Главная  Материалы 

 

Смешанные цементы как разновидности комплексных вяжущих веществ

 

При выборе смазочного материала для конкретной сборочной единицы необходимо принимать во внимание следующие основные условия: при повышении удельного давления необходимо применять масла с более высокой вязкостью и маслянистостью; при повышении температуры рабочих поверхностей и окружающей среды— более вязкие масла; чем хуже обработаны поверхности деталей, тем более вязкое масло надо применять.

 

Помимо этого, на выбор масел и пластичных смазочных материалов оказывают влияние расположение трущихся пар, степень динамичности действующих нагрузок, а также конструктивные особенности смазочных систем. При выборе смазочных материалов также необходимо иметь в виду следующие преимущества и недостатки масел и пластичных смазочных материалов.

 

Смазочные масла обладают следующими преимуществами: низким коэффициентом внутреннего трения, высокой стабильностью и чистотой, хорошей работоспособностью при высоких скоростях и температурах, способностью отводить образующееся в результате трения тепло, возможностями применения фильтров и сбора отработавшего масла с целью его регенерации, простотой смены.

 

Недостатки масел — пожароопасность, повышенный расход из-за утечек, необходимость в применении сложных уплотнений и частых доливок.

 

Преимущества пластичных смазочных материалов — хорошая работоспособность при сложных и трудных режимах нагружения, экономичность, сохранение смазочного слоя, высокие герметизирующие свойства. К недостаткам этих смазочных материалов относятся: возможность расслоения под воздействием высоких температур при длительной работе, худшие по сравнению с маслами стабильность и работоспособность при низких температурах, сложная конструкция систем подводки смазочных материалов.

 

Ниже приводятся основы подбора смазочных материалов для смазывания типовых сборочных единиц строительных машин.

 

Подшипники скольжения. Для подшипников скольжения при температуре от 0,до +65° С рекомендуется применять универсальные среднеплавкие смазки УС-1 и УС- Во влажной среде при повышенной температуре необходимо использовать жировую смазку 1-1 При отрицательных температурах — смазку ВНИИ НП-242.

 

Подшипники качения. Повышение долговечности подшипников качения достигается главным образом за счет увеличения окислительной стойкости и вязкости масла, а также применения присадок типа графита, дисульфида молибдена и серы.

 

При набивке пластичного смазочного материала в подшипники валов, вращающихся с частотой до 1500 об/мин, заполняют 2/з свободного объема подшипника, а при скоростях свыше 1500 об/мин — 7з объема.

 

Плоские поверхности скольжения. Для этих поверхностей масло подбирают в зависимости от удельного давления и скорости скольжения по специальным диаграммам.

 

Наиболее часто для смазывания плоских направляющих применяют масла И-20А, И-ЗОА, И-40А, АС-10, а также смазку УС-2 и синтетический солидол.

 

Зубчатые передачи. Как чрезмерная, так и недостаточная вязкость масла приводит к ускорению изнашивания — первая в связи с перегревом и снижением фактической вязкости в зоне контакта, вторая вследствие недостаточной несущей способности масляных пленок. Следует отметить большое влияние вязкости масла на образование задиров, которые представляют собой результат «температурных вспышек», возникающих преимущественно при ударах из-за кратковременных, но значительных перегрузок. Чем больше вязкость масла, тем выше допускаемая нагрузка задирания. Этот же эффект достигается путем использования противозадирных присадок. Аналогично влияние масла на выкрашивание. В связи с трудностями получения жидкостного трения в червячных передачах с цилиндрическим червяком рекомендуется применение глобоид-ных червячных передач всюду, где это возможно. Зубчатые передачи закрытого типа (редукторы) смазывают маслами, характеристики которых подбирают по зубчатой паре, работающей с наибольшей нагрузкой и наименьшей скоростью. Количество залитого в картер закрытой цилиндрической зубчатой передачи масла должно быть таким, чтобы большое зубчатое колесо было погружено на глубину 7з высоты зуба, а конической —на всю высоту зуба.

 

Для открытых зубчатых передач применяют смазки УСсА, УС- На зубчатое колесо пластичный смазочный материал наносят лопатками равномерно по его окружности отдельными порциями через каждые 2—3 зуба.

 

Зубчатые муфты. Зубчатые муфты смазывают трансмиссионными маслами и цилиндровым.

 

Цепные передачи. Для смазывания цепных передач при температуре до 60° С и большой влажности применяют пластичные смазочные материалы УС-1 и УС-2, а при более высокой температуре и сухой атмосфере—1-1 В особо тяжелых условиях цепи смазывают смазкой УСсА. Цепи смазывают, окуная их в расплавленный смазочный материал.

 

Для смазывания цепных передач используют также индустриальные масла И-20А, И-ЗОА, И-40А, цилиндровое 32 и АС-1 При повышении скорости цепи необходимо, во избежание сбрасывания с нее масла центробежными силами применять более вязкие масла. Для регулярного выполнения смазочных работ на каждую машину завод-изготовитель составляет карту и таблицу смазывания. На схематическом чертеже машины, помещенном в карте смазывания, должны быть обозначены цифрами все смазываемые точки, а в таблице смазывания приведена расшифровка карты согласно рекомендациям ГОСТ 2.601—68 (форма .

 

При замене смазочных масел основное внимание надо обращать еа их вязкость, степень очистки и температуру застывания. Вязкость и степень очистки должны быть не ниже, чем у заменяемого смазочного материала, а его температура застывания — не выше.

 

Активными минеральными добавками называются природные или искусственные вещества, которые при смешении в тонкоизмель-ченном виде с воздушной известью переводят ее в вяжущее вещество с гидравлическими свойствами, а при смешении с портландцементом усиливают ее гидравлические свойства и повышают водостойкость смешанного вяжущего вещества. Применение этих добавок также экономически целесообразно — снижается стоимость портландцемента за счет экономии клинкера.

 

К искусственным активным минеральным (гидравлическим) добавкам относятся: шлаки доменные гранулированные, топливные золы и шлаки, обожженные глины (глиежи, цемянки), побочные продукты и отходы производств, например нефелиновый (белито-вый) шлам — отход глиноземного производства; сиштоф — отход при производстве сернокислого алюминия и квасцов и др. Некоторые из упомянутых искусственных активных добавок по химическому составу близки к составу вяжущего вещества и поэтому количество таких добавок нередко бывает доминирующим. Именно к таким компонентам смешанных вяжущих веществ относится гранулированный доменный шлак, химический состав которого весьма сходен с составом портландцементного клинкера, а именно (): СаО — 30—50, Sto2 — 28—30, АЬОз — 8—24, MgO — 1—12 и др. Весьма близок по минеральному составу нефелиновый шлам к бели-товому портландцементу: в шламе до 80 по массе содержится Двухкальциевого силиката 2СаО • SiC2 (белита). Это в полной мере, как уже отмечалось, относится к шлаку бокситовой руды при доменной плавке этого природного материала (в присутствии некоторых добавок). Количество примеров можно увеличить, но общий вывод один: необходимо проявлять максимальное внимание к побочным продуктам и отходам производства.

 

К неорганическим смешанным относятся вяжущие вещества, получаемые объединением воздушных и гидравлических вяжущих с активными минеральными добавками и шлаками при их совместном помоле или после раздельного измельчения.

 

Производство пуццоланового портландцемента отличается наличием дополнительных операций по измельчению минеральной добавки до частиц не крупнее 5 мм и сушке с последующим хранением ее в отдельном бункере. Подготовленная и отдозированная добавка поступает в мельницу совместного помола с клинкером и гипсом. Для интенсификации помола иногда вводят дополнительные добавки (в количестве до 1%), не ухудшающие качества цемента.

 

Среди природных активных минеральных добавок вулканического происхождения широкое применение получили пуццоланы, туфы, пемзы и трассы, а из осадочных горных пород — диатомиты, трепелы, опоки. Характерным для добавок из осадочных горных пород является наличие в них преобладающего количества кремнеземистых компонентов, находящихся в аморфном состоянии, а для добавок вулканического происхождения — аморфных алюмосиликатов.

 

Пуццолановый портландцемент используют для сооружения бетонных и железобетонных конструкций подводных и подземных сооружений, подверженных действию мягких и сульфатных вод, повышенной влажности. Бетоны на его основе более водонепроницаемые, чем на обычном портландцементе. Однако исследования показали, что некоторые активные глиноземсодержащие добавки могут снизить сульфатостойкость этих цементов. Поэтому был разработан специальный — сульфатостойкий пуццолановый портландцемент.

 

Портландцемент пуццолановый — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, гипса (2—3% в пересчете на серный ангидрит) и минеральной добавки, или тщательным смешиванием тех же раздельно измельченных материалов. Количество активных минеральных добавок составляет (% по массе цемента): добавок вулканического происхождения — не менее 25, обожженной глины, глиежа или топливной золы — 25—40, добавок осадочного происхождения — 20—3 В клинкере для производства пуццоланового портландцемента ограничивают содержание трехкальциевого алюмината до 8%. Гипс вводят для регулирования сроков схватывания.

 

Шлакопортландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным измельчением портландцементного клинкера, доменного гранулированного или электротермофосфорного шлака в количестве не менее 21 и не более 80% и гипса — не свыше 3,5% (в пересчете на БОз) для регулирования сроков схватывания и активизации шлака на стадии твердения цементного теста. Допускается заменять часть шлака активными минеральными добавками (не более 10%)). Можно изготовлять шлакопортландцемент и путем смешения тех же исходных материалов, но измельченных раздельно. Грануляция шлака осуществляется на специальных грануляционных установках быстрым охлаждением расплава шлака водой. По химическому составу доменный шлак состоит в основном (на 90—95%) из оксидов Са, Si, A1, т. е. близок к составу портландцементного клинкера, поэтому его и вводят в большем количестве, чем другие активные минеральные добавки. Расход известняка при получении клинкера можно снизить, добавляя в сырьевую смесь вместо глинистого компонента часть шлака.

 

Качество пуццоланового портландцемента обусловливают клинкерные минералы. Минеральные добавки улучшают отдельные свойства, особенно при взаимодействии цемента с водой. Они химически связывают часть образующегося гидроксида кальция в нерастворимых соединениях, повышая плотность и сульфатостойкость цементного камня. Этот цемент отнесен по стандарту к группе сульфатостойких. Его плотность 2,7—2,9 г/см3, насыпная плотность в рыхлом состоянии 800—1000 кг/м3, а в уплотненном — 1200—1500 кг/м Цвет светлый. Для образования теста нормальной густоты требуется повышенное количество воды по сравнению с портландцементом — 30—38%, особенно при рыхлых мягких добавках — трепеле и диатомите. Это относится к его недостаткам, особенно в связи с увеличением размеров усадки. Сроки схватывания: начало не ранее 45 мин, конец — не позднее 10 ч. Пуццолановый портландцемент имеет марки 300 и 40 Твердеет в замедленном темпе, но через 3—6 мес. его прочность полностью соответствует прочности портландцемента той же марки. Такой характер отвердевания объясняется наличием дополнительных реакций с минеральными добавками в условиях повышенного содержания воды.

 

Этот продукт выпускают марок 300, 400 и 50 Он сероватого цветах голубоватым оттенком. Плотность — 2,8—3,0 г/см3, средняя плотность в рыхлом состоянии 1000—1300, а в уплотненном — 1400—1800 кг/м3; нормальная густота цементного теста 26—30%; тонкость помола и равномерность изменения объема такие же, как у обычного портландцемента. Прочность цементного теста нарастает замедленно в начальный период твердения, но через 3—6 месяцев она превосходит прочность портландцемента той же маркие.

 

Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава и гипса (до 3,5% по SCb). В клинкере содержатся (%): СзБ до 50, СзА до 5, (СзА + C4AF) — не более 2 Минеральные активные добавки для этого цемента не применяются, так как они снижают морозостойкость бетона. Пуццолановый сульфатостойкий портландцемент при твердении мало выделяет теплоты, отличается замедленным твердением в начальные сроки. Его марка по прочности — 400, цементный камень имеет повышенную морозостойкость и устойчивость к сульфатной среде. Используется для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, гидротехнических сооружений, работающих в условиях сульфатной коррозии, попеременного увлажнения и высыхания, циклического замерзания и оттаивания. Для твердения этого вяжущего более благоприятны увлажненные условия или водная среда.

 

Шлакопортландцемент применяют для изготовления железобетонных изделий и конструкций, твердеющих в пропарочных камерах, в конструкциях горячих цехов, гидротехнических сооружениях, подвергающихся сульфатной агрессии.

 

Технология этого цемента включает два передела: получение портландцементного клинкера; получение шлакопортландцемента. Первый передел остается тем же, что и в производстве портландцемента, второй — начинается с поступления сухого шлака, портландцементного клинкера и гипса в бункер помольного отделения. От-дозированные компоненты поступают в трубные мельницы для совместного помола. Готовый продукт — шлакопортландцемент — направляется в силосы для хранения или потребителю. При помоле практикуется и двухступенчатый цикл: сначала измельчают более твердый клинкер совместно с гипсом, а затем добавляют менее твердый шлак, что создает возможность более тонкого измельчения клинкера, а затем и шлакопортландцемента, например, до удельной поверхности, равной 4000—4500 см2/г, как у быстротвердеющего Шлакопортландцемента.

 

Известково-пуццолановое вяжущее вещество, которое получают совместным помолом 15—30% воздушной извести с активными минеральными добавками. В этот состав вводят до 5% двуводного гипса. При затворении такого вяжущего водой происходит химическое взаимодействие между активным кремнеземом и известью:

 

Разновидностью шлакопортландцемента является быстротвер-деющий, который отличается меньшим содержанием шлака (до 50%), более высокой тонкостью помола, наличием каталитических добавок (А1СОз, FeCb, NaCl и др.) в количестве 0,5—1,5% массы цемента. Этот цемент характеризуется более интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения теста, например через 3 суток предел прочности при сжатии не менее 14 МПа, а через 28 суток ч 40 МПа. Его следует употреблять в течение 7—10 дней со дня изготовления, чтобы он не потерял активность при хранении.

 

Образующийся низкоосновный гидросиликат кальция обеспечивает гидравлические свойства вяжущего. Марки его М25, М50, М100иМ150.

 

К смешанным вяжущим на основе воздушных вяжущих веществ относятся следующие.

 

Известково-шлаковое вяжущее вещество получают совместным помолом доменных гранулированных шлаков с воздушной гашеной или негашеной известью (20—30%) и гипсом (до 3—5%). В присутствии воды известь реагирует с низкоосновными алюминатами и силикатами шлака, переводя их в высокоосновные гидроалюминаты и гидросиликаты кальция, а гипс обеспечивает образование кристаллов эттрингита.

 

СаО + Si02 + «Н20 = СаО • Si02 • иН20.

 

Известково-кремнеземистое вяжущее вещество, получаемое в условиях автоклава, представляет собой продукт синтеза химически активного сырья с образованием гидросиликатов цементирующей связки в искусственных силикатных конгломератах. Одним из наиболее часто используемых компонентов сырьевой смеси служит известь. Она обладает большой химической активностью к кремнезему при термовлажностной обработке. Поэтому вторым основным компонентом сырьевой смеси является кварцевый песок или другие минеральные вещества, содержащие кремнезем, например кварцит или другие кислые породы, кислые шлаки, золы. Чтобы химическое взаимодействие проходило интенсивнее (со сбережением тепловой энергии и топлива), кремнеземистый компонент подвергают тонкому измельчению. Непременным третьим химически активным компонентом сырьевой смеси служит вода.

 

Известково-пуццолановое вяжущее вещество применяют в строительных растворах и бетонах низких марок для подводных и подземных сооружений, а также в изделиях с тепловлажностной обработкой.

 

При автоклавной обработке образуются наиболее устойчивые низкоосновные гидросиликаты с соотношением CaO:Si02 в пределах 0,8—1,2, хотя на промежуточных стадиях отвердевания возможны и более высокоосновные химические соединения.

 

При применении высококачественных шлаков, извести-ки-пелки и при более тонком помоле известково-шлаковое вяжущее вещество может иметь марки М250 и М30 Его применение то же, что и известково-пуццоланового вяжущего вещества.

 

Активность вяжущего вещества, выражаемая прочностью изве-стково-кремнеземистого камня оптимальной структуры после автоклавной обработки, как и другие структурно-чувствительные свойства, зависит от соотношения ИТ:ПМ (по массе), где Ит — известковое тесто как дисперсионная среда, Пм — песок молотый как кремнеземистый компонент и как дисперсная фаза в этой гетерогенной системе. Исследования показали, что пределы прочности при сжатии, на растяжение, при изгибе и другие свойства силикатного камня принимают экстремальные значения, когда это соотношение является минимальной величиной при принятых технологических параметрах, что соответствует закону створа. Получаемая величина активности вяжущего не предусмотрена стандартной оценкой, но служит расчетной, необходимой для определения прочности ИСК на его основе. К таким конгломератам относятся плотные силикатные бетоны, железобетон, из ячеистых бетонов — газосиликат, пеносиликат, а также силикатный кирпич и другие изделия автоклавного твердения.

 

В настоящее время к самой распространенной составляющей автоклавных известково-кремнеземистых вяжущих веществ относят кальциевую известь. ГОСТ 9179—77 установлено, чтобы СаО + + MgO было больше 70%, в том числе MgO не более 5%;.СОг — меньше 8%, время гашения не более 20 мин. В природе чаще встречаются мергелистые и доломитизированные известняки, и поэтому проблема использования магнезиальной извести, получаемой обжигом таких известняков, остается весьма актуальной. Присутствие MgO свыше 5% приводит к запоздалому гашению этого оксида (периклаза) с образованием Mg(OH)2 и появлению трещин в силикатных изделиях.

 

Гипсоцементнопуццолановое вяжущее вещество (ГЦПВ)1 получают смешением 50—75% полуводного гипса, 15—25% портландцемента и 10—25% активной минеральной добавки в виде диатомита, трепела, опоки и др. Обычно не рекомендуется смешивать портландцемент с большим количеством гипса, так как образующиеся высокосульфатные виды гидросульфоалюминатов кальция при кристаллизации значительно и неравномерно увеличиваются в объеме и могут вызвать трещины в затвердевшем конгломерате. Но при введении активной минеральной добавки, связывающей часть свободной извести в гидросиликаты кальция, образуются низкоосновные гидросульфоалюмйнаты без значительного увеличения в объеме, что обеспечивает трещиноустойчивость изделий из ГЦПВ.

 

В формировании структуры и свойств силикатного камня как Цементирующей связки на основе известково-кремнеземистого вяжущего вещества большую пользу приносят добавочные компоненты (добавки), выполняющие функции ускорителей процессов химического становления гидросиликатов кальция и магния. В результате синтеза с образованием тонкоигольчатых чешуйчатых CSH и тоберморита (CsSeHs) происходит общая кристаллизация новообразований и формирование микроструктуры камня. В высокоизвестковых смесях синтезируются также гиллебрандит C2SH и другие комплексные соединения.

 

ГЦПВ применяют для изготовления стеновых панелей, а также санитарно-технических кабин и других конструкций.

 

Сульфатно-шлаковые вяжущие вещества получают при активизации доменного гранулированного шлака двуводным и полуводным гипсом и ангидридом с добавкой оксидов кальция и магния в виде обожженного доломита, извести или портландцемента. Существуют две их разновидности: гипсошлаковое и шлаковое бесклинкерное. Чаще применяют гипсошлаковое, как сильно гидравлическое вяжущее вещество. Оно состоит из 75—85% доменного гранулированного шлака, 15—20% двуводного гипса или ангидрита, до 5% портл.андцементного клинкера (можно заменить 2% оксида кальция). Используют шлаки с повышенным содержанием глинозема (15—20%). Это — медленно твердеющее вещество марок Ml50, М200 и М30 Наряду с обычным применением в бетонных и железобетонных наземных конструкциях его целесообразно применять для подводных частей сооружений, работающих в условиях сульфатной агрессии. Шлаковое бесклинкерное вяжущее называют так вследствие очень малого содержания в нем активизирующей добавки, состоящей из 5-—8% ангидрита и 5—8% обожженного доломита; остальная масса — доменный гранулированный шлак в количестве 85—90%.

 

Наиболее высокую гидравличность имеют шлакощелочные цементы, затворенные растворами едких щелочей, а активность их выше при твердении в воде. В зависимости от состава алюмосили-катной составляющей эти цементы имеют несколько разновидностей: бездобавочный цемент, цемент с добавками горной породы, глинистых минералов, горелых пород, щелоче- и кремнийсодержа-Щих веществ, карбонатов и др. Шлакощелочные цементы разделяются на марки: 400, 500, 600, 700, 800, 900 иЮОО. При испытании в тесте нормальной густоты прочность цементов изменяется в пределах 60—180 МПа. При испытании в растворе состава 1:3 некоторые шлакощелочные цементы превышают в 1,5—2 раза прочность высокомарочного портландцемента. Шлакощелочные цементы на жидком стекле отличаются особо быстрым набором прочности: до 20—25 МПа в суточном возрасте. При использовании в качестве добавки каолина в количестве 20—50% получают декоративные шлакощелочные цементы с введением в их состав красящих минеральных веществ. К этим щелочестойким пигментам относятся железный сурик, оксид хрома, охра и др., добавляемые в количестве до 15% (по массе), или органические пигменты, например фталоцианино-вые, — до 0,3%. Кроме каолина, белизны цементов можно достичь добавлением известняка или доломита, если их коэффициенты белизны составляют не менее 90% по отношению к белизне BaSCU.

 

Предел прочности при сжатии этого вяжущего вещества, полученного на обычном строительном гипсе, составляет 10—15 МПа, а на высокопрочном — 30—40 МПа. Конец схватывания наступает не позднее 20 мин, что удобно для производства.

 

Шлакощелочные цементы представляют собой гидравлические вяжущие вещества, получаемые тонким измельчением гранулированного шлака совместно с малогигроскопичным щелочным компонентом или затворением молотого шлака растворами соединений щелочных металлов: натрия, калия или лития. Шлаки используют доменные или электротермофосфорные гранулированные (ГОСТ 3476—7 с тонкостью помола, характеризуемой удельной поверхностью не ниже 3000 см2/г. Могут быть использованы и другие разновидности шлаков, например титанистые, никелевые, фер-ромарганцевые, ваграночные, мартеновские после их предварительного испытания. Щелочные компоненты в виде соединений щелочных металлов составляют 5—15% массы шлака (в пересчете на сухое вещество). Используют их водные растворы 18—40%-ной концентрации по массе. К таким соединениям относятся: едкие щелочи (едкий натр, едкое кали), смесь плавленных щелочей; сода кальцинированная техническая, содощелочной шлак, поташ, фтористый натрий; силикатные соли и растворимые стекла с силикатным модулем 0,5—2,5, в том числе орто-мета-дисиликаты натрия и калия; алюминатные соли — алюминаты натрия и калия. Присутствие в шлакощелочных цементах значительных количеств щелочных соединений благоприятствует формированию в продуктах гидратации водостойких щелочных гидроалюмосиликатных новообразований типа R20 • ЗАЬОз • 6Si02 • иН20 или R20 • А12Оз • (2^)Si02 • «Н20.

 

Шлакощелочные цементы используют для монолитных и сборных бетонов и железобетона в жилищном, гидротехническом и автодорожном строительстве. Первый в мире жилой дом из монолитного шлакощелочного бетона построен в г. Липецке в 1987—88 гг.

 



Песколовки. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод. "шлягер" каркаса. Систематизация факторов. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях. Склады арматурной стали. Скользящая опалубка.

 

Главная  Материалы 



0.0072