Классификация неорганических вяжущих веществ по условиям применения. Разновидности, особенности свойств и применения.

Неорганические вяжущие вещества – порошкообразные материалы, которые после смешивания с водой и иногда с водными растворами некоторых солей образуют пластичное вязкое тесто, способное постепенно затвердевать и переходить в камневидное состояние.

1. Воздушные вяжущие вещества: гипсовые (СаSO₄), магнезиальные (каустический магнезит MgO), известковые (СаО), жидкое стекло (силикат Na или К в виде водного раствора). Твердеют и сохраняют прочность лишь на воздухе. Поэтому их используют в условиях, не подвергающихся воздействию водной среды.

2. Гидравлические вяжущие вещества: силикатные цементы (П), алюминатные цементы (глиноземистый цемент), гидравлическая известь, роман-цемент, безусадочный, расширяющийся и напрягающийся цемент. Твердеют и сохраняют прочность не только на воздухе, но и в воде. Поэтому они применяются в наземных, подземных, гидротехнических и других сооружениях, подверженных воздействию водной среды.

3. Вяжущие вещества автоклавного твердения (давление насыщенного пара 1,5МПа): известково-зольные, известково-кремнеземистые, известково-шлаковые ВВ. Применяют для изготовления разнообразных материалов: пористые (пена-газосиликат) – для теплоизоляции элементов наружных стен и покрытий зданий; плотные – для конструкционных элементов. Свойства вяжущих веществ зависят от гидравлического модуля и температуры обжига сырья. Гидравлический модуль m выражает содержание основного оксида СаО по отношению к суммарному количеству кислых оксидов. Для каждого характерен свой гидравлический модуль.

2. Воздушная известь. Сырьё, понятие о производстве, состав, разновидность, свойства. Применение в строительстве.

Воздушная известь – продукт, получаемый из кальциево-магниевых карбонатных горных пород с содержанием глины ≤6-8 %путем обжига до мaксимального удаления углекислого газа.

Сырье: мел, известняк, доломит, доломитизированный известняк.

Состав: СаСО₃, MgCO₃.

Разновидности: известь негашёная комовая, известь негашёная молотая, известь гидратная, известковое тесто.

Получают обжигом при t=900-1200 при протекании химических реакций:

СаСО₃→СаО+ СаСО₂

MgCO₃→ MO+ CO₂

Удаление CO₂, доля которого в СаСО₃, достигает 44% приводит к получению пористых кусков, способных активно взаимодействовать с водой. Эти куски называют комовой негашеной известью (тонкий помол→молотая негашёная известь). Комовая негашёная известь является полупродуктом, который перед употреблением подвергают гашению СаО+Н₂О→Са(ОН)₂+Q

Теоретически для гашения необходимо затратить 32%воды от массы СаО, но практически в 2-3р больше, т.к. часть воды испаряется. Для гашения комовой и гашёной извести в гидратную известь – 60-80%.

Твердение: 1. кристаллизация Са(ОН)₂ из насыщенного водного раствора.

2. образ карбоната Са в присутствии СО₂ из воздуха:

Са(ОН)₂ +СО₂+nH₂O→СаСО₃+(n+1)Н₂О

Кристаллики образующегося СаСО₃ срастаются друг с другом и с Са(ОН)₂ , чем обуславливается твердение.

Применение: для наземной кладки частей здания и штукатурок, работающих в воздушно-сухих условиях, изготавливают силикатные изделия, известковые красочные составы, используются в смешенных вяжущих.

Воздушная известь отличается от других вяжущих тем, что превращается в тонкий порошок при помоле, а также путем гашения водой. Огромная удельная поверхность частиц Са(ОН)₂ обуславливает большую водоудерживающую способность и пластичность известкового теста.

В зависимости от содержания MgО воды известь разделяют на кальциевую (MgО≤5%), магнезиальную (MgО=5-20%) и высокомагнезиальную или доломитовую (MgО=20-40%) В зависимости от времени: быстрогасящаяся (до 8 мин), среднегасящаяся (8-25мин), медленногасящаяся (более 25мин). Чем меньше глинистых и других примесей, тем быстрее происходит гашение.

3. Гипсовые вяжущие вещества. Сырьё, понятие о производстве, состав. Твердение. Свойства, области применения.

Гипсовые ВВ – порошкообразный материал, состоящий из полуводного гипса СаSO₄0,5Н₂O или ангидрита СаSO₄, и, получаемый тепловой обработкой сырья с последующим помолом.

Сырьё: природный двуводный гипс (осадочная горная порода, состоящая в основном из кристаллов СаSO₄ 2Н₂O), ангидрит (СаSO₄), побочные продукты химической промышленности (борогипс, фторогипс, фосфогипс).

В зависимости от температуры обработки исходного сырья, различают:

1. Низкообжиговые t=110-160С

СаSO₄2Н₂O→ СаSO₄0,5Н₂O + 1,5Н₂O

а) строительный гипс (β-СаSO₄0,5Н₂O), получают в варочных котлах или печах, состоит в основном из бета-полуводного гипса.

б) высокопрочный гипс (α-СаSO₄0,5Н₂O), получают в автоклавах при давлении 1,5-3атм, либо нагреванием в водных растворах некоторых солей при t=105-110С.

2. Высокообжиговые t=600-900С, получаемый продукт, состоит в основном из нерастворимого СаSO₄ и 2-3% СаО под каталитическим действием которого СаSO₄ схватывается и твердеет, набирая прочность и водостойкость.

Схватывание и твердение полуводного гипса:

1 этап (согласно т. Байкова): полуводный гипс, смешанный с водой растворяется с образованием насыщенного водного раствора.

2 этап: СаSO₄0,5Н₂O+1,5 Н₂O→ СаSO₄ 2Н₂O

Протекает реакция, создаются условия для образования зародышей кристаллов двуводного гипса.

3 этап: частицы двуводного гипса перекристаллизовываются в более крупные кристаллы.

Применение: производство сухой гипсовой штукатурки, плит и панелей, блоков, заполнение перекрытий, штукатурных растворов, ГЦПВ (гипсоцементнопуцолановые вяжущие вещества).