3. SPOIWA HYDRAULICZNE

O przynale

ż

no

ś

ci do spoiw hydraulicznych decyduj

ą

nast

ę

puj

ą

ce moduły:

1. moduł hydrauliczny

M

H

=CaO / SiO

2

+ Al

2

O

3

+ Fe

2

O

3

< 4.5 w spoiwach

hydraulicznych ( w praktyce 1.7 – 2.3 ) ,M

H

> 4.5 w spoiwach

powietrznych.

2. moduł krzemianowy

M

K

= SiO

2

/ Al

2

O

3

+ Fe

2

O

3

2.4-2.7

3. moduł glinianowy

M

G

= Al

2

O

3

/ Fe

2

O

3

1 – 4 (w praktyce 1 – 2.8 )

Moduł hydrauliczny du

ż

y – du

ż

a zawarto

ść

CaO, szybki przyrost

wytrzymało

ś

ci, mała odporno

ść

na korozj

ę

.

Moduł krzemianowy du

ż

y – mała szybko

ść

wi

ą

zania.

Moduł glinianowy mały – mały skurcz.

Moduł glinianowy du

ż

y – wzrost szybko

ś

ci wi

ą

zania, mała

odporno

ść

na korozj

ę

siarczanow

ą

.

Wszystkie moduły okre

ś

la si

ę

dla klinkieru cementowego, a nie dla

cementu, które posiadaj

ą

ju

ż

dodatki.

Surowce do produkcji cementu:

-

podstawowe: - wapienie w ilo

ś

ci 80-85%

- glina m 10-20 %

- piasek kwarcowy <10%

-

korekcyjne <5%: - SiO

2

przy niedoborze krzemionki

- Fe

2

O

3

w postaci rudy lub

ż

u

ż

li hutniczych.

Istniej

ą

dwie metody otrzymywania cementów:

-

metoda sucha (du

ż

e pylenie)

-

metoda mokra (du

ż

a energochłonno

ść

na odparowanie wody )

2

Etapy produkcji cementów:

-

rozdrabnianie surowców skalnych;

-

odwa

ż

anie i powtórne mielenie;

-

mieszanie na sucho lub na mokro;

-

wypalanie w piecu (temp. Ok. 1400

O

C);

-

mielenie produktu wypalania (klinkieru) z domieszk

ą

gipsu do 5 %.

Podczas wypalania surowców w temperaturach od 20

O

C do 1450

O

C zachodzą skomplikowane

reakcje w różnych temperaturach, przy czym w max temperaturze zachodzi proces klinkieryzacji
(nadtapiania się )Po schłodzeniu klinkier jest mielony z dodatkiem gipsu (zawsze) i z innymi dodatkami
typu popiół, żużle, krzemionka –w przypadku cementów portlandzkich mieszanych.Strona: 2

Zu

ż

ycie energii w metodzie mokrej jest ok. 3-krotnie wy

ż

sze ni

ż

w

metodzie suchej.

W procesie wypalania powstaj

ą

minerały o wła

ś

ciwo

ś

ciach

hydraulicznych.

Skład cementu wyra

ż

ony w postaci zawarto

ś

ci % tlenków:

- CaO – 62 - 68 % C

- SiO

2

– 18 - 25 % S

- Al

2

O

3

– 4 - 8 % A

- Fe

2

O

3

– 2 - 4 % F

- SO

3

– 0,8 - 3 % Š

- H

2

O H

Skład

cementu

wyra

ż

ony

w

postaci

zawarto

ś

ci

%

podstawowych minerałów:

1. 3CaO

3

* SiO

2

50 - 65 % – alit

C

3

S

2. 2CaO * SiO

2

15 - 28 % – belit

C

2

S

3. 3CaO * Al

2

O

3

8 - 11 % (15 %) – glinian trójwapniowy

C

3

A

4. 4CaO * Al

2

O

3

* Fe

2

O

3

8 - 11 % (15 %) – brownmilleryt

C

4

AF

5. Gips jako dodatek zawsze do 5%

Poszczególne minerały decyduj

ą

o nast

ę

puj

ą

cych cechach

technicznych:

Ad.1. Zawarto

ść

alitu decyduje o czasie wi

ą

zania i wytrzymało

ś

ci.

Ad.2. Zawarto

ść

belitu decyduje o wytrzymało

ś

ci wi

ąż

e najwolniej.

3

Ad.3. Zawarto

ść

glinianu trójwapniowego w istotny sposób decyduje o

czasie wi

ą

zania, jego du

ż

a zawarto

ść

mo

ż

e powodowa

ć

wyst

ą

pienie

tzw. fałszywego wi

ą

zania.

Ad.4. Zawarto

ść

brownmillerytu decyduje o wszystkich cechach, a

przede wszystkim o barwie ze wzgl

ę

du na zawarto

ść

Fe

2

O

3

.

Cementy białe mog

ą

zawiera

ć

tylko mniej ni

ż

1% Fe

2

O

3

Do klinkieru cementowego zawieraj

ą

cego wy

ż

ej wymiwnione

minerały dodaje si

ę

od 2-5% CaSO

4

*2H

2

O,który jest regulatorem

wi

ą

zania(wydłu

ż

a czas wi

ą

zania)

Najbardziej aktywnym minerałem który wi

ąż

e najszybciej jest glinian

trójwapniowy,którego du

ż

a obecno

ść

mo

ż

e powodowa

ć

wyst

ą

pienie tzw.

fałszywego wi

ą

zania.

Gips dodany do klinkieru reaguje przede wszystkim z C

3

A w wyniku

nast

ę

puj

ą

cej reakcji:

3Ca*Al

2

O

3

+3CaSO

4

*2H

2

O+26H

2

O

→

3CaOAl

2

O

3

*3CaSO

4

*32H

2

O

ETRYNGIT

Gips jest stosowany jako regulator wi

ą

zania – opó

ź

nia wi

ą

zanie: C

3

A.

Minerały cementowe

3CaO

3

* SiO

2

50 - 65 %

2CaO * SiO

2

15 - 28 %

3CaO * Al

2

O

3

8 - 11 % (15 %)

4CaO * Al

2

O

3

* Fe

2

O

3

8 - 11 % (15 %)

–––––––––––––––––––––––––––––––––

+ gips 2 - 5 %

CaSO

4

* 2H

2

O lub CaSO

4

Procesy wi

ą

zania s

ą

procesami samorzutnymi i zachodz

ą

w

wydzieleniem ciepła.

Wi

ą

zania cementu:

1. 2 x 3CaO * SiO

2

+ 6H

2

O

3CaO * 2SiO

2

* 3H

2

O + 3Ca(OH)

2

+ Q

1

2. 2 x 2CaO * SiO

2

+ 4H

2

O

3CaO * 2SiO

2

* 3H

2

O + Ca(OH)

2

+ Q

2

3. 3CaO * Al

2

O

3

+ 6H

2

O

3CaO * Al

2

O

3

* 6H

2

O + Q

3

4. 4CaO*Al

2

O

3

*Fe

2

O

3

+ 7H

2

O

3CaO*Al

2

O

3

*6H

2

O + CaO*Fe

2

O

3

*H

2

O + Q

4

4

W trakcie wi

ą

zania 4 podstawowych minerałów cementu wydzielaj

ą

si

ę

ró

ż

ne

ilo

ś

ci ciepła przy czym:

Q

3

>

Q

1

> Q

4

>

Q

2

MINERAŁ

ILO

ŚĆ

WYDZIELONEGO CIEPŁA [J/g]

po 3 dniach

po 28 dniach

C

3

S

388

640

C

2

S

60

336

C

3

A

564

1016

C

4

AF

168

544

Minerały C

3

A i C

3

S oznaczaj

ą

si

ę

energicznym wydzielaniem ciepła w

pocz

ą

tkowym okresie wi

ą

zania i powolnym narastaniu w pó

ź

niejszym okresie.

Wzrost temperatury o 10 °C powoduje pr zy

ś

pieszenie reakcji wi

ą

zania 2-4

krotnie

C

2

S decyduje przede wszystkim o wytrzymało

ś

ci ale w pó

ź

niejszym okresie

(po 28 dniach)

Charakterystyka cementu portlandzkiego

-uniwersalny

-stosunkowo szybko twardniej

ą

cy zarówno na powietrzu jak i w wodzie

-mo

ż

e by

ć

stosowany w warunkach naturalnych (w temperaturze otoczenia) oraz w

betonach naparzanych do temp. Ok. +80°C

W zale

ż

no

ś

ci od zawarto

ś

ci podstawowych składników istniej

ą

4 rodzaje tzw

cementów powszechnego u

ż

ytku, które posiadaj

ą

symbole:

CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV

Cement portlandzki CEM I

Cementy portlandzkie mieszane

5

-Cement portlandzki

ż

u

ż

lowy CEM II/A-S

CEM II/B-S

-Cement portlandzki krzemionkowy CEM II/A-D

-Cement portlandzki pucolanowy CEM II/A-P

CEM II/B-P

CEM II/A-Q

CEM II/B-Q

-Cement portlandzki wapienny CEM II/A-L

CEM II/B-L

-Cement portlandzki popiołowy CEM II/A-V

CEM II/B-V

CEM II/A-W

CEM II/B-W

Cement Hutniczy CEM III/A

CEM III/B

Cement pucolanowy CEM IV/A

CEM IV/B

A-mniej dodatków

B-wi

ę

cej dodatków

W cementach CEM II poszczególne symbole oznaczaj

ą

rodzaj dodatku:

S-

ż

u

ż

el wielkopiecowy

D-pył krzemionkowy

P-pucolana naturalna

Q-pucolana przemysłowa

V-popiół lotny krzemionkowy

W-popiół lotny wapienny

L- wapie

ń

Nazwa

Symbol

Mak.ilo

ść

składnika nieklinkierowego %

Cement portlandzki

CEM I

5

Cement portlandzki

mieszany

CEM II/A

20

CEM II/B

35

Cement hutniczy

CEM III/A

65

CEM III/B

80

Cement pucolanowy

CEM IV/A

35

CEM IV/B

55

6

Cement Hutniczy

Do produkcji stosuje si

ę

klinkier ,

ż

u

ż

el wielkopiecowy oraz gips .O przydatno

ś

ci

ż

u

ż

la do produkcji cementu decyduje tzw. moduł zasadowy M

Z

.

M

Z

=CaO + MgO / SiO

2

+ Al

2

O

3

> 0.95

Cement hutniczy w skrajnym przypadku mo

ż

e zawiera

ć

około 20 % klinkieru.

Wła

ś

ciwo

ś

ci:

-wolniej wi

ąż

e i twardnieje w ci

ą

gu pierwszych tygodni

-ma stosunkowo wysok

ą

odporno

ść

na działanie wi

ę

kszo

ś

ci rozcie

ń

czonych kwasów

-nie mo

ż

na go jednak naparza

ć

, musi dojrzewa

ć

w naturalnych warunkach

-stosowany jest mi

ę

dzy innymi przy budowie oczyszczalni

ś

cieków ze wzgl

ę

du na

ograniczon

ą

zawarto

ść

C

3

A , który jest najbardziej wra

ż

liwy na działanie jonów

siarczanowych SO

4

.

Cement Glinowy

Podstawowymi składnikami cementu glinowego s

ą

gliniany wapnia .Oprócz C

3

A

zawiera: 3 CaO Al

2

O

3

- glinian trójwapniowy

CaO Al

2

O

3

- glinian wapniowy

CaO 2 Al

2

O

3

- dwuglinian wapniowy

5 CaO 3Al

2

O

3

- trójglinian pi

ę

ciowapniowy

Skład cementu glinowego i portlandzkiego

Cement glinowy

Cement portlandzki

Al

2

O

3

40%

6%

CaO

30%

60%

SiO

2

do 10%

ponad 20%

Cechy charakterystyczne:

-czas wi

ą

zania i twardnienia krótszy ani

ż

eli w cemencie portlandzkim

-ju

ż

po 24 godzinach uzyskuje około 80% swojej wytrzymało

ś

ci normowej 28 dniowej

-nie zawiera ani alitu ani belitu w zwi

ą

zku z tym w procesie wi

ą

zania nie wydziela si

ę

Ca(OH)

2

bardzo podatny na korozj

ę

-wyroby z cementu glinowego s

ą

odporne na działanie wi

ę

kszo

ś

ci rozcie

ń

czonych

kwasów

Do spoiw hydraulicznych nale

ż

y wapno hydrauliczne(odró

ż

ni

ć

od wapna

hydratyzowanego Ca(OH)

2

).Moduł hydrauliczny:

M

H

=3.5 – 4.5 < 4.5

W skład wapna hydraulicznego wchodz

ą

dwa minerały o wła

ś

ciwo

ś

ciach

hydraulicznych:

7

1. belit 2CaOSiO

2

2. glinian trójwapniowy 3CaOAl

2

O

3

oraz :

3 CaO

Wi

ą

zanie:

1. 2*2CaOSiO

2

+ 4H

2

O

→

3CaOSiO

2

*3H

2

O + Ca(OH)

2

2. 3CaOAl

2

O

3

+ 6H

2

O

→

3CaOAl

2

O

3

*6H

2

O

3. CaO + H

2

O

→

Ca(OH)

2

+ CO

2

+ 4H

2

O

→

CaCO

3

Z wapna hydraulicznego mo

ż

na uzyska

ć

materiały o wytrzymało

ś

ci do 12 MPa.

Zaprawy:

Zaprawy stosujemy do:

-ł

ą

czenia elementów budowlanych w jedn

ą

cało

ść

-wypełniania spoin co pozwala na równomierne przenoszenie obci

ąż

e

ń

-tynki ochronne zabezpieczaj

ą

ce przed wpływami atmosferycznymi i nadaj

ą

ce

odpowiedni wygl

ą

d estetyczny

W zale

ż

no

ś

ci od u

ż

ytego spoiwa zaprawy budowlane dziel

ą

si

ę

na:

1. Wapienne (w)

-długo twardniej

ą

-dobrze urabialne

-nie odporne na działanie wody

-twardniej

ą

w obecno

ś

ci CO

2

-słu

żą

do wznoszenia murów o małym obci

ąż

eniu

2.Cementowe ( c )

-słabo urabialne ,dlatego dodaje si

ę

wapno

-mo

ż

na uzyska

ć

zaprawy o stosunkowo du

ż

ej wytrzymało

ś

ci st

ą

d stosowane mi

ę

dzy

innymi do tynków wodoszczelnych ,robót murarskich , podkładów podłogowych

3.Cementowo-wapienne (cw)

-najcz

ęś

ciej stosowane

-

ś

rednia wytrzymało

ść

i urabialno

ść

-zu

ż

ycie w ci

ą

gu 5 godzin

-stosowane mi

ę

dzy innymi do robót murarskich , tynków , okładzin

4.Gipsowe (g)

-zu

ż

ycie w ci

ą

gu 15-60 minut

-p

ę

czniej

ą

-powoduj

ą

korozj

ę

stali

-nie odporne na działanie wody

8

-stosowane wewn

ą

trz pomieszcze

ń

Oprócz wymienionych rodzajów zapraw istniej

ą

jeszcze zaprawy gipsowo-

wapienne o wła

ś

ciwo

ś

ciach po

ś

rednich mi

ę

dzy zaprawami gipsowymi a wapiennymi

(gw) , zaprawy cementowo-gliniane (cgl) odporne na działanie wysokich temperatur.

W zale

ż

no

ś

ci od wytrzymało

ś

ci na

ś

ciskanie zaprawy mog

ą

posiada

ć

ró

ż

ne

marki:

-rozró

ż

nia si

ę

nast

ę

puj

ą

ce marki zapraw:

M03 , M06 , M1 , M2 , M4 , M7 , M12 , M15 , M20

Marka-symbol literowo-liczbowy okre

ś

laj

ą

cy

ś

redni

ą

wytrzymało

ść

na

ś

ciskanie

prostopadło

ś

ciennych beleczek 4*4*16 cm , na których bada si

ę

uprzednio

wytrzymało

ść

na zginanie gdzie liczba oznacza wytrzymało

ść

w MPa.

Oprócz wytrzymało

ś

ci na

ś

ciskanie zaprawy powinny charakteryzowa

ć

si

ę

okre

ś

lonymi wła

ś

ciwo

ś

ciami: nasi

ą

kliwo

ś

ci

ą

, wilgotno

ś

ci

ą

, g

ę

sto

ś

ci

ą

pozorn

ą

,

mrozoodporno

ś

ci

ą

, skurczem , przyczepno

ś

ci

ą

do podło

ż

a , podci

ą

ganiem

kapilarnym.

Marka zaprawy zale

ż

y od stosunku mas lub obj

ę

to

ś

ci spoiwa do kruszywa.

Orientacyjne składy zapraw cementowych w zale

ż

no

ś

ci od marki zaprawy i klasy

cementu:

Klasa

cementu

Proporcje obj

ę

to

ś

ciowe cement:piasek

M2

M4

M7

M12

M15

M20

32.5

1:6

1:5

1:4

1:3

1:2

1:1

42.5

-

-

-

1:3.5

1:3

1:1.5

Przybli

ż

one proporcje składników , które warunkuj

ą

uzyskanie odpowiednich

marek ni

ż

szych zapraw s

ą

podane w normie Zaprawy budowlane Zwykłe PN-90/B-

14501.Natomiast składy zapraw cementowych wy

ż

szych marek projektuje si

ę

w

oparciu o nast

ę

puj

ą

c

ą

zale

ż

no

ść

, która uwzgl

ę

dnia klas

ę

cementu i mark

ę

zaprawy:

R

Z

= R

C

*( 1/n –0.05) + 4 gdzie n=p/c (piasek/cement)

Przykład:

Nale

ż

y obliczy

ć

p/c dla zaprawy cementowej marki M15 z cementu klasy 42.5

15 = 42.5*(1/n-0.05) + 4

n=3.2

p/c=3.2

p=3.2 *c

W sprzeda

ż

y znajduj

ą

si

ę

suche zaprawy , które nale

ż

y tylko rozmiesza

ć

z

okre

ś

lon

ą

ilo

ś

ci

ą

wody (Atlas ,Ceresit)

9

Zaprawy specjalne-z siarki i mielonego piasku oraz dodatkiem sadzy ,przed

u

ż

yciem nale

ż

y je stopi

ć

.Stopiona masa nadaje si

ę

mi

ę

dzy innymi do zakotwienia

metalowych słupków,

Zaprawy szamotowe-ze zmielonego piasku szamotowego ,glin ogniotrwałych

uprzednio wypalonych.

Ceramika (kamienie sztuczne wypalane):

S

ą

to materiały , które po odpowiednim przerobieniu i uformowaniu glin lub mas

ceramicznych zostaj

ą

wypalone uzyskuj

ą

c odpowiedni

ą

wytrzymało

ść

.

Surowce ceramiczne dziel

ą

si

ę

na :

-plastyczne (gliny , kaolinit , łupki ilaste ), które po zarobieniu wod

ą

daj

ą

si

ę

formowa

ć

w dowolny kształt .Podstawowym składnikiem surowców plastycznych jest

kaolinit , który powstaje w wyniku rozpadu skaleni Al

2

O

3

SiO

2

2H

2

O.

-nieplastyczne –piasek kwarcytowy , łupki kwarcytowe , zwi

ą

zki wapnia i magnezu

plus

ż

u

ż

el wielkopiecowy w ilo

ś

ci od 20 do 30%masy.

Etapy produkcji:

-wydobycie surowca

-rozdrobnienie

-mieszanie (ujednorodnienie masy ceglarskiej)

-kształtowanie wyrobów ceramicznych

-proces suszenia (do temperatury około 80°C )

-wypalanie (do temperatury około 1400°C w przypadku glin ogniotrwałych a w

przypadku glin zwykłych do 1000°C )

W procesie wypalania w poszczególnych wzrastaj

ą

cych temperaturach

zachodz

ą

nast

ę

puj

ą

ce procesy :

Do 110°C-ostateczne wysuszenie

Około 200°-300C-rozkład zwi

ą

zków organicznych z wydzieleniem CO

2

(porowato

ść

)

Od 300-600°C-rozkład niektórych zwi

ą

zków

ż

elaza

600-ponad 900°C-rozkład w

ę

glanów CaCO

3

, MgCO

3

, FeCO

3

około 1000°C-proces nadtapiania (witryfikacji )

W wyniku wypalania uzyskuje si

ę

tzw. czerep

Zabarwienie wyrobów ceramicznych zale

ż

y od zawarto

ś

ci w nich tlenków

barwi

ą

cych Fe

2

O

3

(czerwono ) oraz białych Al

2

O

3

, CaO , MgO , SiO

2

-Je

ż

eli zawarto

ść

Fe

2

O

3

< 1 a du

ż

o Al

2

O

3

to wyroby białe

-Je

ż

eli Fe

2

O

3

< 2% to wyroby

ż

ółte

10

-Je

ż

eli Fe

2

O

3

>7% a mało CaO , Al

2

O

3

to wyroby czerwone

Ze wzgl

ę

du na temperatur

ę

topnienia glin , gliny dziel

ą

si

ę

na:

-łatwotopliwe -T

t

<1350°C

-

ś

redniotopliwe –T

t

–1350-1580°C

-trudnotopliwe –T

t

>1580°C

K

2

Oal

2

O

3

6SiO

2

+ CO

2

+ 2H2O

Al

2

O

3

2SiO

2

2H

2

O + 4SiO

2

+ K

2

CO

3

Ortoklaz wietrzenie

Podstawowy surowiec KAOLINIT

Al

2

O

3

2SiO

2

2H

2

O - główny składnik glin , iłów , łupków

Inne domieszki :piasek ,

ż

wir , CaCO

3

, MgCO

3

, tlenki

ż

elaza , glinu , wapnia itp.

Podział wyrobów ceramicznych:

1.W zale

ż

no

ś

ci od stopnia wypalenia dziel

ą

si

ę

na dwie grupy:

a) o strukturze porowatej (czerep porowaty), najwi

ę

ksza nasi

ą

kliwo

ść

(20-

22%)

- wyroby ceglarskie (cegły pełne , dziurawki , dachówki,.....)
- wyroby szkliwione (kafle, płytki

ś

cienne , ....)

- wyroby ogniotrwałe (szamotowe, krzemionkowe, magnezytowe,)

b) o strukturze trwałej (czerep spieczony) , nasi

ą

kliwo

ść

mniejsza od 6%

- cegły klinkierowe, cegły kanalizacyjne, cegły kominówki, klinkier drogowy,

rury i kształtki kanalizacyjne

c) ceramika półszlachetna (barwa biała albo kremowa) , nasi

ą

kliwo

ść

nie

powinna by

ć

> 3%

- wyroby fajansowe, płytki

ś

cienne szkliwione, przybory sanitarne, itp.

d) ceramika szlachetna
- porcelana
- porcelity
2 Według zastosowania:
-wyroby

ś

cienne: cegła zwykła pełna, dziurawka, kratówka klinkierowa, pustaki

ś

cienne

-wyroby ceramiczne stropowe
-wyroby do budowy przewodów kominowych ( kominówki)
-wyroby do pokrycia dachowego (dachówki)]
-okładziny

ś

cian i posadzek (płytki klinkierowe i podłogowe)

-wyroby do budowy dróg (klinkier drogowy )
-wyroby kanalizacyjne (cegła pełna kanalizacyjna , rurki i kształtki
kanalizacyjne)

-wyroby melioracyjne (rurki drenarskie )

11

Klinkier-tworzywo spieczone (cz

ęś

ciowo nadtopione) z glin wapienno-

ż

elazistych z

dodatkiem surowców schudzaj

ą

cych .Jest nie nasi

ą

kliwy i o du

ż

ej wytrzymało

ś

ci.

Ceramik

ę

ogniotrwał

ą

produkuje si

ę

z glin ogniotrwałych z dodatkiem

zmielonego szamotu.

Fajans-wyrób szlachetny zawieraj

ą

cy 55%substancji ilastych , 35%kwarcu i 10%

skaleni .Wyroby fajansowe s

ą

szkliwione.

Porcelit-skład zbli

ż

ony do fajansu z wi

ę

ksz

ą

ilo

ś

ci

ą

skaleni z 5%dodatkiem CaCO

3

.

Porcelana-tworzywo szlachetne spieczone , prze

ś

wietlaj

ą

ce otrzymywane z

pławionego kaolitu. Jest wypalana dwukrotnie.

Polewy ceramiczne-szkliste warstewki o grubo

ś

ci do 0.3 mm , którymi pokrywa

si

ę

wyroby ceramiczne i utrwala poprzez powtórne wypalanie .Mog

ą

by

ć

przezroczyste (gdzie si

ę

zachowuje barw

ę

czerepu), nieprzezroczyste najcz

ęś

ciej

barwione zwi

ą

zkami

ż

elaza , manganu , niklu .Generalnie temperatura topnienia

polewy powinna by

ć

ni

ż

sza a co najwy

ż

ej równa temperaturze spiekania czerepu

.Temperatura topnienia obni

ż

a w polewach zawarto

ść

tlenków alkaicznych Na

2

O

,K

2

o –polewy niskotopliwe a SiO

2

podwy

ż

sza temperatur

ę

topnienia.

Wady wyrobów ceramicznych:

1.Margle w glinach , których głównym składnikiem jest CaCO

3

CaCO

3

CaO + CO

2

CaO + H

2

O

Ca(OH)

2

+ 2H

2

O

Ca(OH)

2

*2H

2

O

Zwi

ę

ksza obj

ę

to

ść

co powoduje p

ę

kanie

Wyrobów ceramicznych

Ca(OH)

2

+ CO

2

CaCO

3

+ H

2

O

Nadmierna ilo

ść

tlenku wapnia w glinach ( z margli ) w zetkni

ę

ciu z wilgoci

ą

powoduje p

ę

kanie gotowych wyrobów.

2.Wady suszenia i wady wypalania – powoduj

ą

powstawanie p

ę

kni

ęć

w materiale

3.Sole rozpuszczalne w surowcu i materiale finalnym a przede wszystkim sole

siarczanowe maj

ą

wła

ś

ciwo

ś

ci higroskopijne (pochłaniaj

ą

wod

ę

) oraz krystalizuj

ą

z

okre

ś

lon

ą

ilo

ś

ci

ą

cz

ą

steczek wody. S

ą

3 rodzaje:

Siarczany bez wodne:

Na

2

SO

4

+ 10H

2

O

Na

2

SO

4

*10H

2

O

CaSO

4

+ 2H

2

O

CaSO

4

*2H

2

O

MgSO

4

+ 7H

2

O

MgSO

4

*7H

2

O

Wszystkie produkcje reakcji z wod

ą

maj

ą

zwi

ę

kszon

ą

obj

ę

to

ść

, krystalizuj

ą

na powierzchni wyrobów tworz

ą

c białe wykwity.

12

Wła

ś

ciwo

ś

ci fizyczne ceramiki budowlanej:

-g

ę

sto

ść

około 2700 kg/m

3

-g

ę

sto

ść

pozorna 1600-1900 kg/m

3

-nasi

ą

kliwo

ść

wagowa do około 20%

-przewodno

ść

cieplna 0.7 W/mK

-R

Ś

ciskanie

=10R

Rozci

ą

ganie

=5R

Zginanie

Przemysł ceramiczny zmierza do uzyskania materiałów bardzo porowatych ale

o nasi

ą

kliwo

ś

ci nieprzekraczaj

ą

cej 22% poniewa

ż

materiał taki zapewnia lepsz

ą

izolacyjno

ść

.

Podstawowym wyrobem ceramicznym jest pełna cegła ceramiczna o

nast

ę

puj

ą

cych wymiarach: 25 * 12 * 6.5 cm

a) CEGŁA PEŁNA
wymiary 25x 12 x 6,5 cm
klasy 20, 15 ,10, 7,5, 5
powierzchnia otworu nie wi

ę

ksza ni

ż

2 cm

2

b) DZIURAWKA
Powierzchnia otworu nie wi

ę

ksza ni

ż

3 cm

2

c) KRATÓWKA
K-1 (25 x 12 x 6,5 )
K-2 ( 25 x 12 x 14)
Klasy 15, 10 7,5

d) PUSTAKI CERAMICZNE

Ś

CIENNE

Trzy typy wysoko

ś

ci: 13,8 , 18,8 , 22,0

Klasy 15, 10, 7,5 , 5

e) PUSTAKI STROPOWE
-Akermana wys. 15 , 18 , 20 , 22 cm
-Fert: dwie odmiany 2e

f) materiały do krycia dachów (dachówki)
g) cegła klinkierowa

h) kominówka

4. PROJEKTOWANIE BETONU

1. Dobranie odpowiednich składników;

2. Ustalenie proporcji mi

ę

dzy tymi składnikami.

Projektowanie przebiega w oparciu o zało

ż

enia:

13

a) wytrzymało

ść

na

ś

ciskanie; zwi

ą

zana z ni

ą

jest klasa betonu:

B – 7,5 gwarantowana wytrzymało

ść

: R

b

G

B – 10 betony chude

B – 15 betony konstrukcyjne

B – 17,5

B – 20

B – 25

B – 30

B – 35

B – 40

B – 50

Wytrzymało

ść

gwarantowana – wymagana przy danej klasie;

ograniczenie dolne wytrzymało

ś

ci betonu z uwzgl

ę

dnieniem liczby

próbek przy zało

ż

onej wadliwo

ś

ci 5% i poziomie ufno

ś

ci 0,5.

b) wykonawca: koszt, pocz

ą

tek i koniec czasu wi

ą

zania.

Konsystencja

–

podatno

ść

mieszanki

betonowej

do

przemieszczania si

ę

pod wpływem siły bez utraty jej jednorodno

ś

ci

(inaczej ciekło

ść

).

Pi

ęć

rodzajów konsystencji:

K – 1 konsystencja wilgotna

K – 2 konsystencja g

ę

stoplastyczna

K – 3 konsystencja plastyczna

K – 4 konsystencja półciekła

K – 5 konsystencja ciekła

Urabialno

ść

– zdatno

ść

mieszanki betonowej do wypełnienia

naczynia bez utraty jej jednorodno

ś

ci przy przyj

ę

tym sposobie

zag

ę

szczania.

Mrozoodporno

ść

:

F – 25 (ilo

ść

cykli jakie wytrzyma próbka do pierwszego zniszczenia)

F – 50

F – 75

14

Wodoszczelno

ść

:

W – 2

W – 4 (dziesi

ę

ciokrotna warto

ść

działania wody na próbki)

Metody projektowania betonu

1. Metody obliczeniowe (analityczne); metoda trzech równa

ń

:

równanie BOLOMEY’a:

Dla

C

< 2,5

Ř

= A

1

(

C

- 0,5 )

W

W

Dla

C

≥

2,5

Ř

= A

2

(

C

+ 0,5 )

W

W

Ř

– wytrzymało

ść

ś

rednia betonu na

ś

ciskanie

A

1,2

– współczynniki zale

ż

ne od klasy cementu i od rodzaju kruszywa

C – ilo

ść

cementu w [kg] w [m

3

]

W – ilo

ść

wody w [kg] w [m

3

]

Równanie szczelno

ś

ci – ilo

ść

składników mieszanki powinna da

ć

1 [m

3

].

V

C

+ V

K

+ V

W

= 1 [m

3

]

Równanie wodo

żą

dno

ś

ci –

W = W

K

*K + W

C

*C

Wodo

żą

dno

ść

– ilo

ść

wody potrzebna w mieszance betonowej

do uzyskania odpowiedniej konsystencji.

W – ilo

ść

wody w [kg] w [m

3

]

W

K

– wska

ź

nik wodo

żą

dno

ś

ci dla kruszywa

K – masa kruszywa w 1 [m

3

]

W

C

– wska

ź

nik wodo

żą

dno

ś

ci dla cementu

C – masa cementu w 1 [m

3

]

2. Metody analityczno-do

ś

wiadczalne:

Wyliczamy ilo

ść

składników w [m

3

]. Badamy cechy betonu.

Korygujemy receptur

ę

:

1. metoda pojedynczej otuliny;

2. metoda punktu piaskowego;

15

3. metoda podwójnej otuliny.

3. Metody do

ś

wiadczalne – wykonywane s

ą

w laboratorium na próbnych

zarobach. Ustalamy proporcje mi

ę

dzy kruszywem. Dobieramy wod

ę

i

cement do stosu okruchowego.

1. metoda Gruna

2. metoda Longinus”a

3. metoda Iteracji – kolejnych przybli

ż

e

ń

:

zało

ż

enia: - układ ziaren kruszywa na sucho jest

podobny do układu ziaren w mieszance betonowej;

- z dwóch betonów o jednakowej

wytrzymało

ś

ci ekonomiczniejszy jest ten, który

zawiera wi

ę

ksz

ą

ilo

ść

kruszywa (czyli jego stos

okruchowy jest bardziej szczelny).

Szczelno

ść

stosu okruchowego:

S

S

=

ρ

n

[%]

ρ

p

Wska

ź

nik uziarnienia - suma procentowych pozostało

ś

ci na

sitach normowych wyra

ż

ona w postaci ułamków w stosunku do cało

ś

ci

przesiewanego kruszywa:

i = k k = 10

U = 10 –

Σ

*

Σ

*

f

i k

k = 1 k = 1

f

ik

– procentowa zawarto

ść

poszczególnych frakcji dziesi

ę

ciu sit

normowych

Sito

Frakcja

Zawarto

ść

[%]

Przesiew

[%]

0

0 – 0,125

---

0

0,125

0,125 – 0,25

---

0

0,25

0,25 – 0,5

30

0

16

0,5

0,5 – 1

---

30

1

1 – 2

40

30

2

2 – 4

25

70

4

4 – 8

5

95

8

8 – 16

---

100

16

16 – 32

---

100

32

> 32

---

100

5,25

U = 10 – 5,25 = 4,75

PUNKT 6 – idealna proporcja

Szczelno

ść

stosu okruchowego powinna by

ć

:

72% S 78%

Wska

ź

nik uziarnienia powinien by

ć

:

5 U 7,5

Punkt piaskowy - proporcja, stosunek, mi

ę

dzy ilo

ś

ci

ą

piasku

(kruszywo: 32% P

p

48% drobnego) do całego kruszywa.

Etapy opracowania receptury mieszanki betonowej:

1. Ustalenie wst

ę

pnych zało

ż

e

ń

, czyli przeznaczenie i warunki

u

ż

ytkowania betonu, klasa betonu, stopie

ń

mrozoodporno

ś

ci i

wodoszczelno

ś

ci, warunki formowania i urabialno

ś

ci mieszanki

betonowej.

S

wska

ź

nik uziarnienia U

6
5


4


3

2

17

2. Dobór i ewentualne badanie składników betonu. Badanie klasy

cementu, obliczanie wska

ź

nika uziarnienia wykorzystuj

ą

c do tego

badanie składu ziarnowego, obliczanie wyj

ś

ciowe szczelno

ś

ci,

ustalenie g

ę

sto

ś

ci nasypowej w stanie zag

ę

szczonym i pozornej.

3. Ustalenie wst

ę

pne składu mieszanki betonowej.

4. Próby kontrolne – tworzenie próbnego zarobu, wytrzymało

ść

,

konsystencja.

5. Ewentualne korekty składu i ustalenie receptury laboratoryjnej w

[kg] w [m

3

].

6. Receptura robocza.

Cement – spoiwo hydrauliczne (główny składnik: klinkier

portlandzki + dodatki).

Kruszywo – (wypełniacz) – wypełnia obj

ę

to

ść

.

Beton – sztuczny kamie

ń

, kompozyt w skład którego wchodz

ą

kruszywa specjalnie komponowane tworz

ą

ce tzw. stos okruchowy, który

w wyniku reakcji fizyko-chemicznych spoiw (w wi

ę

kszo

ś

ci cementów) w

obecno

ś

ci dodatków i domieszek jest spajany w monolityczn

ą

cało

ść

.

Czyli jest to sztuczny kamie

ń

wyrabiany z: kruszyw, spoiw, dodatków i

domieszek.

Mieszanka betonowa – beton przed stwardnieniem (mieszanka

składników wchodz

ą

cych w skład betonu ale przed stwardnieniem).

Beton jako kompozyt pi

ę

cioskładnikowy:

1. kruszywo:

-

grube;

-

drobne

2. spoiwo

3. woda

4. domieszki:

-

zmieniaj

ą

ce reakcje mieszanki betonowej;

-

reguluj

ą

ce wi

ą

zanie i twardnienie cementu;

-

napowietrzaj

ą

ce

5. dodatki

-

mineralne;

-

włókna

18

Klasyfikacja betonu

1. Ze wzgl

ę

du na g

ę

sto

ść

obj

ę

to

ś

ciow

ą

(na mas

ę

1 [m

3

]

stwardniałego betonu):

-

ci

ęż

ki: > 2800 [kg/m

3

]

-

zwykły: 2000 : 2800 [kg/m

3

]

-

lekki: < 2000 [kg/m

3

]

Betony ci

ęż

kie izoluj

ą

promieniowanie radioaktywne.

2. Ze wzgl

ę

du na przeznaczenie:

-

konstrukcyjny >15 [MPa]

-

konstrukcyjno-izolacyjny 4 – 10 [MPa]

-

izolacyjny < 4 [MPa]

-

architektoniczny

3. Ze wzgl

ę

du na technologiczne warunki pracy:

-

hydrotechniczny (masywne konstrukcje);

-

ż

aroodporny (tam gdzie wyst

ę

puj

ą

wy

ż

sze temperatury przez dłu

ż

szy

czas ni

ż

ognioodporny);

-

wodoszczelny;

-

mrozoodporny;

-

o podwy

ż

szonej odporno

ś

ci na

ś

cieranie;

-

o podwy

ż

szonej odporno

ś

ci na agresj

ę

chemiczn

ą

;

-

drogowy;

-

ochrony biologicznej.

4. Ze wzgl

ę

du na miejsce wykonania mieszanki:

-

na placu budowy;

-

towarowy.

5. Ze wzgl

ę

du na rodzaj spoiwa:

-

cementowy, cementowo-polimerowy, polimerowy;

-

bezcementowy (spoiwo mineralne bez klinkieru portlandzkiego);

-

gipsowy, cementowo-wapienny.

6. Ze wzgl

ę

du na sposób zag

ę

szczenia:

-

ubijany;

-

wibrowany;

-

pró

ż

niowany;

19

-

natryskiwany;

-

prasowany;

-

wibroprasowany;

-

pró

ż

nioprasowany;

-

samorozlewny (samozag

ę

szczaj

ą

cy si

ę

).

7. Ze wzgl

ę

du na wytrzymało

ść

:

-

klasa: B 7,5 do B 60 (zwykły);

-

klasa: B 60 i wy

ż

ej BWW (wysokowarto

ś

ciowy);

-

klasa: LB 2,5 do LB 40 (lekki).

Czynniki decyduj

ą

ce o jako

ś

ci betonu:

1. Projektowanie:

-

okre

ś

lenie wła

ś

ciwo

ś

ci cementu, kruszywa, dodatków i domieszek;

-

wybór składników;

-

dobór ilo

ś

ci składników.

2. Mieszanie i transport:

-

kolejno

ść

dozowania i czas mieszania;

-

rodzaj betoniarki (grawitacyjne, wymuszone);

-

ś

rodki i warunki transportu;

-

układ mieszanki (np.: pompy).

3. Formowanie:

-

zag

ę

szczenie

4. Piel

ę

gnacja:

-

okres letni;

-

okres zimowy.

20

Współzale

ż

no

ść

pomi

ę

dzy intensywno

ś

ci

ą

wydzielania ciepła

hydratacji (Q), a wzrostem wytrzymało

ś

ci:

I

– okres wst

ę

pnego wi

ą

zania

II

– okres wi

ą

zania

III

– okres t

ęż

enia o zmiennej intensywno

ś

ci

A

– okres przedindukcyjny

B

– okres indukcyjny

C

– okres poindukcyjny

C

o

– przyspieszona hydratacja

C

b

– zwolnienie szybko

ś

ci hydratacji

C

C

– wygasanie hydratacji

Konsystencja wpływa na:

III



IV


II

t

o

t 7 14 28 [dni]

R

C

[%]

C
A
B C

a

C

b

C

c

D

Q
[J]

10 [min] 8 [h] 7 14 28
[dni]

IIIa IIIb IIIc

21

1. wi

ą

zanie

→

reakcja chemiczna

→

wska

ź

nik (woda, cement)

2. ułatwianie mieszania i układania w szalunku

Bez wzgl

ę

du na konsystencj

ę

mieszanki betonowej w celu

uzyskania zało

ż

onej klasy betonu (R

C

), nale

ż

y zachowa

ć

odpowiednie

proporcje cementu do wody, czyli tzw. wska

ź

nika wodno-cementowego

lub cementowo-wodnego.

Metody pomiaru konsystencji:

1. metoda sto

ż

ka opadaj

ą

cego:

Forma w kształcie sto

ż

ka o wysoko

ś

ci 30 [cm]. Miar

ą

konsystencji

jest opad sto

ż

ka.

Metod

ę

t

ą

stosujemy dla mieszanek:

-

plastycznych;

-

ciekłych;

-

półciekłych.

2. metoda Ve – Be

Miar

ą

konsystencji jest czas od wł

ą

czenia wibratora do momentu

wyrównania powierzchni mieszanki.

Metod

ę

t

ą

stosujemy dla mieszanek:

-

plastycznej;

-

g

ę

stoplastycznej;

-

wilgotnej.

H

22

3. metoda rozpływu

Miar

ą

konsystencji jest

ś

rednica rozpływu.

Metod

ę

t

ą

stosujemy dla mieszanek:

-

o du

ż

ej ciekło

ś

ci

4. Podatno

ść

na zag

ę

szczanie (stopie

ń

zag

ę

szczenia)

Miar

ą

jest stopie

ń

zag

ę

szczenia: stosunek h

1

: h

2

Urabialno

ść

zale

ż

y od:

D

x 15 45 [mm]

luźno

ułożona

mieszanka

przed

wibracją

mieszanka

zagęszczona

po

wibracji

h

1

h

2

23

-

uziarnienia suchych składników mieszanki; aby poprawi

ć

urabialno

ść

dodaje si

ę

dodatków do 30% - popioły wielkopiecowe, mielony

ż

u

ż

el,

mikrokrzemionka (daje du

żą

lepko

ść

).

Urabialno

ść

bada si

ę

tymi samymi metodami co konsystencj

ę

, a

najlepiej metod

ą

stopnia zag

ę

szczenia.

Operacje, procesy i czynniki decyduj

ą

ce o jako

ś

ci betonu:

Projektowanie

zakres czynno

ś

ci przy projektowaniu składu mieszanki betonowej

wybór składników dobór wła

ś

ciwo

ś

ci dobór stosu dobór proporcji sprawdzenie

mieszanki betonowej okruchowego pozostałych składników zgodno

ś

ci z

wymaganiami

rodzaj kruszywa

wielko

ść

ziaren
wła

ś

ciwo

ś

ci

rodzaj cementu

klasa
wła

ś

ciwo

ś

ci

urabialno

ść

ziarna drobne
domieszki

konsystencja

ilo

ść

wody

domieszki

uziarnienie

punkt piaskowy
krzywe
graniczne
wska

ź

nik

uziarnienia

szczelno

ść

W / C

warunek
konsystencji

warunek
szczelno

ś

ci

ilo

ść

cementu

ilo

ść

zaprawy

ilo

ść

ziaren

> 0,125 [mm]

zawarto

ść

powietrza

konsystencja

wytrzymało

ść

klasa betonu

24

Wła

ś

ciwo

ś

ci betonu

FIZYCZNE

-

g

ę

sto

ść

, g

ę

sto

ść

pozorna

-

porowato

ść

3 – 12% (mikropory, pory 0,01 – 2 [mm] – przez

odparowanie wody; makropory – od kilku do kilkunastu metrów – z

niedostatków technologii produkcji)

-

nasi

ą

kliwo

ść

≤

8%

-

wodoszczelno

ść

(co 24 [h] zwi

ę

kszamy o 0,2 MPa ci

ś

nienie wody)

-

mrozoodporno

ść

– mo

ż

na zwi

ę

kszy

ć

przez zmian

ę

struktury porów –

domieszki napowietrzaj

ą

ce

-

skurcz – koniec po ok. 3 latach, do 95% skurcz przez 4 tygodnie,

wielko

ść

skurczu 0,2 promila

MECHANICZNE

-

wytrzymało

ść

na

ś

ciskanie

-

wytrzymało

ść

na rozci

ą

ganie

-

wytrzymało

ść

na zginanie

-

wytrzymało

ść

na

ś

cinanie

-

odporno

ść

na

ś

cieranie – decyduje stos okruchowy

-

przyczepno

ść

stali do betonu – zale

ż

y od zaczynu

Wytrzymało

ść

krytyczna 0 – 5 [MPa].

Ochrona przed zamarzni

ę

ciem mieszanki betonowej:

-

ociepli

ć

matami (cieplaki)

-

zastosowa

ć

ciepł

ą

wod

ę

-

obni

ż

y

ć

temperatur

ę

zamarzania wody (przez zastosowanie

domieszek – sole)

Wytrzymało

ść

na

ś

ciskanie

1. na kostkach 15 x 15 x 15 [cm]

0,9* R

10

= R

15

= R

20

*1,05

2. badanie na co najmniej trzech próbkach

3. min 1 sztuka na 50 [m

3

]

4. 1 sztuka na zmian

ę

(produkcyjna)

25

Wytrzymało

ść

gwarantowana R

b

G

Z prawdopodobie

ń

stwem 95%

ż

e wytrzymało

ść

b

ę

dzie nie

mniejsza ni

ż

wytrzymało

ść

gwarantowana.

R

b

G

=

Ř

– t * s

R

b

G

=

Ř

– 1,64 * s

s – odchylenie standardowe

s =

√

Σ

(R – R

i

)

2

/ n – 1

≤

0,2

Ř

3

≤

n

≤

14

1. R

min

≥

R

b

G

*

α

2. R

min

≥

R

b

G

Ř

≥

1,2 * R

b

G

Przykład:

1. 20; 20; 20; R

min

= 20

Ř

= 20 R

min

/

α

= R

b

G

2. 15; 20; 25; R

min

= 15

Ř

= 20

1. R

min

≥

R

b

G

*

α

20

≥

17,39 * 1,15

R

b

G

= 17,39

B – 15

2. 15

≥

13,04 * 1,15

R

b

G

= 13,04

B – 12,5

Ř

= 1,2 * R

b

G

1. 20 / 1,2 = 16,67

2. 20 / 1,2 = 16,67

26

PODSTAWOWE WŁA

Ś

CIWO

Ś

CI BETONU

-

wytrzymało

ść

na

ś

ciskanie;

-

wytrzymało

ść

na rozci

ą

ganie (beton zwykły 8 – 10%);

-

krucho

ść

(stosunek wytrzymało

ś

ci na

ś

ciskanie do wytrzymało

ś

ci na

rozci

ą

ganie);

-

odporno

ść

na

ś

cieranie – tarcza Bohemego;

-

odporno

ść

na obci

ąż

enia dynamiczne;

-

nasi

ą

kliwo

ść

;

-

przesi

ą

kliwo

ść

;

-

mrozoodporno

ść

;

-

szczelno

ść

– porowato

ść

;

-

odporno

ść

na działanie czynników chemicznych;

-

odporno

ść

na działanie czynników biologicznych.

Mieszank

ę

betonow

ą

układa si

ę

warstwami – do 20 [cm] (wilgotna,

plastyczna, g

ę

stoplastyczna) z wysoko

ś

ci

≤

1,20.

Proces zag

ę

szczania mieszanki – aby pozby

ć

si

ę

powietrza przez

wibrowanie. Wibrowanie polega na wprowadzeniu mieszanki w drgania.

Wpierw s

ą

wprowadzane ziarna kruszywa grubego w ruch drgaj

ą

cy co

zmniejsza tarcie mi

ę

dzy ziarnami kruszywa. Kruszywo grube wypycha

powietrze. Kolejny etap – wchodz

ą

w drgania ziarna kruszywa drobnego

i w nast

ę

pnej kolejno

ś

ci ziarna cementu. Przestajemy wibrowa

ć

w

momencie osłabienia wydzielania si

ę

p

ę

cherzyków powietrza.

90 [sek] 3 [min] t – czas
zagęszczania

R

wytrzymałość

27

Rewibracja – dodatkowe wibrowanie mieszanki betonowej;

jednak proces ten nie mo

ż

e nast

ą

pi

ć

pó

ź

niej ni

ż

ok. 30 [min] od wibracji

wła

ś

ciwej i wcze

ś

niej ni

ż

rozpoczyna si

ę

proces wi

ą

zania oznaczony w

aparacie Vicatt’a.

Po zwi

ą

zaniu betonu mierzymy okres dojrzewania.

Wzrost wytrzymało

ś

ci jest wi

ę

kszy dla ni

ż

szych klas betonu, dla

klas wy

ż

szych wzrost jest mniejszy.

Rozró

ż

niamy cztery klasy wibratorów:

-

wgł

ę

bne

-

powierzchniowe

-

przyczepne

-

stoły wibracyjne – urz

ą

dzenie, przy u

ż

yciu którego nast

ę

puje

zag

ę

szczenie obj

ę

to

ś

ciowe, tzn. w ka

ż

dym

momencie zag

ę

szczenia mieszanka podlega

takim samym oddziaływaniom .

Aby nast

ą

piło zag

ę

szczenie w procesie wibracji, minimalna

cz

ę

stotliwo

ść

drga

ń

wynosi f

min

= 1500

drga

ń

/

min

. W Polsce produkowane

s

ą

wibratory f

min

= 3000 – 9000

drga

ń

/

min

. Amplituda drga

ń

A = 0,01 – 1,0

[mm].

Warunki wi

ą

zania i dojrzewania betonu

Najwa

ż

niejsze jest kilka do kilkunastu pierwszych dni. W

pierwszych dniach nast

ę

puje intensywne odprowadzanie wody, co

prowadzi do skurczu. Aby tego unikn

ąć

nale

ż

y prowadzi

ć

proces

piel

ę

gnacji. Beton do 30 [MPa] po zag

ę

szczeniu – piel

ę

gnacja po 2

dobach. Wy

ż

sze > 30 [MPa] bezpo

ś

rednio po uło

ż

eniu. Piel

ę

gnacja

polega na polewaniu wod

ą

za pomoc

ą

zraszacza.

Obecne technologie nie wymagaj

ą

polewania. Powierzchnie

pokrywa si

ę

membran

ą

(

ż

ywica), która nie przepuszcza wody i nie

pozwala jej odprowadzi

ć

.

W przypadku betonów szczelnych i wy

ż

szych klas – piel

ę

gnacja

do 14 dni. W przypadku betonów ni

ż

szych klas - piel

ę

gnacja do 7 dni.

W okresie zimowym – podnosimy temperatur

ę

kruszywa, wody

zarobowej, stosujemy domieszki obni

ż

aj

ą

ce temperatur

ę

krzepni

ę

cia

wody.

zag

ę

szczaj

ą

mieszank

ę

betonow

ą

miejscowo, w promieniu swego działania

28

KOROZJA ZAPRAW I BETONÓW

Podział korozji w zale

ż

no

ś

ci od czynników powoduj

ą

cych

degradacj

ę

zapraw i betonów na I, II i III rodzaju. Mo

ż

na równie

ż

podzieli

ć

korozj

ę

na zewn

ę

trzn

ą

i wewn

ę

trzn

ą

.

Poznane na

ć

wiczeniach rodzaje korozji: kwasowa, w

ę

glanowa,

chlorkowa, siarczanowa nale

żą

do korozji zewn

ę

trznych bo zachodzi

pod wpływem czynników zewn

ę

trznych.

Materiałem, który ulega przede wszystkim korozji zewn

ę

trznej jest

zaczyn cementowy znajduj

ą

cy si

ę

w betonach i zaprawach.

Cementy oprócz swoich czterech podstawowych składników: alit,

belit, glinian trójwapniowy i brownmilleryt zawieraj

ą

zawsze SO

3

(trójtlenek siarki) (ok. 3% gipsu oraz Na

2

O i K

2

O w ilo

ś

ci ok. 1%).

Na

2

O + H

2

O

→

2NaOH

K

2

O + H

2

O

→

2KOH

W wyniku reakcji cementu z wod

ą

alkalia z cementu tworz

ą

silne

zasady.

pH roztworu ............... ma odczyn silnie zasadowy; pH > 13. Ten

silnie alkaliczny roztwór działa (reaguje) z niektórymi formami krzemionki

z kruszywa.

Kwas jako forma krystaliczna jest odporna na działanie alkaliów

(halcedon i trymidyt s

ą

formami które wykazuj

ą

pewn

ą

reaktywno

ść

alkaliczn

ą

). Opal jest najbardziej wra

ż

liwy na działanie alkaliów.

Kruszywo do produkcji betonów i zapraw musi posiada

ć

okre

ś

lon

ą

odporno

ść

na działanie alkaliów. W wyniku reakcji alkaliów z niektórymi

formami krzemionki zachodz

ą

procesy:

Na

2

O + H

2

O

→

2NaOH

2NaOH + SiO

2

→

Na

2

SiO

3

najbardziej

szkodliwa

reakcja

zaliczana do korozji wewnętrznych

29

Na

2

SiO

3

– krzemian sodowy, zwi

ą

zek p

ę

czniej

ą

cy pod wpływem

du

ż

ej ilo

ś

ci wody na skutek czego na powierzchni zapraw i betonów

pojawiaj

ą

si

ę

zacieki.

Du

żą

reaktywno

ść

alkaliczn

ą

wykazuj

ą

równie

ż

kruszywa

dolomitowe:

CaCO

3

* MgCO

3

+ 2NaOH

→

CaCO

3

+ Mg(OH)

2

+ Na

2

CO

3

Na

2

CO

3

+ Ca(OH)

2

→

CaCO

3

+ 2NaOH

W wyniku tej reakcji odtwarzaj

ą

si

ę

zasady, które mog

ą

reagowa

ć

dalej.

Zapobieganie korozjom

S

ą

dwa rodzaje ochrony:

1. Ochrona materiałowo-strukturalna, tzw. pierwotna. Dotyczy przede

wszystkim prawidłowego projektu mieszanki betonowej, ł

ą

cznie z

wykonaniem i piel

ę

gnacj

ą

tego betonu (dobrze zaprojektowany beton

musi by

ć

szczelny), co ma doprowadzi

ć

do uzyskania betonu

szczelnego. Beton szczelny jest mało nasi

ą

kliwy, ma wi

ę

ksz

ą

mrozoodporno

ść

.

Je

ś

li chodzi o ochron

ę

materiałow

ą

, to cementy, które si

ę

stosuje

do produkcji betonów, które b

ę

d

ą

nara

ż

one na działanie czynników

agresywnych powinny posiada

ć

minimalne ilo

ś

ci C

3

A < 5%b (dotyczy

korozji siarczanowej) i

∑

Na

2

O + K

2

O < 0,6% (dotyczy korozji

wewn

ę

trznej alkalicznej). Musz

ą

mie

ć

ograniczon

ą

ilo

ść

tlenków

alkalicznych.

2.

Ochrona

powierzchniowa

wtórna

powierzchni

betonowych,

powlekanie powierzchni ró

ż

nymi substancjami organicznymi (

ż

ywice,

smoły, lepiki, woski) w wyniku czego nast

ę

puje odci

ę

cie powierzchni

betonu od szkodliwego

ś

rodowiska.

Drugi sposób polega na uszczelnianiu powierzchni betonu

poprzez powlekanie – kilkakrotne – roztworami, które zamieraj

ą

zwi

ą

zki

reaguj

ą

ce

ze

składnikami

betonu

z

wytworzeniem

trudno

30

rozpuszczalnych soli uszczelniaj

ą

cych beton. Dotychczas najcz

ęś

ciej

stosowana

była

tzw.

fluatyzacja,

fluaty

–

sole

kwasu

sze

ś

ciofluorokrzemowego: H

2

SiF

6

→

ZnSiF

5

.

ZnSiF

6

+ 2Ca(OH)

2

→

ZnF

2

↓

+ 2CaF

2

↓

+ SiO

2

ZnSiF

6

+ 2CaCO

3

→

ZnF

2

↓

+ 2CaF

2

↓

+ 2CO

2

↑

3. Silikatyzacja – polega na polewaniu powierzchni betonu szkłem

wodnym Na

2

SiO

3

, które z Ca(OH)

2

reaguje w nast

ę

puj

ą

cy sposób:

Na

2

SiO

3

+ Ca(OH)

2

→

CaSiO

3

↓

+ 2NaOH

4. Silikonowanie – silikony s

ą

to substancje hydrofobowe, polimery

krzemowe, tlenowe (organiczne), które s

ą

zawarte w wielu farbach do

powlekania:

– S – O – Si – O – Si – R (rudniki)

R

wytracają się w
postaci osadu
uszczelniając beton

uwodniona

→

przechodzi w formę
krystaliczną

nie pęcznieje