Классификация минеральных вяжущих веществ

В зависимости от условий твердения минеральные вяжущие вещества подразделяются на три группы:

1. Воздушные

2. Гидравлические

3. Вяжущие автоклавного твердения.

1. Воздушные вяжущие.

Они твердеют и набирают прочность только на воздухе. Эти вяжущие обладают низкой водостойкостью и могут эксплуатироваться только в сухих условиях.

По химическому составу разделяются на 4 подгруппы:

1. Известковые вяжущие, в основном состоящие из оксида кальция (CaO).

2. Гипсовые вяжущие, в основном состоящие из сульфата кальция (CaSO₄)

3. Магнезиальные,

4. Вяжущие на основе жидкого стекла, представляющие собой силикаты натрия или калия (NaO cdot m SiO_2 или K_2 O cdot m SiO_2)

2. Гидравлические вяжущие.

Они представляют собой вещества, способные твердеть и набирать прочность не только на воздухе, но и в воде. Они обладают высокой прочностью и водостойкостью и могут эксплуатироваться в любых условиях. По химическому составу представляют собой сложные соединения. В основном содержат 4 оксида — CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃.

14.*

В зависимости от состава (каких оксидов больше), гидравлические вяжущие подразделяются на 2 подгруппы:

1. Силикатные цементы, в основном состоящие из силикатов кальция.

◦ Портланд-цемент и его разновидности.

2. Аллюминатные цементы, в основном состоящие из аллюминатов кальция.

◦ Глиноземистый цемент и его разновидности

3. Вяжущие автоклавного твердения.

Они представляют собой вещества, способные образовывать прочный камень в атмосфере автоклавного синтеза при температуре 175-200 градусов и давлении от 0,8 до 1,3 мегапаскалей. К ним относятся известково-кремнеземистые вяжущие, состоящие из извести и кремнеземистого компонента (песка, шлака или золы).

15.Изветсковые воздушные вяжущие вещества.

Воздушная строительная известь - вяжущее, получаемая равномерным и умеренным обжигом горных пород, содержащих большее или меньшее количество углекислого кальция. Среди таких пород - известняки, мел.

Для получения воздушной извести требуется поддержание t обжига на уровне 900-1200⁰с. Образуется белое огнестойкое вещество, техническое название которого - негашеная известь.

Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеная комовая, известь негашеная молотая, известь гашеная (пушонка), известковое тесто. Основной компонент воздушной извести служит оксид кальция, которому практически всегда сопутствует оксид магния. Присутствие MgO замедляет скорость гашения извести.

Различают известь быстрогасящуюся - при скорости ее гашения 8 мин, среднегасящуюся-8-25мин, медленногасящуюся - более 25 мин. За скорость гашения извести принимают время, прошедшее от момента приливания воды к извести до начала снижения максим температуры.

Известь всех видов находит широкое применение в качестве вяжущего и водоудерживающего компонента в строительных растворах для кладки, штукатурки, а также в производстве строительных материалов как составную часть вяжущих веществ и изделий.

15.*

16.Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества.

Гипсовыми называют вяжущие, получаемые из минерального сырья, путем его обжига и помола и содержащие в основном сульфат кальция.

Сырьем для производства гипсовых вяжущих являются горные породы (гипсовый камень CaSO₄*2H₂0) и ангидрит (CaSO₄), а также отходы промышленности (фосфогипс). В зависимости от температуры тепловой обработки, гипсовые вяжущие подразделяются на низкообжиговые и высокообжиговые.

Их получают термической обработкой гипсового камня при температуре от 110 до 180 градусов. При этом образуется так называемый полуводный гипс (CaSO₄ *0,5H₂0). Они обладают невысокой прочностью и водостойкостью. К достоинствам можно отнести хорошие тепло- и звукоизоляционные свойства, экологическую чистоту и способность регулировать влажность в помещении.

2. К ним относятся следующие разновидности:

1. 1.Строительный гипс

Его получают тепловой обработкой гипсового камня в открытых варочных котлах или печах. При этом образуется beta — модификация полуводного гипса с мелкими и плохо сформированными кристаллами, поэтому прочность строительного гипса невысока. Она выражается маркой строительного гипса Г, которая представляет собой предел прочности при сжатии (R_сж) половинок гипсовых балочек, размером 4х4х16 сантиметров. Строительный гипс выпускают трех марок: Г3, Г4 и Г5. Это означает, что прочность при сжатии = 3-5 МПа.

Время перехода гипсового теста в камнеподобное состояние называется сроками схватывания. Различают начало и конец схватывания. Начало схватывания — это время, за которое система, вяжущее-вод только начинает терять свою подвижность. Для строительного гипса не ранее 4 минут. Конец схватывания — это время, за которое системой вяжущее-вода подвижность теряется полностью, т.е. система превращается в

16.* камень. Для строительного гипса от 6 до 30 минут.

2. 2. Высокопрочный гипс.

Его получают термической обработкой гипсового камня в автоклавах при повышенном давлении. Полуводный гипс образует крупные и правильно сформированные кристаллы — альфа-модификация полуводного гипса. Это приводит к тому, что прочность высокопрочного гипса гораздо выше, чем строительного.

3. 3. Формовочный гипс.

По составу такой же, как и строительный гипс (бета-модификация), но содержит меньше примесей и более тонко размолот. Используется в керамической промышленности для изготовления форм.

4. Твердение низкообжиговых гипсовых вяжущих.

Происходит при их взаимодействии с водой. Половинка поды становится двойной нормальной водой. Твердение можно регулировать — замедлять и ускорять. Ускоряют твердение введением электролитов (CaCl, NaCl), или вводят частицы молотого гипсового камня, которые служат дополнительными центрами кристаллизации. Замедляют твердение гипса введением пленкообразующих веществ, затрудняющих доступ воды, например водный раствор столярного клея.

5. Применение.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие используют для штукатурных строительных растворов, изготовления гипсовой плитки и лепнины. Кроме того, из них изготавливают композиционные материалы — гипсоволокнистые листы (ГВЛ) из гипса и распушенной на волокна бумаги и гипсокартон из гипса и плотного картона. Кроме того, изготовляют сухие смеси для отделки стен и потолков, а также клея и затирки гипса.

17.Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества.

Их изготавливают обжигом гипсового камня при температуре 600-1000 градусов. Они обладают более высокой прочностью и водостойкостью в сравнении с низкообжиговыми, но очень медленно твердеют.

К высокообжиговым гипсам относятся:

а) ангидритовый цемент, его получают либо высокотемпературным обжигом гипсового камня, либо помолом горных пород ангидрита.

Это вяжущее крайне медленно твердеет и для ускорения процесса вводят от 3 до 5% извести CaO. Сроки схватывания: начало не ранее 30 минут, конец не позднее 24 часов. Rсж от 5 до 20 Мпа.

б) эстрих-гипс. Его получают обжигом гипсового камня при температуре 800-1000 градусов.

Катализатор твердения CaO образуется в процессе обжига, т.е. Исключается технологическая операция его введения. В остальном эстрих-гипс имеет те же свойства и марки, что и ангидритовый цемент.

Применение: для штукатурных растворов, изготовления отделочного материала искусственного мрамора, а также для устройства бесшумных наливных полов.

17.*

18.Магнезиальные вяжущие вещества.

Продукты умеренного обжига природных карбонатных пород: магнезита и доломита с получением после тонкого помола каустического магнезита при температурах 750-850⁰с и каустического доломита при температурах 650-750. При обжиге природный магнезит разлагается и превращается в оксид магния:

MgCO₃→MgO+CO₂.

При условии полного выделения углекислого газа качество каустического магнезита тем выше, чем ниже температура обжига. Вторая разновидность магнезиальных вяжущих веществ - каустический доломит - получаемый в соответствующих с термохимическими реакциями разложия:

CaCO₃MgCO₃→CaCO₃+MgO+CO₂

Реакционная активность каустического магнезита выше, чем каустического доломита и соответственно выше его прочность (прочность каустического доломита 10-30МПа). Оба вида магнезиальных вяжущих веществ затворяются в тесто не чистой водой, а водным раствором некоторых солей - хлористого магния. Магнезиальные вяжущие характеризуются повышенной прочностью сцепления с каменным и древесным материалом, особенно прочны на разрыв. Поэтому их прим в абразивном производстве для изготовления жерноточильных кругов, брусьев. В строительстве используют для изготовления ксилолита для бесшовных полов, и фибролита для производства теплоизоляционных изделий и перегородок.

18. *

19. Воздушные вяжущие на основе жидкого стекла.

Жидкое стекло представляет собой щелочно-натриевый или калиевый силикат переменного химического состава, выражающегося общей формулой

R₂OnSiO₂, где R может быть Na или К.

Жидкое стекло склеивает и твердеет на воздухе вследствие высыхания, а также выделения аморфного или гелеобразного кремнезема под влиянием воды и углекислоты воздуха. Сырьем для изготовления жидкого стекла служат чистый кварцевый песок, сода Na₂CO₃ или сульфат натрия Na₂SO₄. После варки тщательно перемешенной сырьевой смеси в стекловаренных печах при t-1300-1400 жидкое стекло быстро охлаждают на металлических листах. Образуется полупрозрачные, зеленоватого цвета куски силикат-глыбы. Этот вяжущий материл применяется для затворения кислотоупорного цемента при изготовлении соответствующего бетона, предохраняющего поверхности природных камней от выветривания, изготовления огнезащитных красок, замазок.

19.*

20. Химический и минеральный состав портландцемента.