Gt; "3 Ассортимент минеральных вяжущих веществ

Наиболее широко применяемыми в строительстве гид­равлическими минеральными вяжущими веществами яв­ляютсяцементы. Их получают высокотемпературной (до

частичного или полного плавления) обработкой сырье' вых материалов, состоящих в основном из силикатов и алюминатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинке­ром.

По виду клинкера и вещественному составу различа­ют портландцемент, портландцемент с активными мине­ральными добавками (до 20 %), шлакопортландцемент (с добавлением свыше 20 % гранулированного шлака), пуццолановый портландцемент (свыше 20 % активных минеральных добавок), гипсоцементно-пуццолановое вя­жущее, глиноземистый, высокоглиноземистый и гипсогли-ноземистый (на основе глиноземистого клинкера) це­мент.

По прочности на сжатие (МПа) цементы выпускают­ся высокопрочные (марок 55 и выше), повышенной проч- I/' \} ности (марка 50), рядовые (марок 30—40) и низкома­рочные (ниже марки 30), по скорости твердения—обыч­ные (твердеют в течение 28 сут), быстро-твердеющие (3—28 сут) и особобыстротвердеющие (1 сут и менее), а по срокам схватывания—медленносхватывающиеся (начало схватывания через 1,5 ч и более после затворе­ния), нормально схватывающиеся (от 45 мин до 1,5 ч) и быстросхватывающиеся (менее 45 мин).

Кроме этого, цементы классифицируются по сульфа-тостойкости, объемной деформации при твердении (бе­зусадочные, расширяющиеся, напрягающиеся) и декора­тивным свойствам (цветные и белые).

Основным представителем цементов является порт­ландцемент и его разновидности.

Портландцемент получают размолом клинкера, про­изводимого на основе смеси известняка, глины и некото­рых других добавок. Сырьевая смесь обжигается при температуре 900—1500 °С в специальных вращающихся печах, представляющих цилиндр из листовой стали, об­лицованный внутри огнеупорным материалом. Печь ус­тановлена под углом 3,5—4° к горизонту. Сырьевая смесь загружается в верхнюю часть печи и постепенно переме­щается к нижнему концу, откуда вдувается топливо (ма­зут, пылевидный уголь, природный газ). При горении топлива образуются горячие газы, движущиеся навстре­чу сырьевой смеси и нагревающие ее. Образующийся та­ким образом раскаленный клинкер быстро охлаждают, 10—15 дней выдерживают на складе, после чего разма-239

Лывают и упаковывают в бумажные мешки массой пи 50 кг или загружают в специально оборудованные транс­портные средства.

Обычный портландцемент представляет собой тонкий порошок серо-зеленого цвета. Он выпускается марок 40, 50, 55 ибО (МПа).

Портландцемент с активными минеральными добавка­ми выпускается пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сульфатостойкий, тампонажный, расширяющийся, напрягающийся, белый, цветной, шла­ковый и пуццолановый.

Пластифицированный портландцемент содержит по­верхностно-активную добавку, повышающую пластич­ность цементного теста и его морозостойкость.

Гидрофобный портландцемент длительно сохраняет активность и не комкуется при повышенной влажности, так как содержит поверхностно-активную добавку, уменьшающую способность цемента смачиваться водой. Он отличается также повышенной пластичностью, моро­зостойкостью и водонепроницаемостью.

Пластифицированный и гидрофобный цементы вы­пускаются марок 30, ..., 40 (МПа) и предназначены для изготовления растворов и бетонов. Их применение сни­жает расход цемента на 5—8 %.

Быстротвердеющий цемент (БТЦ) отличается тон­костью помола. Благодаря этому, а также наличию ми­неральных добавок он твердеет в течение 3 сут с момен­та затворения. Выпускается также сверхбыстротвердею-щий цемент (СБТЦ), распалубка изделий из которого возможна уже через 1—4 ч. Быстротвердеющие цементы выпускаются марок 40,...,50 (МПа) и применяются для производства железобетонных конструкций, а также при зимних бетонных работах. Их недостатками являются повышенное тепловыделение, а также быстрая порча да­же при кратковременном хранении.

Сульфатостойкий портландцемент обладает повышен­ной стойкостью к действию агрессивных вод и понижен­ной теплоотдачей при затворении и твердении. Он выпус­кается марок 40, ..., 50 (МПа), предназначен для получе­ния гидротехнических бетонов.

Тампонажный портландцемент предназначен для це­ментирования нефтяных и газовых скважин. Он выпус­кается утяжеленный (повышенной плотности), песчани­стый (повышенной коррозионной и термостойкости), со-

Л

лестойкий (повышенной стойкости к воде, содержащей хлористые соли) и низкогигроскопичный.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) отличается равномерным приращением объема при твердении в ус­ловиях повышенной влажности и отсутствия усадки при твердении на воздухе, благодаря чему получаемый бе­тон не имеет трещин. Он характеризуется также высокой плотностью и водонепроницаемостью.

Напрягающийся портландцемент обладает свойством расширяться и повышать напряжение железобетона, по­этому его используют для изготовления бетонных покры­тий аэродромов, напорных труб, резервуаров для воды и др.

Белый портландцемент получают из мрамора или из­вестняков и белых каолиновых глин, содержащих мини­мальное количество окрашивающих окислов металлов. По степени белизны он выпускается трех сортов, а по прочности — марок 40 и 50 (МПа).

Цветные портландцементы получают помолом белого клинкера и минеральных пигментов.

Белые и цветные цементы используют для изготов­ления облицовочных и архитектурных деталей, а также отделочных работ. Шлаковый портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гип­са и гранулированного доменного шлака. Он выпускается обычный, быстротвердеющий и сульфатостойкий, марок 20,...,50 (МПа) и применяется для гидротехнического строительства, а также сооружения конструкций, экс­плуатируемых во влажной среде, кроме подвергаемых частому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию.

Пуццолановый портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и добавок вулканического происхождения (диатомита, трепела, вулканического пепла и др.). Он выпускается марок 20, ..., 40 (МПа), отличается повышенной водостойкостью, меньшими водопроницаемостью и тепловыделением. Пуццолановый портландцемент используют для изготов­ления массивных подводных и подземных бетонных кон­струкций, кроме таких, которые подвергаются частому замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию.

Принципиально новым цементом является гипсоце-ментно-пуццолановое вяжущее, получаемое смешивани­ем гипса, портландцемента, а также добавок, содержа-

щих кремнезем. Оно отличается быстро¹'⁰¹¹ твердения, простотой производства, водостойкость^' повышенной сульфатостойкостыо. Гипсоцементно-пуц^⁰'⁴²¹"^{0806 вя}" жущее выпускается марок 10 и 15 (МПа) ^и применяется при изготовлении панелей для внутренний стен, основа­ний полов и др.

Глиноземистые цементы получают пом^⁰^ линкера, производимого из бокситов и извести. О^¹ а¹³¹"^¹,^¹⁰¹'^ с добавками или без них, марок 40, 50 и i³⁰, (^]'^illa^• ^{I ли}' ноземистые цементы отличаются быстрот⁰¹¹ твердения в условиях повышенной влажности и прн н^Р^-^ьнои тем­пературе, стойкостью к действию агресс"¹^¹¹¹^ ^^ ^и термостойкостью, однако обладают зтчп^^^™ тепло-выделением, разрушаются щелочами. Он⁰ применяются при срочных ремонтных работах, для фу^Ро^и тепло­вых аппаратов, травильных ванн, тампо^Р⁰^™" ^неч)' тяных и газовых скважин, гидроизоляций шзэт {гипсо-глиноземистый расширяющийся цемент} и ^ДP• „

Особую группу составляеткислотвуп⁰?"¹'¹¹¹ У^бнт,изготовляемый из измельченного кварц'®⁸⁰¹'^{0 песка и} кремнефтористого натрия. Он затворяете^ ^ЖИД^KИM стек­лом и выпускается типов I (для кислоупоР¹¹¹'^ замазок) и II (для кислотоупорных растворов и басков), марок 50, .... 60 (МПа). Такой цемент стоек к ки-с^там (кроме фтористо-водородной, кремнефтористо-в⁰'¹¹⁰?⁰'^^{11011 и} фосфорной), однако теряет прочность в вс?^ ^и Щ^то⁴^-

К гидравлическим вяжущим веществ³¹¹ относится такжегидравлическая строительная извес^- ^г-е получа­ют обжигом кальциево-магниевых картон атяых пород с содержанием глинистых примесей 6—25 °/с? "Р" темпера­туре 900—1000 °С. В последнее время ее зьшуск сокра­щается, что обусловлено наращиванием производства портландцемента.

К воздушным вяжущим веществам отно^¹'^ ноздуш-ная строительная известь, жидкое стекло, ^ также гипсо­вые, ангидритовые и магнезиальные вяжу!!^*⁶'

Воздушная строительная известь — эт(Р продукт об­жига при температуре 1000—1200 °С извес?¹'"⁵¹¹^' ^{мела и} других карбонатных пород с содержание^ глинистых примесей до 6 %. В результате получают ROi^oayK) из­весть (в виде каменистых кусков), когор'^^{10 в} Р^очее состояние превращают либо помолом (чол!⁰⁷^ известь), либо взаимодействием с водой — гашешем^ ^ап^ная из­весть). В процессе гашения выделяете! ф^^⁰⁶ коли-

Ш

чество тепла, превращающее часть воды в пар. Поэтому гашеную известь называют также кипелкой.

В зависимости от количества воды, добавляемой к ко­мовой извести, гашеная известь подразделяется на из­вестковое тесто (известковое молоко), где воды в 3—4 раза больше, чем извести, и пушенку—воды 40—70 % массы извести. По скорости гашения известь подразде­ляется на быстрогасящуюся (менее 20 мин) и медленно-гасящуюся.

Строительная воздушная известь используется для приготовления строительных растворов и бетонов, полу­чения силикатных материалов, а также в текстильной, лакокрасочной, сахарной и других отраслях промышлен­ности.

Жидкое (растворимое) стекло представляет собой силикат натрия NasO-SiOa или калия l^O-SiOz, получае­мый сплавлением кварцевого песка и кальцинированной соды или сульфата натрия и поташа при температуре 1400 °С. После охлаждения расплава получают куски стекла, называемые силикат-глыбой.

Жидкое стекло применяют в виде вязкой жидкости темно-желтого или коричневого цвета, представляющей собой коллоидный раствор двуокиси кремния в едкой натриевой или калиевой щелочи.

Жидкое натриевое стекло используют для уплотнения грунтов, укрепления бетонной и каменной кладки, приго­товления жаро-, огне- и кислотоупорных бетонов и рас­творов, огнезащитных обмазок. Жидкое калиевое стекло дороже и применяется реже натриевого. Оно использу­ется для приготовления кислотоупорных бетонов и раст­воров, а также силикатных красок.

конструкций, работающих на изгиб, а такж⁶ гпсобетон-ных деталей, работающих на сжатие, гиг^ формовоч­ный — для изготовления архитектурных дет^^{611 и} ^уль-птурных изделий.

Эстрих-гипс используется для устройств^а мозаичных полов, изготовления искусственного мрам^Р^ гипсобе^ тона, отделочных и декоративных работ. Днгидритовый цемент отличается от гипсовых вяжущих медленным схватыванием, а также добавками к сырь;^ ^и1ла^-^, из­вести и доломита. Он применяется для созд^^ бесшов^-ных полов, производства пустотелых бетон^^ изделии и кладочных растворов.

Гипсовые вяжущие вещества отличают^ пределами прочности при изгибе и сжатии (табл. 12).

В зависимости от начала и конца схваты^""^ ^гипс()-вые вяжущие выпускаются индексов А (быс^Р⁰'³¹⁶^¹³^¹⁰' щие, начало схватывания — не ранее 2 мин, конец схва­тывания—не позднее 15 мин), Б (норма.?^"⁰ т^РЛв-ющие, начало схватывания—не ранее 6 ^мин» ^кс)неп схватывания — не позднее 30 мин) и В (медЛ^611110786?^" ющие, начало схватывания—не ранее 20 ^мин» ^конец схватывания не нормируется).

По степени помола гипсовые вяжущие выпускаются грубого, среднего и тонкого помола,

В соответствии с этим маркировка гип^^^ ^Щ'' щих буквенно-цифровая. Например, Г-7Б^ ^где ^ — марка, Б — быстротвердеющее, I — степень помола,

Для замедления схватывания гипсовых b^yw\b их состав вводят органические добавки (животн^ ^клеи» ^из-весть, сульфатно-дрожжевую бражку) или отработан­ные дубильные растворы кожевенной промУ¹¹¹¹''^1611110^¹¹'

а для ускорения схватывания—молотую гипсовую от-ливку.

Магнезиальные вяжущие вещества получают обжи­гом магнезита или доломита при температуре 800— 850 °С. Соответственно получают каустический магнезит и каустический доломит.

Магнезиальные вяжущие затворяют растворами со­лей хлористого или сернокислого магния. Они хорошо сцепляются с органическими заполнителями (древесной стружкой, опилками, кострой и т. п.) и поэтому успешно применяются для изготовления фибролита (теплоизоля­ционного материала), ксилолита (материала для устрой­ства полов), мозаичных плиток, искусственного мрамора и др.