Materiały budowlane

MATERIAŁY BUDOWLANE
-Spoiwa i zaprawy: są to sztuczne materiały wiążące, pochodzenia mineralnego.
-Mineralne spoiwa budowlane są to sztucznie wytworzone materiały wiążące, które charakteryzują się aktywnością chemiczną, polegającą na tworzeniu się z wodą i dwutlenkiem węgla trwałych i twardych połączeń.
Spoiwa budowlane w zależności od odporności na wodę i warunki twardnienia dzielą się na:
1. powietrzne- wiążą i twardnieją po zarobieniu z wodą tylko na powietrzu, nie są odporne na wodę.
2. hydrauliczne- wiążą i twardnieją zarówno na powietrzu, jak i pod wodą i są odporne na działanie wody.
Otrzymywanie spoiw wymaga procesów energochłonnych, takich jak prażenie i spiekanie. Maksymalne temp tych procesów wynoszą: gips 200, wapno 1000-1200, cement 1450-1500.
W procesie wiązania i twardnienia spoiw zachodzą reakcje chemiczne:
1. uwodnienie- wszystkie spoiwa
2. hydroliza- spoiwa hydrauliczne
3. karbonatyzacja- spoiwa wapienne
Zaprawa budowlana- spoiwa zmieszane z piaskiem lub innym materiałem wypełniającym oraz z wodą tworzą plastyczną masę, która stopniowo wiążąc zmienia się ze stanu plastycznego w twardą masę.
SPOIWA POWIETRZNE:
1. wapno i zaprawa wapienna- otrzymuje się z kamienia wapiennego, wapiennego którym głównym składnikiem jest węglan wapnia z domieszkami węglanu magnezu, glinu, piasku i substancji organicznych. Jeśli tlenku magnezu > to wtedy jest wapno magnezjowe. W zależności od zawartości tlenku magnezu znane są 3 odmiany wapna:
• wapno palone zwykłe- tlenek magnezu <5%
• wapno palone magnezjowe tlenek magnezu od 5-15%, otrzymywane przez wypalanie wapieni dolomitowych
• wapno palone dolomitowe >15%, otrzymywane przez wypalanie dolomitów.
Wypalone wapno nie powinno zawierać węglanu wapnia, a barwa powinna być biała. Wapno palone łatwo wchłania wilgoć i na powietrzu łączy się z dwutlenkiem węgla, tracąc swoje własności wiążące- wietrzenie wapna. Dlatego powinno się przeprowadzać proces gaszenia. Wapno palone pod wpływem wody przechodzi w wapno gaszone. Proces gaszenia można przeprowadzić dwojako:
• przy nadmiarze wody uzyskuje się wapno gaszone na mokro- lasowanie
• przez gaszenie wapna stechiometryczną ilością wody konieczną do przebiegu reakcji otrzymuje się wapno hydratyzowane
proces gaszenia jest reakcją egzotermiczną, wydzielają się duże ilości ciepła, temp wzrasta do 100 stopni. wzrasta objętość prawie dwukrotnie. Wapno jest bardzo żrące oraz silnie zagrzewa się w czasie reakcji chemicznej z wodą i wilgocią.
Przy ocenie jakości wapna bierze się pod uwagę: wygląd zewnętrzny, ilość aktywnych tlenków CaO i MgO, zawartość części niegasnących się, czas i temp gaszenia, stopień zmielenia.Wytwarza się 3 rodzaje wapna w zależności od rozdrobnienia: wapno nie gaszone w kawałkach, wapno niegaszone mielone, wapno suche gaszone.Zaprawa wapienna: to mieszanina wapna gaszonego lasowanego lub hydratyzowanego z piaskiem i wodą o konsystencji plastycznej masy. Podział: zaprawa murarska (z > zawartością piasku), tynkarska ( z < zawartością piasku). Nie są odporne na działanie deszczów, wilgoci i czynników atmosferycznych.
2. gips i zaprawy gipsowo- wapienne
gips jest spoiwem powietrznym uzyskiwanym przez wypalanie kamienia gipsowego temp 130 do 185. składa się z półwolnego siarczanu wapnia i bezwodnego siarcznu wapnia (anhydrytu). W czasie dalszego ogrzewania gips bezwodny wiążący przechodzi w gips martwy lub przepalony, który nie ma zdolności wiązania(300-317 temp koniec) przy dalszym ogrzewaniu powyżej 800 następuje częściowy rozkład anhydrytu, powstaje wtedy mieszanina wapna palonego, anhydrytu i gipsu półwolnego- gips jastrychowy, który wiąże wodę powoli. Gips zarobiony z wodą daje plastyczną masę która szybko twardnieje. Proces wiązania polega na przyłączaniu wody i powstaniu ponownie gipsu dwuwodnego. Dwuwodnego czasie wiązania wody wydziela się nieznaczna ilość ciepła i następuje wzrost objętości. Szybvkośc wiązania zależy od stopnia rozdrobnienia spoiwa, im bardziej rozdrobniony tym szybciej wiąże. Czas wydłuża się przez dodatek : kleju, lateksów, kwasu cytrynowego.
Zależnie od rozdrobnienia znane są gatunki:
• gips budowlany- wykorzystywany do zapraw gipsowych lub wapienno- gipsowych, do wyrobu elementów budowlanych
• gips modelowy- wykorzystuje się go do wyrobu form do odlewania modeli chirurgii i dentystyce
• gips ceramiczny- wykorzystywany do odlewania form w przemyśle ceramicznym.
3. cement magnezjowy lub cement morela:
cement magnezjowy otrzymuje się przez zmieszanie zmielonego magnezytu kaustycznego ze stężonym roztworem krystalicznego chlorku magnezu lub siarczanu magnezowego. Spoiwo to wiąże i tężeje na powietrzu tworząc twardą masę jako wynik powstawania twardych związków chemicznych, krystalizujących z zaprawy. Nie jest całkowicie odporny na wodę, dobrze łączy się z materiałami wypełniającymi: mączka drzewna.
Ksylolit- tworzywo budowlane otrzymywane ze spoiwa opartego na cemencie magnezjowym orza wypełniaczy z dodatkiem farb mineralnych.
SPOIWA HYDRAULICZNE
1. cement
jest rodzajemspoiwa hydraulicznego ulegającego związaniu po zarobieniu woda i następnie twardnieniu. Ma dużą wytrzymałość mechaniczną i odporność na korozję. Rodzaje cementu: portlandzki, mieszane, glinowe, hutnicze, ekspansywne, budowlane, murarskie.
Cement portlandzki:
Klinkier- przez wyprażenie mieszaniny zmielonych wapieni, gliny i margli, po zmieleniu daje cement.
Skład: tlenek wapnia 62%, krzemionka 18%, tlenek glinu 4%, tlenek magnezu 5%, tlenek żelaza 2%, trójtlenek siarki 1%
jest on miałkim delikatnym proszkiem o jasnym zabarwieniu z odcieniem zielonkawym. Stopień rozdrobnienia cementu wpływa na czas związania i twardnienia oraz wytrzymałości. zwietrzenie- reakcja składników cementu z parą wodną i dwutlenkiem węgla, powoduje to zmniejszenie własności wiążących cementu.
Cement zmieszany z wodą po pewnym czasie gęstnieje , a następnie twardnieje tworząc sztuczny kamień. Proces twardnienia polega na hydrolizie i hydratacji składników cementu. Powstają związki o koloidalnym stopniu rozdrobnienia, które ulegają przemianie w żele o własności klejących, wskutek czego zaczyn cementowy przemienia je w twardy, sztuczny kamień o dużej wytrzymałości. Jeśli proces twardnienia zachodzi w powietrzu powstaje węglan wapniowy. Cement po stwardnieniu powinien zachować stałą objętość. Ujemna cechą jest mała odporność chemiczna . najważniejszymi cechami cementu jest wytrzymałość na ściskanie i zginanie, dwie klasy wytrzymałości: o normalnej i wysokiej wytrzymałości. Marki cementów- są to liczby podane przy nazwie cementu, określające wymaganą minimalną wytrzymałość na ściskanie KG/cm. Domieszki zamierzone względnie przypadkowe wywierają z reguły wpływ na zmianę czasu wiązania cementu, działanie jest odmienne, gdy są zmielone z klinkierem i jeśli są dodane do gotowego cementu. Chlorki, bromki, jodki, rodanki wykazują zmiane charakteru działania w zależności od stężenia. Silnie przyspiesza wiązanie szkło wodne, jednak pogarsza konsystencję , zagęszczając ją orza obniżając wytrzymałość, kwas węglowy , węglany oraz ług sodowy silnie przyspieszają wiązanie cementu jednocześnie obniżając jego wytrzymałość. cukier wydłuża czas wiązania cementu oraz zmniejsza wytrzymałośc.
FORMY TRANSPORTU MORSKIEGO:
• przewóz w workach i kontenerach
• przewóz luzem masowcami uniwersalnymi
• przewóz zbiornikowcami – cementowcami
• przewóz w wagonach typu ro-ro
opakowania: worki, beczki, bębny, wagony, kontenery elastyczne i jednostki ładunkowe.
Cement jest zaliczany do ładunków higroskopijnych, łatwo wchłaniających wilgoć. Pod wpływem wilgoci cement zmienia swa postać ze sproszkowanej w krystaliczną- zbryla się. Zmiana ta powoduje utratę siły wiązania. Trzeba utrzymać wilgotność względną powietrza nie większą niż 60%. Jeżeli cement nie stanowi ładunku całookrętowego, należy brac pod uwagę możliwośc zanieczyszczenia towaru domieszkami ładunku sąsiadującego co zmniejsza własności wytrzymałościowe.