3. Воздушные Минеральные вяжущие вещества

Минеральными вяжущими веществами называют тонкоизмельченные порошки, образующие при смешивании с водой пла¬стичное тесто, под влиянием физико-химических процессов пере¬ходящее в камневидное состояние. Это свойство вяжущих ве¬ществ используют для приготовления на их основе растворов, бетонов, безобжиговых искусственных каменных материалов и изделий. Различают минеральные вяжущие вещества воздушные и гидравлические. • 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. • Гидравлические вяжущие вещества способны твердеть и дли¬тельно сохранять свою прочность не только на воздухе, но и в воде. В группу гидравлических вяжущих входят портландце¬мент и его разновидности, пуццолановые и шлаковые вяжущие, глиноземистый и расширяющиеся цементы, гидравлическая из¬весть. Их используют как в надземных, так и в подземных и под¬водных конструкциях. Вяжущие вещества автоклавного твердения, эффективно твердеющие только при автоклавной обработке — давлении на¬сыщенного пара 0,8...1,2 МПа и температуре 17О...2ОО°С. В груп¬пу вяжущих веществ автоклавного твердения входят известково-кремнеземистые и известково-нефелиновые вяжущие.

К ним относят:

Кислотоупорные цементы и жидкое стекло • Кислотоупорные цементы состоят из смеси водного раствора силиката натрия (растворимого стекла), кислотоупорного напол¬нителя и добавки — ускорителя твердения. В качестве микронаполнителя используют кварц, кварциты, андезит, диабаз и дру¬гие кислотоупорные материалы; ускорителем твердения служит кремнефтористый натрий. Вяжущим материалом в кислотоупор¬ном цементе является растворимое стекло — водный раствор си¬ликата натрия Na2O-SiO2 или силиката калия К2О-nSiO2. Ве¬личина п указывает на отношение числа молекул кремнезема к числу молекул щелочного оксида и называется модулем стекла, он колеблется от 2,5 до 3,5. Добавка кремнефтористого натрия также повышает водо¬стойкость и кислотоупорность цемента. Отечественная промыш¬ленность выпускает кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, состоящий из смеси тонкомолотого чистого кварцевого песка 15...30% и кремнефтористого натрия Na2SiF6 — 4...6% от массы наполнителя. Кислотоупорные цементы применяют для футеровки химиче¬ской аппаратуры, возведения башен, резервуаров и других со¬оружений химической промышленности, а также для приготов¬ления кислотоупорных замазок, растворов и бетонов. Как указывалось ранее, для приготовления кислотоупорного цемента применяют растворимое стекло. Растворимое стекло по¬лучают при сплавлении в течение 7... 10 ч в стекловарочных печах при 1300... 1400°С кварцевого песка, измельченного и тща¬тельно смешанного с кальцинированной содой, сульфатом натрия или с поташом К2СО3. Полученная стекломасса поступает из пе¬чи в вагонетки, где быстро охлаждается и распадается на куски. Застывшие куски называют «силикат-глыба». Это стекло раство¬римо в воде при обычных условиях, но при действии пара высо¬кого давления 0,5...0,6 МПа и температуре около 150°С сравни¬тельно быстро переходит в жидкое состояние. Твердеет растворимое стекло (довольно медленно) только на воздухе вследствие выделения и высыхания аморфного кремне¬зема под действием углекислоты воздуха по реакции Na2Si03 + СО2 + 2Н2О ? Si (ОН) 4 + Na2CO3 Однако глубина проникания углекислоты воздуха сравнитель¬но невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности. Ускоряет твердение растворимого стекла добавка катализа¬тора — кремнефтористого натрия Na2SiF6. Последний вступает во взаимодействие с растворимым стеклом, в результате чего быстро образует гель кремнекислоты — клеящее вещество, что приводит к быстрому твердению системы: Na2SiF6 + 2Na2Si03 + 6Н2О -+? 6NaF + 3Si (ОН) 4 Силикат-глыбу можно транспортировать в таре или навалом. Растворимое стекло, имеющее сиропообразную консистенцию, транспортируют в бочках, стеклянных баллонах. Растворимое стекло применяют для приготовления кислотостойких и жаро¬упорных обмазок. Нельзя применять растворимое стекло для конструкций, подверженных длительному воздействию воды, ще¬лочей и фосфорной, фтористо-водородной или кремнефтористо-водородной кислоты. Кислотоупорный цемент не водостоек; разрушается от воздей¬ствия воды и слабых кислот. Для повышения водостойкости в состав цемента вводят 0,5% льняного масла или 2% гидрофоби-зующей добавки. Полученный таким образом гидрофобизованный цемент называют кислотоупорным водостойким цемен¬том (КВЦ). Для повышения кислотостойкости кислотоупорных бетонов рекомендуется обрабатывать их поверхность разбавленной соля¬ной или серной кислотой, раствором хлористого кальция или хлористого магния.

Гидравлическая известь Гидравлическая известь — продукт умеренного обжига при температуре 9ОО...11ОО°С мергелистых известняков, содержащих 6...20% глинистых примесей. При обжиге мергелистых известня¬ков после разложения углекислого кальция часть образующейся СаО соединяется в твердом состоянии с оксидами SiO2; A12O3; Fe2O3, содержащимися в минералах глины, образуя силикаты 2CaO-SiO2, алюминаты СаО-А12О3 и ферриты кальция 2CaO-Fe2O3, обладающие способностью твердеть не только на воздухе, но и в воде. Так как в гидравлической извести содержится в значи¬тельном количестве свободный оксид кальция СаО, то она, так же как и воздушная известь, гасится при действии воды, причем чем больше содержание свободной СаО, тем меньше ее способ¬ность к гидравлическому твердению. Строительную гидравлическую известь выпускают в виде тонкоизмельченного порошка, при просеивании которого остаток частиц на сите № 008 не должен превышать 15%. Кроме гли¬нистых и песчаных примесей мергелистые известняки обычно содержат до 2...5% углекислого магния и другие примеси. Для производства гидравлической извести необходимо применять из¬вестняки с возможно более равномерным распределением гли¬нистых и других включателей, так как от этого в значительной степени зависит качество получаемого продукта. Для характеристики химического состава сырья, содержаще¬го известняк и глину, а также готового вяжущего вещества обычно пользуются гидравлическим или основным модулем, ко¬торый для гидравлической извести составляет 1,7...9: m=%Ca0/[%(Si02 + Al203 + Fe203)] Различают гидравлическую известь двух видов: слабогидрав¬лическую с модулем 4,5...9 и сильногидравлическую с модулем 1,7...4,5. Гидравлическая известь, затворенная водой, после предвари¬тельного твердения на воздухе продолжает твердеть и в воде, при этом физико-химические процессы воздушного твердения сочетаются с гидравлическими. Гидрат оксида кальция при испа-' рении влаги постепенно кристаллизуется, а под действием угле¬кислого газа подвергается карбонизации. Гидравлическое твер¬дение извести происходит в результате гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция так же, как в портландцементе. Предел прочности образцов через 28 сут твердения должен быть не менее: для слабогидравлической и сильногидравлической со-ответственно при изгибе — 0,4 и 1,0 МПа и при сжатии — 1,7и 0,5 МПа. Гидравлическая известь по химическому составу должна со¬ответствовать требованиям, указанным в табл. 5.7. Она должна выдерживать испытание на равномерность изменения объема. Гидравлическую известь применяют в тонкоизмельченном виде для приготовления строительных растворов, предназначенных для сухой или влажной среды, бетонов низких марок и т. д. Гидравлическая известь дает менее пластичные, чем воздушная, растворы, быстрее и равномернее твердеющие по всей толще стены и обладающие большей прочностью. Романцемент Получают обжигом не до спекания известняковых или магнезиальных мергелей содерд более 20% глины. Продукт обжига размалывают и получают гидравл вяжущие. Обр-ся алюминаты, ферриты и силикаты придающие гидравлич. св-ва.А так же Воздушная строительная известь, Магнезиальные вяжущие вещества, Гипсовые вяжущие вещества, Портландцемент