ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2019
Просмотров: 4305
Скачиваний: 9
23
г/см
3
сти при
изгибе,
МПа
сти при
сжатии,
МПа
кДж/м
2
г/см
2
Оконное
стекло
(аморф-
ное
строе-
ние)
2,5
44
450–500
2,0
0,5–0,6
Ситалл
(стекло-
кристал-
лическое
строе-
ние)
2,5–2,6
до 250
до 600
3,0–4,0
0,01–
0,03
Иногда одно и то же кристаллическое вещество способно
существовать в различных кристаллических формах. Это назы-
вается полиморфизмом. Полиморфные модификации имеют
одинаковый химический состав, но разное строение кристалли-
ческих решеток. Свойства при этом тоже изменяются, иногда
очень резко.
Самый яркий пример – кристаллические модификации уг-
лерода (С): алмаз – самое твердое вещество на Земле, а графит –
мягкое вещество.
Полиморфизм характерен для оксида кремния (SiO
2
), у ко-
торого семь кристаллических модификаций, стабильных при
разных температурах. При обычной температуре стабилен
-SiO
2
. При нагревании вплоть до плавления (температура
1700 °С) происходит неоднократная перестройка кристалличе-
ской решетки, иногда с заметным изменением объема. Поэтому
материалы, в составе которых присутствует кварц, не являются
термостойкими, они плохо переносят резкое охлаждение после
нагревания.
Кристаллические модификации есть у трехкальциевого си-
ликата и двухкальциевого силиката – основных клинкерных ми-
нералов. Например, -модификация двухкальциевого силиката
24
(минерал белит) отличается способностью химически взаимо-
действовать с водой, благодаря чему обеспечиваются вяжущие
свойства, а -модификация, устойчивая при обычной температу-
ре, с водой практически не взаимодействует.
Микроструктура – строение, видимое в микроскоп и изу-
чаемое специальными физико-химическими методами исследо-
вания. Под микроструктурой подразумевается размер и взаим-
ное расположение кристаллов и аморфных фаз, форма, размеры
и характер микропор и других дефектов, контактная зона между
различными частями материала.
Типы микроструктур:
однородные (коагуляционные, конденсационные, кри-
сталлизационные);
микронеоднородные (например, как у цементного кам-
ня);
плотные и капиллярно-пористые.
Макроструктура – строение, видимое невооруженным гла-
зом (или в лупу).
Различают типы строения на макроуровне:
Конгломератное строение – материал состоит из раз-
личных по размеру, форме, составу зерен, соединенных
воедино непрерывной матрицей затвердевшего вяжу-
щего вещества. Типичные представители – природные
горные породы конгломерат и брекчия, из искусствен-
ных каменных материалов – бетоны.
Ячеистое строение – с равномерно распределенными в
объеме макропорами с формой, близкой к сферической.
Типичные представители – газо- и пенобетоны, ячеи-
стые пластмассы.
Волокнистое строение – материал состоит из ориенти-
рованных или хаотически расположенных волокон
(древесина, асбест, гипс селенит, стеклянная вата и из-
делия из нее).
25
Слоистое строение (древесно-слоистые пластики, бу-
мажно-слоистые пластики, сланцы).
Зернистое строение – материал состоит из зерен
разных минералов (горные породы гранит, сиенит,
габбро).
Рыхло-зернистое, порошкообразное – для сыпучих ма-
териалов.
С особенностями строения вещества и материала связаны
присущие ему изотропия или анизотропия.
Изотропия – это одинаковость характеристик свойств ма-
териала независимо от направления в объеме, в котором они оп-
ределяются.
Анизотропия – это неодинаковость показателей свойств в
разных направлениях в объеме материала.
Анизотропия может быть вызвана:
особенностями макроструктуры:
−
волокнистые материалы с упорядоченным располо-
жением волокон относительно друг друга (древеси-
на – показатели прочности, теплопроводности раз-
личны вдоль и поперек волокон);
−
слоистые материалы (бумажно-слоистые пластики,
фанера);
особенностями строения кристаллической решетки:
−
слюды, графит – слоистая решетка, способны рас-
щепляться на тонкие пластинки чешуйки;
−
минералы полевые шпаты – при ударах дают облом-
ки с ровными гладкими плоскостями в двух направ-
лениях (т.е. вдоль этих направлений прочность ни-
же);
−
у одноосных кристаллов вдоль и поперек главной
оси кристалла свойства различны (например, у гор-
ного хрусталя светопропускание вдоль оси выше,
чем поперек).
Изотропия характерна для однородности строения:
26
проявляющейся на микроуровне, например, у веществ
аморфного строения;
при статистически однородном распределении частиц
или частей материала, неупорядоченности, неориенти-
рованности на макроуровне.
Например: гранит – псевдоизотропная горная порода в свя-
зи с неориентированным расположением зерен минералов,
большая часть которых сами по себе анизотропны. А для горной
породы гнейса, состоящей из тех же самых минералов, но с ори-
ентированным расположением зерен, характерна анизотропия:
вдоль слоев прочность ниже, чем поперек.
Искусственные каменные материалы типа бетона изотроп-
ны из-за статистически однородного неориентированного рас-
положения зерен заполнителя в объеме.
27
Тема 3 (лекции 3–4)
СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
3.1. Виды сырья
3.1.1. Природное неорганическое сырье
(нерудные полезные ископаемые)
Сырье – это исходные вещества или смеси, которые пере-
рабатываются в строительные материалы или изделия.
Сырье переработка готовый материал (изделие)
Состав и свойства сырья – важные факторы, определяющие
способ переработки и качество строительного материала.
Основными сырьевыми материалами для производства
строительных материалов являются природные материалы.
Наиболее широко используется неорганическое природное
сырье (нерудные материалы), которые по химическому составу
являются оксидами (SiO
2
), силикатами и алюмосиликатами
щелочных и щелочноземельных металлов (Na, K, Ca, Mg), кар-
бонатами и сульфатами кальция и магния. В меньшем объеме
используется органическое сырье (древесина, нефть, уголь,
газ).
Кроме того, в качестве основного компонента сырьевой
смеси или добавок могут использоваться побочные продукты
различных отраслей промышленности (отходы).