Органические вяжущие и материалы на их основе. Вяжущие вещества: свойства, классификация, описание, применение Деление вяжущих материалов в зависимости от состава

Лекция 17

Вяжущими материалами (или просто вяжущими) называют тонкодисперсные порошкообразные вещества или композиции веществ, образующие при взаимо­действии с жидкостями высокополимерные твердые материалы. В качестве вя­жущих материалов могут быть вещества органической, элементоорганической и неорганической природы. В качестве жидкости для неорганических вяжущих материалов обычно используют воду, иногда - ортофосфорную кислоту.

Алебастр. Встречающийся в природе гипс CaSО 4 ·2Н 2 О частичным обез­воживанием при 160°С переводят в так называемый жженый гипс - смесь CaSО 4 ·0,5Н 2 О и высокодисперсного CaSO 4 , или алебастр:

2CaSО 4 · 2Н 2 О = CaSО 4 · 0,5Н 2 О + CaSО 4 + 3,5Н 2 О

Жженый гипс довольно быстро за­твердевает, снова превращаясь в CaSО 4 ·2Н 2 О. Благодаря этому свойству гипс применяется для изготовления отливочных форм и слепков с различных пред­метов, а также в качестве вяжущего материала для штукатурки стен и потолков. Получают также гипсобетонные изделия, содержащие в материале кроме гипса различные наполнители. В хирургии при переломах используют гипсовые по­вязки.

Известковый раствор . Смесь гашеной извести с песком и водой называ­ется известковым раствором и служит для скрепления кирпичей при кладке стен. Гашеную известь применяют также в качестве штукатурки. Затвердевание извести происходит сначала из-за испарения воды, а затем в результате погло­щения гашеной известью диоксида углерода из воздуха и образования карбоната кальция:

Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСОз + Н 2 О.

Вследствие небольшого содержания СО 2 в воздухе процесс затвердевания про­текает очень медленно, а так как при этом выделяется вода, то в зданиях, по­строенных с применением известкового раствора, долго держится сырость. При затвердевании известкового раствора также протекает процесс:

Са(ОН) 2 + SiО 2 = CaSiО 3 + Н 2 0.

Цемент. К важнейшим материалам, изготовляемым силикатной промышлен­ностью, относится цемент, потребляемый в огромных количествах при стро­ительных работах.

Обычный цемент (силикатцемент) получают путем обжига смеси глины с известняком. При обжиге цементной смеси карбонат кальция разлагается на диоксид углерода и оксид кальция; последний вступает во взаимодействие с глиной, причем получаются силикаты и алюминаты кальция.

Цементная смесь обычно приготовляется искусственно. Но местами в природе встречаются известково-глинистые породы - мергели, которые по составу как раз подходят к цементной смеси.

Химический состав цементов выражают обычно в процентах (масс.) содержащихся в них оксидов, из которых главными являются СаО, Аl 2 Оз, SiO 2 и Fе 2 Оз.

При замешивании силикатцемента с водой получается тестообразная, через некото­рое время затвердевающая масса. Переход ее из тестообразного состояния в твердое называется «схватыванием».

Процесс затвердевания цемента протекает в три стадии. Первая стадия заключается во взаимодействии поверхностных слоев частичек цемента с водой согласно схеме:

ЗСаО · SiO 2 + nН 2 О = 2СаО · SiO 2 · 2Н 2 О + Са(ОН) 2 + (n - 3)Н 2 О.

Из содержащегося в цементном тесте раствора, насыщенного гидроксидом кальция, последний выделяется в аморфном состоянии и, обволакивая цементные зерна, превра­щает их в связанную массу. В этом состоит вторая стадия - схватывание цемента. Затем начинается третья стадия - кристаллизация или твердение. Части­цы гидроксида кальция укрупняются, превращаясь в длинные игольчатые кристаллы, которые уплотняют массу силиката кальция. Вместе с тем нарастает механическая прочность цемента.

При употреблении цемента в качестве вяжущего материала его обычно сме­шивают с песком и водой; эта смесь называется цементным раствором.

При смешивании цементного раствора с гравием или щебнем получают бетон. Бетон - важный строительный материал: из него строят своды, арки, мосты, бассейны, жилые дома и т. п. Сооружения из бетона с основой из стальных балок или стержней называются железобетонными.

Кроме силикатцемента, выпускаются и другие виды цементов, в частности глинозе­мистый и кислотоупорный.

Глиноземистый цемент получают сплавлением тонко размолотой смеси боксита (природного оксида алюминия) с известняком. Этот цемент содержит в процентном отношении больше оксида алюминия, чем силикатцемент. Главными соединениями, входящими в его состав, являются различные алюминаты кальция. Глиноземистый цемент затвердевает гораздо быстрее, чем силикатный. Кроме того, он лучше противо­стоит действию морской воды. Глиноземистый цемент гораздо дороже силикатцемента, поэтому он применяется в строительстве лишь в специальных случаях.

Кислотоупорный цемент представляет собой смесь тонко размолотого кварцевого песка с «активным» кремнеземистым веществом, обладающим высокоразвитой поверх­ностью. В качестве такого вещества применяют или трепел, подвергнутый предвари­тельно химической обработке, или искусственно полученный диоксид кремния. После прибавления к указанной смеси раствора силиката натрия получается пластичное те­сто, превращающееся в прочную массу, противостоящую всем кислотам, кроме фтороводорода.

Кислотоупорный цемент применяется в качестве вяжущего веще­ства при футеровке химической аппаратуры кислотоупорными плитками. В ряде слу­чаев им заменяют более дорогой свинец.

Магнезиальный цемент . Технический продукт, получаемый путем замеши­вания прокаленного при 800°С оксида магния с 30% (масс.) водным раствором хлорида магния, носит название магнезиального цемента (цемента Сореля). Та­кая смесь через некоторое время затвердевает, превращаясь в плотную белую, легко полирующуюся массу. Затвердевание можно объяснить тем, что основная соль, первоначально образующаяся согласно уравнению

MgO + MgCl 2 + H 2 O = 2MgCl(OH),

затем полимеризуется в цепи типа - Mg - О----- Mg – O – Mg -, на концах которых находятся атомы хлора или гидроксильные группы.

Магнезиальный цемент в качестве вяжущего материала применяется при из­готовлении мельничных жерновов, точильных камней, различных плит. Его смесь с древесными опилками (ксилолит) используют для покрытия полов.

Металлофосфатные вяжущие материалы . Широкое применение находят вяжущие материалы на основе оксидов различных металлов и ортофосфоной кислоты (или ее солей). Особенностями получаемых на их основе веществ являются повышенная адгезия к различным материалам, жаропрочность и жа­ростойкость.

Впервые фосфатные вяжущие материалы были применены в зубоврачебной практике (их так же, как и магнезиальный цемент, называют цементом Сореля) на основе гидрофосфата и гидроксофосфата цинка. Этот цемент получается из оксидов цинка, магния, кремния и висмута. Смесь после обжига измельчают в порошок и обрабатывают ортофосфорной кислотой. Образующаяся пластичная масса схватывается за 1-2 мин.

Растворы цинкфосфатных и алюмофосфатных связующих с мольным отноше­нием оксидов цинка и алюминия к оксиду фосфора (V) 1:5 после нанесения на древесину создают тонкослойное (толщиной менее 1 мм) покрытие, переводят древесину в категорию трудносгораемых материалов.

Производство алюмохромфосфатного вяжущего материала сводится к получению смеси соединений хрома (+3), гидроксида алюминия и ортофосфорной кислоты. Полученный вязкий прозрачный раствор зеленого цвета отвечает составу Аl 2 Оз·0,8Cr 2 O 3 ·3P 2 O 5 . На основе фосфатных связок разработаны антикоррозионные, огнезащитные и декоративные покрытия и краски, жаростойкие бетоны, обмазки, клеи и керамические огнеупорные, теплоизоляционные и конструкционные материалы.

Органические вяжущие материалы

Битумы – это вяжущие, состоящие из различных углеводородов и кислородных органических соединений азота и серы. Они растворимы в органических растворителях и подразделяются на природные и нефтяные. Битумы – сложные органические вяжущие, представляющие собой коллоидные системы, в которых дисперсионной средой являются масла и смолы, а дисперсной фазой – асфальтены. Масляные фракции битумов состоят из углеводородов со средней молекулярной массой 600 а.е.м.. У смол она около 800 а.е.м.. Сера, кислород и азот входят в состав активных групп OH, NH, SH, COOH. В битумах имеются углеводороды метанового, нафтенового и бензольного рядов и представляют свыше нескольких сот тысяч соединений.

Свойства битумов оценивают по температуре размягчения, твердости и растяжимости, которые характеризуют их пластичность и способность связывать минеральные материалы. Парафины ухудшают свойства битумов, повышая хрупкость при низкой температуре. С течением времени происходит медленное изменение свойств битумов –их старение. Хрупкость и твердость битумов при этом возрастают.

Асфальт – смесь битума и тонко измельченных минеральных материалов, которые придают им прочность при изменении температуры. Разновидностями природных асфальтов являются горные смолы, асфальтиды, асфальтовые породы. В асфальтовых породах преобладают минеральные вещества типа известняков и песчаников (до70-80%). Асфальты получают также искусственно путем смешения порошкообразного известняка с битумом, количество которого колеблется в пределах от 13 до 60%.

Асфальтены – наиболее высокомолекулярные вещества природной нефти, массовый вес которых колеблется в пределах 600-6000а.е.м. В зависимости от химического состава нефти они могут находиться в виде истинных или коллоидных растворов. Асфальтены в основном состоят из С (80-86%), О(1-9%), N(lj 2%), S(0-9%),количество которых зависит от состава нефти. Асфальтены рассматривают как продукты конденсации нефтяных смол. Это темно-бурые порошки, легко растворимые в бензоле, хлороформе, сероуглероде, что используется для выделения из нефти и нефтепродуктов.

Асфальтовые растворы приготовляют из смеси нефтяного битума с тонкодисперсными минеральными добавками (известняк, шлаки, кварцевый песок и т.п.). Их включение в битумы повышает твердость и температуру размягчения раствора. Асфальтовые растворы водоенпроницаемы, атмосферостойки, достаточно прочны и применяются для покрытия тротуаров, нанесения гидроизоляции и защиты от коррозии.

Если в асфальтовый раствор ввести крупный заполнитель, то получают асфальтобетоны , которые затем укладывают в горячем виде при покрытии автодорог. На основе битумов и латексов производят рубемаст, стеклобит, стеклопласт, битумно-полимерный элабит, обладающий высокой эластичностью на холоде при большой механической прочности.

Новый рулонный гидроизоляционный материал фольгорубероид изготовляют из алюминиевой фольги, битумного вяжущего и картона. Он применяется для защиты и теплоизоляции трубопроводов при температурах от - 40 до +70 о С. Выпускается также битумная черепица различного цвета, стойкая в суровых климатических условиях.

Вяжущие вещества довольно широко используются в строительстве в процессе приготовления различных по составу бетонов и растворов, для изготовления строительных конструкций и изделий.

Вяжущие вещества принято делить на две группы:

1. Органическая группа.

2. Неорганическая группа.

Для неорганических вяжущих веществ характерны следующие признаки:

1. Гидрофильность.

2. Способность при затворении водой образовать легко формующуюся тестообразную пластичную массу.

3. Способность переходить в твердое состояние из тестообразного (пластичного) состояния.

Неорганические вяжущие материалы

Неорганические вяжущие вещества включают воздушные, гидравлические и вяжущие автоклавного твердения.

Минеральные вяжущие вещества используемые широко в строительстве делят на три основные группы в зависимости от их основного свойства твердеть и длительно противостоять различным климатическим факторам:

1. Воздушные вяжущие вещества.

2. Гидравлические вяжущие вещества.

3. Кислотостойкие вяжущие вещества.

Воздушные вяжущие вещества

Воздушные вяжущие вещества способны при взаимодействии с водой твердеть и превращаться постепенно в камневидное прочное тело, способное длительное время сохранять свою прочность в воздушной среде. Если систематически увлажнять изделия и строительные конструкции изготовленные на основе воздушных вяжущих веществ они быстро теряют свою прочность и разрушаются. К воздушным вяжущим веществам принято относить магнезиальные и гипсовые вяжущие, воздушную известь и глину.

По химическому составу воздушные воздушные вяжущие делятся на четыре группы:

◊ Известковые вяжущие, состоящие главным образом из окиси кальция CaO;
◊ Магнезиальные вяжущие, содержащие каустический магнезит MgO;
◊ Гипсовые вяжущие основой которых является сернокислый кальций;
◊ Жидкое стекло -силикат натрия или калия (в виде водного раствора).

Гидравлические вяжущие вещества

Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают ее) не только на воздухе но и в воде.По своему химическому составу гидравлические вяжущие вещества представляют собой сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех окислов: CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3.

Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих:

〉 Силикатные цементы, состоящие преимущественно (на 75%) из силикатов кальция. К ним относят и его разновидности-главные вяжущие современного строительства.

〈 Алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты кальция, главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности.

3. Строительный гипс (ГОСТ 125-79).

Гипс продается в мешках и бывает очень многих марок. От марки г-25 до марки г-5, что обозначает прочность на сжатие.Чем больше марка тем больше прочность, например гипс с маркировкой г-25-выдерживает прочность на сжатие до 25 кгс/см. Его недостаток состоит в том, что он имеет высокое водопоглощение при этом активно теряет в прочности.

Из гипса отливают различные фигурные формы, для оформления интерьеров домов.Также используется для изготовления различных блоков и плит используемые при кладке перегородок и вентиляционных шахт. Его хранят в мешках или навалом в сухих помещениях. Длительное время гипс хранить нельзя, потому что теряет в прочности и приходит в непригодность. Особенностью гипса является его способность к быстрому схватыванию.

Гидравлические вяжущие материалы

♣ Органические вяжущие материалы

К ним относят различные битумы и дегти темнокоричневого и черного цвета. Используют для устройства гидроизоляционных работ. органические вяжущие вещества водонепроницаемы, водостойки, эластичны и стойкие к атмосферным влияниям. При нагревании вяжущие способны размягчаться (разжижаться) а при охлаждении становятся более вязкими и даже твердыми.

В первую очередь в эту группу можно выделить природные битумы и битумы-продукты переработки нефти. По химическому составу битумы представляют собой высокомолекулярные соединения водорода, кислорода, азота и серы. Природные битумы могут образоваться в естественных условиях в результате отделения от нефти легких и средних по весу фракций (частей).

Но для нужд строительства используют главным образом твердые, полутвердые и жидкие нефтяные битумы (БН), которые делятся на дорожные, строительные и кровельные.

1. Битумы нефтяные строительные используют для различного вида строительных работ и выпускают следующих марок:

БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10. Первая цифра показывает температуру размягчения а вторая показывает проникновение в битум иглы.

2. Битумы нефтяные кровельные используют как пропиточные составы для изготовления рубероида и различных покрывочных мастик. Широко используют в основном для производства кровельных работ. выпускают трех марок: БНК-90/180 пропиточный, БНК- 90/40 и БНК-90/30 покровные.

Пропиточные битумы имеют температуру размягчения 40-50 °С, в то время как для покровных битумов температура размягчения составляет 85-90 °С.

Битумы марок БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10 соответствуют битумам ранее выпускаемых марок БН-III, БН-IV, БН-V.Гарантийный срок хранения кровельных нефтяных битумов -один год со дня изготовления.

2. Каменноугольный пек -черное твердое и вязкое вещество. Является продуктом перегонки каменноугольного дегтя и имеет разную температуру плавления:

мягкий-45-50 °С, средний-65-75 °С, и твердый-75-90 °С. Считается что, чем больше в пеке антраценового масла, тем он мягче и наоборот,чем меньше тем он тверже. В строительстве пек используют в смеси с тяжелым маслом для пропитки толя, для приготовления дегтевых мастик и других целей. При работе с пеком соблюдают осторожность так как при попадание на кожу мельчайшие его частицы вызывают ожоги. Лучшее время для работы с пеком это сумерки или пасмурная погода.

3. Каменноугольный деготь (каменноугольная смола) представляет собой черную маслянистую жидкость с резким запахом. Получают каменноугольный деготь на коксохимических заводах как побочный продукт при коксовании угля. Используют широко в дорожном строительстве и для приготовления простейших кровельных мастик.

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ.

Строительными вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело. Это определение относится к неорганическим вяжущим веществам, которые рассматриваются в настоящей книге, а не к органическим вяжущим (битумы, дегти, клеи и им подобные материалы).

Вяжущие вещества в зависимости от состава, основных свойств и области применения делятся на группы.

Наиболее обширна группа гидравлических вяжущих, которые после затворения водой споcобны твердеть как на воздухе, так и в воде. После предварительного затвердевания на воздухе они продолжают твердеть в воде, длительно сохраняя и наращивая свою прочность. Гидравлические вяжущие вещества можно использовать в надземных, подземных и гидротехнических сооружениях, испытывающих воздействие воды.

В группу гидравлических вяжущих входят цемент, глиноземистый цемент , пуццолановые цементы , шлаковые цементы , цементы с наполнителями , расширяющиеся цементы , гидравлическая известь , романцемент . Известен ряд разновидностей этих вяжущих. Так, в зависимости от состава, различают цементы: обычный, алитовый, белитовый, алюмоферритный, ферритный, магнезиальный. В соответствии со специальными свойствами выделяют такие разновидности цементов, как быстротвердеющий , особо быстротвердеющий , пластифицированный , гидрофобный , сульфатостойкий , с умеренной экзотермией , белый и цветные , тампонажный , дорожный , для асбестоцементных изделий , магнезиальный . Разновидностями глиноземистого цемента являются ангидрито-глиноземистый и гипсо-глиноземистый цементы.

Строительная воздушная известь.

Одним из главных компонентов некоторых отделочных материалов являются так называемые вяжущие, которые в целом делятся на две большие группы: водные и неводные. Первая группа, в свою очередь, делится на минеральные и органические.

К минеральным относятся цемент, известь и жидкое стекло.

К органическим относятся разнообразные клеящие вещества растительного, животного и синтетического происхождения.

Цемент

Он придает бетону высокую прочность. Благодаря ему бетон быстро схватывается и меньше находится в опалубке. Как правило, цемент делают из таких веществ, как глинозем или силикат кальция, которые тщательно измельчают, обжигают до спекания.

В результате обжигания получают цементный клинкер, который хорошо перемалывают. От тонкости помола и состава сырья зависит качество цемента.

Цемент служит для приготовления строительных растворов, бетонных смесей, для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Подразделяют цементы по составу, прочности при твердении, скорости твердения и т. п.

Цемент имеет способность хорошо схватываться не только на воздухе, но и в воде, поэтому хранить его надо в сухом месте.

В строительстве чаще всего применяются портландцемент (силикатный цемент), шлакопортландцемент (портландцемент с добавлением в него шлака) и глиноземистый цемент, который получают из глинозема и извести, сплавленных при температуре 1400 °C.

Получившуюся таким образом массу дробят на куски, которые, в свою очередь, измельчают в порошок на трубных мельницах. Марочную прочность (глиноземистый цемент выпускают марок 400, 500, 600) цемент набирает через 3 дня.

Портландцемент представляет собой порошок серо-зеленого цвета. Получают его путем обжигания глины и мела при температуре 1500 °C. После этого цементный клинкер (именно так называется полученная масса) размалывают на специальных мельницах, одновременно добавляя в него различные активные и неактивные (инертные) добавки: шлаки, гипс, кварцевый песок.

Если цемент растворить водой, то спустя непродолжительное время он застывает, превращаясь в твердое вещество наподобие камня. Портландцемент выпускают марок 400, 500, 600 и 700.

По сравнению с такими вяжущими, как глина и известь, цемент схватывается гораздо быстрее.

Схватывание наступает уже спустя 35-40 мин, а окончательное схватывание - не позднее 12 ч в зависимости от марки цемента. Можно ускорить процесс твердения, если добавить в цемент теплой воды.

И наоборот, применение холодной воды отодвигает на некоторое время схватывание разведенного цемента.

Марка цемента зависит от тонкости помола. В том случае, если марка цемента неизвестна или появились какие-то сомнения, можно ориентировочно определить ее по плотности цемента. Она снижается при длительном хранении: за 6 мес - на 25 %, за 1 год - на 40 %, за 2 года - на 50 %.

Портландцемент

Это гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения клинкера с добавлением гипса (от 3 до 5 %), регулирующего сроки схватывания цемента. По составу различают портландцемент без добавок, с минеральными добавками, шлакопортландцемент и др.

Начало схватывания портландцемента при температуре воды в растворе 20 °C должно наступить не ранее 45 мин с момента приготовления раствора и заканчиваться не позднее чем через 10 ч.

Если при изготовлении раствора используют воду температурой более 40 °C, схватывание может наступить слишком быстро.

Прочность портландцемента характеризуется марками 400, 500, 550 и 600. Для того чтобы приблизить российские стандарты к европейским, цемент разделен на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа.

Быстротвердеющий портландцемент

Это портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью. Он достигает более половины запланированной прочности через 3 сут твердения.

Быстротвердеющий цемент выпускают марок 400 и 500.

Особобыстротвердеющий высокопрочный портландцемент

Применяют в производстве сборных железобетонных конструкций и при зимних бетонных работах. Выпускают марки 600.

Белый портландцемент

Выпускают двух видов - белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками. По степени белизны белые цементы разделяют на 3 сорта (по убыванию). Начало схватывания белого портландцемента должно наступать не раньше чем через 45 мин, конец - не позднее чем через 12 ч после приготовления раствора.

Цветной портландцемент

Он бывает красного, желтого, зеленого, голубого, коричневого и черного цветов. Применяется для изготовления цветных бетонов и растворов, отделочных смесей и цементных красок.

Выпускают марок 300, 400 и 500.

Шлакопортландцемент

В его состав входят доменный шлак и природный гипс, добавленные для регулирования сроков схватывания раствора.

Выпускается марками 300, 400 и 500.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент

Отличается повышенной прочностью уже через 3 суток твердения.

Выпускают марки 400.

Гипсоглиноземистый цемент

Его получают путем смешивания высокоглиноземистых шлаков и природного гипса. Начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступить не раньше чем через 10 мин, конец - не позднее чем через 4 ч после приготовления раствора.

Известь

Этот материал применяют в основном при работе с камнем и для приготовления штукатурной смеси. Известь бывает трех видов: гидравлическая, высокогидравлическая, воздушная. Различаются они по способу твердения. Воздушная известь затвердевает на воздухе. Ее главный недостаток - неводостойкость.

Гидравлическая способна затвердевать на воздухе и в воде, процесс затвердевания у нее проходит быстрее, чем у воздушной, и прочность ее гораздо выше. Высокогидравлическая известь характеризуется высокой прочностью и скоростью затвердевания.

При покупке извести необходимо обращать внимание на наличие инструкции по приготовлению и хранению раствора.

Известь гасят путем обработки водой негашеной комовой извести. В зависимости от количества воды, необходимой для гашения, получают гидратную известь (пушонку), известковое тесто и известковое молоко.

Порошковая гидратная известь получается в том случае, если объем воды составляет 60-70 %. В результате гашения объем извести увеличивается в 2-3 раза. Гашеная известь представляет собой белый порошок, состоящий из мельчайших частиц гидрата оксида кальция с плотностью от 400 кг/м3(в рыхлом состоянии) до 500-700 кг/м3(в уплотненном состоянии).

Для получения известкового теста при гашении воды берут в 3-4 раза больше, чем извести. Объем получившегося теста в 2-3 раза превышает объем извести, взятой для его приготовления.

Известковое тесто представляет собой пластическую массу белого цвета плотностью до 1400 кг/м3.

Известь, которая погасилась хорошо, увеличившись в объеме не менее чем в 3 раза, называется жирной, увеличившаяся в объеме менее чем в 2,5 раза - тощей.

По способности к затвердению делится на гидравлическую и воздушную. В первом случае известь затвердевает и в воде, и на воздухе, а во втором, как это видно из названия, только на воздухе.

Известь получают с помощью обжига известняков в шахтных печах. После обжига получается негашеная известь - известь-кипелка, или комовая. Для гашения извести ее заливают водой из расчета 35 л воды на 10 кг извести. В процессе гашения известь начинает «кипеть», рассыпаясь на мелкие части, после чего она заметно увеличивается в объеме. По времени гашения различают быстрогасящуюся (около 8 мин), среднегасящуюся (около 25 мин) и медленногасящуюся (более 30 мин) известь.

Гашеную известь называют пушонкой. Для того чтобы все частицы извести погасились, ее нужно выдержать около 2-3 нед под закрытой крышкой.

По истечении указанного срока остается тонкодисперсная масса с содержанием воды не более 50 %.

Воздушная известь бывает негашеной и гашеной (гидратной). Известь без добавок подразделяют на 3 сорта (1-й, 2-й, 3-й), известь с добавками - на два (1-й, 2-й). Гидратная порошковая известь (пушонка), с добавками и без добавок, бывает двух сортов (1-й, 2-й).

Область применения воздушной извести - приготовление известково-песчаных и смешанных строительных растворов, которые используют в каменной кладке и при оштукатуривании поверхностей, а также для побелки и в производстве силикатных изделий.

Гидравлическая известь бывает слабогидравлической и сильногидравлической. Применяют ее для приготовления кладочных и штукатурных растворов, а также бетонов низких марок, предназначенных для твердения как на воздухе, так и в условиях повышенной влажности.

Подразделяют на известково-шлаковые с добавлением гранулированных шлаков, известково-пуццолановые с добавлением осадочных или вулканических активных пород, известково-зольные с добавлением зол некоторых видов топлива. Известесодержащие вещества участвуют в приготовлении низких марок бетонов и растворов, которые применяют в подземных сооружениях.

Гипсовые вяжущие

Получают путем обжига и помола из осадочной горной породы, в состав которой входит двуводный гипс. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и затвердевать. В зависимости от температуры тепловой обработки сырья выделяют две группы гипсовых вяжущих: низкообжиговые (формовочный строительный и высокопрочный гипс) и высокообжиговые (ангидритовый цемент, экстрих-гипс).

По прочности на сжатие различают 12 марок гипсовых вяжущих - от низкопрочного Г-2 до высокопрочного Г-25. По срокам схватывания их разделяют на быстротвердеющие (А), нормальнотвердеющие (Б) и низкотвердеющие (В).

По степени помола гипсовые вяжущие также делят на три группы: I, II, III.

Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б, В и I, II, III) используют для изготовления разнообразных гипсовых строительных изделий. Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б и II, III) применяют для изготовления тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей. Марки от Г-2 до Г-25 (Б, В и II, III) применяют в штукатурных работах, для заделки швов и в специальных целях.

Для повышения прочности и ускорения сроков схватывания гипсовые вяжущие добавляют в известково-песчаные растворы. Они также придают большую гладкость и белизну штукатурному слою, их применяют в качестве основного вещества в мастиках.

Глина

Глина бывает жирной, полужирной (средней жирности) и тощей (суглинки). Это деление обусловлено степенью содержания в глине песка.

Глину используют в качестве вяжущего материала при изготовлении печных и штукатурных растворов, добавляют в цементные растворы, предназначенные для кладки конструкций в условиях нормальной влажности воздуха.

Плотная глина, не содержащая примесей, - прекрасный материал для строительства. Из нее делают кирпичи.

Если при строительстве дома будет использоваться глина, ее качество можно проверить следующим образом. Для этого в ведро кладут 1 кг материала и заливают его 4 л воды, хорошо все перемешивают и оставляют на 24 ч. Благодаря воде глина станет мягкой, а песок отделится от суглинка. Затем содержимое ведра снова тщательно перемешивают и сливают воду с содержащимся в ней пылеватым суглинком так, чтобы на дне ведра оказались только глина и песок. Взвешивают глину и песок и из 1 кг вычитают их массу - таким образом можно узнать, сколько суглинка было в исследуемом материале.

Качество глины зависит от ее пластичности, и его можно проверить на ощупь. Жирная глина напоминает кусок увлажненного мыла или ломтик сала. Качество глины можно определить и другим способом. Сделав из глины жгутик длиной 15 см и толщиной 2 см, нужно потянуть его за оба конца одновременно.

Тощая глина плохо растягивается, и в месте разрыва жгутика образуются неровные края. Жгутик из пластичной глины, плавно вытягиваясь, постепенно истончается и в конце концов разрывается, образуя в месте разрыва острые зубцы.

От того, какие примеси входят в состав глины, зависит ее цвет. В красный, желтый и бурый цвета окрашена глина с примесью оксида железа и оксида марганца, а в черный - с органическими примесями.

Пылеватый суглинок можно добавлять в глинобетон, чтобы увеличить его прочность и способность сохранять нужную форму после высыхания.

• Гипсокартон, заполнители и каменные отделочные материалы
• Строительные растворы: выбор марки и состава раствора

А также не забудьте

Приемка квартиры в новостройке: на что обратить внимание?

Вяжущие материалы (минеральные вяжущие вещества) - это порошкообразные вещества, которые после затворения водой способны переходить из вязкого (тестообразного) состояния в камневидное. Богатство минеральных сырьевых ресурсов нашей страны, относительно несложная технология получения и высокие строительно-технические свойства минеральных вяжущих обеспечивают им неограниченное применение при отделочных работах для приготовления штукатурных растворов и других видов работ.

В зависимости от способности твердеть на воздухе и в воде вяжущие материалы разделяют на две группы: воздушные и гидравлические. Если вяжущее вещество может твердеть, долго сохранять свою прочность или же повышать ее только на воздухе, то его называют вяжущим воздушного твердения. Вяжущее вещество, способное твердеть, сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но еще лучше в воде или во влажных условиях, называют вяжущим гидравлического твердения.

Глина - самый дешевый и наиболее распространенный вяжущий материал. Объемная масса - 1500-1700 кг/м. Глина образовалась в результате выветривания горных пород. В зависимости от примесей глины делят на жирные, средние и тощие. Чем меньше примесей, тем она жирнее. Основной минералогический состав -- каолинит. Глину применяют для приготовления чистых глиняных растворов и как добавку в цементные растворы для лучшей пластичности и удобоукладываемости. Если глина сильно загрязнена, ее процеживают и отмучивают. При этом крупные частицы оседают в процессе перемешивания глины с водой, воду сливают, а сметанообразную массу (глиняное тесто) используют при строительных работах.

Известь строительная бывает нескольких сортов:

Известь негашеная молотая;

Известковое тесто;

Известь гидратная (пушонка).

Исходным материалом для перечисленных сортов извести является кусковая негашеная известь (), которая образуется в результате термической обработки известняковых пород ():

При помоле в тонкий порошок получается молотая негашеная известь. При гашении кусковой извести избытком воды, получают известковое тесто, а при гашении комовой извести ограниченным количеством воды получают гидратную известь в виде тонкого белого порошка (известь-пушонка).

Процесс гашения извести имеет экзотермический характер, т.е. выделяется тепло:

Эта реакция происходит очень бурно. Отсюда название - кипелка.

Термин "пушонка" возник в связи с тем, что очень пористый комок извести под воздействием определенного количества воды рассыпается в тонкий порошок. Отделившийся от раствора гидрат окиси кальция обволакивает частицы негашеной извести, и процесс гашения приостанавливается. Поэтому для полного гашения извести необходимо непрерывное перемешивание. Находящийся в штукатурном слоереагирует с углекислым газомокружающего воздуха:

Процесс образования карбоната кальция () происходит только на воздухе, протекает медленно и сопровождается выделением воды. Таким образом, в результате ряда химических и технологических превращений вновь образуется известнякв виде слоя штукатурки заданной формы и фактуры.

Строительный гипс. Природным сырьем для получения строительного гипса является сернокислый известняк . Гипсовый камень (сернокислый известняк) при нагревании дегидратируется. Он легко выделяет воду и не требует большого количества тепла, как для получения извести. При нагревании до температуры 800 "С получается кальцинированный гипс, который быстро схватывается. Процесс схватывания (твердения) определяется тем, что затворяемое вещество обладает большей растворимостью нежели продукт, образующийся в результате взаимодействия вяжущего и воды. Поэтому в раствор переходит новое количество полуводного гипса, снова образуется пересыщенный раствор, из которого выделяются кристаллы гипса:

Процесс набора прочности вяжущих представляет собой следующую последовательность: растворение - гидратация - коллоидация - кристаллизация.

Вяжущие гидравлического твердения (цементы) - продукт тонкого помола предварительно обожженного природного сырья - мергель либо смеси известняка и глины в соотношении 1:3. Обладают способностью после затворения водой под влиянием физико-химических процессов переходить из тестообразного состояния в очень прочное камневидное.

Основным вяжущим гидравлического твердения является портландцемент . Это вяжущее имеет сложную полиминеральную структуру, состоящую в основном из соединений четырех окислов:

Образовавшийся после обжига при температуре 1450°С материал носит название клинкер. Клинкер после обжига выдерживают на специальных складах в течение двух-трех недель для погашения свободной извести и затем перемалывают на специальных шаровых мельницах. Полученный таким образом тонкий порошок зеленого цвета с объемной массой 1200-1400 кг/мявляется портландцементом. Прочность (марку) портландцемента определяют сжатием до разрушения образца-кубика стандартного приготовления через 28 сут. с момента изготовления образца в килограммах на квадратный сантиметр (кг/см) или в мегапаскалях (МПа). Марки портландцемента: 200 (20 МПа); 300 (30 МПа); 400 (40 МПа); 500 (50 МПа); 600 (60 МПа); 700 (70 МПа). Для штукатурных работ применяются цементы низких марок.

Пуццолановый портландцемент получается путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и активных минеральных добавок (трепела, пемзы, туфа, трасса, пуццоланы). Пуццолановый портландцемент имеет марки 200, 250, 300, 400, 500. Кроме указанных выпускают цементы: шлакопортландцемент, цветные, расширяющийся, гидрофобный, кислотостойкий и др.