3. Классификация минеральных вяжущих

Строительными вяжущими материалами (или просто вяжущими) называются материалы, предназначенные для связывания разнородных компонентов в искусственные конгломераты (бетоны, растворы, мастики и др.). По составу их можно разделить на две большие группы: минеральные (неорганические) и органические.

Минеральные вяжущие — тонкодисперсные вещества, образующие при смешивании с водой или водными растворами солей пластичную массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное состояние. В зависимости от их основного свойства твердеть и длительно противостоять воздействию различных факторов окружающей среды делят на три основные группы: воздушные, гидравлические и кислотостойкие.

Воздушные вяжущие вещества твердеют, долго сохраняют и повышают свою прочность только на воздухе. К воздушным вяжущим веществам относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие, воздушная известь и кислотоупорный цемент, жидкое стекло, глина.

Воздушные вяжущие вещества характеризуются тем, что, будучи смешаны с водой, твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде. При систематическом увлажнении бетоны, изделия и конструкции на воздушных вяжущих сравнительно быстро теряют прочность и разрушаются. К числу воздушных вяжущих веществ относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие, а также воздушная известь.

Гидравлические вяжущие вещества способны твердеть и длительно сохранять свою прочность не только на воздухе, но и в воде. В группу гидравлических вяжущих входят портландцемент и его разновидности, пуццолановые и шлаковые вяжущие, глиноземистый и расширяющиеся цементы, гидравлическая известь. Их используют как в надземных, так и в подземных и подводных конструкциях.

Вяжущие вещества автоклавного твердения, эффективно твердеющие только при автоклавной обработке — давлении насыщенного пара 0,8...1,2 МПа и температуре 17О...2ОО°С. В группу вяжущих веществ автоклавного твердения входят известково-кремнеземистые и известково-нефелиновые вяжущие

Гидравлические вяжущие вещества отличаются тем, что после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны в последующем твердеть как в воздушной, так и в водной среде. Гидравлические вяжущие применяют в производстве разнообразных изделий и конструкций, а также при возведении зданий и сооружений, предназначенных к эксплуатации в воздушной и водной среде. В эту группу входят многие вяжущие вещества, которые в свою очередь с некоторой условностью можно разделить на несколько подгрупп.

В первую подгруппу включают гидравлические вяжущие, не содержащие или содержащие не более 10 — 15% активных минеральных добавок. В эту подгруппу входят:

а) портландцемент без добавок, портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий портландцемент без добавок и с добавками, белый портландцемент;

б) глиноземистый цемент;

в) романцемент;

г) гидравлическая известь.

Ко второй подгруппе относят смешанные гидравлические вяжущие, получаемые смешением чистых вяжущих друг с другом, а также отдельных вяжущих или их смесей с активными минеральными добавками, вводимыми в количестве более 10—15%. Основными представителями этой подгруппы являются:

а) на основе портландцемента — шлаковый портландцемент, пуццолановый портландцемент, цемент для строительных растворов и др.;

б) на основе воздушной и гидравлической извести — известково-пуццолановые цементы, известково-кварцевое вяжущее для бетонов автоклавного твердения, известково-белитовый (нефелиновый) цемент, известково-шлаковый цемент и др.;

в) на основе глиноземистого и портландского цементов, а также гипса — расширяющиеся и безусадочные цементы;

г) на основе гипса, портландцемента и активных минеральных добавок — гипсоцементнопуццолановые вяжущие и др.;

д) на основе доменных гранулированных шлаков и гипса — сульфатно-шлаковый цемент.

К третьей группе относится кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, представляющий собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее после начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот, кроме фтористоводородной.

Строительными нормами и правилами (СНиП I-В.2-69) наряду с воздушными и гидравлическими вяжущими веществами в отдельную группу выделены вяжущие автоклавного твердения. Они наиболее эффективно твердеют при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении насыщенного пара 0,8 — 1,5 МПа (изб.). К их числу в первую очередь относятся известково-кварцевое вяжущее, а также известково-шлаковое и тому подобные смеси, не способные к интенсивному твердению при 20—95 °С. Но, по существу, и эти вяжущие относятся к группе гидравлических.

В вяжущие вещества, а также в растворные и бетонные смеси для регулирования, улучшения или придания им и бетонам специальных свойств во многих случаях вводят различные добавки. Они влияют на химические и физико-химические процессы при твердении вяжущих и бетонов, зачастую изменяя (модифицируя) микроструктуру затвердевшего камня в желаемом направлении. Такие добавки называют также модификаторами.

В соответствии с классификацией добавок по основному эффекту действия все добавки делятся на шесть классов. Эта классификация добавок разработана преимущественно применительно к портландцементу, его разновидностям и бетонам на их основе. Но она имеет определенное значение и для других вяжущих.

В первый класс включены добавки-регуляторы реологических свойств растворных и бетонных смесей.

Во второй класс включены добавки-регуляторы процессов схватывания и твердения преимущественно портландцемента и его разновидностей.

Третий класс добавок включает регуляторы структуры твердеющих вяжущих.

Четвертый класс добавок включает ингибиторы коррозии стальной арматуры.

Пятый класс добавок — тонкомолотые порошки (микронаполнители).

Шестой класс добавок включает материалы, придающие вяжущим и бетонам специальные свойства.