Помітною перевагою застосування бетонів на ВНВ є зниження температури ізотермічного прогріву або повна відмова від теплової обробки. Так, при виготовленні об'ємних блоків з дрібнозернистого бетону при температурі прогріву 35-50 ° С виявлено можливість скорочення ТВО в два рази, причому проектна міцність досягалася вже у віці 1 доби, а у віці 28 діб фактична міцність перевищувала проектну на 50-70% і більше. Поряд з цим ефективність використання ВНВ обумовлена зниженням витрат в'яжучого при виготовленні 1 м3 равнопрочних бетонів: коефіцієнт використання в'яжучого за даними промислової апробації становить 1,7-2,4 для важкого бетону і 1,3-1,4 - для дрібнозернистого (коефіцієнт використання портландцементу - 0,6-0,9, т. е. кожному кілограму витрати портландцементу відповідає 0,06-0,09 МПа міцності бетону).
Особливістю ВНВ є багатоваріантність складів, і відповідно властивостей в'яжучих, що дає можливість найбільш повно реалізувати потенціал портландцементного клінкеру в залежності від конкретних вимог, що пред'являються технологією виробництва і умовами експлуатації бетонних і залізобетонних виробів і конструкцій. Відомо, наприклад, що використання на практиці принципів механохимической активації дозволило отримати в'яжучі, якість яких при утриманні в них 50-70% мінеральних добавок не поступається якості цементів марок 500-600 (класу 45 по ЕN). При заміні гіпсу в ВНВ на хімічні регулятори схоплювання і твердіння, а також із застосуванням спеціальних добавок, що знижують точку замерзання води в бетоні, отримана широка гама в'яжучих для ведення бетонних робіт при негативних температурах.
Загальні відомості про метали й сплави. Класифікація.
Метали, що застосовуються в будівництві, поділяються на дві групи: чорні і кольорові.
Чорні метали є сплавом заліза з вуглецем. Крім вуглецю чорні метали в невеликій кількості можуть містити кремній, марганець, фосфор, сірку та інші хімічні елементи. Для додання чорним металам специфічні властивості до них додають деякі так звані легуючі речовини - мідь, нікель, хром та ін. Чорні метали в залежності від вмісту вуглецю підрозділяють на чавуни і стали.
Кольорові метали та сплави поділяються за щільності на легкі і важкі. До легких відносяться сплави на основі алюмінію, магнію, а до важких - на основі міді, нікелю, олова, свинцю. За останні роки в технології металургії впроваджені нові удосконалення: освоєний ефективний метод вакуумної обробки живої стали; отримані нові види високоміцних сталей і чавунів; розроблена ефективна технологія отримання алюмінію з нефелінів; освоєні нові види полегшеного прокату, гнутого зі стрічок і смуг, дифузний метод зварювання металів в вакуумі, легування з вакуумної обробкою, широко розвивається порошкова металургія.
Сплави - це системи, що складаються з декількох металів або металів і неметалів. Сплави володіють всіма характерними властивостями металів. У будівництві застосовують сплави заліза з вуглецем (сталь, чавун), міді та олова (бронза) і міді та цинку (латунь) і ін. На практиці термін «метали» поширюють і на сплави, тому далі він відноситься і до металевих сплавів.
Застосовувані в будівництві сплави ділять на дві групи:
I група - сплави на основі заліза (сталь, чавун);
II група-сплави на основі металів (сплави на мідній, алюмінієвої, магнієвої і іншій основі - бронза, латунь, силуміни і ін.).
Основи технології чорних металів і сплавів.
Виробництво чорних металів з залізної руди-складний технологічний процес, який може бути умовно розділений на дві стадії. На першій стадії отримують чавун, а на другий - його переробляють в сталь.
З огляду на, що учні вже знайомі з основами металургійних процесів з середньої школи, нижче розглянемо лише основні положення технології чавуну і сталі.
Чавуном називають сплав заліза з вуглецем (2. 6,67%), крім них до складу сплаву можуть входити кремній, марганець, сірка, фосфор і ін. Вихідними матеріалами для виробництва чавуну є залізні руди, паливо і флюси. Найбільш часто застосовуються залізні руди: червоний (Fe2O3), магнітний (Fe3O4), бурий (Fe2O3-nH2O), шпатовий (РеСОз) железняки, що містять 30. 70% заліза і пусту породу з різних природних хімічних сполук (SiO2, А12Оз і ін. ) і шкідливі домішки (сірки, фосфору). Паливом служить кокс - продукт сухої перегонки (без доступу повітря) коксівного кам'яного вугілля. Флюси (плавні) - вапняки, доломіт, кварц, пісковики застосовують для зниження температури плавлення пустої породи і переведення її і золи палива в шлак. Основним способом виробництва чавуну з руд в даний час є доменний процес, що полягає у відновленні заліза з руд (оксидів) при високій температурі і відділенні його від порожньої породи руди.
Чавун виплавляють у доменних печах (9.2) обсягом до 5000 м3, куди руду, кокс і флюси завантажують шарами, що чергуються, що опускаються вниз печі під впливом власної маси. У нижню частину печі - горн через отвори - фурми подають під тиском нагріте повітря, необхідний для підтримки горіння палива.
Кокс, згораючи у верхній частині горна, утворює СО2; ij [C + O2 = CO2), який піднімається вгору по печі і, зустрічаючи на своєму шляху розпечений кокс, перетворюється на оксид вуглецю: CO2-f-: -f-C = 2CO. Оксид вуглецю відновлює оксиди заліза до чистого заліза за схемою Fe2O3 -> - F3O4 - »- FeO-> -HFe. Цей процес може бути представлений наступними реакціями: 3F9Q3 +; + СО = 2F3O4 + СО2; 2Fe3O4 + 2CO = 6FeO + 2CO>; 6FeO + 6CO = 6Fe + 6CO2.
У нижній частині печі частина відновленого заліза з'єднується з вуглецем і утворюється карбід заліза Fe3C (коксування заліза). Потім відбувається розплавлення науглерржен-ного металу, який стікає в горн доменної печі, при цьому насичення заліза вуглецем триває. В результаті плавлення відбувається відновлення не тільки заліза, але і інших елементів, що знаходяться в руді (Si, Mn, P), які, а також частина сірки у вигляді FeS переходять в чавун. В горн стікає також розплавленого шлак і спливає над чавуном, так як його щільність менше, ніж
чавуну. Розплавлені чавун і шлак періодично випускають через спеціальні отвори - чавунну і шлакову льотки, спочатку шлак, а потім - чавун.
До прогресивних процесів розвитку доменного виробництва слід віднести поліпшення підготовки шихти за рахунок дроблення, ретельного промивання, сортування і збагачення залізних руд, яке проводиться, наприклад, шляхом магнітної сепарації. Широко розвивається виробництво агломерату шляхом спікання дрібниці руди в більші шматки. Обсяг доменних печей досяг 5 тис. М3, що забезпечило поліпшення коефіцієнта використання корисного об'єму, зниження витрати палива на 1 т передільного чавуну. Отримують великий розвиток механізація і автоматизація основних процесів при виробництві чавуну. У доменному процесі широко використовується підвищений тиск і більш високий нагрів дуття, автоматичне регулювання температур, зниження вологості дуття, промивка вугілля перед коксуванням, а також кисень для інтенсифікації процесів виробництва.
В результаті доменної плавки можуть бути отримані різні види чавунів: переробні (80. 90%), що йдуть в основному на виробництво сталі; ливарні (8. 18%), що призначаються для отримання чавунних виливків; феросплави. (2. 3%), що містять підвищену кількість марганцю, кремнію. Феросплави застосовують як добавки при виробництві сталі.