1.Виды термической обработки стали.

После проката, литья, ковки, обработки резаньем и прочих видов обработки происходит неравномерное охлаждение заготовок. В результате чего появляется неоднородность, как структуры, так и свойств, а также появление внутренних напряжений. А также отливки при затвердевании получаются неоднородными по химическому составу. Для устранения таких дефектов и применяют отжиг. Отжигом – называется вид термической обработки, состоящий в нагреве металла, имеющего неустойчивое состояние в результате предшествующей обработки и приводящей металл в более устойчивое состояние. При этом процессе заготовки и изделия получают устойчивую структуру без остаточных напряжений. Цели отжига – снятие внутренних напряжений, устранение структурной и химической неоднородности, снижение твердости и улучшение обрабатываемости, подготовка к последующим операциям. К термической обработке стали также, относят закалку. Суть этого процесса заключается, в нагреве стали до больших температур и после чего сталь быстро охлаждают. Цель закалки – это придание стали повышенной прочности, твердости, но при этом снижается вязкость и пластичность. Закалка характеризуется двумя способностями: закаливаемостью и прокаливаемостью. Закаливаемость характеризуется определённой твёрдостью, которая сталь приобретает после закалки, а также зависит от содержания углерода в данной стали. Стали с очень низким содержанием углерода (до 0,3) закалке не поддаются и она для них не применяется.Прокаливаемость – это глубина проникновения закалённой зоны (области).Прокаливаемость зависит от химического состава стали. С повышением содержания углерода прокаливаемость увеличивается. На прокаливаемость влияет также скорость охлаждения. Чем выше скорость охлаждения, тем больше прокаливаемость. Поэтому при закалке в воде прокаливаемость более высокая, чем при закалке в масле. Большие размеры закаливаемой детали, также приводят к значительному уменьшению прокаливаемости.Способы охлаждения также относят к одной из операций термообработки. Отпуск стали – это вид термической обработки, следующий за закалкой и заключающийся в нагреве стали до определённой температуры, выдержки и охлаждении. Цель отпуска стали - снятие внутренних напряжений, повышение вязкости и пластичности. Обработка холодом состоит в том, что закаливаемые детали на некоторое время погружают в среду имеющую температуру ниже 0 градусов Цельсия.Производить обработку холодом нужно сразу после закалки. Такой обработке подвергают измерительный инструмент, части точных механизмов, детали шарикоподшипников. Обработка холодом не уменьшает внутренних напряжений, поэтому после неё необходим отпуск.Термомеханическая обработка относится к комбинированным способам и представляет собой пластическую деформацию металла с закалкой. Как при закалке, так и при пластической деформации повышение прочности всегда связано с уменьшением пластичности. Преимуществом является то, что при большом увеличении прочности характеристики пластичности снижаются незначительно, а ударная вязкость в 1,5-2 раза выше по сравнению с той же маркой стали после закалки низким отпуском. Термомеханическая обработка делится на два способа: высокотемпературный и низкотемпературный.При высокотемпературном – сталь нагревают и подвергают деформации. Сразу после деформации сталь подвергается закалке, после закалки производят низкий отпуск.При низкотемпературном – сталь нагревается и охлаждается, после чего её деформируют. После деформации следует закалка. После закалки следует низкий отпуск.Низкотемпературная обработка получила незначительное применение. Наиболее часто применяют высокотемпературную обработку. Её удобство в том, что заготовки сразу после окончания горячей обработки давлением: ковки или проката, могут подвергаться закалке без специального нагрева, используя только тепло после горячего деформирования. Преимущество этого процесса состоит в экономии топлива, для нагрева под закалку, сокращение времени изготовления деталей, повышении механических свойств, увеличение прочности, ударной вязкости при незначительном снижении пластичности. 2.КЛАССИФИКАЦИЯ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ И ДОБАВОК.

Все строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от их основного свойства твердеть и длительно противостоять воздействию различных факторов окружающей среды делят на три основные группы: воздушные, гидравлические и кислотостойкие. Воздушные вяжущие вещества характеризуются тем, что, будучи смешаны с водой, твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде. При систематическом увлажнении бетоны, изделия и конструкции на воздушных вяжущих сравнительно быстро теряют прочность и разрушаются. К числу воздушных вяжущих веществ относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие, а также воздушная известь. Гидравлические вяжущие вещества отличаются тем, что после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны в последующем твердеть как в воздушной, так и в водной среде. Гидравлические вяжущие применяют в производстве разнообразных изделий и конструкций, а также при возведении зданий и сооружений, предназначенных к эксплуатации в воздушной и водной среде. В эту группу входят многие вяжущие вещества, которые в свою очередь с некоторой условностью можно разделить на несколько подгрупп. В первую подгруппу включают гидравлические вяжущие, не содержащие или содержащие не более 10 — 15% активных минеральных добавок. В эту подгруппу входят: а)портландцемент без добавок, портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий портландцемент без добавок и с добавками, белый портландцемент; б) глиноземистый цемент; в)романцемент; г)гидравлическая известь. Ко второй подгруппе относят смешанные гидравлические вяжущие, получаемые смешением чистых вяжущих друг с другом, а также отдельных вяжущих или их смесей с активными минеральными добавками, вводимыми в количестве более 10—15%. Основными представителями этой подгруппы являются:: а)на основе портландцемента — шлаковый портландцемент, пуццолановый портландцемент, цемент для строительных растворов и др.;б)на основе воздушной и гидравлической извести — известково-пуццолановые цементы, известково-кварцевое вяжущее для бетонов автоклавного твердения, известково-белитовый (нефелиновый) цемент, известково-шлаковый цемент и др.; в)на основе глиноземистого и портландского цементов, а также гипса — расширяющиеся и безусадочные цементы; г) на основе гипса, портландцемента и активных минеральных добавок — гипсоцементнопуццолановые вяжущие и др. д) на основе доменных гранулированных шлаков и гипса — сульфатно-шлаковый цемент. К третьей группе относится кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, представляющий собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее после начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот, кроме фтористоводородной. Строительными нормами и правилами (СНиП I-В.2-69) наряду с воздушными и гидравлическими вяжущими веществами в отдельную группу выделены вяжущие автоклавного твердения. Они наиболее эффективно твердеют при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении насыщенного пара 0,8 — 1,5 МПа (изб.). К их числу в первую очередь относятся известково-кварцевое вяжущее, а также известково-шлаковое и тому подобные смеси, не способные к интенсивному твердению при 20—95 °С. Но, по существу, и эти вяжущие относятся к группе гидравлических. В вяжущие вещества, а также в растворные и бетонные смеси для регулирования, улучшения или придания им и бетонам специальных свойств во многих случаях вводят различные добавки. Они влияют на химические и физико-химические процессы при твердении вяжущих и бетонов, зачастую изменяя (модифицируя) микроструктуру затвердевшего камня в желаемом направлении. Такие добавки называют также модификаторами. В соответствии с классификацией добавок по основному эффекту действия все добавки делятся на шесть классов. Эта классификация добавок разработана преимущественно применительно к портландцементу, его разновидностям и бетонам на их основе. Но она имеет определенное значение и для других вяжущих. В первый класс включены добавки-регуляторы реологических свойств растворных и бетонных смесей. Во второй класс включены добавки-регуляторы процессов схватывания и твердения преимущественно портландцемента и его разновидностей. Третий класс добавок включает регуляторы структуры твердеющих вяжущих. Четвертый класс добавок включает ингибиторы коррозии стальной арматуры. Пятый класс добавок — тонкомолотые порошки (микронаполнители). Шестой класс добавок включает материалы, придающие вяжущим и бетонам специальные свойства. 3.способы твердения бетона Наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, который позволяет получить в короткие сроки изделия с отпускной прочностью, является тепловая обработка. Величина отпускной прочности бетона в изделиях зависит от времени года и условий работы изделия в конструкции, но во всех случаях должна быть не менее 70% от проектной. В зимних условиях отпускную прочность принимают, как правило, равной 100% проектной прочности. На полигонах изделия пропаривают в камерах при атмосферном давлении и применяют электропрогрев или обогрев теплым воздухом. Экономически целесообразно ускорять твердение бетона, применяя жесткие бетонные смеси, быстроотвердеющие цементы (БТЦ) и химические ускорители твердения. При этом через сутки твердения на воздухе можно получить бетон прочностью до 150— 200 кг/см2. В качестве химического ускорителя твердения бетона обычно используют хлористый кальций или другие добавки. Нормы добавок приведены на странице Условия твердения бетона и уход за ним. Ускорение твердения без тепловлажностной обработки позволяет снизить себестоимость изделий на 3—5%. Пропариванию предшествует период предварительного выдерживания свежеотформованных изделий при температуре окружающей среды. Длительность этого периода может быть различной. Обычно изделия из бетона на портландцементе выдерживают до пропаривания при положительной температуре в течение 3—4 и более часов. При этом изделия из жестких смесей выдерживают в зависимости от времени схватывания цемента не менее 1—2, а из особо жестких смесей — не менее 2—4 ч. Изделия из бетона на шлако- и пуццолановом портландцементах пропаривают без предварительного выдерживания. Цикл тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий в камерах пропаривания состоит из периодов подъема температуры, изотермического прогрева и остывания. Подъем температуры в камере осуществляют постепенно с учетом массивности прогреваемых элементов. Скорость подъема температуры не должна превышать для крупноразмерных тонкостенных изделий (например, многопустотных плит перекрытий, ферм) 25, для более массивных элементов — 20° С в час; для изделий из жестких смесей она может составлять 30—35° С в час. Оптимальная температура прогрева изделий может быть принята в пределах 70—90° С в зависимости от вида цемента. Отклонения от оптимальной температуры не должны превышать ±5°С. Изотермический прогрев осуществляют при относительной влажности среды пропаривания 90—100%. Длительность изотермического прогрева предварительно намечают по специальным графикам, составленным для бетонов на различных цементах, и уточняют опытным путем.

4.роль отечественных ученых в развитии производства и применения строительных материалов В результате глубокого изучения истории развитий отечественной науки и техники восстановлен приоритет нашей страны в ряде областей, в том числе и в технологии строительных материалов, остававшийся ранее неизвестным или намеренно замалчивавшийся. Наши ученые и новаторы производства в области строительных материалов продолжают и развивают работы первого русского химика и технолога—великого ученого М. В. Ломоносова, а также знаменитого русского ученого в области химии и химической технологии Д. И. Менделеева, обогащают науку и технику новыми замечательными достижениями. Русская наука о металлах начинается с М. В. Ломоносова. В 1763 г. вышла книга «Первые основания металлургии или рудных дел», которая является выдающимся трудом по металлургии, в частности чугуна, и горному делу. М. В. Ломоносов описал в этой книге технологические приемы, необходимые для практика-металлурга и изложил физико-химическую сущность металлургического процесса. Из последующих работ по металлургии особо следует отметить труды выдающегося русского металлурга горного инженера генерал-майора П. П. Аносова. Он впервые (в 1831 г.) использовал микроскоп для изучения структуры металлов при исследования строения высококачественной стали--булата, проблему изготовления которой П. П. Аносов блестяще разрешил на Златоустовском заводе (1837 г.). Аносов, по существу, явился зачинателем производства высококачественных сталей, играющих важнейшую роль в современной технике. Русская металлургия со времен М. В. Ломоносова развивалась в тесном контакте с химией и физикой. Наши химики и физики всегда приходили на помощь металлургам. Особенно велика заслуга великого русского ученого д. И. Менделеева, который боролся за индустриальное развитие России и много сделал для организации металлургических заводов. Однако до Великой 1 Октябрьской социалистической революции из-за отсталости экономики России, консерватизма и косности царского правительства результаты работ русских ученых не могли быть полностью использованы на практике. Основоположниками современной теории металлургии и металловедения являются Д. К. Чернов, А. А. Байков, Н. С. Курнаков, М. А. Павлов. Выдающийся русский металлург Д. К. Чернов (1839-- 1921 гг.) сделал крупнейшее и исключительное по своим последствиям открытие. Он установил критические точки-- температуры, при которых происходит изменение структуры и свойств охлажденной стали. Этим открытием Чернов разрешил основной вопрос об условиях термообработки и ковки стали. Современные русские металлурги и металловеды являются последователями Д. К. Чернова. Они создали советские школы металлургии, занявшие выдающееся место в советской и мировой науке. В области металлургии чугуна--это школа академика М. А. Павлова; в области металлургии стали--школа академика А. А. Байкова и других ученых. Академик М. А. Павлов разработал стройную теорию доменной плавки чугуна и методику металл расчетов, на которых сейчас базируется вся теория и практика доменного дела. Его трехтомный курс Металлургия чугуна, удостоенный Сталинской премии, по глубине исследования и богатству научного и практического материала является единственным в мировой литературе. Под техническим руководством академика М. А. Павлова при участии академиков А. . Байкова, И. П. Бардина и Н. Т. Гудцова создавались наши гиганты металлургии: Магнитогорский, Кузнецкий и другие заводы. Академик А. А. Байков разработал теорию металлургических процессов стали, и его идеи получили дальнейшее развитие в работах школы академика М. М. Карнаухова. В развитии нашей технологии строительных материалов огромную роль сыграли созданные при советской власти научно-исследовательские институты по всем основным строительным Материалам (цементу, керамике, стеклу, асбесту, местным строи тельным материалам и др.) и большая сеть центральных и местных лабораторий революции в России не было ни одного научно-исследовательского института в этой области. За годы советской власти и обширная научно-техническая литература по строительным материалам. Капитальные основные труды по строительным материалам были созданы советскими учёными. Такими крупными трудами являются: «Технология вяжущих веществ проф. В. Н. Юнга и др., «Технология керамики> действительного члена Академии наук УССР П. П. Будникова и др., «Технология стекла> проф. И. И. Китайгородского и др. Наши ученые, инженеры и новаторы производства успешно борются за дальнейшее развитие советской ‚ строи тельных материалов, сознавая, что расширение производства и повышение качества всех основных строительных материалов, особенности металла, кирпича, цемента и бетона, являются од ним из важных условий для матёриального обеспечения построения коммунистического общества. [1]

5.удобоукладываемость бетонной смеси

Качество бетонной смеси определяется той легкостью, с которой обеспечиваются ее гомогенизация при перемешивании и пригодность для транспортировки, уплотнения и отделки. Оно может быть определено также той работой, которая необходима для полного уплотнения бетонной смеси. Реология бетонной смеси, связанная с такими реологическими функциями, как пластичность и упруговязкое состояние цементного теста. Использование смеси по назначению определяется требуемой удобоукладываемостью. Хорошо приготовленная бетонная смесь не должна обладать избыточным водоотделением и расслоением. Таким образом, удобоукладываемость включает такие свойства, как текучесть, способность быть литым бетоном, связность, уплотняемость. Один из основных факторов, воздействующих на удобоукладываемость— содержание воды в бетонной смеси. Жесткая бетонная смесь становится удобоукладываемой при добавлении воды. Удобоукладываемость может быть достигнута добавлением пластифицирующих и воздухововлекающих добавок. К факторам, воздействующим на удобоукладываемость, относятся количество цементной пасты и заполнителей, пластичность цементного теста, наибольший размер зерен и гранулометрический состав заполнителей, форма и характеристики их поверхности. Другое определение, используемое для оценки состояния свежей бетонной смеси — ее консистенция, или подвижность. Она характеризует текучесть смеси, т. е. легкость, с которой она растекается. Это понятие тесно связано с удобоукладываемостью. Определение консистенции некогда было использовано для описания влажности бетонной смеси. Влажную бетонную смесь легче обрабатывать, чем сухую. Смесь с одинаковой консистенцией может, однако, иметь различные характеристики удобоукладываемости. В соответствии с ASTM С-187 и Канадским стандартом CSA CAN 3A-5 консистенцию цементного теста измеряют прибором Вика, в котором иглу диаметром 1 мм заменяют пестиком диаметром 10 мм. Нормальной консистенцией считается такая, при которой стержень опускается до точки на 10±1 мм ниже поверхности теста через 30 с после его освобождения. При определениях времени до начала схватывания и прочности цементного камня тесто должно иметь нормальную консистенцию. Хотя для определения удобоукладываемости было предложено несколько методов, ни один из них не может считаться прямым. Наибольшее распространение получил метод определения осадки усеченного конуса высотой 300 мм, описанный в стандарте ASTM С143-78. Его заполняют бетонной смесью и затем медленно поднимают, измеряя уменьшение высоты в центре оседающей смеси. Осадка 75—100 мм достаточна для заполнения форм. Другой метод, называемый «фактором уплотнения», основан на измерении относительной плотности (отношение плотности, фактически достигнутой при испытании, к плотности полностью уплотненной смеси). Этот метод описан в BS 1881, ч. 2, 1970 и в АС 1 211 3-75. Другой метод, называемый «измерение проникания шара», описан в ASTM-C360. Этот метод основан на измерении пенетрации стального цилиндра диаметром 150 мм с полусферическим фасонным днищем, масса которого 13,6 кг. Отношение осадки конуса к пенетрации шара — около 1,5—2. В методе, разработанном Пауэрсом и названным им как «метод перемещения», удобоукладываемость определяют по усилию, затрачиваемому на изменение формы бетонной смеси. «Метод Вебе» отличается от предыдущего лишь тем, что внутреннее кольцо отсутствует, и достигается уплотнение смеси за счет вибрации, а не прокатывания ролика. В дополнение к описанным используются и другие способы, например консистометр Вебе, немецкий встряхивающий столик, двухточечное испытание Таттерсолла. Все они между собой не сопоставимы. До сих пор еще не разработан идеальный метод определения удобоукладываемости бетонной смеси. 6.классификация и виды сталей. Стали классифицируют по химическому составу, качеству, степени раскисления, структуре и прочности. По химическому составу — углеродистые и легированные. По концентрации углерода те и другие подразделяют на низкоуглеродистые (<0,3 % С), средне-углеродистые (0,3—0,7 % С и высокоуглеродистые (>0,7 % С). Легированные стали в зависимости от введенных элементов подразделяют на хромистые, марганцовистые, хромоникелевые, хромокремнемарганцовые и многие другие. По количеству введенных элементов их разделяют на низко-, средне- и высоколегированные (содержание легирующих элементов до 5 %, от 5 до 10 % и более 10 % соответственно). По качеству — стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особокачественные. Под качеством стали понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Однородность химического .состава, строения и свойств стали, а также ее технологичность во многом зависят от содержания газов (кислорода, водорода, азота) и вредных примесей — серы и фосфора. Стали обыкновенного качества содержат до 0,055 % S и 0,045 % Р, качественные — не более 0,04 % S и 0,035 % Р, высококачественные — не более 0,025 % S и 0,025 % Р, особокачественные — не более 0,015 % S и 0,025 % Р. По степени раскисления и характеру затвердевания — стали спокойные, полуспокойные и кипящие. Спокойные стали раскисляют марганцем, кремнием и алюминием. Они содержат мало кислорода и затвердевают спокойно без газовыделения. Кипящие стали раскисляют только марганцем. Перед разливкой в них содержится повышенное количество кислорода, который при затвердевании частично взаимодействуют с углеродом и удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Кипящие стали дешевы, их производят низкоуглеродистыми и практически без кремния (Si < 0,07 %), но с повышенным количеством газообразных примесей. Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими. При классификации стали по структуре учитывают особенности ее строения в отожженном и нормализованном состояниях. В отожженном (равновесном) состоянии конструкционные стали разделяют на четыре класса: доэвтектоидные, имеющие в структуре избыточный феррит; эвтектоидные, структура которых состоит из перлита; аустенитные; ферритные. Углеродистые стали могут быть первых двух классов, легированные— всех классов. Стали аустенитного класса образуются при введении большого количества элементов Ni, Mn, расширяющих ?-область, стали ферритного класса - при введении элементов Сг, Si, V, W и др., расширяющих ?-область. При определенном легировании возможны частичная перекристаллизация и образование сталей промежуточных классов — полуферритных и полуаустенитных. По структуре после нормализации стали подразделяют на следующие классы: перлитный, мартенситный, аустеннтный, ферритный. Стали перлитного класса имеют невысокую устойчивость переохлажденного аустенита. При охлаждении на воздухе они приобретают структуру перлита, сорбита или тростита, в которой могут присутствовать также избыточные феррит и карбиды. К сталям перлитного класса относятся углеродистые и низколегированные. Эта большая группа дешевых, широко применяемых сталей для деталей машин и аппаратов, для работы при нормальной или повышенной температуре (не выше 45 °С) и в неагрессивных средах. Стали мартенситного класса отличаются высокой устойчивостью переохлажденного аустенита; при охлаждении на воздухе они закаливаются на мартенсит. К этому классу относятся средне- или высоколегированные стали. Стали аустенитного класса из-за повышенного количества никеля или марганца (обычно в сочетании с хромом) имеют интервал мартенситного превращения ниже 0 °С и сохраняют аустенит при температуре 20—25 °С. По прочности, оцениваемой временным сопротивлением, конструкционные стали с некоторой условностью можно разделить на стали нормальной (средней) прочности (?в ~ до 1000 МПа), повышенной прочности ( ?в - до 1500 МПа) и высокопрочные ( ?в ~ более 1500 МПа).

7.физические свойства строительных материалов. Строительные материалы обладают комплексом физических свойств. Числовые показатели физических свойств определяются с помощью специальных методов и приборов. К физическим относятся свойства, выражающие способность материалов реагировать на воздействия физических факторов— гравитационных, т. е. основанных на законе земного притяжения, тепловых, водной среды, акустических, электрических, излучения и т. п. Средняя плотность характеризует массу единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами). Эта важная физическая характеристика определяется путем деления массы образца на его объем. Для точного измерения объема удобнее принимать образцы правильной геометрической формы, хотя имеются несложные приемы измерения объема образцов и неправильной формы. При влажных образцах отмечается величина влажности, при которой определялась средняя плотность. Среднюю плотность рыхлых материалов, например песка, щебня, гравия, называют насыпной плотностью. В ее величине отражается влияние не только пор в каждом зерне или куске, но и межзерновых пустот в рыхлонасыпанном объеме материала. Истинная плотность — масса единицы объема однородного материала в абсолютно плотном состоянии, т. е. без учета пор, трещин или других полостей, присущих материалу в его обычном состоянии. Пористость — степень заполнения объема материала порами. Если требуется выяснить, являются ли поры замкнутыми или сквозными, как распределены они в объеме материала по своим размерам, какое имеется реальное соотношение пор разных диаметров, тогда производят дополнительные исследования с применением специальных методов: ртутной порометрии, сорбционного, капиллярного всасывания и др. Величина пористости и размер пор в значительной мере влияют на прочность материала. При одном и том же веществе строительный материал тем слабее сопротивляется механическим силам, усилиям другого происхождения (тепловым, усадочным и т. п.), чем больше и крупнее поры в его объеме. Для некоторых разновидностей материалов существуют ярко выраженные пропорциональные зависимости: чем меньше средняя плотность (больше пористость), тем меньше прочность материала. От пористости зависят и другие качественные характеристики материала, например способность проводить теплоту и звук, поглощать воду. От пор отличаются пустоты. Они значительно крупнее пор и всегда отчетливо видны, располагаясь между зернами насыпного материала. Поры обычно заполнены воздухом или водой, тогда как вода в пустотах не задерживается, особенно в широкополостных пустотах. При воздействии статических или циклических тепловых факторов материал характеризуется теплопроводностью, теплоемкостью, температуроустойчивостью, огнестойкостью и другими свойствами. Теплопроводность — способность материала проводить через свою толщу тепловой поток, возникающий под влиянием разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Это свойство характеризуется теплопроводностью, которая показывает количество теплоты, которое проходит через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м2 при перепаде температур на противоположных поверхностях в 1°С в течение 1 часа. Теплоемкость характеризует способность материала аккумулировать теплоту при нагревании, причем с повышением теплоемкости больше может выделяться теплоты при охлаждении материала. Температура в комнате, например, может сохраняться устойчивой более длительный период при повышенной теплоемкости использованных материалов для пола, стен, перегородок и других частей помещения, поглощающих теплоту в период действия отопительной системы. Огнестойкость характеризует способность строительных материалов выдерживать без разрушения действие высоких температур в течение сравнительно короткого промежутка времени (пожара). В зависимости от степени огнестойкости строительные материалы разделяют на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы в условиях высоких температур не подвержены воспламенению, тлению или обугливанию. При этом некоторые материалы почти не деформируются {кирпич, черепица), другие могут сильно деформироваться (сталь) или разрушаться, растрескиваться (природные камни, например гранит), особенно при одновременном воздействии воды, применяемой при тушении пожаров. Трудносгораемые материалы под воздействием высоких температур тлеют и обугливаются, но при удалении огня процессы горения, тления или обугливания полностью прекращаются. Среди такого рода материалов находятся фибролит, гидроизол, асфальтовый бетон и др. Сгораемые материалы воспламеняются и горят или тлеют под воздействием огня или высокой температуры, причем горение или тление продолжается также после удаления источника огня. Среди них — древесина, войлок, битумы, смолы и др. Если источник высокой температуры (выше 1580°С) действует на материал в течение длительного периода времени (соприкосновение с печами, трубами, нагревательными котлами и т. п.), а материал сохраняет необходимые технические свойства и не размягчается, то его относят к огнеупорным. Огнеупорным и являются шамот, динас, магнезитовый кирпич и другие материалы, применяемые для внутренней футеровки (облицовки) металлургических и промышленных печей. Материалы, способные длительное время выдерживать воздействие высоких температур (до 1000°С) без потери или только с частичной потерей прочности, относят к жаростойким, например жаростойкий бетон, керамический кирпич, огнеупорные материалы и др. Температуростойкость или термостойкость — способность выдерживать чередование (циклы) резких тепловых изменений, нередко с переходом от высоких положительных к низким отрицательным температурам. Это свойство материала зависит от степени его однородности и от способности каждого компонента к тепловым расширениям. Водопоглощаемость — способность материала впитывать и удерживать воду. Процесс впитывания воды в поры называется водопоглощением и в лабораторных условиях проходит при нормальном атмосферном давлении. Образец постепенно погружают в воду и его полного водопоглощения достигают путем кипячения в воде, если температура 100°С не влияет на состав и структуру материала. Выдерживают образцы в воде в течение определенного срока или до постоянной массы. Гигроскопичностью называется способность материала поглощать влагу из влажного воздуха или парогазовой смеси. Степень поглощения воды или паров, которые частично конденсируются в порах и капиллярах материала, зависит от относительной влажности и температуры воздуха, парциального давления смеси. С увеличением относительной влажности и со снижением температуры воздуха гигроскопичность повышается. Влагоотдачей называют способность материала отдавать влагу в окружающую среду. Влага, находящаяся в тонких порах и капилляра, удерживается прочно, особенно адсорбционно-пленочная влага, что способствует ускоренному передвижению поглощаемой воды по сообщающимся порам в материале. Если между влажностью окружающей среды воздуха и влажностью материала устанавливается равновесие, то отсутствуют гигроскопичность и влагоотдача, а состояние принято именовать воздушно-сухим. Водопроницаемость - способность материала пропускать воду под давлением. Водостойкость - способность материала сохранять в той или иной мере свои прочностные свойства при увлажнении. Эти материалы можно применять в сырых местах без специальных мер по защите их от увлажнения. На стабильность структуры и свойств материала заметное влияние оказывает попеременное увлажнение и просыхание. Некоторые материалы принято проверять на водостойкость путем циклического насыщения образцов водой и их высушивания. В жестких условиях находится тот материал, который увлажняется при резких температурных перепадах. Вода, поглощенная материалом, особенно порами в поверхностном слое, замерзает при переходе через нулевую температуру с расширением на 8,5%. Ритмично чередующаяся кристаллизация льда в порах с последующим оттаиванием приводит к дополнительным внутренним напряжениям. Могут возникнуть микро- и макротрещины со снижением прочности, с возможным разрушением структуры. Способность материала, насыщенного водой, выдерживать многократное попеременное (циклическое) замораживание и оттаивание без значительных технических повреждений и ухудшения свойств называется морозостойкостью. Установлены нормативные пределы допустимого снижения прочности или уменьшения массы образцов после испытания материала на морозостойкость при определенном количестве циклов замораживания и оттаивания. Некоторые материалы, например бетоны, маркируются по морозостойкости в зависимости от количества циклов испытания, которые они выдерживают без видимых признаков разрушения. Обычно замораживание образцов, насыщенных водой, производится в специальных морозильных камерах, а оттаивание организуется в воде, имеющей комнатную температуру. Продолжительность одного цикла составляет одни сутки. Многие материалы выдерживают 200 ... 300 циклов и более. Могут применяться и ускоренные методы испытания на морозостойкость, или сохранность в солевых растворах при чередующейся кристаллизации соли в порах материала. В отношении некоторых материалов, например природного камня, о морозостойкости судят по величине коэффициента размягчения. К физическим свойствам относятся также звукопоглощаемость, поглощаемость ядерных излучений и рентгеновских лучей, электропроводность, светопроницаемость и др. С помощью испытания соответствующих образцов материала определяются числовые характеристики этих свойств. Они сравниваются с допустимыми по нормам.

8.факторы, влияющие на прочность бетона.

Когда заходит речь о характеристиках уплотнённого бетона, то в подавляющем большинстве случаев имеется в виду общая прочность уплотнённой бетонной массы. В действительности, как и любой другой материал, бетон обладает помимо прочности целым рядом различных свойств, которые, как например, долговечность и непроницаемость, в определённых случаях могут по значимости перевесить прочностные характеристики застывшей массы. Прочностная характеристика является общепринятой мерой качества бетонной конструкции, так как физически связана с внутренней структурой цементного камня. Как и любая другая характеристика, прочность будущего цементного камня может быть изменена при помощи определённых факторов. Считается, что прочностные характеристики бетона, выдержанного при определённой температуре в первую очередь зависят от следующих факторов: водоцементного отношения и степени уплотнения (при содержании в затвердевающей смеси воздуха менее 1%). Стоит отметить, что зависимость объёма пустот от прочности бетона не является его характерным свойством, так как аналогичные зависимости встречаются у других строительных материалов, в которых выделяющаяся при высыхании вода оставляет пустоты. Например, бетонные смеси с низким соотношением воды к цементу и в то же время с большим содержанием самого цемента имеют пониженные показатели прочности, особенно в случае применения крупных заполнителей. В результате последующего схватывания бетона возникают внутренние напряжения, которые приводят к возникновению усадочных явлений еще в строительной опалубке, что вызывает растрескивание цементного камня либо происходит утрата связей с заполнителем. Зависимость прочности бетона от водоцементного соотношения нельзя назвать законом, так как зависимость игнорирует множество других очень важных факторов. Например, прочностные характеристики уплотнённой бетонной массы зависят в большей степени от степени гидратации цемента, от его химических и физических свойств, от температуры, при которой происходит процесс гидратации, от процентного содержания воздуха, от колебаний фактических численных значений соотношения воды к цементу, от образования трещин в результате поверхностного водоотделения. Построение уравнений с большим количеством зависимостей сильно усложнит расчёт. Поэтому проще связать прочность с концентрацией твёрдых продуктов гидратации цемента в доступном им объёме. Учёный Пауэре вывел зависимость между увеличением прочностных характеристик и отношением между цементным гелем и окружающим пространством. Таким образом, получается формула отношения объёма гидратированного цементного камня к суммарному объёму гидратированного цемента и капиллярных пор. Согласно формуле Абрамса, зависимость логарифма прочности и величины водоцементного отношения выражается линейной функцией. Однако зависимость прочности от цементоводного отношения для бетонов, изготовленных в растворобетонных узлах на основе глиноземистого цемента, отличается от зависимости прочности для бетонов, полученных с помощью портландцементов.

9.рельсовые и мостовые стали. Рельсовые стали Международный стандарт ИСО 5003 разработан техническим комитетом ТК-17 Международной организации по стандартизации ИСО (Всемирная федерация национальных институтов стандартизации (членов ИСО)). Международным союзом железных дорог (МСЖД) разработан международный стандарт UIС 860, касающийся качества и способов изготовления рельсовых сталей и условий приемки рельсов разных весовых категорий, нетермообработанных, изготовленных из обычных и износоустойчивых сталей. Свойства рельсовых сталей определяются прежде всего содержанием углерода. Оно было принято за основу при определении аналогов сталей в различных стандартах. Стали, не имеющие марки или шифра, обозначены номером (шифром) соответствующего стандарта и порядковым номером в этом стандарте. Например, стали в стандарте США ASTM А1 обозначены как ASTM/1, ASTM/2 и т.д., стали в стандарте Канады - как CN/1, CN/2 и т.д., стали в стандартах Австралии в соответствии с шифром стандарта обозначены как AS/1 (стандарт AS 1085 р.1) и AS/11 (стандарт AS 1085 р.11). Содержание углерода в рельсовой стали устанавливается в зависимости от размеров поперечного сечения рельса. В общем виде размеры рельса принято характеризовать величиной массы его погонного метра (кг/пог.м). Чем больше масса погонного метра, тем выше должно быть содержание углерода в рельсовой стали. Марганец действует, как углерод, повышая уровень прочности и износостойкости горячекатаных рельсов. В связи с этим в стандарте Австралии AS 1085 р.1, наряду с содержанием отдельно углерода и марганца, нормируется также суммарный показатель их содержания (С+Mn/5). В стандарте ASTM А1 при высоком содержании марганца ограничено содержание никеля, хрома и молибдена, что нужно для получения однотипной структуры рельсовой стали путем обеспечения заданного уровня прокаливаемости. В марках сталей В, 3В и 90В (стандарты BS 11, ISO 5003 и UIC 860) уменьшение содержания углерода скомпенсировано увеличением содержания марганца. В стандартах России (ГОСТ 24182, 18267) кроме пределов содержания основных химических элементов - углерода, кремния, марганца, фосфора и серы, нормируемых в большинстве зарубежных стандартов, установлены пределы содержания микролегирующих добавок: ванадий (марки стали М76В и М74В), цирконий (марки стали М76Ц, К74Ц и М74Ц), титан (марки стали М76Т, К74Т и М74Т) и ванадий вместе с титаном (марка стали М76ВТ), ограничено содержание мышьяка < 0,15% для сталей из керченских руд.

Рельсовые стали отечественного производства близки по содержанию марганца, кремния, фосфора и серы. Марки рельсовых сталей для определенного размерного типа рельса различаются микролегирующими добавками. Такие стали являются практически аналогами, поэтому в Сводном перечне они помещены друг за другом с указанием в каждой строке соответствующих им зарубежных аналогов. Повторение одной марки стали в двух и более строках Сводного перечня связано с тем, что имеется более одного аналога в стандартах одной страны. Например, в первой строке Сводного перечня указана отечественная марка стали М76 и её аналоги: по стандарту США ASTM А1 - ASTM/1, по стандарту Японии JIS 1124-1124, по стандарту Австралии AS 1085 р.11 - AS/11, по стандарту Канады CNR1 - CN/1 и по международному стандарту ISO 5003 - 2А. Во второй строке Сводного перечня для той же марки стали М76 указаны другие зарубежные аналоги: по стандарту США AREA сталь обозначена AREA/1, по стандарту Австралии AS 1085 р.1 - AS/1 и по стандарту Канады CNR12 - CN/2. Стали CN/1 и CN/2 различаются содержанием кремния, которое зависит от способа выплавки стали. Для отечественных марок сталей с теми или иными микролегирующими добавками, например для стали М76В и М76Т, зарубежные аналоги повторяются, т.е. они те же самые, что и для отечественной марки углеродистой рельсовой стали М76. Значительное улучшение чистоты рельсовой стали и повышение её металлургического качества в России достигнуто в результате перехода от ковшового раскисления стали алюминием к раскислению её комплексным ванадий-кремний-кальциевыми, кремний-магний-титановыми и кальций-циркониевыми лигатурами. Комплексное раскисление рельсовой стали перечисленными лигатурами без применения алюминия позволило исключить образование в головке рельсов строчек включений глинозема, являвшихся очагами зарождения контактно-усталостных повреждений рельсов. Отсутствие строчечных неметаллических включений в головке рельсов привело к повышению их эксплуатационной стойкости. В большинстве действующих стандартов право выбора способа производства стали предоставляется изготовителю, а информация о способе производства стали сообщается потребителю с помощью специальной маркировки рельсов. Известны случаи, когда в зависимости от способа разливки стали устанавливают различные пределы содержания химических элементов. Так, в канадском стандарте содержание кремния в стали при разливке в слитки составляет 0,10-0,25 %, при непрерывной разливке стали - 0,16-0.35 %. Важным элементом технологической цепочки производства железнодорожных рельсов является противофлокенная обработка, заключающаяся в специальном режиме охлаждения горячекатаных рельсов тяжелых типов (40 кг/пог.м), обеспечивающем удаление водорода. либо в вакуумной дегазации жидкого рельсового металла перед разливкой. В стандарте канадских государственных железных дорог установлена норма максимально допустимого содержания водорода в вакуумированной стали. Контроль технологии производства рельсовой стали в горячекатаном состоянии осуществляется путем определения механических свойств при испытании на растяжение образцов, вырезанных из головки рельсов, и измерением твердости по Бринеллю. При испытаниях на растяжение в большинстве случаев определяют временное сопротивление разрыву (предел прочности) и относительное удлинение, иногда - относительное поперечное сужение. Производится также контроль макроструктуры горячекатаных рельсов с оценкой качества по специально разработанным шкалам макроструктур. Качество рельсов оценивается также по отсутствию или наличию признаков разрушения отрезков рельсов в результате удара падающим грузом. Вес падающего груза (как правило, 1000 кг), высота падения груза и расстояние между опорами, на которые в горизонтальном положении устанавливается испытываемый отрезок (проба) рельса, задаются в зависимости от типоразмера рельса по уравнению или специальной таблице, приведенным в соответствующем стандарте. Удар производится по середине между опорами рельсовой пробы. Повышение прочностных свойств рельсов, необходимость которого обусловлена увеличением эксплуатационных нагрузок в результате интенсификации работы железнодорожного транспорта, достигается двумя способами. Первый способ заключается в изменении химического состава рельсовой стали путем её легирования. Группу износостойких составляют стали с повышенным содержанием кремния, дополнительно легированные хромом и ванадием. Введение в рельсовую сталь около 1 % хрома в сочетании с добавкой 0,5 % кремния приводит к повышению минимального временного сопротивления до 1200 МПа. Рельсы из хромистой стали обладают высокой износостойкостью в тяжелых условиях эксплуатации. Второй, более эффективный по сравнению с первым, способ повышения прочностных свойств рельсов, их износостойкости и сопротивляемости контактно-усталостным повреждениям, - термическое упрочнение. Свойства термически упрочненных рельсов оцениваются в стандартах механическими характеристиками: при испытаниях вырезанных из головки рельса образцов на растяжение, ударной вязкостью при комнатной и пониженных (-40°С, -60°С) температурах испытания и твердостью, измеряемой по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу и Шору. Нормируются также микроструктура и глубина закаленного слоя, которые зависят как от химического состава рельсовой стали, определяющего уровень её прокаливаемости, так и от технологии термической обработки.

10.механические свойства строительных материалов Механические свойства материалов имеют решающее значение для строительных конструкций, работающих под действием нагрузок. Внешние нагрузки вызывают либо разрушение, либо деформацию материалов. Сопротивление материалов изменять под нагрузкой форму и размеры характеризуется деформативными свойствами: упругости, пластичности, хрупкости, модуля упругости, ползучести. Сопротивление материалов механическому разрушению характеризуется их прочностными свойствами: прочностью, твердостью, истираемостью, сопротивлением удару, износом. Прочность — свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим в результате действия внешних нагрузок. Нагрузки вызывают в материале напряжения сжатия, растяжения, изгиба. Мерой прочности материалов является предел прочности — наибольшее напряжение, соответствующее нарастающей нагрузке, при которой образец материала разрушается. Предел прочности при сжатии или при растяжении (Па) равен отношению разрушающей силы (Н) к площади поперечного сечения (м2) образца, подвергающегося испытанию. Различные материалы обладают неодинаковым пределом прочности при сжатии: от 0,5 (торфяные плиты) до 1000 МПа и более (высокопрочная сталь). Часто одни и те же материалы имеют неодинаковый предел прочности и в зависимости от этого их делят на марки или сорта. Так, марки строительного раствора соответствуют пределу прочности (кгс/см2): обычного бетона — от 100 до 600,известняка — от 100 до 1500, керамического кирпича — от 75 до 300. Динамической, или ударной, прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению при ударе. Ее характеризуют количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца, отнесенной к единице объема (Дж/см3) или площади поперечного сечения образца (Дж/см2). Ударная прочность важна для материалов полов, лестниц, дорожных покрытий, фундаментов машин, бункеров и т. п. При испытаниях в материалах могут развиваться процессы хрупкого разрушения (природные и искусственные камни, стекло, чугун) или пластического (полимерные материалы, битум, ряд металлов). Пластическому разрушению свойственно постепенное утоньшение одного из сечений испытываемого образца. Наряду с определением прочности материалов разрушением контрольных образцов широко применяют неразрушающие методы, позволяющие без разрушения испытывать на прочность не только образцы, но и отдельные изделия и материалы в конструкциях, определяя при этом степень их однородности.

Твердость — свойство материала сопротивляться местной пластической деформации, возникающей при внедрении в него более твердого тела. Твердость ряда строительных материалов (металюв, древесины, бетона, строительного раствора) определяют, вдавливая в них закаленный стальной шарик, алмазный конус или пирамиду. В результате испыгания вычисляют число твердости, равное отношению силы вдавливания к площади поверхности отпечатка. Твердость минералов и однородных горных пород оценивают по шкале Мооса, содержащей десять минералов, из которых каждый последующий оставляет царапину на всех предыдущих. Минералы шкалы расположены в порядке возрастающей твердости от 1 (тальк — легко царапается ногтем) до 10 (алмаз — легко царапает стекло). Прочность по твердости самая высокая по сравнению с другими видами прочности, она зависит от химического состава, состояния поверхности, энергии кристаллической решетки. Твердость стали и сплавов пропорциональна прочности их на растяжение. Однако высокая прочность не всегда говорит о высокой твердости материала: мрамор прочен, но сравнительно не тверд; пластмассы прочны, но не тверды; древесина по прочности на сжатие равна бетону, а по твердости уступает ему. Чем выше твердость, тем меньше истираемость материала. Твердость окрасочной пленки определяют по ГОСТ 5233—67 маятниковым прибором. От твердости материала, помещенного под опоры маятника, зависит время затухания колебаний приведенного в движение маятника. На этом свойстве материала и основан метод определения твердости. Время затухания колебаний маятника, установленного на поверхности пленки, сравнивают со временем затухания колебаний того же маятника,установленного на стеклянной пластинке. Износ — свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов. Износ материала зависит от его структуры, состава, твердости, прочности, истираемости. Износ определяют на пробах материалов, которые испытывают во вращающемся барабане со стальными шарами или без них. Чем больше потеря массы пробы испытанного материала (в процентах к первоначальной массе пробы), тем меньше его сопротивление износу. Износ важен для материалов полов, ступеней лестниц, дорог, лакокрасочных покрытий. Упругость — свойство материала изменять под влиянием нагрузки свою форму и восстанавливать ее после удаления этой нагрузки. Упругую деформацию называют обратимой или исчезающей. Наибольшее напряжение, при котором действуют лишь упругая деформация, называют пределом упругости. В области упругих деформаций действителен закон Гука - деформация материала пропорциональна действующему напряжению. Упругими являются резина, различные герметизирующие и уплотняющие прокладки, лакокрасочные пленки, сталь, древесина и другие материалы. Пластичность — свойство материала под действием нагрузки изменять форму и размеры без разрушения и образования трещин и сохранять измененную форму после снятия нагрузки. При этом в материале сохраняется некоторая остаточная деформация, называемая пластической, она не исчезает после снятия нагрузки, т. е. является необратимой. Примерами пластичных материалов служат глиняное тесто, бетонные и растворные смеси, подмазочная паста, свинец, некоторые пластмассы. Пластичные материалы легко формуются, хорошо расстилаются по поверхности. Свойство материала пластически деформироваться при постоянной нагрузке, несколько превышающей предел упругости, называют текучестью. Непрерывное возрастание деформаций под действием постоянной нагрузки называют ползучестью. Она характерна почти для всех строительных материалов. Хрупкость — свойство материала разрушаться под воздействием нагрузки внезапно, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупкому материалу в отличие от пластичного нельзя придать при прессовании желаемую форму, так как такой материал под нагрузкой дробится на части, рассыпается. Хрупки камни, стекло, чугун и др. При понижении температуры многие материалы становятся хрупкими. Так ведут себя битумы, некоторые полимеры, металлы.

Хрупкое разрушение происходит при возрастающей нагрузке в результате появления и быстрого развития одной или нескольких трещин.

11.гипсовые вяжущие вещества: виды, получение, свойства и применение в строительстве Характеристика гипсовых вяжущих. В строительстве и промышленности издавна применяют гипосвые вяжущие материалы (ГОСТ 125-79**) — строительный гипс, формовочный и высокопрочный, эстрих-гипс, ангидритовый цемент и др. Это минеральные вяжущие воздушного твердения, состоящие из полуводного гипса Са§04-0,5Н20 или ангидрита Са§04, и образуются путем тепловой обработки и помоласырья, содержащего двуводный или безводный сульфат кальция. Са504-2Н20—двуводный гипс—минерал, входящий в состав различных горных пород, гипсового камня, глиногипса, а также в состав промышленных отходов — фосфогипса (отход от переработки природных фосфатов в суперфосфат), борогипса и др. В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вяжущие подразделяют на низкообжиговые и высокообжиговые. Свойства гипсовых вяжущих. Оценка качества гипсовых вяжущих зависит от сроков схватывания, тонкости помола, водопотребности, предела прочности при сжатии и изгибе.По срокам схватывания гипсовые вяжущие делят на три группы: А — быстро схватывающиеся (начало схватывания не ранее 2 мин, конец— не позднее 15 мин); Б — нормально схватывающиеся (начало схватывания не ранее б мин, конец - не позднее 30 мин); В — медленно схватывающиеся (начало схватывания не ранее 20 мин, конец — не нормируется). По тонкости помола, определяемой наибольшим остатком на сите с размером ячеек 0,2 мм, гипсовые вяжущие делят на три группы: I — грубый помол, остаток на сите не более 23 %; II - средний помол, остаток на сите не более 14 %; III - тонкий помол, остаток на сите не более 2 %. Водопотребность гипсового вяжущего определяют количеством воды в % от массы вяжущего, необходимым для получения гипсового теста нормальной густоты, т. е. стандартной консистенции диаметр расплыва лепешки (180+5) мм. Прочность гипсовых вяжущих определяютпо результатам испытания образцов-балочек размером 40Х40х160мм из гипсового теста нормальной густоты через 2 ч после изготовления. За это время гидратация и кристаллизация вяжущего завершаются. По предел у прочности при сжатии и изгибе , гипсовые вяжущие делят на 12 марок . Маркировка гипсового вяжущего дает информацию о его основных свойствах. Например, маркировка Г-7-А-11 означает: гипсовое вяжущее марки 7 (предел прочности при сжатии не менее 7 МПа); А — быстротвердеющее; II — среднего помола. Гипсовые вяжущие неводостойки. Водостойкость гипсовых изделий повышается с введением 5...25 % извести, молотого доменного гранулированного шлака, при пропитке карбамидными смолами, кремнийорганическими жидкостями. Гипсовые изделия должны применяться в сухих условиях при относительной влажности воздуха не более 60 %. При использовании схватывающегося гипсового теста его нельзя уплотнять трамбованием или продолжительно перемешивать, так как это вызывает разрушение образовавшегося кристаллического каркаса (наступает размолаживание) и тесто теряет вяжущие свойства. Следовательно, гипсовое тесто и гипсовые растворы необходимо использовать до начала кристаллизации. Процесс схватывания водогипсовой смеси поддается регулированию, его можно замедлить или ускорить добавками. Для замедления схватывания применяют добавки, повышающие пластичность смеси, — известково-клеевая эмульсия, хвойный настой, водный раствор столярного клея, ЛСТ. Замедлителями схватывания являются также добавки, препятствующие росту кристаллов образованием защитных пленок на зернах полуводного гипса — фосфаты и бораты щелочных металлов, а также аммиак, лиловый спирт, бура, каратиновый замедлитель и др. Для ускорения схватывания водогипсовой смеси применяют добавки поваренной соли, сульфата натрия, сульфата калия (они повышают растворимость полугидрата в воде) и добавки, играющие роль центров кристаллизации - размолотый ранее затвердевший или природный гипс Са504-2Н2(), соль фосфорной кислоты и др. Ускорители схватывания снижают прочность вяжущего, поэтому их применяют без избытка, и в небольшом количестве. Применение гипсовых вяжущих. В строительстве по масштабам применения тисовые вяжущие уступают цементам и извести, но используются весьма широко. Затраты топлива на изготовление тонны гипсового вяжущего в четыре раза ниже, чем на производство тонны цемента. Гипсовые изделия отличаются гигиеничностью, небольшой средней плотностью (1200...1500 кг/м3), высокой пористостью (30...60%), огнестойкостью, архитектурной выразительностью, высокими теплои звукоизоляционными свойствами. В штукатурных работах применяют гипсовые вяжущие всех марок, среднего и тонкого помола, нормального и медленного твердения. Добавка гипсовых вяжущих ускоряет схватывание известково-песчаных растворов и повышает прочность штукатурного слоя, придает его поверхности гладкость и белизну. Гипсовые вяжущие марок Г-2...Г-7 применяют для изготовления гипсовых деталей и гипсобетонных изделий — панелей для перегородок, листов сухой штукатурки, для приготовления растворов для внутренней штукатурки и получения гипсоцементно-пуццолановых вяжущих. Гипсовые вяжущие марок Г-5...Г-25 тонкого помола с нормальными сроками схватывания применяют для изготовления форм и моделей фарфоровых, фаянсовых и других керамических изделий. Гипсовые вяжущие служат основой для приготовления мастик для приклеивания листов сухой штукатурки. Вяжущие низких марок используют для гипсовой заводки, в которой обрабатывают паклю при конопатке перегородок, оконных и дверных проемов. При изготовлении гипсовых изделий гипсовые вяжущие иногда затворяют водными растворами синтетических смол, в результате получается материал — полимергипс. Он плотнее обычного гипса, обладает высокой механической прочностью (до 30 МПа), постоянством объема, малой водопроницаемостью, повышенным сопротивлением истиранию. Перевозят гипсовые вяжущие в мешках или без упаковки, навалом. При этом их предохраняют от увлажнения и загрязнения. Даже при хранении в сухих условиях гипсовые вяжущие быстро теряют активность, обладая высокой гигроскопичностью (через три месяца хранения потеря активности составляет примерно 30%). Высокая гигроскопичность и низкая водостойкость гипсовых вяжущих приводят к потере прочности изделий во влажных условиях. Гипсовые вяжущие стимулируют коррозию черных металлов — арматуры, сетки, проволоки, гвоздей — особенно во влажных условиях. В отличие от других гипсовые вяжущие можно применять без заполнителей и наполнителей, не боясь появления трещин, так как они не дают усадки и, напротив, при твердении увеличиваются в объеме. При необходимости заполнителями могут служить древесные опилки, стружка, костра, а также легкие пористые материалы — шлаки, керамзит, шлаковая пемза и др. Формовочный гипс, подобно строительному, в основном состоит из Са504 •0,5НаО. Это чистый от примесей полуводный гипс тонкого помола с нормальными сроками схватывания марок Г-5...Г-25. Объемное расширение — не более 0,15%, водопоглощение затвердевшего вяжущего не менее 30 % по массе. Его используют для изготовления форм и моделей фарфоровых, фаянсовых и других керамических изделий. Высокообжиговыми гипсовыми вяжущими являются ангидритовый цемент и эстрих-гипс, они медленно схватываются и твердеют. Ангидритовый цемент получают обжигом природного гипсового камня при температуре 600...800 °С с последующим его помолом со следующими добавками, служащими катализаторами твердения: известь—2...5 %; смесь сульфата натрия с железным или медным купоросом — по 1 % каждого; обожженный (при 900 °С) доломит—3...8 %; гранулированный доменный шлак—10...15 % по массе. Железный и медный купорос уплотняют поверхность затвердевшего цемента, препятствуют появлению выцветов на изделиях. Ангидритовый цемент получают также без обжига — путем измельчения указанных выше добавок с природным ангидритом Са504.

Ангидритовый цемент медленно схватывается (начало схватывания — не ранее 30 мин, конец — не позднее 24 ч) и твердеет. Марки по прочности на сжатие: 50, 100, 150, 200. Применяют ангидритовый цемент для приготовления штукатурных и кладочных растворов, бетонов, стяжек под линолеум, для устройства бесшовных полов и искусственного мрамора. Эстрих-гипс получают обжигом природного гипсового камня или ангидрита при температуре 900...1000 °С с последующим тонким измельчением. При обжиге происходит не только полное обезвоживание, но и частичное разложение ангидрита с образованием СаО (до 5%). При смешивании вяжущего с водой оксид кальция СаО действует как катализатор твердения. Эстрих-гипс применяют для штукатурных и кладочных растворов, изготовления искусственного мрамора, устройства мозаичных полов. Изделия из высокообжиговых ангидритовых вяжущих прочны (до 20 МПа), мало тепло- и звукопроводны, по сравнению с изделиями из строительного гипса более морозо- и водостойки, менее ползучи, хорошо сопротивляются истиранию. Ганч и гажа — среднеазиатское и закавказское названия гипсосодержащих вяжущих веществ. Их получают обжигом при температуре 170 °С и выше и последующим помолом местных камневидных пород, содержащих гипс (20...60%) и глину (80...40%). Вяжущее — порошок белого цвета — с водой образует пластичное тесто, которое легко формуется, сравнительно быстро схватывается и твердеет. С давних пор ганч и гажа известны как материалы для штукатурки, скульптуры, объемно-пластического декора — резьбы и отливок различных деталей. Во влажном состоянии ганч и гажа легко режутся, дают возможность разнообразной и мельчайшей проработки рельефа (низкого и высокого). Резные ганч и гажа имеют белую матовую приятную для глаз поверхность. Сухая поверхность их служит хорошим основанием для росписи.