Глина с цементом использование: Глиняный раствор: нужно ли добавлять цемент?

Глина в качестве добавки в смешанных цементных растворах

Применение глины в качестве добавки в смешанных цементных растворах наряду с диатомовыми землями и обычно применяемой известью. В первом приближении можно считать, что содержание глины по весу по отношению к цементу не должно превосходить 1:1 — 1,25 : 1. При большей величине добавки глины качество растворов в отношении их морозостойкости и коэфициента размягчения может значительно снизиться, почему в настоящее время еще нельзя судить о пригодности таких растворов для кирпичной кладки. Большое количество проведенных испытаний не выявило каких- либо отрицательных- свойств цементно-глиняных растворов, которые могли бы повлиять на суждение о возможности их применения. Наоборот, испытания доказали в известных пределах ценные качества цементно-глиняных растворов, не говоря уже о том, что в большинстве случаев стоимость их ниже аналогичных растворов на других добавках. Однако качество применяемой глины, повидимому, все же играет существенную роль, так как различные глины давали в наших опытах достаточно разные результаты.

В частности, глины с большим содержанием органических веществ давали растворы с наихудшими показателями. Наилучшие результаты в различных случаях испытаний и по различным характеристикам показали различные глины. Однако, в большинстве эти лучшие показатели относились к случаям введения в растворы кирпичных глин. Несмотря на значительное различие в химическом составе применяемых нами глин, какой-либо определенной зависимости между качеством получаемых растворов и химическим составом глин установить в настоящее время не удалось. Это должно, новидимому, составить предмет дальнейших исследований в этой области.

Однако уже теперь можно наметить некоторые пути к оценке качества глин и встречающихся в них соединений, могущих оказать отрицательное влияние на свойства цементно-глиняных растворов. Глины, вообще говоря, по своему минералогическому и химическому составу настолько разнообразны, это обстоятельство дает некоторым исследователям возможность утверждать о «наличия стольких же разновидностей глины, сколько месторождений подвергается обследованию» (Г.

Зальманг). Помимо этого, слоистый характер значительной части залеганий делает состав глины весьма пестрым даже и в одном и том же месторождении. Поэтому к выбору и применению глин в смешанных растворах следует относиться с очень большой осторожностью. К числу возможных примесей к глине, могущих оказать известное влияние на прочность и стойкость смешанного раствора во времени, следует отнести часто встречающиеся в них:
а) сульфиды — пирит и марказит;
б) органические вещества (растительные ткани, битуминозные вещества, углерод, гуминовые вещества, в частности, гумусовые кислоты;
в) некоторые легко растворимые соли в виде сульфатов железа (мелантерит), кальция (гипс), магния (эпсомит), калия и натрия, хлористый натрий и магний, растворимые силикаты щелочных и щелочно-земельных металлов, хлориды щелочных металлов.

Влияние пирита

Пирит в глине обычно встречается в виде зерен желтого цвета с металлическим блеском, кубиков и плоских розеток, видимых невооруженным глазом. Однако в так называемых квасцовых глинах пирит содержится и в мелкораспределенном состоянии, причем в этом случае он не может быть удален из глины даже путем отмучивания. По Райсу пирит можно встретить почти в каждом месторождении, но в глинах, залегающих у поверхности земли, его редко можно встретить в устойчивой форме, так как он на открытом воздухе быстро переходит в сульфат железа, а затем в лимонит (2Fe2Q3 3h3O), являющийся для смешанных растворов, по всем имеющимся данным, повидимому, безвредным.
Однако при разложении пирита и марказита освобождается серная кислота, образующая сульфаты с содержащимися в глине карбонатами кальция, магния или железа.

Надо отметить, что обычно глины, содержащие пирит или марказит, отбрасываются при производстве керамических изделий и идут в отвал. Во всяком случае глина ранее ее применения должна быть исследована на содержание в ней пирита.
Гуминовые кислоты являютея частью гуминовых веществ, растворимую в щелочах. По Свен-Одену можно вообще различать:

а) гумусовую кислоту, нерастворимую в воде, черно-бурого цвета;
б) торфяную, нерастворимую в воде, желто-бурого цвета,
в) фульво-кислоту, растворимую в воде, светложелтого цвета.

Гуминовые вещества, в свою очередь, делятся на гуминовые кислоты, гумины, которые растворяются в крепких щелочах лишь при долгом кипячении, и гумусовый уголь, вовсе нерастворимый в щелочах. Гуминовые кислоты при нагревании также переходят в нерастворимое в щелочах состояние. Химическое строение гуминовых кислот остается в общем недостаточно выясненным, однако считается доказанным присутствие в них группы СООН. Присутствие гуминовых кислот может быть оценено по показателю концентрации водородных ионов.

По данным проф. Швецова, можно вообще считать, что кислоты, содержащие только карбоксильную группу СООН, не оказывают особенно вредного действия на цементные растворы при добавлении их в воду затворения. Однако ввиду недостаточной выясненности химического строения гуминовых веществ и кислот вопрос о характере и степени возможного их влияния должен еще составить предмет планомерных исследований.

Отсутствие понижения прочности при затворении портландцемента на болотной воде, содержащей гуминовые вещества и, в частности, гуминовую кислоту, наблюдалось рядом исследователей. Д. Абрамс в 1924 году опубликовал результаты опытов по изучению прочности портландцементных растворов (в сроки от 90 дней до 2 1/2 лет), на основании которых можно установить отсутствие существенного понижения прочности растворов, затворенных на болотной воде.

Инженер Сперанский рядом экспериментов с естественными и искусственными водами, содержащими гуминовые вещества, также показал возможность использования их для затворения цементных растворов. В этих опытах исследуемых торфяниковых вод колебался от 4,6 до 6,3, окисляемость же находилась в пределах от 11 до 50 мг кислорода на литр воды. В глинах же, по данным Зальманга, содержание гуминовых веществ обычно находится в пределах 0—0,5% при pH от 7,1 до 4,8; лишь в особо загрязненных глинах, отличающихся по большей части темносерым или коричнево-черным цветом, содержание гуминовых веществ доходит до 2—2,5% при значении pH от 6 до 7.

В вышеуказанных опытах инж. Сперанского наблюдалось (в сроки до 90 дней) даже некоторое повышение прочности на сжатие образцов, затворенных на загрязненной воде, по сравнению с образцами, затворенными на дистиллированной воде (при хранении всех образцов в обычной чистой воде). Отсутствие серьезного влияния гуминовых веществ, введенных при затворении портландцемента, на прочность растворов можно объяснить наличием подавляющей массы цемента по сравнению с количеством вводимых и нейтрализуемых цементом реагентов.

Некоторое же наблюдаемое повышение прочности, применительно к общим данным проф. Б.Г. Скрамгаева и Г.К. Дементьева, может быгь объяснено некоторым повышением эффективности гидратации от действия кислот.
Таким образом можно считать, что гуминовые вещества и кислоты в случае нахождения их в воде затворения вряд ли должны оказывать серьезное отрицательное влияние на прочность строительных растворов для кладки. Все же в опытах глины с органическими примесями показывали наихудшие результаты и склонность к некоторому падению прочности в дальние сроки твердения.


Однако для глин с большим содержанием органических веществ нижеприводимые опыты Mache позволяют найти меры, способствующие уменьшению или устранению опасности от введения глин, содержащих в себе перегной.

В своих опытах Mache исследовал влияние введения чернозема, содержащего перегной, на прочность пластичных цементных растворов. Содержание перегноя в черноземе, определенное по методу М. Pietre, составляло 11,7%.

Рассматривая с этой точки зрения влияние присутствия перегноя, возможно думать, что и растворы с глинами, содержащими органические вещества, можно обезопасить от влияния последних путем введения дополнительной щелочи, в частности извести. Отсюда следует предположить, что трехкомпонентные растворы, предложенные проф. В.П. Некрасовым (цемент-известь-трепел или цемент-известь- глина), в некоторых случаях (введение небольших количеств извести при применении сырой глины и сырого трепела) с этой точки зрения смогут дать более высокие показатели прочности, нежели двухкомпонентные цементно-смешанные растворы.

Наряду с гуминовыми веществами в глине могут встречаться органические вещества и в других формах: а) в виде растительных тканей (листья, стебли, корни, куски древесных стволов), которые легко могут быть изъяты из глины при ее подготовке; б) в виде органических веществ битуминозного характера, влияние которых на качество цементного раствора может считаться вредным лишь в редких (например, в весьма вредной форме бурого угля) случаях;
в) в виде твердого углерода в модификациях, сходных с антрацитом, что не должно считаться вредным.

Так как значительное содержание подобного рода органических веществ характеризуется сероватой, синевато-серой и черной окраской глины, а иногда и видимыми вкраплениями, то необходимо воздерживаться от применения подобных глин для строительных растворов. Глины же иного цвета было бы желательно проверять на содержание в них органических веществ и устанавливать степень кислотности путем определения показателя pH (впредь до разработки и проверки более простых приемов исследования).

Надо отметить, что прокаливанием глины при температуре красного каления или длительным нагреванием при температуре около 250° (например при сушке перед помолом) можно освободиться от значительной части органических веществ.
В связи с этим стедует отметить, что, повидимому, применение глин, активизированных путем прокаливания, как это предлагалось вышеупомянутой инструкцией В.П. Некрасова (1933 г.), может быть уместным и выгодным в целом ряде случаев.

Наиболее опасными для цементно-глиняных растворов примесями в глине могут явиться, помимо органических веществ, легко растворимые соли. Органические вещества могут непосредственно вызывать некоторое понижение прочности раствора, наличие же растворимых coелей может проявляться с течением времени и привести к последующему выветриванию раствора в силу явлений миграции солей. Под выпетриваннем строительных материалов обычно понимается потеря ими прочности и частичное или полное разрушение под влиянием атмосферных и других факторов. Явления выветривания строительных растворов вообще в той или иной степени встречаются сравнительно часто, причем основные причины такого выветривания могут быть разбиты на две важнейших категории:

1) Плохое смешивание раствора, ведущее к (наличию ослабленных участков, выветривающихся под влиянием, главным образом, действия мороза; при плохом перемешивании раствора не может быть осуществлено надежное и полное сцепление элементов кладки. При отсутствии же должного сцепления легко возникают трещины и повреждения в кирпичной стене даже от незначительных осадков фундамента. Эти трещины и являются очагами распространения явлений выветривания под влиянием последующего попадания воды в подобные трещины и замерзания их.

2) Выветривание в силу химических и физических влияний имеет место, в частности, при наличии в компонентах растворов сульфатов, карбонатов и хлоридов. Из вышеуказанных возможных растворимых солей в отношении явления выветривания наиболее безвредным является карбонат кальция, а затем сульфат кальция и сульфат калия. Наиболее же опасными солями (в этом отношении явлются сульфаты натрия, например, глауберовая саль (Na2SQ4 . 10Н2О), и сульфаты магния. Последняя соль особенно опасна в соединении с сульфатом калия, так как получающаяся тройная соль (K2S04 . MgS04 . 6Н2О) содержит значительное количество воды и кристаллизуется с значительным увеличением объема, еще большим, чем при кристаллизации сульфатов натрия.

В глине из сульфатов чаще всего встречается гипс, причем по данным Dawit и ряда других исследователей. содержание солей серной кислоты в глинах сильно колеблется и может быть довольно значительным. Например, по данным Nirsch. содержание SO3, в глине одного и того же месторождения колебалось от 0,016 до 0,271 %. Нужно, впрочем, отметить, что нередко и в обожженном кирпиче содержание SO3 доходит до 0,2—0,3%, что объясняется применением иногда для обжига угля со значительным содержанием соединений серы. Особенно часто высокое содержание S03 имеет место в сравнительно слабо обожженных сортах кирпича.
Таким образом выветривание кладки под влиянием сульфатов может иметь место также и вследствие наличия их в штучных элементах кладки.
Наряду с этим нужно отметить, что и в затвердевшем цементе, употребляемом для кладки, также может находиться ряд соединений, способствующих появлению выцветов. Разрушение раствора в швах кладки от явлений выцветания в общем происходит нижеследующим образом: влага, введенная в стену вместе с раствором, растворяет имеющиеся в наличии растворимые соли. По мере высыхания кладки с поверхности происходит движение растворимых солей по направлению к наружным поверхностям стены. В дальнейшем растворимые соли подходят к поверхности стены, где кристаллизуются в порах раствора и на поверхности. Так как эта кристаллизация происходит для значительной части растворимых солей с большим увеличением объема, то такая кристаллизация ведет к постепенному разрушению шва с поверхности, к отпаду штукатурки, частичному выкрашиванию кирпича, появлению ясно видимых налетов и т. п.

Явления выветривания особенно усиливаются при неизбежных колебаниях влажности, так как при изменении влажности среды большинство вышеуказанных солей то теряет, то вновь присоединяет кристаллизационную воду, меняя при этом объем и вызывая серьезные внутренние напряжения в теле раствора.
Простейшие исследования глины на содержание в ней соединений, способных (произвести выцветы на кладке, можно произвести нижеследующим способом: берется стеклянный цилиндр (или, что лучше, колба с узким горлышком) и наполняется дестиллированной водой; на верхнее отверстие цилиндра или колбы плотно укладывается притертый кирпич; после этого цилиндр переворачивается таким образом, чтобы дестиллированная вода проникла в кирпич. В дальнейшем кирпич просушивается, причем в случае наличия в нем растворимых солей таковые выступают в виде беловатого налета. Для целей испытания глины предварительно должен быть отобран кирпич, не имеющий такого налета. Далее испытуемая глина просушивается, размельчается и затворяется большим количеством дестиллированной воды. Полученное жидкое глиняное молоко выливается иа кирпич, предварительное испытание которого показало отсутствие в нем растворимых солей. В том случае, если в глине находятся растворимые соли, таковые проникают в кирпич и по просушивании выступят на его поверхности в виде беловатого налета. Наличие растворимых солей в глине можно оценить также с помощью выпаривания остатка из воды, отфильтрованной от глины. Наличие осадка укажет на наличие растворимых солей.

Из прочих примесей, встречающихся в глине, кроме вышеуказанных, большинство возможно даже признать полезным. К числу (подобных примесей относятся: кварц в виде тонких частиц и зерен обычного песка, кремнезем в амофорном состоянии (встречающийся обычно в глине лишь в очень небольших количествах), гидраты кремнезема, слюды, гидрослюды.
Влияние слюды оценивалось профессором Пономаревым, который при своих исследованиях системы цемент-слюда отмечал, что небольшие добавки измельченной слюды (в количестве 2 — 3%) не оказывают существенного влияния на прочность раствора, но повышают довольно резко связность получаемой массы.

Более значительные добавки слюды довольно серьезно понижали величины временного сопротивления растяжению и изгибу испытуемых образцов. Ожидать какого-либо вредного химического влияния слюды на вяжущую часть раствора нет оснований, если принять во внимание чрезвычайно высокую степень химической инертности слюд вообще. Наиболее опасным действием значительного количества слюды может явиться, как показывают исследования G.Kathrein, понижение морозостойкости раствора.

Так как глинах содержание слюды в огромном большинстве случаев весьма невысоко, то ожидать с этой стороны вредного влияния глины на смешанные цементно-глиняные растворы нет оснований. Гидраты глинозема, кремнезема и Окиси железа, иногда присутствующие в глинах в незначительном количестве, могут, по данным Rodt, оказать весьма благоприятное влияние на свойства раствора и, в частности, на его (прочность в дальние сроки твердения, связанного с высыханием.

Исследования, произведенные Михаэлисом над гелеобразными гидратами окиси кальция, глинозема, кремнезема и гидратом окиси железа, подвергнутыми высушиванию с целью частичного обезвоживания, показали возможность получения агрегатов весьма высокой прочности, особенно из гелей гидратов кремнезема и окиси железа. Влияние постоянно встречающейся в глинах окиси железа можно оценить и по опытам Грюна. По этим опытам введение 30% молотой окиси железа (считая от веса цемента) в цементно-песчаные растворы 1 : 3 дает даже некоторое повышение прочности растворов на растяжение при весьма незначительных изменениях прочности на сжатие (10%). Таким образом влияние этой составляющей глины не может быть признано вредным.

Содержащиеся в глинах тонкая пыль и тонкий песок по этим же испытаниям Грюна, а также по ряду других исследований оказывают также скорее положительное, чем отрицательное действие «а плотность и прочность цементных растворов, особенно в длительные сроки твердения. Однако, надо отметить, что это будет иметь место, понятно, не при всяких количествах введенной добавки, а лишь в тех случаях, когда гранулометрический состав строительного раствора будет находиться в определенных пределах. (Кроме того надо подчеркнуть, что по вышеприведенным исследованиям Ферэ добавление тонких песчаных частиц несравненно более повышает сопротивление строительных растворов растяжению и величину сцепления, чем сопротивление сжатию. Это указывает, что вообще добавка мелких частиц способна оказывать достаточно благоприятное влияние на качества раствора в кладке, но что назначение величины добавки шины должно производиться с полным учетом получаемого гранулометрического состава строительного раствора. Гидрослюды, присутствующие всегда в глинах, (гидроокись железа, присутствующие в некоторых глинах кальцит, доломит, глауконит, полевые шпаты являются, повидимому, безвредными отощающими примесями.

В общем, при применении глин в смешанных растворах, с большинством из этих примесей приходится считаться, как с (грубозернистыми примесями, частично заменяющими собой песок в строительных растворах. При подобном подходе сильно песчанистые глины должны «водиться в строительные растворы с обязательным учетом содержания в них крупнозернистых включений, т. е. с соответствующим увеличением дозировки такой песчанистой глины и с уменьшением количества вводимого песка.

Как видно из вышеприведенного беглого перечня, наибольшее внимание при выборе глин должно быть обращено, повидимому, на содержание в них растворимых солей и, в частности, сульфатов. Опыты, проведенные в Промакадемии имени тов. Сталина по применению сильно засоленных лессов, показали, что наличие в строительном растворе значительного количества растворимых солей приводит к появлению чрезвычайно сильно развитых выцветов на поверхности образцов, сопровождающихся размягчением и разрыхлением наружной их корки. В этом отношении особенно неприятными оказались сернокислые соли натрия, магния и калия. Так как растворимые соли легко могут оказать вредное влияние на раствор и кладку (явление эффлоресценции — появление выцветов), то глину, содержащую значительное количество таких солей можно использовать лишь после длительного ее вылеживания, способствующего выщелачиванию сульфатов или после обработки ее бариевыми соединениями.

Однако и тот и другой приемы могут дать эффект лишь в случае относительно невысокого содержания в глине растворимых солей и вдобавок лишь по отношению к некоторым из них. Опасность непосредственного влияния сульфатов на портландцемент в смешанном растворе несколько, повидимому, снижается как вследствие предполагаемого действия глины, аналогичного действию слабых пидравшических (добавок, так и особенно в случаях применения растворов для кладки, находящейся в воздушных условиях. Так как пирит, а также гипс и другие сульфаты являются нежелательными примесями к глине и при производстве из нее кирпича, то всякая кирпичная тайна обычно подвергается оценке с точки зрения наличия или отсутствия в ней подобных вредных минеральных примесей, почему данные и подобных испытаний могут быть использован и при выборе глин для растворов.

приготовление глиняного, цементного и известкового раствора

Раствор — это смесь вяжущих веществ, наполнителя и воды. Его назначение — связывать воедино отдельные камни, кирпичи, блоки. Кроме простых, состоящих из двух частей, составляют сложные растворы в соотношении двух вяжущих частей и одной части заполнителя. Сложные растворы могут быть цементно-известковыми, цементно-глиняными, известково-глиняными. Не всегда части берут целыми единицами, иногда приходится брать десятыми долями. Например, в некоторые глины или известь добавляют не одну часть заполнителя, а 0,25 или 0,5 и т. д.

Тощие растворы не обладают нужной пластичностью и крепостью, жирные — пластичны, но при высыхании образуют трещины, поэтому самые ходовые — растворы средней пластичности, или нормальные, в которых в норме вяжущее и заполнитель — они прочны, не трескаются при высыхании и дают минимальную усадку. Воду во всех случаях берут в зависимости от требования к густоте раствора. Приготовленные растворы следует хранить закрытыми во избежание их загрязнения.

Глиняный раствор

Обычно берут одну часть глины и столько же песка или в соотношении 1:2. Количество необходимой воды равно примерно 1/4 объема глины.

Нормальные по жирности и пластичности растворы обладают достаточной прочностью. Высыхая, они не трескаются, не дают большой усадки и мало выкрашиваются из швов.

Кирпич-сырец — лучший материал для приготовления раствора. В нем тщательно подобран состав глины и песка. Такие глины требуют только размачивания водой и тщательного разминания комков. Воды берут столько, чтобы получить раствор нужной густоты.

Любую глину перед приготовлением раствора следует проверить. Проверяют так. Берут пять одинаковых порций глины по 0,5 или 1 л. В них добавляют воду в таком количестве, чтобы получилось крутое глиняное тесточ Первую порцию оставляют в чистом виде, во вторую добавляют 10% песка, в третью — 25, в четвертую — 75 и в пятую — 100%. Если испытываемая глина жирная, то количество песка берут для второй порции 50%, для третьей — ЮО, для четвертой — 150 и для пятой — 200%.

Каждую порцию в отдельности хорошо перемешивают с добавлением воды до тех пор, пока раствор не станет совершенно однородным и влага не распределится равномерно по всей массе. После этого в приготовленные порции глины добавляют песок и воду, еще раз тщательно перемешивают, получая крутое тесто. Приготовив порцию раствора, приступают к их испытанию.

Известковый и известково-гипсовый растворы

Известковый раствор приготовляют чаще всего из известкового теста, песка и воды, количество которой зависит от густоты раствора. Применяют его в основном для кладки фундамента под печи и трубы выше кровли. Для придания прочности в него добавляют цемент, а для быстроты схватывания — гипс.

Чем лучше известковое тесто, тем выше качество раствора, и наоборот. Поэтому комовую известь-кипелку гасят, заливая ее водой и выдерживая в творильных ямах нужное время. От умения гасить зависит ее качество и максимальный выход известкового теста.

Цементный раствор

Его приготовляют из цемента, песка и воды. Он самый прочный, твердеет на воздухе и в воде. В печных работах применяют для кладки фундаментов в сырых местах или грунтах, насыщенных водой, а также для кладки труб выше кровли. Он быстро схватывается. Применять его следует не позднее часа с момента приготовления, при более длительных сроках он снижает прочность. Марка раствора бывает разная и зависит от количества составляющих и марки цемента.

Готовят раствор так. Просеивают песок на сите с отверстиями 3×3 мм, нужное количество песка насыпают грядкой и сверху посыпают цементом. Все тщательно перемешивают, а иногда дополнительно просеивают через сито. Получают сухую смесь, которую затворяют водой до нужной густоты.

Сложный раствор приготовляют из двух вяжущих и одного заполнителя: цемента, известкового теста, песка и воды. Раствор может быть различных составов. Например, на одну часть цемента берут от одной до трех частей известкового теста и от шести до пятнадцати частей песка. Могут быть и другие составы по объему.

Раствор приготовляют разными способами. В одном случае сперва из цемента и песка приготовляют сухую смесь. Затем известковое тесто разводят водой до густоты сметаны. В разведенное известковое тесто добавляют приготовленную порцию цементной смеси, все тщательно перемешивают и, если надо, для получения раствора нужной густоты добавляют воду и еще раз перемешивают.

В другом случае из отмеренного количества песка и известкового теста приготовляют раствор, насыпают в него цемент и все тщательно перемешивают. Можно цемент предварительно смешать с водой до сметанообраз-ного состояния. Воду добавляют в нужном количестве для получения раствора надлежащей густоты.
Этот раствор пластичнее цементного, ниже по прочности, и его необходимо приготовлять в таком количестве, чтобы употребить в течение часа с момента приготовления.

Влияние глины на бетон — Western Precast

Бетон – это строительный материал, состоящий из трех основных материалов: цемента, воды и заполнителей (песка, природного гравия или щебня). Иногда добавляют добавку, чтобы изменить или модифицировать определенные свойства бетона. Химически активным компонентом бетона является цемент.

Реакционная способность цемента гарантируется и достигается только при смешивании его с водой. Заполнители не играют роли в химических реакциях в бетоне, но они очень полезны, потому что они действуют как экономичные наполнители с хорошей устойчивостью к изменениям объема, которые происходят в бетоне после смешивания.

Другим важным аспектом заполнителей является то, что они повышают долговечность бетона. Бетонные заполнители иногда могут содержать примеси, такие как частицы глины, которые могут влиять на свойства бетона.

Глиняные покрытия состоят из частиц глины, которые плотно удерживаются на поверхности, образуя агрегаты. Поскольку материал обычно прилипает к заполнителю даже после смешивания бетона, считается, что он препятствует сцеплению заполнителя с цементным тестом. В отличие от глиняного покрытия, пылевидное покрытие легко удаляется во время смешивания и влияет на характеристики бетона, увеличивая количество мелких частиц, диспергированных в смеси.

Известно, что наличие глины в мелкозернистом заполнителе, используемом для производства бетона, отрицательно влияет на структурные свойства бетона. Департамент шоссейных дорог Техаса в настоящее время использует результаты тестов «Эквивалент песка» и «Потеря при декантации» в качестве средства обнаружения такой глины и контроля качества мелкого заполнителя, который будет использоваться в бетоне на портландцементе. Выяснилось, что сумма минуса отсутствует. Фракция 200 меш бетонных заполнителей влияет на свойства бетона. Глинистые примеси в бетонном заполнителе влияют на свойства бетона, прежде всего, из-за их влияния на потребность в воде. Прочность и усадка бетона в большей степени коррелируют с величиной песчаного эквивалента и в несколько меньшей степени с водоцементным отношением.

Рекомендуемый сотрудник: Грета Васкес – руководитель проекта

30 сентября 2022 г.

Испанский  В выпуске Весна/Лето 2022 Western Precast с гордостью отмечает Грету Васкес, руководителя проекта. Грета присоединилась к семье Western Precast три года назад.

Подробнее »

Весна/лето 2022: заметка из офиса

30 сентября 2022 г.

Испанский Недавно компания Western Precast прошла ежегодную необъявленную инспекцию завода по программе сертифицированного завода NPCA. Процесс проверки, который охватывает все аспекты нашей

Подробнее »

Рождественский ужин Western Precast

10 мая 2022 г.

Рождественский ужин Western Precast на испанском языке В Western Precast мы считаем наших сотрудников семьей, и поэтому мы празднуем каждый шанс, который у нас есть. Этот рождественский ужин

Подробнее »

Подросток добавляет крошечные кусочки глины, чтобы цемент плыл по течению

ВАШИНГТОН, округ Колумбия — Наука окружает нас повсюду, даже в бетонных тротуарах под нашими ногами. Большинство людей могут не задумываться о цементе. Это то, что связывает скальные компоненты бетона, используемого в зданиях, мостах и ​​дорогах. Но цемент привлек внимание Августы Умваманзу-Нна. 17-летний подросток был полон решимости найти новые и экологически безопасные способы создания этого строительного блока, ну, в общем, зданий. Теперь она сообщает, что при добавлении в рецепт крошечных частиц глины жидкий цемент течет лучше, чем когда-либо.

Августа надеется, что ее новый цемент однажды поможет предотвратить такие бедствия, как разлив нефти Deepwater Horizon .

Августа учится в старшей школе Элмонт Мемориал в Нью-Йорке. Она представила свой проект здесь, на мероприятии Intel Science Talent Search, которое проводится Обществом науки и общественности и спонсируется корпорацией Intel в Санта-Кларе, Калифорния. Каждый год поиск объединяет 40 старшеклассников, чтобы не только представить свои исследования публике, но и бороться за огромные награды.

У Августы не было страсти к цементу. «Сначала я выбрала что-то более традиционное, — говорит она, — проект по биологии. «Я думаю, что это были планарии », — говорит она. Но вскоре она почувствовала себя неудовлетворенной изучением плоских червей. Она хотела сделать что-то другое.

Итак, в 10 классе подросток начал изучать цемент. Она узнала, что он сделан из оксида кальция, вместе с кремнием, железом, алюминием и сульфатом. При смешивании с водой образуется жидкость, которой можно придать любую форму. По мере высыхания он затвердевает, связывая кирпичи и камни, создавая прочные конструкции. Производители смешивают его с песком и, как правило, измельченной породой для производства бетона.

Оксид кальция, используемый в цементе, производится путем обжига известняка при очень высокой температуре. В процессе выделяется большое количество двуокиси углерода . Но затем этот газ может накапливаться в атмосфере Земли. Действуя как парниковый газ, он может задерживать тепло вблизи поверхности нашей планеты.

Августа пришла в ужас, узнав, что производство цемента может нанести вред окружающей среде. Она думала, что должен быть лучший способ сделать этот строительный материал, используемый в огромных количествах по всему миру.

Августа Умваманзу-Нна разработала метод изготовления цемента, который течет как вода, но запечатывается в твердое тело. Л. Доан/SSP

Она начала работать в своей школьной лаборатории. Там она смешала переработанные материалы с цементом в качестве заменителя оксида кальция. Она добавила матовое стекло или керамический материал, а затем проверила прочность измененного материала. «Мне пришлось накрутить этот тренажер… это была деревянная штука, и я использовала гантели из тренажерного зала», — говорит она. Чтобы измерить температуру застывающего цемента, она использовала чашки из пенопласта и термометр. Но ее самодельная установка не могла дать ей подробных данных, в которых она нуждалась, и она так и не смогла определить, лучше ли ее новый цемент для окружающей среды. Вскоре Августа поняла, что ей нужна лучшая лаборатория для работы. Поэтому она позвонила инженеру-строителю, который изучает бетон. Ее зовут Сихо Кавасима, и она работает в Колумбийском университете в Нью-Йорке.

Когда Кавасима сказала, что в ее лаборатории нет места, «у меня заболело сердце», — вспоминает Августа. Но подросток не собирался сдаваться. Ее учитель естественных наук предложил ей попробовать поработать с крабами. Вместо этого подросток нашел летнюю работу у инженера-строителя Энги Лю в Нью-Йоркском университете в Бруклине. Там она узнала больше о цементе и о том, как предсказать, когда конструкциям может потребоваться ремонт.

Августа постоянно информировала Кавасиму о своих успехах. Наконец, к лету после первого года обучения Августы подросток смог присоединиться к инженерной лаборатории Колумбийского университета. Там подросток продолжил изменять рецепт цемента, который используется для герметизации подводных нефтяных скважин.

Когда нефть выкачивается из областей, расположенных ниже дна океана, она выходит через трубу. Труба окружена цементом. Этот слой цемента предотвращает утечку масла в окружающую среду через любые трещины, которые могут образоваться. Но могут быть большие последствия при использовании некачественного цемента. Дефектный цемент вокруг труб способствовал разливу нефти Deepwater Horizon в Мексиканском заливе в 2010 году. В результате этого инцидента в окружающую воду вылились миллионы баррелей нефти. Спустя годы разлив все еще влияет на местную окружающую среду.

Августа решила улучшить цемент, используемый в этих нефтяных скважинах. Она обнаружила, что добавление очень мелких частиц глины, называемой наноглиной, помогает цементу течь более равномерно при заливке. Подросток показал, что нужно добавить всего 0,3 процента наноглины, чтобы увидеть улучшение.

Проект подростка заставил ее взглянуть на цемент в совершенно новом свете. Раньше «я просто воспринимала мост как должное, [никогда] не зная, что он такой чувствительный», — говорит она. Но теперь она видит, насколько важными могут быть строительные материалы. До сих пор цемент Августы тестировался только в лаборатории. Она надеется, что однажды его можно будет применить к нефтяным скважинам, чтобы ограничить риск разрушительных разливов.

Подписаться Эврика! Лаборатория в Твиттере

Power Words
(для получения дополнительной информации о Power Words нажмите здесь )

атмосфера    Газовая оболочка, окружающая Землю или другую планету.

биология    Изучение живых существ. Ученые, изучающие их, известны как биологи .

оксид кальция     Вещество, выделяющее тепло при химической реакции с водой. Его химическая формула — CaO (что означает, что каждая молекула состоит из одного атома кальция и одного атома кислорода).

двуокись углерода  (или CO2)    Бесцветный газ без запаха, вырабатываемый всеми животными, когда кислород, который они вдыхают, вступает в реакцию с богатой углеродом пищей, которую они съели. Углекислый газ также выделяется при сжигании органических веществ (включая ископаемое топливо, такое как нефть или газ). Углекислый газ действует как парниковый газ, удерживая тепло в атмосфере Земли. Растения превращают углекислый газ в кислород во время фотосинтеза, процесса, который они используют для производства собственной пищи.

цемент    Мелкоизмельченный материал, используемый для связывания песка или битых камней в бетон. Цемент обычно начинается в виде порошка. Но однажды намокнув, он превращается в илистый ил, который затвердевает по мере высыхания.

керамика     Твердый, но хрупкий материал, изготовленный путем обжига глины или другого неметаллического минерала при высокой температуре. Кирпичи, фарфор и другие виды фаянса являются примерами керамики. Многие высокоэффективные керамики используются в промышленности, где материалы должны выдерживать суровые условия.

инженер-строитель    Инженер, который создает здания, туннели, системы водоснабжения и другие крупные проекты, улучшающие повседневную жизнь.

глина    Мелкозернистые частицы почвы, которые слипаются друг с другом и могут формоваться при намокании. При обжиге при сильном нагреве глина может стать твердой и ломкой. Вот почему из него изготавливают глиняную посуду и кирпичи.

изменение климата    Долгосрочное значительное изменение климата Земли. Это может произойти естественным путем или в результате деятельности человека, включая сжигание ископаемого топлива и вырубку лесов.

бетон     (в строительстве)  Простой двухкомпонентный строительный материал. Одна часть сделана из песка или измельченных кусочков камня. Другой сделан из цемента, который затвердевает и помогает связать зерна материала вместе.

окружающая среда    Сумма всех вещей, существующих вокруг некоторого организма или процесса, и условия, которые эти вещи создают для этого организма или процесса. Окружающая среда может относиться к погоде и экосистеме, в которой живут некоторые животные, или, возможно, к температуре, влажности и размещению компонентов в какой-либо электронной системе или изделии.

парниковый газ    Газ, способствующий возникновению парникового эффекта за счет поглощения тепла. Углекислый газ является одним из примеров парникового газа.

Intel Science Talent Search    Ежегодный конкурс, организованный и проводимый Обществом науки и общественности и спонсируемый корпорацией Intel. Начатый в 1950 году, этот конкурс собирает 40 ориентированных на исследования старшеклассников в Вашингтон, округ Колумбия, чтобы продемонстрировать свои исследования общественности и бороться за награды.

известняк    Природная горная порода, образовавшаяся в результате накопления карбоната кальция с течением времени, а затем спрессованная под большим давлением. Большая часть исходного карбоната кальция поступила из панцирей морских животных после их смерти. Однако это химическое вещество также может осаждаться из воды, особенно после удаления углекислого газа (например, растениями).

нано     Приставка, обозначающая миллиардную часть.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *