Ruß, Ruß, Harze usw.);

Dissoziation von Verbrennungsprodukten,

Ionisierung von Verbrennungsprodukten.

Zu den physikalischen Prozessen in einer Flamme gehören:

Wärme- und Stoffübergang in der Flammenfront;

Prozesse im Zusammenhang mit der Verdampfung und Abgabe flüchtiger brennbarer Stoffe an die Verbrennungszone.

Die Übertragungsgeschwindigkeit (Diffusion) von Stoffen ist beispielsweise in heterogenen Systemen von entscheidender Bedeutung, wo sie sehr hoch ist weniger Geschwindigkeit chemische Oxidationsreaktionen. Das Verhältnis der Geschwindigkeit chemischer Umwandlungen und physikalischer Prozesse bestimmt die Art des Verbrennungsprozesses.

Flammenausbreitung im Weltraum

Das Auftreten einer Verbrennung oder Entzündung ist nur die Anfangsphase des Verbrennungsprozesses, seine Einleitung. Diese Phase ist sicherlich wichtig im Hinblick auf die Verhinderung von Bränden und Explosionen. Aber es ist nicht immer möglich, sie zu verhindern, also für praktische Feuerwehrleute sehr wichtig verfügt über die Fähigkeit, die Dynamik der Verbrennungsentwicklung vorherzusagen, nämlich in welcher Art und Weise und mit welchen Parametern sich an realen Objekten ein Brand oder eine Explosion entwickeln wird. Außerdem in praktische Tätigkeiten Wir müssen uns der Notwendigkeit stellen, das Bild der Entwicklung bereits aufgetretener Brände und Explosionen wiederherzustellen. Dazu ist es notwendig, die Grundgesetze der Ausbreitungs- und Entwicklungsprozesse der Verbrennung zu kennen. Diese Informationen sind auch notwendig für die richtige Entscheidung die wirksamste Art und Methode zur Verwendung eines Feuerlöschmittels unter bestimmten Bedingungen.

Das einfachste Verbrennungsschema ist die Verbrennung von Gasen und Dämpfen. Wenn sie mit einem Oxidationsmittel (in den meisten Fällen Luftsauerstoff) vermischt werden, bilden sie ein brennbares Gemisch. Wie oben erwähnt, kann die Verbrennung diffus und kinetisch erfolgen.

Bei der Diffusionsverbrennung von Gasen breitet sich die Flamme aus, wenn sich der Brennstoff mit dem Oxidationsmittel vermischt. Dies haben wir oben besprochen.

Bei der kinetischen Verbrennung von Gasen kann es zu einer Flammenausbreitung durch den Mechanismus der Deflagration (normale Verbrennung) und Detonation kommen.

Normale oder verpuffende Verbrennung- Dies ist die Ausbreitung einer Flamme durch ein homogenes brennbares Medium, in dem sich die Flammenfront aufgrund ihrer schichtweisen Erwärmung nach dem Mechanismus der Wärmeleitfähigkeit bewegt.

Eine Verpuffungsflamme breitet sich mit geringer Geschwindigkeit aus, in der Größenordnung von mehreren Metern oder mehreren zehn Metern pro Sekunde. In diesem Fall erfolgt die Wärmeübertragung Schicht für Schicht über den Mechanismus der Wärmeleitfähigkeit.

Bei der Deflagrationsverbrennung breitet sich die Flamme mit einer Geschwindigkeit aus, die als normale Flbezeichnet wird.

Der Kern des Mechanismus der thermischen Flammenausbreitung besteht, wie oben dargelegt, in der Übertragung von Wärme aus der Verbrennungszone durch Wärmeleitung und Erwärmung der angrenzenden Schicht frischer brennbarer Mischung auf die Selbstentzündungstemperatur.

Die Gefahr einer Deflagrationsverbrennung liegt neben dem oben Gesagten auch darin, dass unter bestimmten Bedingungen eine Deflagration in eine Detonation übergehen kann.

Detonation –Hierbei handelt es sich um einen Verbrennungsmodus, bei dem sich die Flammenfront aufgrund der Selbstentzündung des brennbaren Gemisches vor einer voranschreitenden Stoßwelle ausbreitet.

Die Geschwindigkeit der Flammenausbreitung während der Detonation wird vollständig von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Stoßwelle bestimmt.

Die Detonationsrate in echten Systemen mit brennbaren Gasen ist viel höher als die der Deflagration. Es kann 3 km/s erreichen. Dies bestimmt die größere Zerstörungsfähigkeit und Gefahr der Detonationswelle.

Das Phänomen des spontanen Auftretens einer Detonationsverbrennung ist für Brandschutzspezialisten von großem fachlichen Interesse. Es wird häufig bei der Verbrennung homogener Dampf- und Gas-Luft-Gemische in Rohrleitungen, verschiedenen engen Räumen zwischen Geräten, in Kabeltunneln, Containern usw. beobachtet. An diesen Orten kann der normale Verbrennungsmodus der Verpuffung in eine Detonation übergehen.

Ebenso wie eine Deflagration ist eine Detonation von Gassystemen nur in einem bestimmten Bereich von Brennstoff- und Oxidationsmittelkonzentrationen möglich.

Herstellung von Silikatmaterialien

Silikatmaterialien nennt man Materialien aus Mischungen oder Legierungen Silikate, Polysilikate und Alumosilikate. Hierbei handelt es sich um feste kristalline oder amorphe Materialien, und zu Silikaten zählen manchmal auch Materialien, die keine Siliziumoxide enthalten.

Silikate sind Verbindungen verschiedener Elemente mit Kieselsäure (Siliziumoxid), in denen es die Rolle einer Säure spielt. Das Strukturelement von Silikaten ist die tetraedrische Orthogruppe -4 mit einem Siliziumatom Si +4 im Zentrum und Sauerstoffatomen O -2 an den Ecken des Tetraeders. Tetraeder in Silikaten sind verbunden durch gemeinsame Sauerstoffeckpunkte in Silizium-Sauerstoff-Komplexe unterschiedlicher Komplexität in Form geschlossener Ringe, Ketten, Netzwerke und Schichten. Alumosilikate enthalten neben Silikattetraedern auch Tetraeder der Zusammensetzung [A1O 4 ] -5 mit Aluminiumatomen A1 +3, die mit Silikattetraedern Aluminium-Silizium-Sauerstoff-Komplexe bilden.

Ketten, Bänder und Schichten werden durch zwischen ihnen befindliche Kationen miteinander verbunden. Abhängig von der Art der Oxosilikat-Anionen haben Silikate eine faserige (Asbest) oder schichtartige (Glimmer) Struktur.

Neben Silikaten sind sie in der Natur weit verbreitet Alumosilikate, an deren Bildung neben SiO 4 -Tetraedern auch AlO 4 -Tetraeder beteiligt sind.

Komplexe Silikate umfassen neben dem Si +4-Ion auch:

Kationen: Na + , K + , Ca ++ , Mg ++ , Mn ++ , B +3 , Cr +3 , Fe +3 , A1+ 3 , Ti +4 und Anionen : O 2 -2, OH –, F –, Cl -, SO 4 2-, sowie Wasser. Letzteres kann in Silikaten konstitutionell vorliegen, in Form von OH- in das Kristallgitter eingebunden, kristallisierend H 2 O und physikalisch, vom Silikat absorbiert.

Die Eigenschaften von Silikaten hängen von ihrer Zusammensetzung, der Struktur des Kristallgitters und der Art der zwischen den Ionen wirkenden Kräfte ab und werden maßgeblich bestimmt hohe Bindungsenergie zwischen Atome aus Silizium und Sauerstoff, aus denen sich zusammensetzt 450-490 kJ/mol. (Für Kontakt CO-Energie beträgt 314 kJ/mol). Die meisten Silikate sind feuerfest und feuerbeständig; ihr Schmelzpunkt liegt zwischen 770 und 2130 °C. Die Härte von Silikaten liegt zwischen 1 und 6-7 Einheiten. nach der Mohs-Skala. Die meisten Silikate sind leicht hygroskopisch und säurebeständig, was in verschiedenen Bereichen der Technik und des Bauwesens weit verbreitet ist.

Die chemische Zusammensetzung von Silikaten wird üblicherweise in Form von Formeln ausgedrückt, die sich aus den Symbolen der Elemente in aufsteigender Reihenfolge ihrer Wertigkeit oder aus den Formeln ihrer Oxide in derselben Reihenfolge zusammensetzen. Beispielsweise kann Feldspat K 2 Al 2 Si 6 O 16 als KAlSi 3 O 8 oder K 2 O×A1 2 O 3 ×6SiO 2 dargestellt werden.

Silikatmaterialien zählen groß Menge verschieden Spezies, gegenwärtig großer Maßstab Produkt chemische Produktion, werden verwendet in vielen Bereichen Technologie und Industrie.

An Reis. 11.1 gegeben Klassifizierung von Silikaten.

Reis. 11.1. Herstellung von Silikatmaterialien

Alle Silikate werden in natürliche (Mineralien) und synthetische (Silikatmaterialien) unterteilt. Silikate sind die häufigsten chemischen Verbindungen in der Erdkruste und im Erdmantel. Sie machen 82 % ihrer Masse aus sowie in Mondgesteinen und Meteoriten. Die Gesamtzahl der bekannten natürlichen Silikate übersteigt 1500. Aufgrund ihrer Herkunft werden sie in Kristallisationsgesteine ​​(Eruptivgesteine) und Sedimentgesteine ​​unterteilt. Natürliche Silikate werden als Rohstoffe in verschiedenen Bereichen eingesetzt nationale Wirtschaft:

In technologischen Prozessen, die auf Rösten und Schmelzen basieren (Ton, Quarzit, Feldspat usw.);

Bei hydrothermischen Behandlungsprozessen (Asbest, Glimmer usw.);

Im Aufbau;

In metallurgischen Prozessen.

Silikatmaterialien gibt es in einer Vielzahl unterschiedlicher Arten, stellen ein Großprodukt der chemischen Produktion dar und werden in vielen Bereichen der Volkswirtschaft eingesetzt.

Rohes Material für ihre Produktion Aufschlag:

– natürliche Mineralien (Quarzsand, Tone, Feldspat, Kalkstein),

– Industrieprodukte (Natriumcarbonat, Borax, Natriumsulfat, Oxide und Salze verschiedener Metalle)

– Abfälle (Schlacke, Schlamm, Asche).

In Bezug auf den Produktionsmaßstab nehmen Silikatmaterialien einen der ersten Plätze ein.

11.1 Typische Prozesse Silikatwerkstofftechnologie

Bei der Herstellung von Silikatmaterialien werden standardmäßige technologische Verfahren verwendet, was auf die Ähnlichkeit der physikalischen und chemischen Prinzipien ihrer Herstellung zurückzuführen ist.

Im sehr Gesamtansicht Die Herstellung eines beliebigen Silikatmaterials besteht aus nächsten aufeinanderfolgenden Etappen (Reis. 11.2):

Reis. 11.2. Schematische Darstellung Herstellung von Silikatmaterialien

Der erste Schritt ist die Vorbereitung der Ladung.

Diese Phase umfasst mechanische Vorgänge zur Aufbereitung fester Rohstoffe: Mahlen (manchmal Fraktionierung), Trocknen, Mischen der Komponenten.

Die zweite Stufe ist die Formstufe.

Der Formvorgang muss die Herstellung eines Produkts einer bestimmten Form und Größe gewährleisten und dabei deren Änderungen bei nachfolgenden Trocknungs- und Hochtemperaturverarbeitungsvorgängen berücksichtigen.

Das Formen umfasst:

a) Befeuchten des Materials (Charge);

b) Brikettieren oder dem Material eine bestimmte Form geben, je nach Verwendungszweck des Produkts.

Der dritte Schritt ist das Trocknen des Produkts.

Die Trocknung des Produkts wird durchgeführt, um die vorgegebene Form des Produkts vor und während der Hochtemperaturbehandlung zu bewahren.

Die vierte Stufe ist die Hochtemperaturverarbeitung des Produkts oder der Charge.

1) In diesem Stadium werden aus den Bestandteilen der Ladung Mineralien einer bestimmten Art und Zusammensetzung synthetisiert.

2) Abhängig vom Verwendungszweck und den Eigenschaften des resultierenden Materials besteht die Hochtemperaturbehandlung aus dem Brennen des Produkts oder dem Kochen der Charge.

Bei der Hochtemperaturbehandlung in der Charge laufen mit zunehmender Temperatur nacheinander folgende Prozesse ab:

Entfernung von Wasser, zunächst physikalisch, dann durch Kristallisation;

Kalzinierung von Ladungsbestandteilen, d.h. Trennung von konstitutionellem Wasser (das in Form von OH-Ionen in das Kristallgitter eindringt) und Kohlenmonoxid (IV);

Polymerumwandlungen in den Ladungsbestandteilen und deren Umstrukturierung Kristallgitter;

Bildung von Neuem Chemische Komponenten in Form fester Lösungen.

In diesem Stadium werden die Bestandteile der Ladung – Metallcarbonate, Metallhydroxide und Alumosilikate – in saure Oxide umgewandelt: SiO 2, B 2 O 3, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 und basische Oxide: Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, die miteinander reagieren;

Sintern von Ladungskomponenten.

Sintern kann auftreten:

in fester Phase bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Komponenten;

oder in der flüssigen Phase, bei einer Temperatur über ihrem Schmelzpunkt.

Abkühlung der Masse unter Bildung flüssiger und amorpher Phasen.

11.2 Keramik

Keramische Werkstoffe oder Keramiken sind polykristalline Werkstoffe und daraus hergestellte Produkte, die durch Sintern natürlicher Tone und ihrer Mischungen mit mineralischen Zusätzen sowie Metalloxiden und anderen feuerfesten Verbindungen gewonnen werden.

Keramische Produkte sind sehr vielfältig und lassen sich nach mehreren Kriterien klassifizieren.

Auf Antrag:

Bauwesen (Ziegel, Fliesen);

Feuerfeste Materialien;

Feine Keramik (Porzellan, Fayence);

Spezialkeramik.

Je nach Struktur und Sintergrad: - porös oder grobkörnig (Ziegel, feuerfeste Materialien, Steingut);

Gesintert oder feinkörnig (Porzellan, Spezialkeramik).

Je nach Oberflächenbeschaffenheit: glasiert und unglasiert.

11.2.1 Rohstoffe

Als Rohstoffe für die Herstellung silikatkeramischer Werkstoffe werden Stoffe mit Sintereigenschaften verwendet.

Die Fähigkeit zum Zusammenbacken ist die Eigenschaft eines locker gegossenen oder verdichteten (zu einem Produkt geformten) pulverförmigen Materials, das sich beim Erhitzen bildet bestimmte Temperatur polykristalliner Körper - Scherbe.

Solche Rohstoffe sind:

Kunststoffmaterialien (Ton);

Nichtplastische und verdünnende Zusatzstoffe (Quarzsand);

Flussmittel und Mineralisatoren (Kalzium- und Magnesiumcarbonate).

Das wichtigste und umfangreichste keramische Materialien sind: Bausteine ​​und feuerfeste Materialien.

11.2.2 Herstellung von Bausteinen

Rohes Material. Die Rohstoffe für die Herstellung von Bausteinen sind niedrig schmelzende Tone der Zusammensetzung Al 2 O 3 ∙nSiO 2 ∙mH 2 O, Sand und Eisen(III)-oxide.

Durch die Zugabe von Quarzsand wird das Auftreten von Rissen aufgrund der Schrumpfung des Materials beim Trocknen und Brennen verhindert und Sie können qualitativ hochwertigere Produkte erhalten.

Der technologische Prozess der Ziegelherstellung kann in zwei Varianten durchgeführt werden:

Nach dem plastischen Verfahren, bei dem eine Mischung aus vorbereiteten Rohstoffkomponenten in eine plastische Masse mit bis zu 25 % Wasser umgewandelt wird;

Halbtrockenverfahren, bei dem die Rohstoffkomponenten mit Dampf (bis zu 10 %) befeuchtet werden, was für die nötige Plastizität der Masse sorgt.

Tatsächlich unterscheiden sich beide Methoden in der Wassermenge und der Art der Wasserversorgung.

Technologisches Schema zur Herstellung von Bausteinen

1) Eine nach der einen oder anderen Methode hergestellte Ladung, die enthält
40 - 45 % Ton, bis zu 50 % Sand und bis zu 5 % Eisenoxid werden im plastischen Verfahren in eine Bandpresse oder im Halbtrockenverfahren in eine mechanische Presse mit einem Druck von 10 - 25 MPa gepresst. In Abb. In Abb. 11.3 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Bausteinen im Halbtrockenverfahren.

Reis. 11.3. Bandpresse: 1 - Ladetrichter; 2 – Rollen; 3 – Schnecke; 4- Mundstück drücken; 5 – Luftbefeuchter; 6 – Tonmasse in Form eines Bandes; 7 – Stützrollen.

2) Der Formstein wird zum Trocknen in einen Tunneltrockner geschickt kontinuierliche Aktion und dann bei einer Temperatur von 900 - 1100 ºС gebrannt. Um das Trocknen zu beschleunigen, wird dem Ton Elektrolyt zugesetzt.

11.2.3. Herstellung von feuerfesten Materialien

Feuerfeste Materialien (feuerfeste Materialien) sind nichtmetallische Materialien, die sich durch eine erhöhte Feuerbeständigkeit auszeichnen, also die Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, ohne zu schmelzen.

Anwendungsgebiet.

Feuerfeste Materialien werden verwendet:

Im Industriebau zur Verlegung metallurgischer Öfen, Auskleidungsanlagen für den Betrieb bei hohen Temperaturen;

Herstellung von hitzebeständigen Produkten und Teilen (Tiegel, Neutronenabsorberstäbe in Kernreaktoren, Raketenverkleidungen).

Für Materialien, die als Feuerfestmaterialien verwendet werden, gelten folgende Anforderungen:

Wärmebeständigkeit, also die Fähigkeit, etwas zurückzuhalten mechanische Eigenschaften und Struktur unter einfacher und mehrfacher thermischer Einwirkung;

Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient;

Hohe mechanische Festigkeit im Temperaturbetrieb;

Beständigkeit gegenüber geschmolzenen Medien (Metalle, Schlacke).

Das Angebot an Feuerfestmaterialien ist sehr breit gefächert. Je nach Zusammensetzung werden sie in mehrere Gruppen eingeteilt.

In Abb. 11.4 stellt die Klassifizierung feuerfester Materialien nach ihrer Zusammensetzung dar:

Reis. 11.4. Klassifizierung feuerfester Materialien nach Zusammensetzung

1. Aluminosilikat-Feuerfestmaterialien gehören zu den häufigsten Feuerfestmaterialien.

Sie basieren auf dem System „Al 2 O 3 -SiO 2“ mit unterschiedlichen Verhältnissen von Aluminium- und Siliziumoxiden, von dem ihre Eigenschaften, insbesondere die Beständigkeit gegenüber Schmelzen unterschiedlichen Säuregehalts, maßgeblich abhängen.

2. Die feuerfesten Materialien von Dinas bestehen zu 95 % aus Siliziumoxid mit einer Beimischung von Kalziumoxid. Sie sind beständig gegen saure Schlacken und feuerfest bis 1730 °C.

Wird für Koks- und Glasöfen verwendet. Sie werden aus Quarzit und Kalziumoxid durch Brennen bei 1500 °C gewonnen.

3. Halbsaure feuerfeste Materialien enthalten bis zu 70–80 % Siliziumoxid und 15–20 % Aluminiumoxid. Sie sind relativ beständig gegenüber sauren Schlacken und Silikatschmelzen und werden in metallurgischen Öfen und Wärmekraftwerken eingesetzt.

4. Feuerfeste Materialien aus Schamotte enthalten 50–70 % Siliziumoxid und bis zu 45 % Aluminiumoxid. Sie sind beständig gegen die Einwirkung basischer und saurer Schlacken, feuerfest bis 1750 °C und thermisch stabil. Erhalten nach dem Schema (Abb. 11.5):

Reis. 11.5. Herstellung von feuerfesten Schamottmaterialien.

Beim Brennen von Kaolin kommt es zu folgenden Reaktionen:

Al 2 O 3 ∙2SiO 2 ∙2H 2 O = Al 2 O 3 ∙2 SiO 2 + 2H 2 O

3(Al 2 O 3 ∙2SiO 2) = 3Al 2 O 3 ∙2SiO 2 + 4SiO 2 ∙

5. Feuerfeste Magnesitmaterialien enthalten Magnesiumoxid als Basis. Beispielsweise bestehen feuerfeste Materialien aus Dolomit zu 30 % aus Magnesiumoxid, zu 45 % aus Kalziumoxid und zu 15 % aus Siliziumoxiden.

Alle Arten von feuerfesten Magnesitmaterialien sind beständig gegen die Einwirkung basischer Schlacken und feuerfest bis 2500 °C, ihre thermische Beständigkeit ist jedoch gering.

Sie werden zur Auskleidung von Stahlkonvertern, in elektrischen Induktions- und Herdöfen verwendet.

Durch Abfeuern erhalten natürliche Mineralien, zum Beispiel, Dolomit:

CaCO 3 ∙MgCO 3 = MgO + CaO + CO 2; (MgO + CaO – feuerfest).

6. Feuerfeste Materialien aus Korund bestehen hauptsächlich aus Aluminiumoxid. Sie sind feuerbeständig bis 2050 ºС und werden in Geräten zum Erhitzen und Schmelzen feuerfester Materialien in der Funktechnik und Quantenelektronik eingesetzt.

7. Feuerfeste Materialien aus Carborundum bestehen aus Siliziumkarbid (Carborundum) SiC. Sie sind beständig gegen saure Schlacken, haben eine hohe mechanische Festigkeit und Hitzebeständigkeit.

Sie werden zur Auskleidung metallurgischer Öfen, zur Herstellung von Gussformen und zur Abdeckung von Thermoelementen verwendet.

8. Feuerfeste Materialien aus Kohlenstoff enthalten 30 bis 92 % Kohlenstoff und werden wie folgt hergestellt:

Brennen einer Mischung aus Graphit, Ton und Schamotte (feuerfeste Graphitmaterialien);

Durch Brennen einer Mischung aus Koks, Steinkohlenteerpech, Anthracenanteil von Steinkohlenteer und Bitumen (feuerfeste Koksmaterialien).

Feuerfeste Kohlenstoffmaterialien werden zur Auskleidung von Öfen in Hochöfen, Nichteisenmetallurgieöfen, Elektrolyseuren und Anlagen zur Herstellung korrosiver Stoffe verwendet.

11.3. Herstellung von Bindematerialien

Bindemittel sind ein- und mehrkomponentige pulverförmige mineralische Stoffe, die mit Wasser vermischt eine plastische, formbare Masse bilden, die bei Alterung zu einem haltbaren steinähnlichen Körper aushärtet.

Je nach Zusammensetzung und Eigenschaften werden Bindemittel in drei Gruppen eingeteilt (Abb. 11.6):

Reis. 11.6. Klassifizierung von Bindemitteln

1. Luftbinder sind Materialien, die nach dem Mischen mit Wasser (Mischen) nur an der Luft aushärten und ihre Festigkeit lange Zeit behalten.

2. Hydraulische Bindemittel sind Stoffe, die nach dem Mischen mit Wasser und dem Vorhärten an der Luft in Wasser weiter aushärten. Mit anderen Worten: Sie behalten ihre Festigkeit sowohl an der Luft als auch im Wasser.

3. Zu den säurebeständigen zementären Materialien zählen solche, die nach dem Aushärten an der Luft ihre Festigkeit behalten, wenn sie Mineralsäuren ausgesetzt werden.

Dies wird dadurch erreicht, dass zum Mischen wässrige Lösungen von Natriumsilikat verwendet werden und säurebeständige Füllstoffe (Diabas, Andesit usw.) in die Materialmasse eingebracht werden.

Die Rohstoffe für die Herstellung von Silikatmaterialien als Bindemittel sind:

Natürliche Materialien – Gipsstein, Kalkstein, Kreide, Ton, Quarzsand;

Industrieabfälle – Hüttenschlacke, Pyritschlacke, Nephelin-Verarbeitungsschlamm.

Anwendung. Zementmaterialien im Bauwesen werden verwendet in Form von:

Zementleim (Bindemittel + Wasser);

Granatwerfer(Bindemittel + Sand + Wasser).

Die Wirkung des Bindemittels kann in drei aufeinanderfolgende Stufen unterteilt werden:

Mischen (Wasser hinzufügen) oder Formen einer plastischen Masse in Form eines Teigs oder einer Lösung durch Mischen eines Bindemittels mit einer geeigneten Menge Wasser oder Silikatlösung;

Abbinden oder anfängliches Eindicken und Verdichten des Teigs mit Verlust der Fließfähigkeit und Übergang zu einer dichten, aber schwachen Verbindung;

Verhärtung oder allmähliche Steigerung der mechanischen Festigkeit während der Bildung eines steinähnlichen Körpers.

Die wichtigsten Arten Bindemittel sind: Portlandzement (Hydraulikzement) und Luftkalk (Baukalk).

11.3.1 Portlandzementproduktion

Portland-Zement bezeichnet ein hydraulisches Bindemittel, bestehend aus Silikaten und Calciumalumosilikaten unterschiedlicher Zusammensetzung.

Die Hauptbestandteile von Portlandzement sind folgende Verbindungen:

- alite (Tricalciumsilikat) 3CaO∙SiO 2 ,

- Tünchen (Dicalciumsilikat) 2CaO∙SiO 2 ,

- Tricalciumaluminat 3CaO∙Al 2 O 3 .

Das Merkmal von Portlandzement ist seine „Qualität“.

Zementmarke ist die Druckfestigkeit einer Zementprobe nach 28-tägiger Aushärtung, ausgedrückt in kg/cm2. Je hochwertiger der Zement, desto hochwertiger ist er.

Es gibt Marken 400, 500 und 600.

Die Herstellung von Portlandzement besteht aus zwei Schritten: der Klinkergewinnung und deren Mahlung.

11.3.1.1 Klinkeraufbereitung

Quittung Klinker durchgeführt werden zwei Wege – nass Und trocken , die unterschiedlich sind verfahren zur vorbereitung einer rohstoffmischung zum brennen.

Nasse Methode. Beim Nassverfahren werden Rohstoffe in Anwesenheit einer großen Menge Wasser zerkleinert. Dies schafft Fruchtfleisch, enthält bis zu 45 % Wasser.

Bei dieser Methode bereitgestellt:

hoch Gleichmäßigkeit Mischungen;

nimmt ab Staubigkeit;

Aber Zunahme Kosten Energie zur Wasserverdunstung.

Trockenmethode. Von Rohstoffkomponenten im Trockenverfahren getrocknet, zerkleinert und untergemischt trocken bilden.

Solch Technologie Ist Energie sparen , Deshalb spezifisches Gewicht Zementproduktion Trockenmethode ständig erhöht sich.

An Reis. 11.7 vorgeführt planen Portlandzementproduktion Nassmethode:

Reis. 11.7. Schematische Darstellung der Herstellung von Portlandzement.

Produktion Klinker beinhaltet Operationen:

- Zerkleinern, Mahlen, Anpassen der Zusammensetzung der Rohstoffe;

- anschließende Hochtemperaturbehandlung Die resultierende Mischung wird gebrannt.

Rohes Material. Die Rohstoffe bei der Herstellung von Portlandzement sind:

Verschiedene kalkhaltige Gesteine ​​- Kalkstein, Kreide, Dolomit;

Mergel - repräsentierend homogen fein dispergiert Mischungen Kalkstein und Ton.

Beim Abfeuern der Ladung laufen nacheinander folgende Vorgänge ab:

- Verdunstung von Wasser(100 °C);

- Dehydrierung Kristallhydrate und Ausbrennen organische Substanzen:

MeO∙nH 2 O = nMeO + nH 2 O (500 ºС);

thermische Dissoziation Carbonate:

CaCO 3 = CaO + CO 2 (900-1200 ºС);

Interaktion hauptsächlich Und Säureoxide mit Bildung Silikate, Aluminate und Calciumalumoferrite:

CaO + SiO 2 = 2CaO∙SiO 2 (Belit)

2CaO∙SiO 2 + CaO = 3CaO∙SiO 2 (Alit)

3CaO + Al 2 O 3 = CaO∙Al 2 O 3 (Tricalciumaluminat)

Der Prozess endet bei einer Temperatur von 1450 °C, danach wird der Klinker zur Kühlung geschickt.

Die Zusammensetzung des nach dem Brennen entstehenden Produkts ist wie folgt: alite
40-60 %; Tünchen 15-30 %; Tricalciumaluminat 5-14 % .

Zum Rösten der Charge werden Trommeldrehrohröfen mit einem Durchmesser von 3,5–5,0 m und einer Länge von bis zu 185 m verwendet (Abb. 11.8):

Reis. 11.8. Drehrohrofen zur Herstellung von Zementklinker:
1 - Drehrohrofen; 2 – Bandagen; 3 – Stützrollen; 4 - Elektromotoren;
5 – Zahnräder; 6 – Schneckenförderer; 7 - Kühlschrank; 8 - Schornstein

Die in den Ofen eintretenden Rohstoffkomponenten durchlaufen nacheinander die Zonen Trocknen, Erhitzen, Kalzinieren, exotherme Reaktionen der Silikatbildung, Sintern und Abkühlen.

Kommt aus dem Ofen Klinker wird in Trommelkühlschränken gekühlt und die erwärmte Luft wird zum Erhitzen der in den Ofen eintretenden Luft und des gasförmigen Brennstoffs verwendet.

11.3.1.2 Klinker mahlen

Für Schleifen abgekühlt Klinker :

- gepflegt auf Lager innerhalb 10-15 Tage Für Flüssigkeitszufuhr frei Calciumoxid Luftfeuchtigkeit;

- gemischt Mit Additive Und zerquetscht in Brechern und Mehrkammermühlen bis zu Partikel 0,1 mm und weniger.

Härten Portland-Zement basierend auf Reaktionen Flüssigkeitszufuhr, in seiner Zusammensetzung enthalten Silikate Und Alumosilikate , Ausbildung kristalline Hydrate verschieden Komposition:

3CaO∙SiO 2 + (n+1) H 2 O = 2CaO∙SiO 2 ∙nH 2 O + Ca(OH) 2

2CaO∙SiO 2 + nH 2 O = 2CaO∙SiO 2 ∙nH 2 O,

3CaO∙Al 2 O 3 + 6H 2 O = 3CaO∙Al 2 O 3 6H 2 O

Beim Mischen von Zementpulver mit Wasser ( Rückzug ) die Masse erstarrt.

Um dem Zement bestimmte Eigenschaften zu verleihen, werden ihm Zusatzstoffe zugesetzt:

- hydraulisch, zunehmend Wasserbeständigkeit durch die Bindung des im Zement enthaltenen Calciumhydroxids:

Ca(OH) 2 + SiO 2 = CaSiO 3 + H 2 O;

- plastifizierend, Erhöhung der Elastizität der Masse;

- Säureresistent, Zement geben Korrosionsbeständigkeit Zu saure Umgebungen (Granit );

- untätig, Für Preissenkung Produkte ( Sand );

- regulierend Zeit Einstellung der Masse (Gips ).

Für die Herstellung wird der Großteil des Portlandzements verwendet Beton und daraus hergestellte Produkte.

Beton bezeichnet einen Kunststein, der durch Aushärten einer mit Wasser vermischten Mischung gewonnen wird Zement , Sand Und Füllstoff .

Als Füllstoffe verwenden:

IN normal Beton – Sand, Kies, Schotter;

IN Lunge Beton - verschieden porös Materialien – Bimsstein, Schlacke;

IN zellular Beton – geschlossene Poren, die im Beton bei der Zersetzung der in die Betonmischung eingebrachten Stoffe entstehen Gas Und Schaummittel ;

IN feuerfest Beton – Schamott Pulver;

In Stahlbeton - Metallbeschläge.

11.3.2 Herstellung von gepufftem Kalk

Luft- oder Baukalk ist ein silikatfreies Bindemittel auf Basis von Calciumoxid und -hydroxid.

Es gibt drei Arten von Luftkalk:

- Kochtopf(Nicht gelöschte Limette) - Calciumoxid CaO;

- flauschige(gelöschter Kalk) – Calciumhydroxid Ca(OH)2;

IN die größte Zahl Die Erdkruste (Lithosphäre) enthält freies Siliziumanhydrid oder Siliziumdioxid Si0 2. Es kommt in den meisten Mineralien in Form von Silikaten vor -> chemische Verbindungen mit basischen Oxiden. Freie, natürlich vorkommende kristalline Kieselsäure kommt in Form von Quarz vor, einem der häufigsten Mineralien in der Erdkruste. Seine Kristalle haben die Form sechseckiger Prismen mit sechseckigen Pyramiden an den Enden (Grundflächen). Quarz ist normalerweise undurchsichtig, häufiger ist er weiß, milchig. Quarz hat keine Spaltung, sein Bruch ist muschelförmig, er hat einen fettigen Glanz; Es verbindet sich bei normalen Temperaturen nicht mit Alkalien und wird durch Säuren (außer Flusssäure) nicht zerstört. Quarz hat ein spezifisches Gewicht von 2,65 und eine Härte von 7 auf der Härteskala. Quarz hat eine hohe Druckfestigkeit (ca. 20.000 kg/cm2) und eine gute Abriebfestigkeit. Beim Erhitzen auf eine Temperatur von 575 °C geht Quarz von der β-Modifikation in die α-Modifikation (Hochtemperatur) über und nimmt dabei abrupt an Volumen um etwa 1,5 % zu. Bei einer Temperatur von 870 °C beginnt es sich in Tridymit (spezifisches Gewicht 2,26) umzuwandeln, wobei sein Volumen deutlich zunimmt (das Tridymit-Mineral kristallisiert in Form dünner sechseckiger Plättchen). Diese Veränderungen des Quarzvolumens bei hohen Temperaturen müssen bei der Herstellung von feuerfesten Quarzsandprodukten berücksichtigt werden. Bei einer Temperatur von 1710° C geht Quarz in einen flüssigen Zustand über. Durch schnelles Abkühlen der geschmolzenen Masse (Schmelze) entsteht Quarzglas – amorphe Kieselsäure mit einem spezifischen Gewicht von 2,3.

In der Natur hat das Mineral Opal eine amorphe Struktur, bei der es sich um ein Siliciumdioxidhydrat (Si0 2 *nH 2 0) handelt. Amorphes Siliciumdioxid ist aktiv und kann sich bei normalen Temperaturen mit Kalk verbinden, während kristallines Siliciumdioxid (Quarz) diese Fähigkeit nur unter dem Einfluss von Hochdruckdampf (in einem Autoklaven) oder während der Fusion erlangt.

GRUPPE VON ALUMINOSILIKATEN

Aluminiumoxid A1 2 O 3 nimmt nach Siliziumoxid in der Erdkruste den zweiten Platz ein. Freie Tonerde kommt in der Natur in den Mineralien Korund und anderen aluminiumhaltigen Mineralien vor.

Korund ist eines der härtesten Mineralien. Es wird zur Herstellung hochfeuerfester Materialien verwendet und ist ein wertvolles Schleifmittel.

Ein weiteres aluminiumhaltiges Material – Diaspor – ist Aluminiumoxidmonohydrat A1203. H20 und enthält 85 % A1203. Diaspor ist Teil von Bauxit – fein verteiltes Gestein, oft rot oder violett, reich an Aluminiumoxid (von 40 bis 80 %) und wird als Rohstoff für die Herstellung von Tonerdezement verwendet.

Aluminiumoxid kommt normalerweise in Form chemischer Verbindungen mit Siliziumdioxid und anderen Oxiden vor, die als Alumosilikate bezeichnet werden. Die häufigsten Alumosilikate in der Erdkruste sind Feldspäte, die gewichtsmäßig mehr als die Hälfte der Gesamtmasse der Lithosphäre ausmachen. Zur gleichen Mineralgruppe gehören Glimmer und Kaolinite.

GRUPPE EISEN-MAGNESIANISCHER SILIKATE

Die zu dieser Gruppe gehörenden Mineralien haben eine dunkle Farbe und werden daher oft als dunkel gefärbte Mineralien bezeichnet. Ihr spezifisches Gewicht ist größer als das anderer Silikate, die Härte liegt im Bereich von 5,5–7,5; sie haben eine erhebliche Viskosität. Durch ihren hohen Gehalt an Gesteinen verleihen sie diesen eine dunkle Farbe und eine höhere Viskosität, also eine erhöhte Schlagfestigkeit. Die häufigsten gesteinsbildenden Mineralien der Eisen-Magnesium-Gruppe sind Pyroxene, Amphibole und Olivin.

GRUPPE VON CARBONATEN

Die häufigsten gesteinsbildenden Mineralien in Sedimentgesteinen sind Karbonatminerale, die wichtigsten davon sind Calcit, Magnesit und Dolomit.

Calcit oder kristalliner Kalkspat CaC0 3 ist eines der am häufigsten vorkommenden Mineralien Erdkruste. Es spaltet sich leicht entlang der Spaltungsebenen in drei Richtungen, hat ein spezifisches Gewicht von 2,7 und eine Härte von 3. Calcit ist in reinem Wasser leicht löslich (0,03 g pro 1 l), seine Löslichkeit steigt jedoch stark an, wenn das Wasser aggressives Kohlendioxid CO enthält 2 , da saures Calciumcarbonat Ca(HC0 3)2 entsteht, dessen Löslichkeit fast 100-mal höher ist als die von Calcit.

Magnesit MgC0 3 entsteht hauptsächlich in Form erdiger oder dichter Aggregate mit kryptokristalliner Struktur. Es ist schwerer und härter als Calcit.

Dolomit CaC0 3 -MgC0 3 ähnelt in seinen physikalischen Eigenschaften Calcit, ist jedoch härter und haltbarer und in Wasser noch weniger löslich.

Gruppe von Sulfaten

Sulfatmineralien (Sulfate) kommen wie Carbonate häufig in Sedimentgesteinen vor; Die wichtigsten davon sind Gips und Anhydrit.

Gips CaS0 4 *2H 2 0 ist ein typisches Mineral von Sedimentgesteinen. Seine Struktur ist kristallin, teilweise feinkörnig, die Kristalle sind lamellar, säulenförmig, nadelförmig und faserig. Gips kommt hauptsächlich in Form fester körniger, faseriger und dichter Gesteine ​​zusammen mit Tonen, Schiefern, Steinsalzen und Anhydrit vor. Gips ist weiß, manchmal transparent oder mit Verunreinigungen in verschiedenen Farben gefärbt. Sein spezifisches Gewicht beträgt 2,3, die Härte 2.

Gips löst sich relativ leicht in Wasser bei einer Temperatur von 32–41 °C, seine Löslichkeit ist 75-mal höher als die von Calcit.

Anhydrit CaS0 4 hat ein spezifisches Gewicht von 2,8–3, eine Härte von 3–3,5; Von Aussehen sieht aus wie Gips. Es kommt in Schichten und Adern zusammen mit Gips und Steinsalz vor. Unter dem Einfluss von Wasser verwandelt sich Anhydrit allmählich in Gips und sein Volumen nimmt zu.

STEINE CHEMISCHEN URSPRUNGS

Magnesit MgC03 wird zur Herstellung von feuerfesten und Magnesium senkenden Materialien – kaustischem Magnesit – verwendet.

Dolomit besteht hauptsächlich aus dem gleichnamigen Mineral CaC03 MgC03. Die Eigenschaften von Dolomiten ähneln denen dichter Kalksteine, manchmal haben sie sogar noch mehr hohe Qualitäten. Sie werden als Bausteine ​​und Schotter für Beton sowie zur Herstellung von feuerbeständigen Materialien und Bindemitteln (ätzender Dolomit) verwendet. Dolomiten sind weit verbreitet.

Gips CaS0 4 *2H 2 Q, bestehend aus dem gleichnamigen Mineral, wird hauptsächlich zur Herstellung von Gipsbindemitteln und als Zusatzstoff bei der Herstellung von Portlandzement verwendet.

Anhydrit CaS0 4, bestehend aus einem gleichnamigen Mineral, wird zur Gewinnung von Bindemitteln sowie zur Herstellung von Platten für Innenverkleidungen verwendet. Äußerlich unterscheidet sich Anhydrit nicht merklich von Gips und kommt meist zusammen mit diesem vor.

Kalktuffsteine ​​entstanden durch die Ausfällung von CaCO 3 aus kalten und heißen unterirdischen Kohlendioxidwässern. Sehr poröse Kalktuffe werden als Material für dekorative Gebäude (Grotten usw.) und als Rohstoff für die Herstellung von Korbwaren verwendet, dichte Tuffsteine ​​mit kleinen, gleichmäßig verteilten Poren und einer Druckfestigkeit von bis zu 800 kg/cm 2 – z Außenverkleidung Gebäude

BETON. GRUNDLEGENDE INFORMATIONEN ÜBER BETON

Beton ist ein Kunststein, der durch Aushärten einer rational ausgewählten Mischung aus Bindemittel, Wasser und Zuschlagstoffen (Sand und Schotter oder Kies) gewonnen wird. Die Mischung dieser Materialien vor dem Aushärten wird Betonmischung genannt.

Sand- und Schotterkörner bilden das Steingerüst aus Beton. Zementpaste, gebildet nach Schließung Betonmischung mit Wasser, umhüllt die Sand- und Schotterkörner, füllt die Lücken zwischen ihnen und übernimmt zunächst die Aufgabe, die Zuschlagstoffe zu schmieren, der Betonmischung Beweglichkeit (Fließfähigkeit) zu verleihen und anschließend beim Aushärten die Körner zu binden Zuschlagstoffe, die einen Kunststein bilden - Beton. Beton in Kombination mit Stahlbewehrung wird als Stahlbeton bezeichnet.

KLASSIFIZIERUNG VON BETON

Beton wird nach folgenden Hauptmerkmalen klassifiziert: Volumengewicht, Bindemittelart, Festigkeit, Frostbeständigkeit und Verwendungszweck.

Die Hauptklassifizierung basiert auf dem Volumengewicht. Beton wird unterteilt in besonders schweren Beton mit einem Raumgewicht von mehr als 2500 g/m3, schweren Beton mit einem Raumgewicht von 1800 bis einschließlich 2500 kg/m3 und leichten Beton mit einem Raumgewicht von 500 bis einschließlich 1800 kg/m3 und extra -leicht – mit einem Volumengewicht von weniger als 500 kg/m3. m 3.

Abhängig von der Größtgröße der verwendeten Gesteinskörnungen wird zwischen Feinbeton mit einer Gesteinskörnung bis zu 10 mm und Grobbeton mit der größten Gesteinskörnung von 10–150 mm unterschieden.

Die wichtigsten Indikatoren für die Qualität von Beton sind seine Festigkeit und Haltbarkeit. Basierend auf der Druckfestigkeit werden Betone in die Klassen R in kg/cm2 eingeteilt. Schwerer Beton auf Basis von Zement und gewöhnlichen dichten Gesteinskörnungen hat die Güteklassen 100–600, extraschwerer Beton 100–200, Leichtbeton auf Basis poröser Gesteinskörnungen 25–300. Porenbeton 25–200, dichter Silikatbeton 100–400 und hitzebeständiger Beton 100–400.

Die Dauerhaftigkeit von Beton wird anhand des Grades der Frostbeständigkeit beurteilt. Basierend auf diesem Indikator wird Beton in Frostbeständigkeitsklassen Mrz eingeteilt: für Schwerbeton Mrz 50–300 und für Leichtbeton Mrz 10–200. Anhand der Art des Bindemittels wird Beton unterschieden: Zementbeton, hergestellt mit hydraulischen Bindemitteln – Portlandzement und seine Sorten;

Silikat – auf Kalkbindemitteln in Kombination mit Silikat- oder Aluminatkomponenten;

Gips – Verwendung von Gips-Anhydrit-Bindemitteln; Betone auf organischen Bindemitteln.

Schwerbeton wird aus Zement und herkömmlichen dichten Zuschlagstoffen hergestellt, Leichtbeton aus Zement unter Verwendung natürlicher oder künstlicher poröser Zuschlagstoffe. Eine Art Leichtbeton ist Porenbeton, bei dem es sich um eine ausgehärtete Mischung aus Bindemittel, Wasser, feinverteilter Kieselsäurekomponente und einem Treibmittel handelt. Es zeichnet sich durch eine hohe Porosität (bis zu 80-90 %) mit gleichmäßig verteilten kleinen Poren aus. Silikatbeton wird aus einer Mischung aus Kalk und Quarzsand hergestellt und anschließend in einem Autoklaven bei einem Druck von 9–16 atm (g) und einer Temperatur von 174,5–200 °C ausgehärtet.

Beton kann je nach Verwendungszweck folgender Art sein:

normal - für Beton und Stahlbeton tragende Strukturen Gebäude und Bauwerke (Säulen, Balken, Platten);

hydraulisch – für Dämme, Schleusen, Kanalauskleidung usw.;

für Gebäude und leichte Böden;

für Böden und Straßenbeläge und Fundamente;

Spezialeinsatz: säurebeständig, hitzebeständig, besonders schwer für den biologischen Schutz.

Letztere werden aus Zement hergestellt Sondertypen Zuschlagstoffe mit hoher Schüttdichte.

Zement

Zur Herstellung von Schwerbeton werden gewöhnlicher Portlandzement, plastifiziert und hydrophob, Portlandzement mit hydraulischen Zusätzen, Portlandhüttenzement usw. verwendet. Die Eigenschaften dieser Zemente und die Anforderungen an sie werden im vierten Kapitel dargelegt.

Wasser mischen

Zum Mischen von Betonmischungen und zum Gießen von Beton wird Wasser verwendet, das keine schädlichen Verunreinigungen enthält, die die normale Aushärtung des Betons beeinträchtigen – Säuren, Sulfate, Fette, Pflanzenöle, Zucker usw. Sumpf- und Abwasser sowie mit schädlichen Verunreinigungen belastetes Wasser mit einem pH-Wert unter 4 und einem Sulfatgehalt (berechnet als SO3) von mehr als 0,27 % dürfen nicht verwendet werden. Meer- und andere mineralsalzhaltige Wässer dürfen nur verwendet werden, wenn der Gesamtsalzgehalt 2 % nicht überschreitet. Die Eignung von Wasser für Beton ist nachgewiesen chemische Analyse und Vergleichstests zur Festigkeit von Betonproben, die damit und mit sauberem Trinkwasser hergestellt und im Alter von 28 Tagen getestet wurden. wenn es darin gelagert wird normale Bedingungen. Wasser gilt als geeignet, wenn damit aufbereitete Proben mindestens eine geringere Festigkeit aufweisen als mit sauberem Trinkwasser zubereitete Proben.

Sand

Sand ist ein lockeres Gemisch aus Körnern mit einer Partikelgröße von 0,14 bis 5 mm, das durch die natürliche Zerstörung massiver Gesteine ​​oder deren Zerkleinerung entsteht (Natursande). Neben natürlichen Sanden werden auch künstliche Sande verwendet, die durch Zerkleinern oder Granulieren von Hütten- und Brennstoffschlacken oder speziell aufbereiteten Materialien – Blähton, Agloporit usw. – gewonnen werden. Es können fraktionierte und unfraktionierte Sande verwendet werden.

Grobes Aggregat

Als grobe Zuschlagstoffe für Schwerbeton werden Kies oder Schotter aus Gesteinen, seltener Schlacke und Ziegelschotter verwendet.

Kies ist eine Ansammlung von Körnern mit einer Größe von 5-70 (150) mm, die durch die natürliche Zerstörung von Gesteinen entstanden sind. Das Kieskorn hat eine abgerundete Form und glatte Oberfläche. Für -Beton sind niedrig gerundete, schotterförmige Körner am vorteilhaftesten, schlimmer sind eiförmige (abgerundete) und noch schlimmer sind lamellenförmige und nadelförmige Körner, die die Festigkeit des Betons verringern. Der Gehalt an Lamellen- und Nadelkörnern im Kies darf nicht mehr als 15 % und an Körnern aus schwachem (porösem) Gestein nicht mehr als 10 % betragen. Je nach Korngröße wird Kies in die Fraktionen 5-10, 10-20, 20-40 und 40-70 mm eingeteilt.

Häufig kommt neben Sand auch Kies vor. Wenn der Kies 25–40 % Sand enthält, spricht man von einer Sand-Kies-Mischung.

Schotter entsteht durch Zerkleinern von massivem Gestein, Kies, Felsbrocken oder Kunststeinen in 5–70 mm große Stücke. Zur Herstellung von Beton werden üblicherweise Schotter verwendet, der durch Zerkleinern von dichtem Gestein gewonnen wird, Schotter aus Kies und Schotter aus Hochöfen und Herdschlacke.

GRUNDLEGENDE EIGENSCHAFTEN VON BETONMISCHUNG UND BETON

Schwerer Beton wird meist aus Portlandzement, Quarzsand und Kies oder Schotter aus dichtem Gestein hergestellt. Beton muss bis zu einem bestimmten Datum die vorgesehene Festigkeit erreichen und andere Eigenschaften aufweisen, die dem Zweck des herzustellenden Bauwerks entsprechen (Wasserbeständigkeit, Frostbeständigkeit, Dichte usw.). Darüber hinaus ist eine gewisse Beweglichkeit der Betonmischung erforderlich, die den anerkannten Methoden ihrer Verlegung entspricht.

Jede dieser Komponenten beeinflusst die viskoplastischen Eigenschaften der Mischung. Wenn man also den Anteil an Zuschlagstoffen erhöht, wird die Mischung steifer; wenn Zementleim plastischer und flüssiger ist. Beeinflusst die Eigenschaften der Betonmischung und die Viskosität des Zementleims erheblich. Je mehr Wasser im Zementleim enthalten ist, desto plastischer ist der Teig und desto plastischer ist dementsprechend auch die Betonmischung.

Eine der Haupteigenschaften einer Betonmischung ist die Thixotropie – die Fähigkeit, sich unter periodisch wiederholten mechanischen Einwirkungen (z. B. Vibrationen) zu verflüssigen und wieder einzudicken, wenn diese Einwirkung aufhört. Der Mechanismus der thixotropen Verflüssigung besteht darin, dass beim Vibrieren die Kräfte der inneren Reibung und Adhäsion zwischen den Partikeln abnehmen und die Betonmischung flüssig wird. Diese Eigenschaft wird häufig beim Verlegen und Verdichten von Betonmischungen genutzt.

Abbildung 9.1. Bestimmung der Mobilität plastischer Betonmischungen durch Kegelsetzung (OC):

1 Stützen, 2 Griffe, 3 Kegelform, 4 Betonmischung.

Verarbeitbarkeit – verallgemeinert technische Spezifikationen Viskoplastische Eigenschaften der Betonmischung. Unter Verarbeitbarkeit versteht man die Fähigkeit einer Betonmischung, unter dem Einfluss bestimmter Techniken und Mechanismen problemlos in eine Form zu passen und ohne Delaminierung verdichtet zu werden. Die Verarbeitbarkeit von Mischungen wird je nach Konsistenz anhand der Beweglichkeit oder Steifigkeit beurteilt.

Als Merkmal der Verarbeitbarkeit von Kunststoffmischungen, die sich unter dem Einfluss ihres Eigengewichts verformen können, dient die Beweglichkeit. Der Einbruch ist durch die Setzung eines Standardkegels gekennzeichnet, der aus der zu prüfenden Betonmischung gebildet wird. Dazu wird eine Kegelform aus Metall aufgesetzt horizontale Fläche, in drei Schichten mit Betonmischung gefüllt, wobei jede Schicht mit Bajonett verdichtet wird. Die überschüssige Mischung wird abgeschnitten, die Kegelform entfernt und die Setzung des Kegels aus der Betonmischung gemessen – OK (Abb. 9.1), deren Wert (in Zentimetern) als Indikator für die Mobilität dient.

Steifigkeit- Merkmale der Verarbeitbarkeit von Betonmischungen, bei denen keine Kegelsetzung beobachtet wird (OK = 0). Sie wird durch die Vibrationszeit (in Sekunden) bestimmt, die erforderlich ist, um einen vorgeformten Kegel aus Betonmischung mit einem speziellen Gerät (Abb. 12.3), einem Metallzylinder mit einem Durchmesser von 240 mm und einer Höhe von 200 mm, zu nivellieren und zu verdichten mm mit einem Ständer und Stab 6 und einer Metallscheibe 4 mit sechs Löchern. Das Gerät wird auf einer Standard-Rüttelplattform 1 befestigt, darin wird eine Kegelform 3 eingesetzt. Der Kegel wird in drei Schichten mit Betonmischung gefüllt, wobei jede Schicht 25-mal mit Bajonetten verschlossen wird. Dann wird die Kegelform entfernt und durch Drehen des Stativs abgesenkt Metallscheibe 4 auf die Oberfläche der Betonmischung auftragen. Schalten Sie anschließend den Vibrator ein. Als Indikator für die Härte der Mischung (W) gilt die Zeit, in der sich die Mischung gleichmäßig in der zylindrischen Form 2 verteilt und durch mindestens zwei Löcher der Scheibe Milchbrei freigesetzt wird.

Reis. 9.2. Schema zur Bestimmung der Härte (H) einer Betonmischung:

a - das Gerät in der Ausgangsposition; b – das Gleiche, am Ende der Tests; 1 - Vibrationsplattform; 2 - zylindrische Form; 3- Betonmischung; 4 - Scheibe mit Löchern; 5-Buchse; b - Stab; 7 - Betonmischung nach Vibration

Je nach Verarbeitbarkeit werden starre und flexible Betonmischungen unterschieden (Tabelle 9.1).

Starre Betonmischungen enthalten im Vergleich zu mobilen Betonmischungen gleicher Festigkeit eine geringe Menge Wasser und dementsprechend eine geringere Menge Zement. Starre Mischungen erfordern eine intensive mechanische Verdichtung: längere Vibration, Vibrationsverdichtung usw. Solche Mischungen werden bei der Herstellung von vorgefertigten Stahlbetonprodukten unter Fabrikbedingungen (z. B. in Wohnungsbaufabriken) verwendet. Unter Baubedingungen werden starre Mischungen selten verwendet.

Tabelle 9.1. Klassifizierung von Betonmischungen nach Verarbeitbarkeit

Bewegliche Mischungen zeichnen sich durch einen hohen Verbrauch an Wasser und dementsprechend Zement aus. Bei diesen Mischungen handelt es sich um eine dicke Masse, die sich beim Rütteln leicht verflüssigt. Mischungen der Sorten PZ und P4 sind flüssig; Unter dem Einfluss der Schwerkraft füllen sie die Form ohne nennenswerten mechanischen Aufwand. Bewegliche Gemische können mit Betonpumpen durch Rohrleitungen transportiert werden.

Kohäsion ist die Fähigkeit einer Betonmischung, eine homogene Struktur beizubehalten, das heißt, sich beim Transport, beim Verlegen und beim Verdichten nicht zu lösen. Unter mechanischen Einwirkungen auf die Betonmischung wird durch deren thixotrope Verflüssigung ein Teil des Wassers als leichteste Komponente nach oben gedrückt. Grobe Gesteinskörnungen, deren Dichte in der Regel größer ist als die Dichte des Mörtelteils (eine Mischung aus Zement, Sand und Wasser), sinken ab (leichte Gesteinskörnungen (Blähton usw.) können dagegen schwimmen. All dies macht den Beton heterogen und verringert seine Festigkeit und Frostbeständigkeit.

FESTIGKEIT, GÜTE UND BETONKLASSE

Schwerer Beton- der wichtigste strukturelle Baustoff, daher wird der Bewertung seiner Festigkeitseigenschaften große Aufmerksamkeit geschenkt. Die Festigkeitseigenschaften von Beton werden streng nach den Anforderungen der Normen bestimmt. Zur Charakterisierung der Festigkeit von Beton werden mehrere Indikatoren verwendet. Die Heterogenität des Werkstoffs Beton wird im Hauptfestigkeitsmerkmal – der Betonklasse – berücksichtigt.

Stärke. Wie bei allen Steinmaterialien ist die Zugfestigkeit von Beton bei Druck deutlich (10...15-fach) höher als bei Zug und Biegung. Daher arbeitet Beton in Bauwerken in der Regel unter Druck. Wenn man von der Festigkeit von Beton spricht, meint man seine Druckfestigkeit.

Portlandzementbeton gewinnt allmählich an Festigkeit. Bei normalen Temperaturen und konstanter Luftfeuchtigkeit setzt sich das Wachstum der Betonfestigkeit über einen langen Zeitraum fort, die Geschwindigkeit des Festigkeitszuwachses lässt jedoch mit der Zeit nach.

Die Festigkeit von Beton wird üblicherweise anhand des arithmetischen Mittels der Testergebnisse von Proben dieses Betons nach 28 Tagen normaler Aushärtung beurteilt. Hierzu werden Würfelproben mit den Maßen 150 x 150 x 150 mm verwendet, die aus einer Arbeitsbetonmischung hergestellt und bei (20 ± 2) °C an der Luft ausgehärtet werden relative Luftfeuchtigkeit 95 % (oder unter anderen Bedingungen, die die Feuchtigkeitsspeicherung im Beton gewährleisten). Methoden zur Bestimmung der Festigkeit von Beton werden durch die Norm geregelt.

Betonmarke. Basierend auf dem arithmetischen Mittelwert der Betonfestigkeit wird seine Qualität bestimmt – der gerundete Festigkeitswert (und die Rundung geht immer nach unten). Für Schwerbeton gelten folgende Druckfestigkeitsklassen: 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700 und 800 kgf/cm2. Verwenden Sie bei der Bezeichnung einer Marke den Index „M“; Beispielsweise bedeutet die Betonsorte M350, dass ihre durchschnittliche Festigkeit mindestens 35 MPa (jedoch nicht mehr als 40) beträgt.

Besonderheit Beton - erhebliche Heterogenität seiner Eigenschaften.

Dies wird durch Schwankungen in der Qualität der Rohstoffe (Sand, grobe Zuschlagstoffe und sogar Zement), Verstöße gegen die Vorschriften für die Herstellung der Betonmischung, ihren Transport und ihre Verlegung erklärt

(Verdichtungsgrad) und Härtungsbedingungen. All dies führt zu Schwankungen in der Festigkeit von Beton derselben Marke. Je höher die Produktionskultur ( Bessere Qualität(Vorbereitung der Materialien, Vorbereitung und Einbau des Betons usw.), desto geringer sind die möglichen Schwankungen in der Festigkeit des Betons. Für den Bauherrn ist es wichtig, Beton nicht nur mit einer vorgegebenen Durchschnittsfestigkeit zu erhalten, sondern auch mit minimalen Abweichungen (insbesondere nach unten) von dieser Festigkeit. Ein Indikator, der mögliche Schwankungen in der Betonqualität berücksichtigt, ist die Betonklasse.

Konkreter Unterricht- Dies ist ein numerisches Merkmal einer seiner Eigenschaften (einschließlich Festigkeit), das mit garantierter Sicherheit akzeptiert wird (normalerweise 0,95). Das bedeutet, dass die durch die Klasse vorgegebene Eigenschaft, beispielsweise die Festigkeit von Beton, in mindestens 95 von 100 Fällen erreicht wird.

Das Konzept der „Betonklasse“ ermöglicht die Zuordnung der Betonfestigkeit unter Berücksichtigung ihrer tatsächlichen oder möglichen Variation. Je geringer die Festigkeitsschwankungen sind, desto höher ist die Betonklasse bei gleicher durchschnittlicher Festigkeit.

GOST 26633-85 legt die folgenden Schwerbetonklassen hinsichtlich der Druckfestigkeit (MPa) fest: 3,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; dreißig; 32,5; 40; 45; 50; 55 und 60. Die Druckfestigkeitsklasse wird mit dem lateinischen Buchstaben B bezeichnet, rechts davon ist die garantierte Festigkeit in MPa angegeben. Somit hat Beton der Klasse B15 eine Druckfestigkeit von mindestens 15 MPa mit einer garantierten Festigkeit von 0,95.

Die Beziehung zwischen Betonklassen und -qualitäten ist nicht eindeutig und hängt von der Homogenität des Betons ab, die anhand des Variationskoeffizienten bewertet wird. Je niedriger der Variationskoeffizient ist, desto homogener ist der Beton. Mit abnehmendem Variationskoeffizienten nimmt die Betonklasse gleicher Güte deutlich zu. Bei einer Betonsorte M300 und einem Variationskoeffizienten von 18 % ergibt sich also die Betonklasse B15 und bei einem Variationskoeffizienten von 5 % B20, also eine ganze Stufe höher. Dies zeigt, wie wichtig es ist, alle technologischen Vorgänge sorgfältig durchzuführen und die Produktionsstandards zu verbessern. Nur in diesem Fall wird bei konstantem Zementverbrauch eine hohe Homogenität des Betons und eine höhere Festigkeitsklasse erreicht.

Die Baunormen haben einen Standardvariationskoeffizienten der Betonfestigkeit von 13,5 % übernommen und charakterisieren die Technologie konkrete Arbeit als zufriedenstellend.

Die Beziehung zwischen den Betonklassen hinsichtlich der Druckfestigkeit und ihren Qualitäten mit einem Standardvariationskoeffizienten von 13,5 % ist in der Tabelle angegeben. 9.2.

Tabelle 9:2. Das Verhältnis zwischen Güteklassen und Klassen von Schwerbeton hinsichtlich der Festigkeit mit einem Variationskoeffizienten von 13,5 %

GRUNDLEGENDE EIGENSCHAFTEN VON SCHWERBETON

Zu den Haupteigenschaften von Schwerbeton gehören neben der Festigkeit: Porosität, Verformbarkeit (E-Modul, Kriechen, Schwinden), Wasserdurchlässigkeit, Frostbeständigkeit, thermophysikalische Eigenschaften usw.

Verformbarkeit Beton. Beton verhält sich unter Belastung nicht wie ein vollkommen elastischer Körper (z. B. Glas), sondern wie ein elastisch-viskoplastischer Körper (Abb. 9.3). Bei geringen Spannungen (nicht mehr als 0,2 der Grenzfestigkeit) verformt sich Beton wie ein elastisches Material. Darüber hinaus hängt sein anfänglicher Elastizitätsmodul von der Porosität und Festigkeit ab und beträgt 10 4 MPa für schweren Beton (2,2...3,5) (für hochporösen Porenbeton beträgt der Elastizitätsmodul etwa 10 4 MPa).

Abb.9.3. Spannungskurve Abb. 9.4. Entwicklung von Betonverformungen

in Koordinaten σ - ε in der Zeit: ε initial - anfängliche Verformung des Betons

im Moment des Ladens; ε p - def. kriechen

Bei hohen Belastungen kommt es zu plastischen (Rest-)Verformungen, die durch das Wachstum von Mikrorissen und plastische Verformungen der Gelkomponente des Zementsteins entstehen.

Kriechen- die Tendenz von Beton, die plastischen Verformungen bei längerer statischer Belastung zu verstärken. Das Kriechen von Beton ist auch mit den plastischen Eigenschaften des Zementgels und der Bildung von Mikrorissen verbunden. Im Laufe der Zeit verfällt es (Abb. 9.4). Die absoluten Kriechwerte hängen von vielen Faktoren ab. Besonders aktiv entwickelt sich das Kriechen, wenn Beton eingefüllt wird junges Alter. Kriechen kann auf zwei Arten bewertet werden: als positiver Prozess, der zur Reduzierung von Spannungen aufgrund von Wärme- und Schrumpfprozessen beiträgt, und als negatives Phänomen, das beispielsweise die Wirkung der Vorspannbewehrung verringert.

Schwindung- der Prozess der Verkleinerung von Betonelementen, wenn diese sich in einem lufttrockenen Zustand befinden. Der Hauptgrund für die Schrumpfung ist die Kompression der Gelkomponente durch Wasserverlust.

Je höher das Volumen des Zementleims im Beton ist, desto höher ist die Schwindung des Betons (Abb. 9.5). Im Durchschnitt beträgt die Schwindung von Schwerbeton 0,3...0,4 mm/m.

Reis. 9.5. Schwindungskurven beim Aushärten an der Luft: 1-Zementstein, 2-Mörtel, 3-Beton

Aufgrund der Betonschrumpfung im Beton und Stahlbetonkonstruktionen Es können große Schrumpfspannungen auftreten, so die Elemente Fern Mit Schrumpfnähten schneiden, um Risse zu vermeiden. Beträgt die Betonschrumpfung in einem 30 m langen Bauwerk 0,3 mm/m, beträgt die Gesamtschrumpfung 10 mm. Schwindrisse im Beton an der Kontaktstelle zum Zuschlagstoff und im Zementstein selbst können die Frostbeständigkeit verringern und als Quelle für Betonkorrosion dienen.

Porosität. So seltsam es auch erscheinen mag, ein so dicht aussehendes Material weist eine bemerkenswerte Porosität auf. Der Grund für sein Auftreten liegt, wie bereits mehrfach erwähnt, in der überschüssigen Menge an Anmachwasser. Betonmischung danach korrekte Installation ist ein dichter Körper. Beim Aushärten wird ein Teil des Wassers durch die Mineralien des Zementklinkers chemisch gebunden (bei Portlandzement etwa 0,2 Gewichtsprozent Zement), der verbleibende Teil verdunstet nach und nach und hinterlässt Poren. In diesem Fall kann die Porosität von Beton durch die Formel bestimmt werden

P = [(V - ώ C)/1000] 100,

wobei V und C der Verbrauch von Wasser und Zement pro 1 m 3 sind, ώ die Menge der Chemikalie gebundenes Wasser in Bruchteilen der Zementmasse.

So bindet Zement im Alter von 28 Tagen 17 % seiner Masse an Wasser; Der Wasserverbrauch in diesem Beton beträgt 180 kg und der Zementverbrauch 320 kg. Dann beträgt die Porosität dieses Betons:

P = [(180 – 0,17–320)/1000] 100 = 12,6 %.

Dies ist die Gesamtporosität, einschließlich Gelmikroporen und Kapillarporen (das Volumen der eingeschlossenen Luft wird nicht berücksichtigt). Im Hinblick auf den Einfluss auf die Durchlässigkeit und Frostbeständigkeit von Beton ist die Anzahl der Kapillarporen wichtig. Das relative Volumen solcher Poren kann mit der Formel % berechnet werden:

P k = [(V -2 ώ C)/1000]100

In unserem Fall beträgt die Anzahl der Kapillarporen 7,3 %.

Wasseraufnahme und -durchlässigkeit. Dank seiner kapillarporösen Struktur kann Beton sowohl bei Kontakt mit ihm als auch direkt aus der Luft Feuchtigkeit aufnehmen. Die hygroskopische Feuchtigkeitsaufnahme in Schwerbeton ist unbedeutend, in Leichtbeton (und insbesondere in Porenbeton) kann sie jedoch 7...8 bzw. 20...25 % erreichen. "

Die Wasseraufnahme charakterisiert die Fähigkeit von Beton, Feuchtigkeit im tropfenflüssigen Zustand aufzunehmen; es hängt hauptsächlich von der Beschaffenheit der Poren ab. Je mehr kapillar miteinander verbundene Poren im Beton vorhanden sind, desto größer ist die Wasseraufnahme. Die maximale Wasseraufnahme von Schwerbeton mit dichten Zuschlagstoffen beträgt 4...8 Gew.-% (10...20 Vol.-%). Bei Leicht- und Porenbeton liegt dieser Wert deutlich höher.

Eine hohe Wasseraufnahme wirkt sich negativ auf die Frostbeständigkeit von Beton aus. Um die Wasseraufnahme zu verringern, greifen sie auf die Hydrophobierung von Beton sowie auf die Dampf- und Abdichtung von Bauwerken zurück.

Die Wasserdurchlässigkeit von Beton wird hauptsächlich durch die Durchlässigkeit des Zementsteins und der Kontaktzone „Zementstein – Gesteinskörnung“ bestimmt; Darüber hinaus können Mikrorisse im Zementstein und Mängel in der Haftung der Bewehrung am Beton die Wege für die Flüssigkeitsfiltration durch den Beton sein. Die hohe Wasserdurchlässigkeit von Beton kann zu seiner schnellen Zerstörung durch Korrosion des Zementsteins führen.

Um die Wasserdurchlässigkeit zu verringern, ist es notwendig, Füllstoffe entsprechender Qualität (mit sauberer Oberfläche) sowie spezielle Dichtungszusätze (Flüssigglas, Eisenchlorid) oder expandierende Zemente zu verwenden. Letztere werden zur Betonabdichtung eingesetzt.

Basierend auf der Wasserbeständigkeit wird Beton in die Klassen W2; W4; W6; W8 und W12. Die Markierung gibt den Wasserdruck (kgf/cm2) an, bei dem eine 15 cm hohe Zylinderprobe bei Standardtests kein Wasser durchlässt.

Frostbeständigkeit- der Hauptindikator, der die Haltbarkeit bestimmt konkrete Strukturen in unserem Klima. Die Frostbeständigkeit von Beton wird durch abwechselndes Einfrieren bei minus (18 ± 2) °C und Auftauen in Wasser bei (18 ± 2) °C beurteilt, wobei Proben des geprüften Betons zuvor mit Wasser gesättigt wurden. Die Dauer eines Zyklus beträgt je nach Probengröße 5...10 Stunden.

Als Frostbeständigkeitsgrad wird die größte Anzahl von „Frost-Tau“-Zyklen angenommen, die die Proben überstehen können, ohne dass die Druckfestigkeit um mehr als 5 % im Vergleich zur Festigkeit der Kontrollproben zu Beginn der Tests abnimmt. Es wurden folgende Frostbeständigkeitsklassen für Beton festgelegt: F25, F35, F50, F75, F100...1000. Die Norm sieht auch beschleunigte Prüfverfahren in Salzlösung oder Tiefgefrieren auf minus (50 ± 5) °C vor.

Der Grund für die Zerstörung von Beton unter den betrachteten Bedingungen ist die Kapillarporosität (Abb. 12.16). Wasser dringt durch Kapillaren in den Beton ein und zerstört dort beim Gefrieren nach und nach dessen Struktur. Somit ist Beton, dessen Porosität wir höher berechnet haben, gemäß Abb. 12.16 muss eine Frostbeständigkeit von F150...F200 aufweisen.

Um Beton mit hoher Frostbeständigkeit zu erhalten, muss eine Mindestkapillarporosität (nicht mehr als 6 %) erreicht werden. Dies ist möglich, indem der Wassergehalt in der Betonmischung reduziert wird, was wiederum möglich ist durch:

Harte Betonmischungen, die beim Einbau intensiv verdichtet werden;

Plastifizierende Zusätze, die die Verarbeitbarkeit von Betonmischungen ohne Zugabe von Wasser erhöhen.

Thermophysikalische Eigenschaften.

Die wichtigsten davon sind Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität und Temperaturverformung.

Die Wärmeleitfähigkeit von Schwerbeton ist auch im lufttrockenen Zustand hoch – etwa 1,2–1,5 W/(m·K), d. h. 1,5–2-mal höher als die von Ziegeln. Daher kann schwerer Beton nur in Verbindung mit umschließenden Bauwerken verwendet werden effektive Wärmedämmung. Leichtbeton (siehe § 12.7), insbesondere Porenbeton, weist eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,1...0,5 W/(m·K) auf und wird vorzugsweise in umschließenden Bauwerken eingesetzt.

Die Wärmekapazität von schwerem Beton liegt wie bei anderen Steinmaterialien im Bereich von 0,75...0,92 J/(kg K); im Durchschnitt - 0,84 J/(kg K).

Temperaturverformungen. Temperaturkoeffizient der Längenausdehnung von Schwerbeton (10...12) Yu DS1. Dies bedeutet, dass bei einer Erhöhung der Betontemperatur um 50 °C die Ausdehnung etwa 0,5 mm/m beträgt. Um Risse zu vermeiden, werden daher Langzeitkonstruktionen mit Dehnungsfugen geschnitten.

Große Temperaturschwankungen können aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von groben Gesteinskörnungen und Zementsteinen zu inneren Rissen im Beton führen.

LEICHTBETON

Erheblicher Nachteil normalerweise schwerer Beton – hohe Dichte (2400...2500 kg/m3). Durch die Reduzierung der Betondichte erzielen Bauherren mindestens zwei positive Ergebnisse: Das Gewicht wird reduziert Gebäudestrukturen; ihre Wärmedämmeigenschaften nehmen zu.

Leichtbeton (zu Beginn des 20. Jahrhunderts hieß er „Warmbeton“) – Beton mit einer Dichte von weniger als 1800 kg/m3 – ein universelles Material für umschließende und tragende Konstruktionen von Wohn- und Wohngebäuden Industriegebäude. Aus ihnen werden die meisten Wandpaneele und Mauersteine, Dachplatten und Mauersteine ​​hergestellt. Der Begriff „Leichtbeton“ vereint eine große Gruppe von Betonen mit unterschiedlicher Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften.

Je nach Verwendungszweck wird Leichtbeton unterteilt in:

Strukturell (Festigkeitsklasse - B7,5...B35; Dichte - 1800 kg/m3);

Struktur- und Wärmedämmung (Festigkeitsklasse nicht weniger als ВЗ,0, Dichte -600...1400 kg/m3);

Wärmedämmung - besonders leicht (Dichte< 600 кг/м3).

Basierend auf der Struktur und der Methode zur Erzielung der porösen Struktur wird Leichtbeton in folgende Typen unterteilt:

kontinuierlicher Beton mit porösen Zuschlagstoffen;

Porenbeton, der weder grobe noch feine Zuschlagstoffe enthält und dessen Rolle kleine kugelförmige Poren (Zellen) spielen;

großporig, in dem kein feines Aggregat vorhanden ist, wodurch Hohlräume zwischen den Partikeln des groben Aggregats entstehen.

Für Leichtbeton werden folgende Festigkeitsklassen (MPa) festgelegt: von B2 bis B40. Die Festigkeit von Leichtbeton hängt von der Qualität der Zuschlagstoffe, der Marke und der Menge des verwendeten Zements ab. In diesem Fall ändert sich natürlich auch die Dichte des Betons.

Für Leichtbeton sind 19 Dichteklassen (kg/m3) von D200 bis D2000 festgelegt (im Abstand von 100 kg/m3). Eine reduzierte Dichte von Leichtbeton kann durch porösen Zementstein erreicht werden.

Die Wärmeleitfähigkeit von Leichtbeton hängt von seiner Dichte und Feuchtigkeit ab (Tabelle 9.3). Eine Erhöhung der volumetrischen Luftfeuchtigkeit um 1 % erhöht die Wärmeleitfähigkeit von Beton um 0,015...0,035 W/(m·K).

Tabelle 9.3. Durchschnittliche Wärmeleitfähigkeitswerte von Leichtbeton

Frostbeständigkeit von Leichtbeton, wenn dieser porös ist

Silikatmaterialien sind Materialien, die aus Mischungen oder Legierungen von Silikaten, Polysilikaten und Alumosilikaten hergestellt werden. Silikate sind Verbindungen verschiedener Elemente mit Kieselsäure (Siliziumoxid), in denen es die Rolle einer Säure spielt. Das Strukturelement von Silikaten ist eine tetraedrische Orthogruppe -4 mit einem Siliziumatom Si +4 und Sauerstoffatomen O -2 an den Ecken des Tetraeders, dessen Kanten 0,26 nm lang sind. Tetraeder in Silikaten sind über gemeinsame Sauerstoffeckpunkte zu Silizium-Sauerstoff-Komplexen in Form geschlossener Ringe, Ketten, Netzwerke und Schichten verbunden. Alumosilikate enthalten neben Silikattetraedern auch Tetraeder [AlO 4 ] -5 mit at.Al +3.

Komplexe Silikate umfassen auch Kationen: Na+, K+.Ca++, Mg++, Mn++, B +3, Cr +3, Fe +3, Al +3, Ti +4 und Anionen: O 2 –2, OH-, F- ,Cl -,SO 4 – 2, sowie Wasser.

Die meisten Silikate sind feuerfest und feuerbeständig; ihr Schmelzpunkt liegt zwischen 770 und 2130 0 C. Chem. Die Zusammensetzung von Silikaten wird üblicherweise in Form von Formeln ausgedrückt, vgl. Aus den Symbolen ihrer Moleküle, geordnet nach aufsteigender Wertigkeit, oder aus den Formeln ihrer Oxide: Feldspat K 2 Al 2 Si 6 O 16.

Alle Silikate werden in natürliche (Mineralien) und synthetische (Silikatmaterialien) unterteilt. Synthetische werden unterteilt in: Bindemittel, Keramik, Nichtsilikatmaterialien, Glas, Glaskeramik. Natürliche Silikate Im Zerfall Bereiche der Volkswirtschaft: In technologischen Prozessen basierend auf Rösten und Schmelzen (Ton, Quarzit, Feldspat usw.); bei hydrothermischen Behandlungsprozessen (Asbest, Glimmer usw.); im Aufbau; in metallurgischen Prozessen.

Die Rohstoffe für die Herstellung von Silikatmaterialien sind natürliche Mineralien (Quarzsand, Tone, Feldspat, Kalkstein), Industrieprodukte (Natriumcarbonat, Borax, Oxide und Salze zersetzter Metalle) und Abfälle (Schlacke, Schlamm, Asche).

Bei der Herstellung von Silikatmaterialien werden standardmäßige technologische Verfahren verwendet, was auf die Ähnlichkeit der physikalischen und mathematischen Prinzipien ihrer Herstellung zurückzuführen ist. Bühnendiagramm:

Rohstoffe - Vorbereitung der Charge - Bildung des Produkts aus der Charge - Trocknung ed. - hohe Temperatur Verarbeitung – Material.

Die Chargenaufbereitung ist notwendig, um eine hohe Effizienz nachfolgender Hocsicherzustellen und besteht aus herkömmlichen mechanischen Vorgängen zur Aufbereitung fester Rohstoffe: Mahlen, Klassieren, Trocknen, Mischen der Komponenten.

Der Formvorgang muss die Herstellung eines Produkts einer bestimmten Form und Größe gewährleisten und dabei deren Änderungen bei nachfolgenden Trocknungs- und Hochtemperaturverarbeitungsvorgängen berücksichtigen. Beim Formen wird die Ladung angefeuchtet und dem Material eine bestimmte Form gegeben.

Die Trocknung wird durchgeführt, um die vorgegebene Form des Produkts vor und während der Hochtemperaturverarbeitung, der letzten Stufe der Herstellung von Silikatmaterialien, beizubehalten. Bei der Hochtemperaturbehandlung wird die Charge (das Produkt) gebrannt oder gekocht. Prozesse der Verarbeitung hoher Molekulargewichte: 1) Entfernung von Wasser, zuerst physikalisch, dann Kristallisation; 2) Kalzinierung, d saure Oxide: SiO2, B2O3mAl2O3, Fe2O3 und basische Oxide: Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, die miteinander reagieren; 4) Sintern der Ladungskomponenten. Es kann in den Fernseher gelangen. Phase, bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes, oder in flüssiger Phase, bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes. Im zweiten Fall ist die Prozessgeschwindigkeit aufgrund des Diffusionsprozesses höher; 5) Abkühlung der Masse unter Bildung kristalliner und amorpher Phasen.

Herstellung von Keramik. Keramische Materialien sind polykristalline Materialien und daraus hergestellte Produkte, die durch Sintern von Tonen und deren Mischungen mit mineralischen Zusätzen sowie Metalloxiden und anderen feuerfesten Verbindungen gewonnen werden. Klassifizierung: Nach Zusammensetzung - sauerstoffhaltig (Silikat), sauerstofffrei (Karbid, Nitrid, Borid, Silizid); Nach Anwendung: Bauwesen, feuerfeste Materialien, dünne Keramik, Spezial. Keramik; je nach Sintergrad - porös (Ziegel, feuerfeste Materialien, Sanitärkeramik), gesintert (Porzellan, Spezialkeramik); je nach Oberflächenbeschaffenheit - glasiert und unglasiert. Rohstoffe für die Produktion müssen die Eigenschaft des Sinterns haben – die Eigenschaft eines pulverförmigen Materials, beim Erhitzen einen polykristallinen Körper – eine Scherbe – zu bilden. Rohstoffe - Tone, Quarzsand, Calcium- und Magnesiumcarbonate.

Der technologische Prozess zur Herstellung von Ziegeln besteht aus zwei Optionen: der Kunststoffmethode und der Halbtrockenmethode. Die Ladung, bestehend aus 40-50 % Ton, 50 % Sand und bis zu 5 % Eisenoxid, wird in eine Bandpresse (Kunststoffverfahren) oder in eine mechanische Presse gepresst, funktioniert. unter Druck 10-25 MPa (halbtrockene Methode). Der geformte Ziegel wird zum Trocknen in einem Tunneltrockner geschickt und dann bei einer Temperatur von 900–1000 °C gebrannt.

Die Kunststoffformung erfolgt auf einer Bandpresse. Sie besteht aus 1. einem Einfülltrichter; 2. Rollen; 3. Schnecke;. Während sich die Masse zum Mundstück 4. der Presse bewegt, wird sie zusätzlich vermischt und verdichtet. Vom Luftbefeuchter 5 wird Wasser zugeführt, um das Mundstück zu befeuchten und als Gleitmittel zu wirken. Die Tonmasse in Form eines Bandes 6. wird mit einer Schneidemaschine in Ziegel geschnitten. 7. Stützrollen.

Produktionsschema für halbtrockene Ziegel:

Feuerfeste Materialien sind nichtmetallische Materialien, die sich durch eine erhöhte Feuerbeständigkeit, also die Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, auszeichnen. Feuerfeste Materialien werden unterteilt in: 1. Aluminosilikat; 2. Feuerfeste Materialien von Dinas – Komp. Nicht weniger als 95 % Siliziumoxid; 3. Halbsauer – bis zu 70–80 % Siliziumoxid und 15–25 % Aluminiumoxid. 3. Feuerfeste Materialien aus Schamotte – bis zu 50–70 % Siliziumoxid und bis zu 46 % Aluminiumoxid. Feuerfest bis 1750 0 C.

Schema und Nivellierung.

4. Feuerfeste Materialien mit hohem Aluminiumoxidgehalt – mehr als 45 % Aluminiumoxid.

5. Magnesit – Magnesiumoxid als Basis. Feuerfest bis 2500 0 C.

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

6. Feuerfeste Materialien aus Korund; 7. Karborund – Zusammensetzung. Siliziumkarbid;7. Zirkonium und Thorium; 8. Kohlenstoff.