Специальность 1 А РАЗДЕЛ № 3. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ

Специальность 1 А РАЗДЕЛ № 3. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА. Лекция № 4. Темы №№ 6, 7 Общие сведения о вяжущих веществах. Воздушные вяжущие. Время: 2 ч. Вопросы: 1. Общие сведения о вяжущих веществах и их классификация. 2. Понятие о получении, важнейшие свойства и области применения извести строительной, гипсовых вяжущих, жидкого стекла, магнезиальных вяжущих веществ. 1/30/2018 Литература: 1. Учебник с. 42… 54. 1

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВАХ (ВВ) Вяжущие вещества обладают ценным свойством связывать в прочный монолит различные зернистые, волокнистые и листовые ингредиенты (порошки, пески, гравий, щебень, асбест, шпон и т. п. ). На их основе получают различные искусственные конгломераты (бетоны, строительные растворы, мастики и др. ), штучные и листовые изделия (стеновые камни, фанеру, шифер и т. д. Вяжущее вещество Вяжущее свойство - качество, определяющее комплекс способностей: образовывать вязко-пластические массы покрывать поверхность ингредиентов (смазывать) заполнять пустоты между ингредиентами затвердевать, связывая ингредиенты в монолит 1/30/2018 2

ИНГРЕДИЕНТЫ зерновые волокнистые листовые 1/30/2018 порошки, пески, гравий, щебень асбест, стекловолокно, шлаковата шпон, стеклоткань, бумага 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ВВ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА (по составу) Неорганические Органические Неорганическими вяжущими называют порошкообразные вещества, способные при затворении обычно водой образовывать пластичное тесто, которое в результате физико-химических процессов со временем затвердевает, образуя прочный искусственный камень. Органические вяжущие вещества (битумные, дегтевые, полимерные) рассматриваются в соответствующих разделах курса. 1/30/2018 4

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВВ АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ ВОЗДУШНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ Обладают способностью твердеть и длительно сохранять прочность только на воздухе Обладают способностью твердеть, длительно сохранять и повышать свою прочность, как на воздухе, так и в воде Обладают способностью интенсивно твердеть только в среде насыщенного водяного пара при повышенных температуре и давлении воздушная известь, гипсовое вяжущее, жидкое стекло, магнезиальные вяжущие гидравлическая известь, и цементы известковокремнеземистый, известковошлаковый и нефелиновый цементы 5 1/30/2018

ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА Известь строительная воздушная - называется ВВ получаемое путем обжига карбонатных горных пород (известняков, мела, доломитов), с содержанием глинистых примесей не свыше 8 %. Исходное сырьё извлекают, дробят и обжигают в печах различной конструкции при температуре около 1000 °С. В результате реакции (Са. СО 3 = Са. О + СО 2) получается комовая негашеная известь, которую измельчают путем гашения или помола. Негашеная известь твердеет на воздухе по реакции: Са. О + Н 2 О = Са(ОН)2 + q (1160 к. Дж/кг), 1/30/2018 6

Известь строительная воздушная Кальциевая (Mg. O < 5%) Магнезиальная (Mg. O = 5… 20 %) Доломитовая (Mg. O = 20… 40 %) комовая негашеная известь негашеная (молотая) известь гидратная (гашеная) известь Негашеная известь представляет собой безводный оксид кальция Са. О. Взаимодействует с водой по реакции Са. О + Н 2 О = Са(ОН)2 с образованием гидратной (гашеной) извести Са(ОН)2. 1/30/2018 7

Гидратная (гашеная) известь Получают гашением комовой извести – заливкой её водой (60— 80 % от массы – образуется порошкообразная известь (пушонка), 200… 300 % – известковое тесто, при большем расходе воды – известковое молоко). В зависимости от времени гашения известь подразделяют на: • быстрогасящуюся (менее 8 мин); • среднегасящуюся (8… 25 мин); • медленногасящуюся (более 25 мин). Твердеет на воздухе при одновременном протекании двух процессов: кристаллизации Са(ОН)2 из насыщенного водного раствора и образования Са. СО 3 — по реакции: Са (ОН)2 + СО 2 + n. Н 2 О = Са. СО 3 + (n + 1)Н 2 О. Известь применяют для приготовления строительных растворов, при производстве некоторых видов цемента, для изготовления силикатных изделий автоклавного твердения и известковых красок. 1/30/2018 8

ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА Гипсовые ВВ получают в результате термической обработки гипсового природного камня и его последующего помола. Подразделяются: • низкообжиговые, получаемые при температуре не более 180° С, состоят из полугидрата сульфата кальция Ca. SO 4 0, 5 H 2 О; • высокообжиговые, получаемые при температуре 600 — 900 °С, состоящие из безводного сульфата кальция Ca. SO 4. Прочность гипсовых вяжущих определяют испытанием на сжатие и изгиб образцов-балочек, выполненных из гипсового теста стандартной консистенции размерами 4 4 16 см, через 2 часа после их изготовления. F F 40 1/30/2018 160/2 9

Избыточная вода, испаряясь, повышает пористость гипсового камня и понижает его прочность. Поэтому при определении свойств гипсовых вяжущих принимают такое количество воды, которое образует гипсовое тесто стандартной консистенции, характеризуемой определенной условной степенью пластичности (расплывом = 180 ± 5 мм). Стандартную консистенцию выражают количеством воды в процентах от массы вяжущего. Вискозиметр Суттарда 1/30/2018 10

Марки гипсовых вяжущих по прочности Предел прочности стандартных балочек через 2 часа, МПа, не менее Напряженное состояние Г-2 Г-3 Г-4 Г-5 Г-6 Г-7 Г 10 Г 13 Г 16 Г 19 Г 22 Г 25 Сжатие 2 3 4 5 6 7 10 13 16 19 22 25 Изгиб 1, 2 1, 8 2 2, 5 3 3, 5 4, 5 5, 5 6 6, 5 7 8 Виды гипсовых вяжущих по срокам схватывания Сроки схватывания, мин Индекс Вид вяжущего схватывания Начало, не ранее Конец, не позднее Быстротвердеющее Нормальнотвердеющее Meдленнотвердеющее 1/30/2018 А Б В 2 6 20 15 30 Не нормируется 11

Виды гипсовых вяжущих по степени помола Вид вяжущего Грубого помола Среднего Тонкого Индекс степени помола Остаток на сите № 02, % I II III 23 14 2 Строительный гипс (низкообжиговый) - обычно выпускается марок Г-5, Г-6 и Г-7. Высокопрочный гипс (получают обработкой в автоклавах) выпускается марок от Г-16 до Г-25. Гипсовые ВВ используют для приготовления гипсовых и смешанных штукатурных растворов, при производстве смешанных ВВ, применяют для производства сборных перегородочных плит и панелей, гипсобетонных стеновых камней и блоков, облицовочных материалов и изделий применяемых в помещениях зданий с нормальной влажностью. 1/30/2018 12

ЖИДКОЕ СТЕКЛО Жидким стеклом называют коллоидный водный раствор силиката натрия или силиката калия. Состав выражают общей формулой: R 2 O n. Si. O 2, где: R 2 O — щелочной оксид Na 2 О или К 2 О, n — модуль стекла. Жидкое стекло Na 2 O n. Si. О 2 получают в стекловаренных печах при температуре 1300… 1400°С путем сплавления смеси чистого молотого кварцевого песка с содой Na 2 CO 3 или сульфатом натрия Na 2 SO 4 по реакции: Na 2 CO 3 + n. Si. O 2 = Na 2 O n. Si. O 2 + CO 2; Na 2 SO 4 + n. Si. O 2 + С = Na 2 O n. Si. O 2 + SO 2 + CO. 1/30/2018 13

Твердение жидкого стекла происходит медленно и только на воздухе. Под воздействием углекислого газа и высыхания силикат натрия разлагается по реакции: Na 2 O n. Si. О 2 + СО 2 + m. H 2 О = Na 2 CO 3 + n. Si. O 2 m. H 2 O. Жидкое стекло применяют: • для изготовления кислотоупорного цемента; • приготовления жаростойкого бетона; • получения огнезащитных красок; • защиты естественных каменных материалов от выветривания; • укрепления просадочных грунтов. 1/30/2018 14

МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА Магнезиальные вяжущие вещества – это каустический магнезит и каустический доломит. Каустический магнезит - получают обжигом при температуре 750… 850 °С природного магнезита Mg. CO 3 с последующим измельчением продукта обжига в тонкий порошок. При обжиге углекислый магний диссоциирует по формуле: Mg. CO 3 = Mg. O + CO 2↑. Твердение происходит по реакции: Mg. O + Mg. Cl 2 + H 2 O = 2 Mg. OHCl. Начало схватывания Mg. O не ранее 20 мин, конец — не позднее 6 ч. Прочность от 40 до 60 МПа в зависимости от сорта. 1/30/2018 15

Каустический доломит - получают обжигом при температуре 650… 800 C природного доломита: Ca. CO 3 Mg. CO 3 = Mg. O+CO 2↑+Ca. CO 3. Магнезиальные вяжущие вещества обладают хорошей адгезией к органическим заполнителям (древесные опилки, стружка и пр. ) Применяют при изготовлении: • ксилолитовых полов; • фибролита; • магнезиальных штукатурных растворов; • искусственного мрамора. 1/30/2018 16