НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА Воздушные вяжущие вещества и материалы

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА Воздушные вяжущие вещества и материалы на их основе

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые после затворения водой (иногда водными растворами солей) образуют пластичную массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное состояние. Характерной особенностью вяжущих является их способность к образованию искусственных каменных материалов. Смесь вяжущего вещества и воды (или водных растворов солей) называют тестом.

Строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от свойств и условий отвердевания и эксплуатации искусственного каменного материала подразделяются на две группы: воздушные и гидравлические. Воздушные вяжущие твердеют, а искусственный камень на их основе длительно сохраняет требуемую прочность только в воздушной среде. При длительном увлажнении изделия на основе этих вяжущих постепенно разрушаются.

К ВОЗДУШНЫМ ВЯЖУЩИМ ОТНОСЯТСЯ: ГИПСОВЫЕ АНГИДРИТОВЫЕ МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ ЖИДКОЕ СТЕКЛО

Гипсовыми и ангидритовыми вяжущими называют вещества, состоящие преимущественно из полуводного гипса или ангидрита и полученные обжигом и помолом сырья – двуводного гипса или ангидрита. В зависимости от температуры обжиге сырья, химического и фазового состава вяжущие, содержащие сульфаты кальция, подразделяют на две группы: гипсовые; ангидритовые. Гипсовые вяжущие получают обжигом сырья – двуводного гипса при температуре не выше 1600 C. Эти вяжущие состоят преимущественно из полуводного сульфата кальция Ca. SO 40, 5 H 2 O. Ангидритовые вяжущие обычно получают обжигом сырья при температуре выше 4000 C. Они состоят преимущественно из нерастворимого ангидрита Ca. SO 4 К этой группе относятся ангидритовые цементы и высокообжиговый гипс.

1. 2. 3. В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вяжущие подразделяются на две группы: низкообжиговые; высокообжиговые. Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса при низких температурах (110 -1800 C). Они состоят в основном из полуводного гипса, так как дегидратация сырья при указанных температурах приводит превращение двуводного гипса в полугидрат Ca. SO 42 H 2 O→ Ca. SO 40, 5 H 2 O+1, 5 H 2 O К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся: Строительный гипс; Формовочный; Высокопрочный.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ По срокам схватывания гипсовые вяжущие делят на три группы: А – быстросхватывающиеся (2 -15 мин. ) Б – нормально схватывающиеся (6 -30 мин. ) В – медленносхватывающиеся (начало схватывания не ранее 20 мин). Для гипсовых вяжущих стандартом установлено 12 марок по пределу прочности при сжатии (МПа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г 10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. При этом предел прочности при изгибе для каждой марки должен соответствовать значению соответственно от 1, 2 до 8 МПа. По тонкости помола гипсовые вяжущие делятся на: Грубого помола (остаток на сите с сеткой № 02 не более 23 %) Среднего помола (не более 14%) Тонкого помола (не более 2%).

ПРИМЕНЕНИЕ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ Коэффициент размягчения гипсовых строительных изделий составляет 0, 30 -0. 35, поэтому их можно применять при относительной влажности воздуха не более 65%. Объем твердеющего гипсового теста увеличивается на 0, 5 – 1%. Это свойство используется при изготовлении архитектурных деталей и отливок из гипса, которые точно передают очертания формы. Из высокопрочного гипса изготавливают элементы стен и сборных перегородок, камни для стен, поскольку прочность высокопрочного гипса превышает прочность строительного (15 -25 МПа). Формовочный гипс применяют в керамической и фарфорофаянсовой промышленности для изготовления форм. Высокообжиговый гипс (в отличие от строительного гипса) медленно схватывается и твердеет, но его водостойкость и прочность при сжатии выше, поэтому его применяют при устройстве бесшовных полов, для изготовления «искусственного мрамора» .

ТВЕРДЕНИЕ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ 1. 2. 3. Ca. SO 40, 5 H 2 O+1, 5 H 2 O = Ca. SO 42 H 2 O По теории А. А. Байкова твердение гипсовых вяжущих можно условно подразделить на три периода: Подготовительный, в процессе которого полуводный гипс растворяется в воде и образует пресыщенный по отношению к двуводному гипсу раствор. В течение этого периода вязкость гипсового теста меняется незначительно, в это время осуществляют перемешивание, транспортировку, укладку и уплотнение гипсового теста, растворных и бетонных смесей. Период коллоидации. После образования насыщенного раствора вода взаимодействует с полуводным гипсом на поверхности зерен вяжущего путем прямого присоединения ее к твердому веществу. Это приводит к образованию коллоидных частиц двуводного гипса на поверхности зерен вяжущего. Период кристаллизации – характеризуется ростом коллоидных частиц, образованием крупных кристаллов двуводного гипса за счет продолжающихся процессов гидратации и растворения мелких кристаллов. Кристаллы срастаются и образуют пространственный сросток – структуру твердения.

ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ Воздушная известь – продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доломита с содержанием глины не более 6%. Основной составляющей известняка является карбонат кальция Ca. CO 3. Известняк обжигают при температуре 9001200 0 C до возможно более полного удаления СО 2 по реакции: Са. СО 3= Са. О + СО 2 Продукт обжига содержит кроме Са. О (основной составной части) также и некоторое количество оксида рмическойв езультате образовавшегося магния, диссоциации карбоната магния: Mg. CO 3= Mg. O + СО 2 Чем выше содержание основных оксидов (Са. О + Mg. O) в извести, тем пластичнее известковое тесто и тем выше ее сорт.

Содержание непогасившихся частиц, к которым относятся частицы недожога и пережога, снижает качество извести. Недожогом называют оставшиеся зерна сырья – известняка, которые отощают известковое тесто, ухудшают его пластичность. Пережог представляет собой остеклованный трудногасящийся оксид кальция, уплотненный при высокой температуре. Частицы пережога гидратируются очень медленно с увеличением своего объема, что может вызвать растрескивание штукатурки, известковых изделий.

Обжиг известняка чаще всего производят в шахтных печах. При обжиге известняка удаляется углекислый газ, составляющий 44% от массы Са. СО 3 , поэтому комовая негашеная известь получается в виде пористых кусков, активно взаимодействующих с водой. Гашение воздушной извести заключается в гидратации оксида кальция при действии воды на комовую негашеную известь: Са. О + H 2 O = Са(ОH)2 В процессе гашения куски негашеной извести самопроизвольно диспергируются, распадаясь на тонкие частицы Са(ОH)2. Гашение сопровождается разогревом массы вследствие выделения значительного количества тепла. Гашение комовой извести в тесто на специализированных растворных заводах производят в известегасильных машинах,

ВИДЫ И ПРИМЕНЕНИЕ ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ Наиболее важными показателями качества извести являются: активность – процентное содержание оксидов, способных гаситься, количество непогасившихся зерен (недожог и пережог); время гашения. В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь – время ее гашения до 8 мин, среднегасящуюся – время гашения не превышает 25 мин и медленногасящуюся с временем гашения не менее 25 мин. Сорт воздушной извести устанавливают не по прочности, а по характеристикам ее состава. Чем меньше глинистых и других примесей в исходном известняке, тем выше активность извести, быстрее происходит ее гашение и больше выход известкового теста. Большое количество извести идет на изготовление силикатного кирпича и силикатных бетонов: ячеистых, легких, тяжелых, а также используется в смешанных вяжущих.