Особенности классификации камня, гипса, цемента, изделий из них в ТН ВЭД ТС

     Гравий – рыхлое  скопление обкатанных обломков  горных пород, размером 5-70 мм. Различают  фракции 5-10, 10-20, 20-40 и 40-70 мм.

     Добывают открытым  способом экскаваторами. При добыче  со дна рек, морей и озер  применяют всасывающие механизмы. Используют как заполнитель для  бетона.

Песок – рыхлая горная порода, состоящая из зерен размером 0,14-5 мм. По минералогическому составу различают пески кварцевые, полевошпатовые, карбонатные. Применение – мелкий заполнитель для бетонов, растворов, сырье для стекольной промышленности.

2 группа:

Плиты тесаные и пиленые – изготавливают из блоков, отделенных от массива пород. Монолит на болванки  разделывают взрывным способом или развалку монолита ведут клиньями. Болванки затем подвергают грубой теске долотами, затем чистой теске лицевых поверхностей бучардой с мелкой насечкой.

Пиленые плиты получают распиловкой блоков из природного камня с помощью камнерезных машин с дисковыми пилами, дальнейшая обработка – шлифование или другие виды обработки для получения требуемой фактуры.

Назначение тесаных и пиленых плит – облицовка зданий,  Для наружной облицовки используют  гранит, сиенит, диорит, габбро, кварцит;  для внутренней – мраморы, мягкие гипсы, ангидриты, кристаллические сланцы.

К плитам для настилки полов предъявляются требования по истираемости – И ≤ 2,2 г/см2 при слабом движении, И ≤ 0,48 при интенсивном движении людских потоков.

Кровельные сланцевые плиты – получают раскалыванием и обрезкой глинистого сланца. Плитки размером от 250х150 до 600х350 мм δ = 4-8 мм  Мрз 25 – самый долговечный кровельный материал.

Бортовые камни – получают обколкой и обтеской каменных пород. Производят три вида – прямой, лекальный, для оформления съездов. Верхнюю часть обтесывают чисто, а нижнюю грубо. Природные дороже бетонных, но более долговечны.

Брусчатка – колотые и тесаные бруски камня, параллелепипеды, суживающиеся к низу для лучшей связи с основанием. Такая форма позволяет сделать дорожное покрытие более плотным. Размеры: высота  h=10см – низкие,      11-12см – средние,      14-16см – высокие; ширина в=12-15см ; длина ℓ=15-25см. Изготавливают из морозостойких горных пород, прочных на удар и  истирание с прочностью более      Rсж>1000 кгс/см2.

Шашка – колотые камни более грубой формы и меньшего размера в = ℓ =7-11см, h = 8-10см. Изготавливают из менее прочных пород – известняков, песчаников с Rсж=300-800 кгс/см2.

2.2 Классификация цемента и изделий из него

цемент - вяжущее вещество, обладающее гидравлическими свойствами, состоящее из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок. Цементы классифицируют по назначению (общестроительные, специальные строительные, нестроительные), по виду клинкера и вещественному составу, по прочности при сжатии, скорости твердения, срокам схватывания, нормированию специальных свойств. Общестроительные цементы - гидравлические вяжущие вещества, основным требованием к которым является обеспечение прочности и долговечности растворов и бетонов. Специальные строительные цементы - цементы, к которые, наряду с уровнем прочности, предъявляют специальные требования, например, по сульфатостойкости, тепловыделению, деформации при твердении и др. Цементы нестроительные предназначены для общетехнического применения, непосредственно не связанного со строительством: производство формовочных материалов, бурение скважин, изоляция обжиговых агрегатов и др. По виду клинкера цементы подразделяют на цементы на основе портландцементного клинкера и на основе глинозёмистого (высокоглинозёмистого) клинкера, и иногда на основе сульфоалюминатного клинкера.

По вещественномy составу цементы на основе портландцементного клинкера подразделяются на:

бездобавочные, не содержащие активных минеральных добавок (ПЦЦО) или содержащие до 5% масс, добавок (ПЦД5);

цементы с минеральными добавками, не более 20% масс. (ПЦД20);

шлакопортландцемент с содержанием доменного шлака более 20% масс. (ШПЦ).

Во все типы цементов разрешается вводить до 5% масс, добавок, ускоряющих твердейте или повышающих прочность. Вышеприведённая классификация по вещественному составу предусматривается действующими российскими стандартами ГОСТ 10178, ПЭСТ 23464. При дальнейшем развитии нормативной документации классификация цементов будет приближена к европейским нормам (пять основных типов цементов по EN 197) - классификация по прочности (ГОСТ 23464) относит цементы к высокопрочным (марка 550, 600 и выше), повышенной прочности (марка 500), рядовые (марок 300, 400), низкомарочные (менее 300). По ГОСТ 30515 предусматривается по прочности при сжатии подразделять цементы на классы 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

По скорости твердения и срокам схватывания (ГОСТ 30515) цементы подразделяют на:

нормальнотвердевощие - с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28сут.;

быстротвердеющие - с нормированием прочности в возрасте 2 сут., повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, а также в 28 сут.;

особобыстротвердеющие с нормированием прочности в 1 сут. и менее (ГОСТ 23464);

медленносхватывающиеся (начало схватывания более 2 часов);

нормальносхватывающиеся (начало схватывания от 45 мин. До 2 часов)

быстросхватывающиеся (начало схватывания ранее 45 мин.)

Классификация цемента:

Все виды и марки цементов, применяемые при изготовлении сборных железобетонных конструкций и изделий из бетонов, должны отвечать требованиям ГОСТ 10178 - 85, ГОСТ 15825 - 80, ГОСТ 965 - 78, ГОСТ 22266 - 77* и ГОСТ 969 - 77.

Цементы классифицируются по следующим признакам:

*По виду клинкера и вещественному  составу

*По прочности

*По скорости твердения

*По срокам схватывания

*По объемной деформации при  твердении

*По тепловыделению

*По декоративным свойствам

*По сульфатостойкости

1) Быстротвердеющие цементы

Быстротвердеющие цементы - группа цементов различной природы и состава, характеризующаяся способностью обеспечить в нормальных условиях твердения формирование искусственного камня заданной прочности за короткий период (за короткие сроки твердения).

Природа таких цементов различна: это могут быть быстротвердеющие цементы на основе портландцементного клинкера - быстротвердеющие портландцемента, глинозёмистые (алюминатные) цементы, магнезиальные цементы, смеси нескольких цементов и смеси цементов с добавками и др. Существенно может отличаться и уровень нормируемой ранней прочности цементного камня: в некоторых случаях, например, для укрепления грунтов, достаточно получить камень с прочностью 0,1 МПа, в других случаях, например, для устройства полов, начальный уровень прочности цемента должен соответствовать значениям 5-10 МПа. Сроки достижения требуемой прочности быстротвердеющих цементов, в зависимости от предполагаемой области их применения, составляют от нескольких часов до 2-3 суток. В ряде случаев, когда прочность формируется за очень короткое время (несколько часов), быстротвердеющие цементы становятся также быстросхватывающимися (начало схватывания ранее 45 мин.), поскольку процесс cхватывания цемента всегда является составляющей стадией процесса формирования прочности.

Оценка способности таких цементов к формированию ранней прочности осуществляется, обычно, на основании результатов стандартных испытаний (например, для быстротвердеющих портландцементов), однако, в ряде случаев, вещественный состав образцов и параметры их испытания не стандартизованы, а устанавливаются в зависимости от конкретных условий применения цемента.

 

2) Глинозёмистый и высокоглинозёмистый цементы

Глинозёмистый и высокоглинозёмистый цементы (по зарубежной номенклатуре - алюминатные цементы) получают размолом соответственно глинозёмистого и высокоглинозёмистого клинкера, принципиально отличающихся по минералогическому составу от портландцементного клинкера. Если основу портландцементного клинкера составляют высокоосновные силикаты кальция, а содержание глинозёма (Аl2О3) в клинкере обычно не превышает 5-7%, то клинкер глинозёмистого (ГЦ) и высокоглинозёмистого (ВГЦ) цементов в качестве основных минералов содержит низкоосновные алюминаты кальция (СаО/Аl2О3 мольн. < 1,0), а содержание глинозёма в таких цементах находится в пределах от 35% для ГЦ до 60-80% для ВГЦ (ГОСТ 969).

Для глинозёмистого цемента основным минералом, определяющим комплекс его строительно-технических свойств, является моноалюминат кальция (СаО*Аl2О3), обеспечивающий как быстрое нарастание прочности цементного камня, так и высокую марочную прочность: от 40 МПа для ГЦ-40 до 60 МПа для ГЦ-60, причём марочная прочность устанавливается по результатам испытаний образцов в 3-х суточном возрасте.

Для ГЦ нормируется также суточная прочность в пределах от 22,5 МПа для ГЦ-40 до 32,5 МПа для ГЦ-60.

Для ВГЦ основными минералами, наряду с СаО*Аl2О3, являются алюминаты кальция с ещё более низкой основностью: СаО*2Аl2О3 и CaO*6Аl2О3, в результате чего скорость набора прочности и марочная прочность таких цементов снижается по сравнению с ГЦ. Однако, определяющим свойством для высокоглинозёмистых цементов является не прочность камня, а его огнеупорность, которая составляет от 1580°С для ВГЦ1, содержащего не менее 60% Al203, до 1750°С для ВГЦШ, содержащего не менее 80% Аl2О3.

 

Отличительная особенность гидратации и твердения глинозёмистых цементов, по сравнению с портландцементом, определяется более низкой щёлочностью системы, вследствие чего при гидратации глинозёмистых цементов не образуется гидроксид кальция Са(ОН)2, а фазовый состав затвердевшего цементного камня представлен гидроалюминатами кальция и гидроксидом алюминия (Al(OH)3).

Глинозёмистый цемент - нормально схватывающееся (начало схватывания не ранее 45 мин.), быстротвердеющее, высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество. По скорости набора прочности и величине прочности в начальные сроки твердения ГЦ, как правило, превосходит быстротвердеющие портландцементы. Для глинозёмистого цемента характерен быстрый набор прочности после окончания схватывания, завершающийся обычно к 3-м суткам, падение ранней прочности, если твердение происходит при повышенных температурах (более 25°С), снижение прочности в длительные сроки (до 10 лет и более). Глинозёмистый цемент менее чувствителен, чем портландцемент, к влиянию низких температур (положительных) на скорость набора прочности. Цементный камень из ГЦ характеризуется высокой водонепроницаемостью, морозостойкостью, а также высокой химической стойкостью, в частности, к сульфатной и углекислотной коррозии, однако не стоек к действию щелочей и свободных кислот. Применяют глинозёмистый цемент, чаще всего, при проведении аварийных и ремонтных работ, а также для производства конструкций и материалов в тех случаях, когда требуется быстрое обеспечение прочности.

Для высокоглинозёмистых цементов характерны сокращенные сроки начала схватывания (30 мин.), однако их твердение происходит медленнее, чем твердение ГЦ, а образующийся камень, как правило, характеризуется сравнительно невысокой прочностью (25-35 МПа в 3-х суточном возрасте, причём впоследствии прочность не возрастает).

 

Основной областью применения глинозёмистых и высоко глинозёмистых цементов является производство жаростойких и огнеупорных бетонов.

При производстве сухих строительных смесей глинозёмистый цемент используется в качестве вяжущего вещества в тех составах, для которых темп набора прочности является определяющим свойством: это ремонтные составы, самонивелирующиеся смеси и стяжки для устройства полов и, в некоторых случаях, материалы для облицовочных плиток (затирки). Распространение в качестве быстросхватывающихся и быстротвердеющих получили смеси глинозёмистого (высокоглинозёмистого) и портландцемента, однако применение таких смесей имеет ряд особенностей: ускорение схватывания и твердения смеси цементов неизбежно сопровождается потерей конечной прочности, поэтому в каждом конкретном случае соотношение глинозёмистого и портландцемента должно быть подобрано экспериментально, исходя из необходимости получения заданного срока схватывания растворной смеси и прочности раствора.

Глинозёмистые и высокоглинозёмистые цементы применяются при производстве жаростойких сухих строительных смесей.

3) Кислотоупорный цемент

Кислотоупорный цемент - специальный цемент, представляющий собой смесь совместно или раздельно молотых кварцевого песка и кремнефтористого натрия (Na2SiF6), которая при затворении водным раствором силиката натрия или калия (жидкого стекла) образует кислотостойкий камень. Такой цемент применяется для связи штучных химически стойких материалов при защите корпусов химической аппаратуры, оборудования или строительных конструкций кислотоупорными замазками и растворами, а также для приготовления кислотоупорных бетонов или изделий из них. Содержание кремнефтористого натрия в кислотоупорном кварцевом кремнефтористом цементе составляет 4% в цементах, предназначенных для изготовления замазок и 8% - для растворов и бетонов (ГОСТ 5050). В качестве кислотоупорного заполнителя в растворах и бетонах используется кварцевый песок, могут применяться и другие кислотостойкие измельчённые породы: базальт, гранит, андезит, кварцит и др. Кремнефтористый натрий является химическим отвердителем жидкого стекла, образующим при взаимодействии с последним гель кремнезёма, обеспечивающий формирование плотной и кислотоустойчивой структуры камня. Содержание технического кремнефтористого натрия в составе кислотостойкого раствора составляет 15% от массы жидкого стекла. Кислотостойкость кислотоупорного цемента определяется кипячением стандартных образцов в 40% растворе серной кислоты с последующим их испытанием на прочность.

Ограничения применения кислотоупорного цемента распространяются на воздействие щелочей, HF, H2SiF6, кипящей воды и водяного пара, а также связаны с токсичностью кремнефтористого натрия.

Кислотоупорные цементы, растворы и бетоны могут быть приготовлены в виде сухих смесей, при этом в качестве вяжущего вещества применяются порошки гидратированных силикатов натрия или калия. В качестве жидкости затворения таких сухих смесей вместо жидкого стекла используется вода.

4) Кладочные цементы

Кладочные цементы - группа низкоклинкерных многокомпонентных цементов, содержащих не менее 20% портландцементного клинкера, активные минеральные и инертные добавки (наполнители), предназначенных, преимущественно, для приготовления кладочных и штукатурных растворов. Для производства цементов используют доменные гранулированные шлаки, кварцевый песок, известняки, мраморы и др. Требования к таким цементам, в частности, нормируются ГОСТ 25328 ("Цемент для строительных растворов").

В современной номенклатуре эти цементы рассматриваются как композиционные. В их состав, в соответствии с предложениями европейского стандарта, предусматривается возможность совместного введения доменного шлака, природной или искусственной пуццолановой добавки и золуноса тепловых станций при минимальном содержании клинкера - 20% масс.

Для кладочных цементов, из-за низкого содержания портландцементного клинкера, характерны длительные сроки схватывания, медленный темп нарастания прочности, низкое значение марочной прочности (~20 МПа).

Требуемая пластичность и водоудерживающая способность цементов обеспечиваются введением в их состав тонкомолотых шлаков, пуццолановых добавок, золуноса, а также специальных пластифицирующих и воздухововлекающих добавок. При приготовлении растворных смесей в большинстве случаев используют минеральные пластификаторы: как правило, гидратную известь, а в отдельных случаях - глину. В некоторых странах нормируются смешанные цементы, содержащие в своём составе известь.

Применительно к сухим строительным смесям, кладочные и композиционные (многокомпонентные) цементы могут быть использованы, при соответствующей корректировке состава смеси, для приготовления сухих растворных кладочных и штукатурных смесей вместо портландцемента или портландцемента с минеральными добавками.

5) Композиционные цементы

Композиционный цемент - многокомпонентное гидравлическое вяжущее, состоящее из портландцементного клинкера и 2-х и более минеральных техногенных или природных материалов (минеральных добавок). По зарубежным стандартам (например, EN) содержание клинкера в таких цементах не должно быть менее 20%, по проектам современных российских стандартов - 40% качестве минеральных добавок в таких цементах в разных сочетаниях используют доменный гранулированный, пуццолановые добавки, золу-унос тепловых станций, микрокремнезём , а в некоторых случаях и молотый известняк. Композиционные цементы получают совместным размолом клинкера, гипса и минеральных добавок или смешением раздельно размолотых компонентов Производство композиционных цементов преследует цели снижения энергозатрат на приготовление вяжущих веществ и утилизацию отходов. Затраты на производство таких цементов и их стоимость ниже стоимости рядового портландцемента. По стандарту EN-197 в композиционном цементе в качестве минеральных добавок применяются доменный шлак, природная или искусственная пуццолана и кислая зола-унос тепловых электростанций.