4.Основные свойства минеральных вяжущих. Понятие о схватывании и твердении.

Это порошкообразные минеральные материалы, которые при смешивании с водой (или водными растворами солей и др. веществ) образуют пластичное тесто, способное со временем

отвердевать, превращаясь в камневидное тело.

Характерные особенности неорганических вяжущих:

1. Неорганические вяжущие являются продуктом обжига соответствующего природного минерального сырья и последующего тонкого измельчения (помола).

При обжиге известняка из СаСО₃ образуется СаО (воздуш- ная известь), при обжиге природного гипса в зависимости от температуры из CaSO₄2H₂O образуется CaSO₄0,5H₂O (строи- тельный гипс), или CaSO₄ (ангидритовый цемент), или CaSO₄ + CaO (эстрих-гипс).

2. В вязкопластическое состояние минеральные вяжущие вещества переходят при затворении водой (смешивании с во- дой). Именно количество воды в смеси (водо-вяжущее отноше- ние) определяет свойства теста, растворной или бетонной смеси. К ним относятся: подвижность (способность растекаться), жесткость, напряжение сдвига (характеризует структурную прочность), вязкость и т.д.

3. Схватывание (переход из пластического состояния в

камнеподобное) и твердение (рост прочности) минеральных вяжущих веществ связаны с химическими и физико-химическими процессами взаимодействия минералов вяжущего вещества с водой.

Химические процессы взаимодействия минералов вяжущего и воды приводят к образованию новых фаз, содержащих химически связанную воду.

Физико-химические процессы образования и уплотнения структуры искусственного камня связаны с различной растворимостью исходных и новых фаз.

4. Минеральные вяжущие способны «склеивать» зерна наполнителей и заполнителей.

Итак, особенности минеральных вяжущих веществ зависят от их состава (от состава сырья и способа получения – обжига), а вяжущие свойства связаны с химическими и физико-химическими процессами взаимодействия с водой.

5.Портландцемент (минералогический состав клинкера, взаимосвязь со свойствами)

К основным свойствам портландцемента относятся тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания, равномерность изменения объема и прочность (марка): цемента.

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70–80 %). Портландцемент – продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой гипса (3–5 %). Клинкер представляет собой зернистый материал «горошек», полученный обжигом до спекания при температуре 1450 ºС сырьевой смеси, состоящей в основном из углекислого кальция (известняки различного вида) и алюмосиликатов (глина, доменный шлак и др.). Небольшая добавка гипса регулирует сроки схватывания портландцемента.

Портландцементный клинкер состоит из следующих основ- ных минералов:

трехкальциевый силикат (алит) 3СаО·SiO₂ (С₃S) – 40–65 % двухкальциевый силикат (белит) 2СаО·SiO₂ (С₂S) – 15–40 % трехкальциевый алюминат 3СаО·Al₂O₃ (С₃А) – 3–15 % четырехкальциевый алюмоферрит

4СаО·Al₂O₃·Fe₂O₃ (С₄АF) – 10–20 %

цементы с повышенным содержанием в клинкере C3S и C3A твердеют особо быстро и в первые сроки набирают высокую прочность; они используются для изготовления быстротвердеющих портландцементов. Цементы с высоким содержанием C2S и C4AF твердеют медленно и выделяют при твердении мало тепла; их используют для изготовления цементов с умеренной экзотермией. Цементы с большим количеством C3A быстро схватываются и твердеют в ранние сроки, но обладают пониженной морозостойкостью и стойкостью в минерализованных, в частности сульфатных, водах и т. д.

Таким образом, главные минералы ПЦ клинкера – силикаты кальция, в сумме содержание алита и белита достигает 75–80 %.

Чтобы из ПЦ клинкера получить портландцемент, необходимо тонко помолоть его вместе с добавкой природного гипса и другими добавками.

П Ц клинкер + гипс + добавки помол портландцементы.