15. Гидравлические вяжущие: гидравлическая известь; романцемент; портландцемент.

Гидравлическая известь - вяжущее вещество, получаемое обжигом мергелистых известняков, содержащих от 6 до 20% глинистых примесей. Химический состав сырья и готового вяжущего характеризуется гидравлическим или основным модулем (ОМ) — отношением содержания оксида кальция к кислотным оксидам в процентах по массе: ОМ = СаО / (SiО2 + Аl2O3 + Fe2O3). Этот модуль находится в пределах от 1,7 до 9. Гидравлическую известь подразделяют на сильногидравлическую с ОМ = 1,7...4,5 и слабогидравлическую с ОМ = 4,5...9. При гидравлическом модуле меньше 1,7 получают романцемент, если он больше 9 — воздушную известь. Производство гидравлической извести включает обжиг сырья и превращение его в порошок. Обжиг ведется в шахтных или вращающихся печах при температуре 900-1100 °С. Превращение в порошок выполняется гашением или помолом. При обжиге происходит разложение СаСО3 на СаО и СO2. Затем СаО взаимодействует с песчаными и глинистыми примесями. В результате образуется вещество, состоящее из СаО(С), 2CaO x SiO2(C2S), 2CaO x Al2O3 x SiO2 x (C2AS). При наличии в сырье MgCO3 образуется также CaO x MgO x SiO2. Гидравлические свойства извести придают минералы C2S и C2AS. Истинная плотность гидравлической извести составляет 2,6-3 г/см3, насыпная плотность в рыхлом состоянии — 700-800 кг/м3, в уплотненном — 1000-1100 кг/м3. Начало схватывания— 0,5-2 ч, конец — 8-16 ч. Прочность при сжатии сильногидравлической извести в возрасте 28 суток достигает 5 МПа, слабогидравлической — 1,7 МПа. Гидравлическую известь применяют для кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок, эксплуатируемых как в сухих, так и во влажных условиях, а также для изготовления известково-шлаковых и известково-пуццолановых цементов.

Романцемент - вяжущее вещество, получаемое обжигом мергелей, содержащих не менее 25% глинистых примесей. Кроме того, в его состав вводится до 5% гипса и до 15% минеральных добавок. Мергели должны иметь такой химический состав, чтобы гидравлический модуль был в пределах 1,1-1,7. Изготовление романцемента состоит из дробления мергеля, его обжига и помола. Обжиг ведут в шахтных и вращающихся печах при температуре 800-1100 °С, помол — в шаровых мельницах. При обжиге происходит образование минералов 2CaO x SiO2(C2S), 2Ca0 x Al2O3 x SiO2(C2AS), СаO х Аl2O3 х (СА), 5CaO x 3Al2O3(C5A3), 2CaO x Fe2O3 (C2F) и 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 (C4AF), способных к гидравлическому твердению. В результате гидратации образуются гидросиликаты кальция CaO x SiO x H2O(B)[CS(B)], трехкальциевый гидроалюминат ЗСаО х Al2O3 х 6H2O(C3AB6) и двух - и трехкальциевый гидроферрит C2FDn x C3FBn, обладающие гидравлическими свойствами.Романцемент имеет истинную плотность 2,6-3 г/см3, насыпную плотность в рыхлом состоянии 800-1000 кг/м3, в уплотненном — 1000-1300 кг/м3. Начало схватывания — не ранее 20 мин, конец схватывания — 24 ч.По прочности выпускается марок 25, 50, 100, 150. Его применяют для кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок, стеновых камней. Не рекомендуется применять для железобетонных конструкций.

Портландцемент является важнейшим вяжущим веществом.

Изобретение портландцемента (1824 г.) связано с именами Егора Герасимовича Челиева — начальника мастерских военно-рабочей бригады и Джозефа Аспдина — каменщика из английского города Лидса.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Его получают тонким измельчением обожженной до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинкером; от качества его зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость ее нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях.Для регулирования сроков схватывания в обычных цементах марок 300...500 при помоле к клинкеру добавляют гипс не менее 1,0% и не более 3,5% от массы цемента в пересчете на ангидрид серной кислоты SO3, а в цементах высокомарочных и быстротвердеющих — не менее 1,5% и не более 4,0%. Портландцемент выпускают без добавок или с активными минеральными добавками.ГОСТ предусматривает выпуск трех разновидностей портландцемента: Д0 — без добавок, Д5 — с введением д0 5% активных минеральных добавок всех видов и Д20, в которую разрешается вводить свыше 5%, но не более 20% добавок, в том числе до 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения (кроме глиежа) или до 20% доменных и электро-термофосфорных гранулированных шлаков, глиежей и прочих активных минеральных добавок.