Мінеральні в'яжучі речовини - ТехЛіб СПБ УВТ

  1. Основні відомості про мінеральних в'яжучих речовинах і їх класифікація

Основні відомості про мінеральних в'яжучих речовинах і їх класифікація

Мінеральні в'яжучі речовини - це тонкоподрібнені порошкоподібні матеріали, що утворюють при змішуванні з водою пластичне тісто, яке мимоволі або в певних умовах поступово твердне і переходить в камневидное стан. Таким чином, в'язкі речовини можуть скріплювати між собою камені (наприклад, цегла) або зерна піску, гравію та щебеню. Це властивість в'яжучих речовин використовують для приготування на їх основі розчинів, бетонів, безвипалювальних штучних кам'яних матеріалів і виробів.

Мінеральні (неорганічні) в'яжучі речовини отримують шляхом випалу в печах природних кам'яних матеріалів (вапняків, гіпсу, ангідриту, доломіту, магнезиту) або їх сумішей з глиною. Шматки, отримані після випалу, за допомогою помелу перетворюють в тонкий порошок. Чим менше розмір зерен після помелу, тим вище активність (якість) в'яжучого.

Залежно від умов твердіння мінеральні в'яжучі поділяють на повітряні, гідравлічні, кислотостійкі та в'яжучі автоклавного твердіння.

Повітряні в'яжучі твердіють і тривалий час зберігають свою міцність тільки на повітрі. До них відносять повітряну вапно, гіпсові, магнезіальні в'яжучі і рідке скло. У вологих умовах вони втрачають свою міцність, тому їх застосовують тільки в сухих умовах експлуатації.

Гідравлічні в'яжучі здатні тверднути й тривалий час зберігати міцність як на повітрі, так і у воді. Для ефективного тверднення гідравлічних в'яжучих необхідно, щоб в твердіє матеріалі постійно була вода; в сухих умовах процес твердіння призупиняється. У сухих умовах в'яжучий втрачає велику частину води замішування, і хімічні реакції, завдяки яким формується міцність матеріалу, сповільнюються. У сприятливих умовах, коли вологість навколишнього середовища достатня, або в воді гідравлічні в'яжучі згодом підвищують міцність. До них відносять: гідравлічну вапно, портландцемент і його різновиди, глиноземистий цемент і ін.

Кислотостійкі в'яжучі після замішування їх водним розчином силікату натрію (рідкого скла) тверднуть на повітрі. Потім вони тривалий час зберігають міцність при впливі деяких кислот. Ці матеріали втрачають міцність у воді, а в середовищі їдкого лугу руйнуються.

В'язкі автоклавного твердіння - різновид гідравлічних в'яжучих. Міцність їх формується тільки при підвищеній температурі (175 ... 180 ° С) і обов'язково в середовищі насиченої водяної пари, т. Е. В умовах автоклавної обробки (при тиску 0,8 ... 1,5 МПа). До групи цих в'яжучих входять сієніт цемент, вапняно-кремнеземисті, вапняно-зольні, вапняно-шлакові в'яжучі та ін.

За хімічним складом мінеральні в'яжучі речовини поділяють на такі основні групи: будівельна вапно, гіпсові в'яжучі, цементи, змішані в'яжучі, магнезіальні в'яжучі, рідке (розчинне) скло.

Мінеральні в'яжучі речовини є порошкоподібні матеріали, здатні при змішуванні їх з водою утворювати пластичне тісто, яке в результаті фізико-хімічних процесів поступово твердне в каменновідное тіло.

З мінеральних в'яжучих речовин виробляють розчини для кладки стін, фундаментів, печей, труб, а також виготовляють штучні безобжіговиє вироби, бетон, залізобетон, деталі та конструкції з них.

Мінеральні в'яжучі речовини діляться на повітряні і гідравлічні. Повітряні в'яжучі тверднуть і довго зберігають міцність тільки на повітрі. Гідравлічні в'яжучі тверднуть і довго зберігають міцність не тільки на повітрі, але і в воді.

Повітряні в'яжучі речовини. До повітряних в'язких речовин відносяться: повітряне вапно, гіпсові і магнезіальні в'яжучі.

Повітряна вапно є місцевим в'язкою речовиною. Її отримують випалюванням при температурі 1000-1200 ° С кальцієво-карбонатних порід (вапняку, крейди та ін.), Що містять не більше 8% глинистих домішок. Повітряна вапно може випускатися у вигляді шматків білого або сірого кольору і називається комовой; або, якщо комовую вапно подрібнити, виходить мелене вапно. У порошкоподібний стан повітряне вапно може перетворюватися гасінням. Гасіння вапна протікає бурхливо, з виділенням тепла і утворенням гідроксиду кальцію по реакції:

СаО + Н2О = Са (ОН) 2 + 15,5 ккал.

Якщо для гасіння взяти 40-70% води від ваги вапна, то виходить тонкий порошок, який називається гідратної вапном.

Залежно від змісту активних оксидів Са і Mg і непогашених зерен повітряна і гідратне вапно ділиться на два сорти: I і II. Для повітряної вапна вміст оксидів повинно бути не менше 70% для I сорту і 52% - для другого сорту, а для гідратного вапна відповідно 55% і 40%.

Застосовується вапно для приготування розчинів для кладки і штукатурки, отримання силікатної цегли і змішаних цементів.

Гіпсові в'яжучі речовини отримують в результаті випалу природного двухводного гіпсового каменю (CaSО4-2H2О). З гіпсових в'яжучих речовин основними є будівельний, формувальний і ангідритовий цемент.

Будівельний гіпс (застаріла назва - алебастр) отримують при випалюванні двухводного гіпсового каменю при температурі 120 170 ° С. В результаті випалення відбувається гідратація і двуводний гіпсовий камінь переходить в напівводна стан по реакції: 2 (CaSО4 * 2H2О) = 2 (CaSО4 * 0,5H2О) + 3H2О

Будівельний гіпс відноситься до швидкотвердіючу в'язким - початок схоплювання 4-6 хвилин, а кінець - 30 хвилин. Будівельний гіпс ділиться на три сорти: I, II і III. Для I сорту тонкість помелу повинна бути не більше 15%, для II сорту - 20% і для III сорту - 30%. Межа міцності при стисненні відповідно 5,5 МПа, 4,5 МПа і 3,5 МПа.

Застосовують будівельний гіпс при оштукатурюванні приміщень і отримання сухої гіпсової штукатурки, перегородкових плит.

Формувальний гіпс від будівельного відрізняється більш тонким помелом і більш високою міцністю. Час схоплювання формувального гіпсу має бути не менше 30 хв. Застосовується формувальний гіпс для скульптурних і ліпних робіт, виготовлення форм для керамічної промисловості.

Ангідритовий цемент отримують при випалюванні двуводного гіпсового каменю при температурі 600-700 ° С і подальшим помелом з додаванням вапна і шлаку та інших активизаторов твердіння. За межі міцності на стиск (МПа) він ділиться на чотири мазкий, 10, 15, 20. Застосовується для кладки і штукатурення внутрішніх стін і виготовлення художніх виробів.

Недоліком гіпсових в'яжучих є їх низька водостійкість, тобто їх можна застосовувати в приміщеннях з вологістю не більше 60-70%. Тому були розроблені більш стійкі гіпсові в'яжучі, до них відносяться полімергіпс і гипсоцементно-пуццолановиє в'яжучі.

Полімергіпс отримують при змішуванні будівельного гіпсу з фенольно-фурфурольной смолою (17-20%). Цей матеріал на відміну від будівельного гіпсу має високу міцність на стиск -30 МПа і велику водостійкість. Використовується у виробництві облицювальних плиток, а також для оздоблювальних робіт в приміщеннях з підвищеною відносною вологістю повітря.

Гіпсоцементно-пуццолановиє в'яжучі одержують за пропозицією А.В.Волженского на основі напівводного гіпсу (40-60%), портландцементу (20-25%) і трепелу (10-25%). Міцність на стиск даного матеріалу 10-11 МПа і коефіцієнт водостійкості 0,7-0,8. Використовується для кладки і штукатурення приміщень з підвищеною відносною вологістю повітря.

Магнезіальні в'яжучі речовини отримують шляхом випалу магнезиту (MgCО3) або доломіту (CaCО3MgCО3) при температурі 800-850 ° С. Продукт випалу відповідно називається каустичним магнезитом або каустичним доломитом. Магнезіальні в'яжучі добре зчіплюються з дерев'яними, азбестовими та іншими волокнами і застосовуються для отримання теплоізоляційних матеріалів (фіброліт), пристрої теплих підлог (ксилоліт). Магнезіальні в'яжучі зачиняються не водою, а розчинами солей хлористого і сірчанокислого магнію. Початок затвердіння цього матеріалу не раніше 20 хв і не пізніше 6 год. Магнезіальні в'яжучі мають високу межу міцності на стиск 40-60 МПа. Недоліком матеріалу є мала водостійкість, тому він використовується тільки в сухих умовах.

Гідравлічні в'яжучі речовини. Гідравлічні в'яжучі речовини є більш складними за складом, ніж повітряні. Гідравлічні в'яжучі речовини на відміну від повітряних тверднуть і зберігають свою міцність не тільки на повітрі, але і в воді. До гідравлічним в'яжучим речовин відносяться: вапно гідравлічне та різні цементи (роман-цемент, портландцемент, шлакопортландцемент і інші види цементів). Гідравлічні в'яжучі речовини застосовуються як в сухих, так і у вологих умовах, там, де потрібна висока міцність і там, де не можна застосовувати повітряні в'яжучі речовини. Їх використовують в кладок і штукатурних розчинах для зовнішніх стін, фундаментів і отримання бетону, залізобетону, азбестоцементних і інших виробів.

Гідравлічне вапно - продукт випалу кальцієво-магнієвих карбонатних порід при температурі 1000 ° С, що містять 8-20% глинистих домішок. Випускається у вигляді шматків або порошку. Основним показником якості є гідравлічний модуль. Гідравлічний модуль є ставлення оксидів кальцію (СаО) до суми інших оксидів.

де m - гідравлічний модуль.

Якщо гідравлічний модуль знаходиться в межах 1,7-4,5, значить, матеріал володіє сильними гідравлічними властивостями і ближче до цементів, якщо він коливається від 4,5 до 9 значить він має слабкі гідравлічні властивості і за властивостями ближче повітряної вапна.

Роман-цемент - порошок від світло-жовтого до бурого кольору, що отримується в результаті тонкого помелу обпалених не до спікання (при температурі 1000-1100 ° С) вапняків, що містять понад 20% глинистих домішок. По міцності ділиться на три марки: 2, 5, 50 і 100. Початок схоплювання не раніше 15 хв, кінець не пізніше 24 год, залишок на ситі № 008 не більше 25%. Застосовується для розчинів при кладці і оштукатурюванні стін і фундаментів, виготовлення бетонів невисоких марок.

Портландцемент - основний вид гідравлічних в'яжучих речовин. Являє собою тонкий порошок сірого кольору з зеленуватим відтінком. Виходить помелом обпаленої до спікання при температурі 1450 ° С суміші вапняку (вуглекислий кальцій) 75% і 25% глини. Портландцемент з необхідними властивостями можна отримати в тому випадку, коли зміст основних оксидів буде в таких кількостях: СаО - 60-67%, SiО2- 12-24%, Аl2О3 - 4-7% і Fe2О3 -2-6%. Шкідливими домішками є MgO і SО3, зміст яких відповідно допускається не більше 5 і 3,5%. Підвищений вміст їх викликає нерівномірне зміна обсягу при затвердінні і підвищує сульфатную корозію.

Виробництво портландцементу є складним процесом. Після підготовки сировинних матеріалів - вони піддаються випалу. При випалюванні під впливом високої температури відбуваються складні фізико-хімічні процеси взаємодії оксиду кальцію з іншими оксидами, з утворенням наступних мінералів: трехкальциевого силікату 3CaОSiО2 ~ 37-60%; Двухкальціевий силікату 2CaОSiО2 - 15-37%; трехкальциевого алюмината ЗСаОАl2О3 - 7-15% і чотирьохкальцієвого алюмоферитів 4CaОAl2О3Fe2О3 - 10-18%, які обумовлюють гідравлічні властивості портландцементу.

За міцністю при стисканні в 28-добовому віці цемент підрозділяється на марки: 400, 500, 550 і 600. Початок схоплювання Цементу має настати не раніше 45 хвилин, а кінець - не пізніше 10. год від початку замішування. Залишок на ситі № 008 не повинен бути більше 15%.

Шлакопортландцемент є портландцемент (20 85%) з добавками шлаків (15-80%). За властивостями схожий на портландцемент, але є більш дешевим. Випускається трьох марок: 300, 400 і 500.

Мінеральні в'яжучі речовини застосовуються в якості кладок і штукатурних розчинів. Залежно від можливих умов формування структури штучного каменю в них виділяють повітряні (вапно повітряна, гіпс, магнезіальні в'яжучі речовини - формування штучного каменю відбувається в сухому середовищі) і гідравлічні - відрізняються більш складним складом, штучний камінь утворюється і зберігається як в сухий, так і у вологому середовищі (гідравлічне вапно і цементи: портландцемент, шлакопортландцемент, спеціальні цементи).

У більшості випадків в будівництві застосовують суміші мінерального в'яжучого речовини, води і заповнювача. Необхідність використання заповнювач викликана двома основними причинами:

1) в'яжучі речовини в суміші тільки з водою при затвердінні мають підвищену схильність до набухання і усадки, що призводить до утворення тріщин і руйнування конструкцій. Заповнювачі зменшують усадочні явища;

2) використання заповнювач зменшує витрату в'яжучого речовини, а отже, і вартість споруд.

Суміш в'язкої речовини, води і дрібний заповнювач (піску) називається будівельним розчином, а суміш в'яжучого речовини, води, піску і крупного заповнювача (щебеню, гравію) - бетоном.

Найбільш поширеним представником мінеральних в'яжучих речовин є портландцемент. Залежно від показника міцності при стисненні виділяють чотири основні марки портландцементу 300, 400, 500 і 600. Марку визначають при стисненні зразка, виготовленого із суміші цементу і піску в співвідношенні 1: 3, випробуваного через 28 днів після його виготовлення.

Великий вплив на якість портландцементу (в першу чергу на міцність) надає тонкість помелу. Залишок на ситі з сіткою № 008 не повинен перевищувати 15% від маси проби. Портландцемент не повинен містити сторонніх включень, колір його повинен бути рівномірним сіро-зеленим

Будівельні матеріали та вироби на основі мінеральних в'яжучих речовин називають безобжіговиє, так як в процесі виробництва їх не обпалюють. Необхідну міцність вони набувають в результаті затвердіння в'яжучого речовини.

Матеріали на основі мінеральних в'яжучих речовин включають в себе матеріали на основі гіпсу (гіпсокартон, гіпсові декоративні прикраси та ін.); вапна (вапняно-піщаний цегла, вапняно-зольний цегла, вапняно-шлаковий цегла); матеріали на основі цементу (листи азбестоцементні (шифер), труби азбоцементні, цементно-піщані вироби (блоки стінові та фундаментні, облицювальні, плити перекриттів, тротуарна плитка та ін.).

У сучасному будівництві широко використовуються цегла і камені силікатні. Цегла і камені за формою, розмірами і розташуванням пустот повинні відповідати встановленим вимогам. Тріщини на лицьовій поверхні цегли і каменів не допускаються. Цегла і камені повинні мати дві лицьові поверхні - ложковую і поперечикову. На лицьовій поверхні не повинно бути відколів, плям і інших дефектів, видимих ​​на відстані 10 м на відкритому майданчику при денному освітленні.

Відбитості кутів глибиною 10-15 мм не повинні перевищувати 2 шт. Тріщини по ліжку повнотілої цегли не повинні бути більше 40 мм. Включення піску і глини повинні мати розмір не більше 5-10 мм в зламі і їх кількість не повинна перевищувати 4 шт. Загальна кількість цегли з відбитими перевищують перераховані вимоги не повинно бути більше 5%. Кількість половняка не повинно перевищувати 5%.

При зберіганні не дозволяється встановлювати піддони з цеглою або камінням один на одного вище двох рядів. Навантаження цегли і каменів навалом (накидання) і розвантаження їх скиданням забороняється.

Читати по темі:

До розділу

Будівельні матеріали

Новости

Цена гидроизоляции крыши
Во-1-х, этот комплекс действий защищает сооружение от разрушительного воздействия осадков. Без гидроизоляции в строении возникают протечки (а гидроизолирующее покрытие держит воду даже при резких перепадах

Гидроизоляция пола в ванной
Процесс выполнения гидроизоляции Гидроизоляционный раствор следует наносить в 2 этапа: первый слой раствора следует нанести на пол, а через 4-6 часов второй . Как правило, выполняется она специальными

Гидроизоляционная пленка для кровли
Основные разновидности пленочных гидроизоляционных материалов Для защиты крыши от негативного воздействия влаги, могут применяться следующие виды материалов: Именно мембраны считаются оптимальным выбором

Гидроизоляция пола перед стяжкой
В повседневной жизни рано или поздно все сталкиваются с «несанкционированным» проникновением воды из или в помещения проживания. Мы топим, нас топят, или в своем доме на первом этаже появляются непредусмотренные

Гидроизоляционная пленка: Что это, какие бывают пленки, инструкция по монтажу, цены за рулон
Гидроизоляционная пленка – это материал, который используется для защиты здания от влаги, конденсата и атмосферных осадков. Позволяет существенно продлить эксплуатацию не только здания, но и его основных

Организация кровельного пирога - пароизоляция, утепление, гидроизоляция кровли
Принципиально увидеть, что, беря во внимание подобные тенденции, строй компании сразу строят новые дома с мансардой жилого плана, но и обладатели уже построенных особняков также хотят переоборудовать

Обмазочная гидроизоляция для бетона: виды, требование и применение
Задачей строительства является не просто построить здание, но и защитить поверхности от проникновения воды. Фундамент, подвал, полы, крыша всегда соприкасаются с водой. Защиты требуют не только места,

Пароизоляция и гидроизоляция: отличие и назначение
Каждому человеку хочется, чтобы условия проживания в доме были одинаково комфортны как в летний зной, так и в зимнюю стужу. Но что нужно, чтобы создать в доме благоприятную атмосферу? Конечно же, в условиях

Мастика гидроизоляционная: история появления, многообразие видов
Нет необходимости говорить, что гидроизоляция продлевает срок эксплуатации конструктивных элементов зданий и сооружений. Видов защиты от проникновения влаги большое количество. Нас же в этой статье

Гидроизоляция стен от фундамента: материалы, правила
Так как фундамент является основой всего дома, то особое внимание необходимо уделить его гидроизоляции. Она будет надежно защищать строение от попадания внутрь как грунтовых вод, так и поверхностных вод