Минеральные вяжущие вещества. Определение и классификация.

Минеральные вяжущие вещества. Определение и классификация.

Минеральными вяжущими материалами называются порошкообразные вещества, которые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, способное твердеть и превращаться в камневидное тело высокой прочности. Некоторые минеральные вяжущие, например магнезиальные, затворяются водными растворами солей.

В зависимости от состава различают следующие строительные смеси: цементное тесто — смесь вяжущего вещества и воды (если в виде вяжущего применена известь, то тесто называется известковым и т. д.); растворная смесь- смесь вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка); бетонная смесь — смесь вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей (песка и гравия или щебня).

Затвердевшее цементное тесто называется цементным камнем, затвердевшая растворная смесь — строительным раствором, а затвердевшая бетонная смесь — бетоном.

Вяжущие материалы для растворов и бетонов в зависимости от химико-минералогического состава подразделяются на следующие основные группы: а) цементы; б) известь; в) известково-шлаковые, известково-пуццолановые, известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые вяжущие и роман-цемент; г) гипсовые вяжущие; д) магнезиальные вяжущие; е) жидкое стекло; ж) кислотостойкие цементы.

Вяжущие материалы разделяются на гидравлические, способные твердеть как на воздухе, так и в воде, и воздушные, способные твердеть только на воздухе.

Для регулирования свойств растворов и бетонов и экономии вяжущих вводят специальные добавки, которые подразделяются на следующие основные группы:

1. Гидравлические (активные минеральные), повышающие плотность, водостойкость и стойкость растворов и бетонов в пресных водах и водах, содержащих минеральные соли серной кислоты в растворенном состоянии. По химическому составу эти добавки представляют собой вещества, состоящие в основном из кремнезема в аморфном состоянии. К повышающим стойкость растворов и бетонов в пресных и сульфатных водах относятся природные добавки — диатомиты, трепелы, пеплы, туфы, пемзы, трассы и искусственные добавки — доменные гранулированные шлаки и кремнеземистые отходы, а к добавкам, повышающим стойкость растворов и бетонов только в пресных водах, относятся топливные кислые шлаки и золы, обожженные глины (глинит, цемянка) и горелые породы.

2. Наполнительные (инертные добавки), снижающие расход цемента и повышающие плотность бетона. Их применяют, когда марка цемента по условиям требуемой прочности бетона или раствора излишне высока, а расчетное количество цемента недостаточно для придания бетону или раствору требуемой удобо-обрабатываемости и плотности. Природными наполнительными добавками являются тонкоизмельченные кварцевые пески, известняки, изверженные породы, глины и т. д., искусственными — доменные шлаки, топливные золы, шлаки и т. д.

3. Ускорители твердения и замедлители схватывания вяжущих. К ускорителям твердения цементов относятся хлористый кальций (не более 2-3%) и соляная кислота (не более — 1,5-2% от веса цемента). К замедлителям схватывания цемента относятся гипс, слабый раствор серной кислоты, сернокислое окисное железо, к замедлителям скорости гашения извести- кипелки — тонкомолотый гипсовый камень, кератиновый замедлитель, животный клей и поверхностно-активные добавки.

4. Поверхностно-активные добавки, вводимые в вяжущие, бетоны и растворы для уменьшения водопотребности и расхода вяжущих при одновременном сохранении или повышении их пластичности (подвижности), а также для повышения морозостойкости бетонов и растворов, предназначенных для конструкций и сооружений, подвергающихся многократному попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию. К ним относятся пластифицирующие добавки концентраты сульфитно-спиртовой барды (ССБ — отход гидролизно-спиртовой промышленности) и гидрофобно-пластифицирующие микропенообразующие — мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, омыленный древесный пек и др., которые, кроме того, понижают гигроскопичность цементов и повышают водонепроницаемость.

Некоторые добавки по указанному ими действию могут быть отнесены к нескольким группам. Их применяют в сухом, порошкообразном состоянии и в виде водного раствора.

 

 

Воздушная известь. Получение, свойства, применение.

Гипсовые вяжущие вещества

Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служат сульфатные горные породы, содержащие преимущественно минерал двуводный гипс.

При тепловой обработке природный гипс постепенно теряет часть химически связанной воды, а при температуре от 110 до 180°С становится полуводным гипсом. После тонкого измельчения этого продукта обжига получают гипсовое вяжущее вещество.

При тепловой обработке природного гипса в герметически закрытых аппаратах и, следовательно, при повышенном давлении пара химически связанная вода выделяется в капельно-жидком состоянии с образованием при температуре примерно 95... 100°С а-модификации полуводного гипса.<.P>

Обе модификации полуводного гипса отличаются между собой: модификация полугидрата отличается крупнокристаллическим строением.

Гипсовые вяжущие вещества условно разделяют на строительный, формовочный и высокопрочный гипсы.

Гипс строительный является продуктом обжига тонкоизмельченного двуводного гипса. На отдельных заводах после обжига гипс подвергают вторичному помолу. Он относится к мелкокристаллической разновидности гипсового вяжущего вещества, что увеличивает водопотребность при затворении строительного гипса водой до стандартной консистенции теста. В отвердевшем состоянии обладает невысокой прочностью — 2... 16 МПа. Но прочность на сжатие уменьшается с увлажнением образцов.

Гипс формовочный состоит также из полугидрата сульфата кальция, отличаясь от гипса строительного большей тонкостью помола.

Гипс высокопрочный является продуктом тонкого помола а-полугидрата, получаемого в результате тепловой обработки в условиях, в которых вода из гипса выделяется в капельно-жидком состоянии. Такие условия возможны в автоклаве в среде насыщенного пара при давлении 0,15... 0,3 МПа. Вместо автоклавов возможно использование в качестве тепловой среды водных растворов некоторых солей, например хлористого кальция.

Отличительной особенностью гипсовых вяжущих веществ является их низкий срок схватывания, что вызывает определенное неудобство при производстве строительных работ. По срокам схватывания они разделяются на быстро-, нормально- и медленнотвердеющие. Для продления сроков схватывания в гипсовое тесто нередко вводят добавки-замедлители, например кератиновый клей, сульфитно-дрожжевую бражку и др. Они адсорбируются частицами гипса, что затрудняет их 'растворение и начало схватывания.

Рассмотренные разновидности гипсовых вяжущих веществ применяют для различных целей. Строительный и формовочный с большим успехом используется при производстве гипсовых перегородочных панелей, сухой штукатурки, гипсолитных деталей, вентиляционных коробов, огнезащитных и звукопоглощающих изделий. Широкое использование всех этих изделий обусловливается относительной влажностью воздуха не более 60%, так как увлажнение гипсового изделия всегда связано с понижением прочности и ростом необратимых пластических деформаций (ползучести). Известны определенные меры повышения водостойкости гипса и изделий, например добавлением синтетических смол, пропиткой гидрофобными веществами, интенсивным уплотнением при формовании изделий. Особенно эффективным способом повышения водостойкости является переход к смешанным вяжущим веществам на основе гипса.

Гипс высокообжиговый (эстрихгипс). При температурах обжига (800... 950°С) помимо обезвоживания гипсового сырья происходит и частичная термическая диссоциация с образованием СаО, активизирующим химическое взаимодействие вяжущего с водой и ускоряющим процессы твердения. Начало схватывания наступает не ранее 2 ч, предел прочности при сжатии составляет 10.,. 20 МПа, а водостойкость несколько выше, чем у гипсовых вяжущих и ангидритового цемента. Его применяют для изготовления декоративных и отделочных материалов, например искусственного «мрамора», штукатурных растворов, устройства бесшовных полов и подготовки под линолеум.

 

 

Минеральные вяжущие вещества. Определение и классификация.

Минеральными вяжущими материалами называются порошкообразные вещества, которые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, способное твердеть и превращаться в камневидное тело высокой прочности. Некоторые минеральные вяжущие, например магнезиальные, затворяются водными растворами солей.

В зависимости от состава различают следующие строительные смеси: цементное тесто — смесь вяжущего вещества и воды (если в виде вяжущего применена известь, то тесто называется известковым и т. д.); растворная смесь- смесь вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка); бетонная смесь — смесь вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей (песка и гравия или щебня).

Затвердевшее цементное тесто называется цементным камнем, затвердевшая растворная смесь — строительным раствором, а затвердевшая бетонная смесь — бетоном.

Вяжущие материалы для растворов и бетонов в зависимости от химико-минералогического состава подразделяются на следующие основные группы: а) цементы; б) известь; в) известково-шлаковые, известково-пуццолановые, известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые вяжущие и роман-цемент; г) гипсовые вяжущие; д) магнезиальные вяжущие; е) жидкое стекло; ж) кислотостойкие цементы.

Вяжущие материалы разделяются на гидравлические, способные твердеть как на воздухе, так и в воде, и воздушные, способные твердеть только на воздухе.

Для регулирования свойств растворов и бетонов и экономии вяжущих вводят специальные добавки, которые подразделяются на следующие основные группы:

1. Гидравлические (активные минеральные), повышающие плотность, водостойкость и стойкость растворов и бетонов в пресных водах и водах, содержащих минеральные соли серной кислоты в растворенном состоянии. По химическому составу эти добавки представляют собой вещества, состоящие в основном из кремнезема в аморфном состоянии. К повышающим стойкость растворов и бетонов в пресных и сульфатных водах относятся природные добавки — диатомиты, трепелы, пеплы, туфы, пемзы, трассы и искусственные добавки — доменные гранулированные шлаки и кремнеземистые отходы, а к добавкам, повышающим стойкость растворов и бетонов только в пресных водах, относятся топливные кислые шлаки и золы, обожженные глины (глинит, цемянка) и горелые породы.

2. Наполнительные (инертные добавки), снижающие расход цемента и повышающие плотность бетона. Их применяют, когда марка цемента по условиям требуемой прочности бетона или раствора излишне высока, а расчетное количество цемента недостаточно для придания бетону или раствору требуемой удобо-обрабатываемости и плотности. Природными наполнительными добавками являются тонкоизмельченные кварцевые пески, известняки, изверженные породы, глины и т. д., искусственными — доменные шлаки, топливные золы, шлаки и т. д.

3. Ускорители твердения и замедлители схватывания вяжущих. К ускорителям твердения цементов относятся хлористый кальций (не более 2-3%) и соляная кислота (не более — 1,5-2% от веса цемента). К замедлителям схватывания цемента относятся гипс, слабый раствор серной кислоты, сернокислое окисное железо, к замедлителям скорости гашения извести- кипелки — тонкомолотый гипсовый камень, кератиновый замедлитель, животный клей и поверхностно-активные добавки.

4. Поверхностно-активные добавки, вводимые в вяжущие, бетоны и растворы для уменьшения водопотребности и расхода вяжущих при одновременном сохранении или повышении их пластичности (подвижности), а также для повышения морозостойкости бетонов и растворов, предназначенных для конструкций и сооружений, подвергающихся многократному попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию. К ним относятся пластифицирующие добавки концентраты сульфитно-спиртовой барды (ССБ — отход гидролизно-спиртовой промышленности) и гидрофобно-пластифицирующие микропенообразующие — мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, омыленный древесный пек и др., которые, кроме того, понижают гигроскопичность цементов и повышают водонепроницаемость.

Некоторые добавки по указанному ими действию могут быть отнесены к нескольким группам. Их применяют в сухом, порошкообразном состоянии и в виде водного раствора.