Залежно від виду вапна і умов, в яких відбувається її твердіння, розрізняють три типи твердіння: карбонатное, гідратне і гідросілікатное.
Карбонатних твердением називають процес поступового затвердіння розчинних або бетонних сумішей, виготовлених на гашеного вапна, при впливі на них вуглекислоти. Твердіння при цьому обумовлено одночасним протіканням двох процесів: кристалізації гідроксиду кальцію з насиченого водного розчину і освіти карбонату кальцію по реакції: Са (ОН) 2 +; Н-С02 + лН20 == СаС08 + (І-1) Н20.
При випаровуванні води з розчину гельовідниє маса вапняного тесту ущільнюється і зміцнюється.
Кристалики утворюється карбонату зростаються один з одним, з частинками Са (ОН) 2 і піску, обумовлюючи твердіння. Обсяг твердої фази збільшується, що призводить до додаткового ущільнення і зміцнення, що твердіє розчину. Поряд з карбонатом кальцію можливо також утворення сполук типу Сас03-пса (онь-тН2.0.
Випаровування вологи і коксування розчинів протікають дуже повільно. Остання захоплює переважно поверхневі шари, що пояснюється малою концентрацією С02 в повітрі (0,03%) і великою щільністю плівки утворюється карбонату, сильно ускладнює подальше проникнення вуглекислоти до внутрішніх шарів розчину.
Гідратний твердением називають процес поступового перетворення в тверде камневидное тіло вапняних розчинів і бетонних сумішей на меленого негашеного вапна в результаті взаємодії такої вапна з водою і освіти гідроксиду кальцію.
Ефект твердіння обумовлюється взаємним зчепленням і зрощенням утворюються субмикроскопических частинок гідроксиду кальцію. Від них залежить і фізико-механічна міцність всієї системи, що складається з гидратирующие в'яжучого, води, заповнювач і повітряних пір.
При тривалому зберіганні розчинів і бетонів, виготовлених на меленого негашеного вапна, в сухих умовах на повітрі спостерігається їх зміцнення за рахунок випаровування води і переходу гідроксиду кальцію в стійкий карбонат кальцію під дією вуглекислоти.
Гідросілікатним твердением називають процес перетворення вапняно-кремнеземистих сумішей в тверде камневидное тіло, обумовлений утворенням гідросилікатів кальцію при тепловій обробці в автоклавах насиченою парою під тиском 0,9- 1,6 МПа, що відповідає температурі 174,5-200 ° С. Спосіб автоклавної обробки вапняно-пёсчаних каменів був запропонований В. Міхаелісом в 1880 р
Висока температура автоклавної обробки при наявності в оброблюваному матеріалі води в жідком- стані сприяє різкого прискорення хімічної взаємодії гідроксиду кальцію з кварцовим піском або яким-небудь іншим кремнеземистим компонентом (суглинок, трепел, зола, шлак, керамзит і ін.) - Відомому ковопесчание ( силікатні) дрібнозернисті бетони отримують із сумішей вапна (8-12%) і кварцового піску (88-92 7о).
При автоклавної обробці в результаті взаємодії вапна з кремнеземом утворюються значні кількості гідросилікату кальцію, що забезпечують високу міцність і довговічність виробів. Через 6-12 годин автоклавної обробки одержують вапняно-піщані вироби міцністю при стисканні 30-50 МПа і більше.
Твердіння вапняно-кремнеземистих матеріалів в умовах обробки парою в автоклавах - наслідок низки складних фізичних і фізико-хімічних процесів.
У чому відмінність гідравлічної і повітряної вапна?
Гідравлічне вапно - тонкомолотий порошок, який одержують шляхом випалу при 900-1100 ° С мергелистих вапняків, що містять 6-20% глинистих і тонкодисперсних піщаних домішок. Ця вапно має здатність довго зберігати міцність у воді після попереднього твердіння на повітрі. Гідравлічне вапно, на відміну від повітряної, характеризується більшою міцністю
Гідравлічну вапно отримують помірним випаленням (тобто не до спікання) мергелистих вапняків, що містять 6. 20% глини. У процесі випалу утворюються силікати, алюмінати і ферити кальцію, що додають вапна гідравлічні властивості. Оскільки в продукті міститься також частина СаО і MgO, здатних тільки до повітряного твердненню, гідравлічне вапно поєднує в собі властивості як повітряного, так і гідравлічного в'яжучого.
Міцність гідравлічного вапна після комбінованого твердіння (7 діб. На повітрі і 21 діб. В воді) становить 2. 5 МПа. Це вище, ніж у повітряного вапна.
Таким чином, в ході даної лабораторної роботи, ми дізналися про в'яжучих матеріалах, з'ясували, що вони діляться на повітряні і гідравлічні. Ми докладно розглянули найголовніші показники якості в'яжучих - міцність і швидкість затвердіння, стадії твердіння - схоплювання і набір міцності, 3 показника маркування гіпсових в'яжучих - швидкість схоплювання, тонкість помелу і міцність. Також ми з'ясували, як змінюється обсяг гіпсового тесту при твердінні. Дізналися, що представляє собою недожог і перевитрата вапна, а також вапно-кипелка. Ми розглянули процес твердіння вапна і з'ясували, в чому полягає відмінність між гідравлічної і повітряної вапном.
Клінкерна цегла отримують в результаті високотемпературного випалу глин особливої якості до повного спікання. Отримується виріб має чудові характеристики по міцності (марка міцності до 800 МПа), морозостійкості (від 300до 1000 циклів), низьку пористість і, як наслідок, прекрасні перспективи по довговічності (кілька поколінь домочадців зможуть насолоджуватися науковістю з клінкерної цегли).
Мостовий цегла випускають товщиною від 40 до 72 мм, що дозволяє використовувати його і на пішохідних доріжках, і на автомобільних парковках. Геометричні розміри дуже різноманітні (мозаїчний 60 * 60 мм, цеглу різних форматів, полукірпічікі, витягнуті форми).
Клінкер придумали голландці. Вони першими в світі розробили технологію виробництва високоміцного керамічного каменю. Вже на початку XIX століття в Голландії була побудована перша клінкерна дорога, що з'єднала Амстердам і Гарлем. В принципі, масштабність цього об'єкта цілком порівнянна з сучасними порожніх будівництвами. Згодом голландці почали виробляти клінкер не тільки для мощення, а й для будівництва будинків. Оскільки в цій країні практично немає природних кам'яних матеріалів, клінкер швидко завоював популярність. З Голландії технологія виробництва клінкеру поширилася спочатку в сусідні західноєвропейські країни, а звідти і в США.
У дореволюційній Росії теж були заводи з випуску клінкерної цегли, але їх робота закінчилася з приходом комуністів, яким, перш за все, були потрібні дешеві будівельні матеріали. Якщо ви любитель старожитностей, відвідайте Музей цегли в Купчино (Південне шосе, 55). Поряд з традиційною цеглою там зібрана чудова колекція старовинної клінкеру. Представлені цеглу не тільки російських заводів, а й європейських - німецьких, голландських.
Вважається, що XX століття дало світу безліч нових матеріалів і технології, які визначили вигляд сучасних міст і справили величезний вплив на розвиток економіки. Між тим, кращі продукти були винайдені набагато раніше. Людство тисячоліттями будувало з дерева, каменю та цегли. Технічний прогрес XX століття дозволив удосконалити процес їх обробки або виробництва. Це в повній мірі відноситься і до клінкерній цеглі. В цілому його виробництво зводиться до тих же процесів, що і 2 століття назад. Відмінність лише в тому, що на заводах XIX століття більшість технологічних циклів проводилося вручну, сьогодні • виробництво максимально автоматизовано.
Клінкерна цегла - абсолютно натуральний продукт. У його народження беруть участь глина, вода і вогонь. Клінкер виробляється шляхом високотемпературного випалу спеціальних сортів пластичних глин.
Глина змішується з водою, отриманий склад збожеволіє в шнекове пристрій, де відбувається остаточний заміс. Глиняна маса виходить звідти в формі, що віддалено нагадує ковбасу, тільки гігантської довжини. Потім вона ріжеться на порції строго заданих розмірів і відправляється в піч, де обпалюють при температурі в 1300 градусів. На виході виходить цегла без включень і порожнеч.
Технологічним проривом у виробництві клінкеру стало винахід тунельних печей. У двох словах про принцип їх дії. Як випливає з назви, піч має конфігурацію тунелю. У центрі знаходиться джерело відкритого вогню. По рейках рухаються вагонетки, в яких знаходяться підготовлені до випалу цеглинки. Наближаючись до вогню, вони повільно нагріваються. Проходячи кульмінаційну точку - поступово остигають. Все це відбувається відповідно до точно прорахованих графіком руху, що забезпечує оптимальний температурний режим. Тунельні печі працюють постійно, тобто їх не нагрівають і не остуджують.