Ca(OH) 2 +CO 2 =CaCO 3 +H 2 O. CaCO 3 + hő =CaO+CO 2 ÉPÍTÉSI MÉSZ 1/2 ÉPÍTÉSI MÉSZ 2/2 A MÉSZ KÖRFOLYAMATA

Átírás

1 OSZTÁLYOZÁSA 1/2 ELŐÁLLÍTÁS SZERINT: természetes (természetes bitumen) mesterséges (ezzel foglalkozunk) ÁSVÁNYI EREDET SZERINT: szerves (bitumen, kátrány, műgyanta) szervetlen (cement, mész, gipsz vízüveg) HALMAZÁLLAPOT SZERINT: folyékony (bitumen, kátrány,műgyanta) szilárd porszerű (mész, gipsz, cement) OSZTÁLYOZÁSA 2/2 KÖTŐKÉPESSÉG SZERINT: fizikai folyamat révén szilárdulnak (bitumen, kátrány, vízüveg, enyv, lenolaj) kémiai folyamat révén szilárdulnak (mész, gipsz, cement, műgyanta) SZERVETLENEK LEHETNEK: levegőn szilárdulóak (mész, gipsz) hidraulikusak (cement) A MÉSZ KÖRFOLYAMATA Mészégetés ( C) : ÉPÍTÉSI MÉSZ 1/2 CaCO 3 + hő =CaO+CO 2 nagyobb hőmérsékleten égetve lassan oltódó agyonégetett mész keletkezik (mészkukac). Az építési mész megjelenési formái: - oltott mész (fölös vízzel oltva) - mészhidrátpor [CaO+H 2 O=Ca(OH) 2 ] a mészoltáshoz éppen szükséges vízzel oltva A szilárdulás képlete: ÉPÍTÉSI MÉSZ 2/2 Ca(OH) 2 +CO 2 =CaCO 3 +H 2 O A következők olvashatók ki: - mész szilárdulásához CO 2 kell (és nem meleg) - mész addig tárolható, míg levegőtől el van zárva - a szilárdulás koksz égetésével gyorsítható - a szilárdulás során a fal vizesedik A MÉSZ FELHASZNÁLÁSI TERÜLETEI főként falazó és vakoló habarcshoz 1

2 ÉPÍTÉSI GIPSZ 1/2 ÉPÍTÉSI GIPSZ Égetés: C CaSO 4 2H 2 O gipszkő Félhidrátgipsz: építési gipsz CaSO 4 1/2H 2 O+ 3/2H 2 O félhidrátgipsz Építési gipsz felhasználása: szerkezeti alkalmazás (válaszfal, térelem) tűzvédelmi alkalmazás, fémszerkezetek védelmére CaSO 4 2H 2 O CaSO 4 1/2H 2 O+ 3/2H 2 O A gipsz kis ph-ja miatt acélbetéttel nem alkalmazható. A cement története 1/3 Vitruvius habarcskészítés technológiája római cement = égetett mész+ téglaliszt vagy égetett mész + trasz 1820 Ingenieur Direktiv Smeaton agyagtartalmú mész jobb a tiszta mésznél 1796 Parker román cement =égetett márga 1824 Aspdin portlandcement A cement története 2/ húzó és nyomó vizsgálat 1861 Langen kohósalak rejtett hidraulikus tulajd első cementszabvány 1886 Tetmayer kohósalak pc-gyártás leírása A cement, ill. beton elterjedésének oka: időállóság, nagy nyomószilárdság tűzzel szembeni kedvező viselkedés acél védelme korrózió ellen (ph = 13-14) A cement története 3/3 Le Chatalier térfogat állandóság vizsgálata klinkerfázisok felismerése húzó és nyomó vizsgálatok 1887 cementszilárdulás kristályelmélete 1893 Dyckerhoff MgO< 5m% 1898-tól gipszkő kötésszabályozáshoz 1945 Powers a két elmélet egyesítése 1972 képlékeny habarcsvizsgálat 1977 Tamás hidratáció polimerizációs folyamat A cementgyártás 1/ % mészkő m% agyag előkészítés égetés szárítás előmelegítés 2

3 A cementgyártás 2/ m A potlandcement kémiai összetétele klinkerásvány CaO (=C) SiO 2 (=S) Al 2 O 3 (=A) Fe 2 O 3 (=F) MgO CaO (szabad) H 2 O( =H) egyéb: Na 2 O, K 2 O,TiO 2, SO 3 stb. mennyisége m% m% m% 2-8 m% 2-6 m% 1-5 m% 0-4 m% 0-4 m% 0-3 m% Portlandcement-klinker ásványi összetétele Klinkerásványok szilárdságának időbeli alakulása ALIT C 3 S = 3CaOSiO 2 BELIT C 2 S = 2CaOSiO 2 TRIKALCIUM-ALUMINÁT C 3 A = 3CaOAl 2 O 3 CELIT C 4 AF = 4CaOAl 2 O 3 Fe 2 O 3 A PC klinker ásványi összetétele 1/3 Le Chatelier 1883 Törnebohm 1897 elnevezés ALIT C 3 S=3CaO SiO 2 hatszögletes kristály kevés Al 3+, Mg 2+ és vasionok m% nagy kezdőszilárdság nagy kötési hő A PC klinker ásványi összetétele 2/3 BELIT βc 2 S=2CaOSiO 2 kerekded kristály legfontosabb β módosulat lassú szilárdulás nagy utószilárdulás kis kötés hő 15-37% TRIKALCIUM-ALUMIN ALUMINÁT C 3 A=3CaO Al 2 O 3 gyors kötés-lassítva gipszkővel nagy hőfejlesztés kis szilárdság 0-15% 3

4 A PC klinker ásványi összetétele 3/3 A hidrát termékek időbeli alakulása CELIT C 4 AF = 4CaOAl 2 O 3 Fe 2 O 3 kis szilárdság lassú kötés jó szulfátállóság van benne üvegfázis is A PORTLANDCEMENT KÖTÉSE ÉS SZILÁRDULÁSA 1/2 2C 3 S + 6H C 3 S 2 H 3 + (CH) 3 2C 3 S + 4H C 3 S 2 H 3 + CH klinker víz kalcium- mész ásvány szilikát-hidrát tobermorit portlandit fő szilárdsághordozó A PORTLANDCEMENT KÖTÉSE ÉS SZILÁRDULÁSA 2/2 Ha a cementben gipsz nem volna C 3 A + CH + 12H C 4 AH 13 (instabil) C 3 A + 6H C 3 AH 6 (stabil) hidrátok keletkeznének gyors reakció, gyors kötés) A gyors kötés megakadályozására gipsz adagolás C 3 A + 3Cs + 32H C 3 A 3 Cs H 32 (ettringit) C 3 A + Cs + 12H C 3 A Cs H 12 (monoszulfát) HIDRATÁCIÓS ALAKVÁLTOZÁSOK 1/2 Mészduzzadás 1500 C-on agyonégetett mész keletkezik lassan oltódik, mikor a beton szilárd duzzadás nincs, ha szabad CaO <1% Magnéziaduzzadás agyonégetett magnézia jön létre igen lassan oltódik, duzzadást okoz nincs, ha szabad MgO <5% Gipszduzzadás fölös gipsz marad C 3 A-hoz képest HIDRATÁCIÓS ALAKVÁLTOZÁSOK 2/2 Alkáli duzzadás alkáli + oldható SiO 2 (amorf szilikát, hidrogél) SiO 2 +n H 2 O+ 2Na(OH)+CaCO 3 ->Na 2 SiO 3 (n-x+1)h 2 O+H 2 O Alkáli karbonát M 2 CO 3 +CH -> 2H(OH) + CaCO 3 alkáli fém nincsenek, ha Na 2 OH 0,66 K 2 O<0,6% 4

5 CEMENTFAJTÁK ÉS ÖSSZETÉTELÜK A BETONFEDÉS SZEREPE Acélbetétek korrózió elleni védelmét biztosítja a cement szilárdulása során keletkező 15-20% Ca(OH) 2. HETEROGÉN CEMENT = PORTLAND CEMENT KLINKER ÉS HIDRAULIKUS KIGESZTŐ ANYAG 1/2 portlandcement a klinkerek részbeli helyesítése Hidraulikus kiegészítő anyagok: kohósalak, pernye, trasz kohósalak: nyersvasgyártás mellékterméke szilárdulása a βc 2 S klinkerhez hasonló adagolása max 80% trasz: min 70% SiO 2 -t tartalmazó vulkáni tufa finom örleménye,benne lévő kovasav a cement szilárdulása sor fölszabaduló Ca(OH)2-vel C 3 S 2 H 3 -t alkot adagolása max. 20% HETEROGÉN CEMENT- PORTLAND CEMENT KLINKER HIDRAULIKUS KIGESZTŐ ANYAG 2/2 pernye: porszén tüzelésű kazánok hamuja reakció a trasszéhoz hasonló adagolása max. 35% 5

6 6