9.6 В’яжучі будівельні матеріали та вироби на їх основі.

В’яжучі матеріали, які використовують для виготовлення різних штучних будівельних матеріалів поділяють на такі основні групи:

• неорганічні (мінеральні) – цементи, гіпс, вапно, рідке скло тощо;

• органічні – бітуми, дьогті, емульсії або пасти з них;

• полімерні – смоли термопластичні або термореактивні;

• комплексні – змішані, компаундовані, комбіновані;

9.6.1 Мінеральні (неорганічні) в’яжучі матеріали та вироби на їх основі.

Мінеральні (неорганічні) в’яжучі матеріали – тонко змелені порошки, які при змішуванні з водою утворюють масу, що під впливом фізико-хімічних процесів з певною швидкістю твердіє, переходячи в каменеподібний стан. Вони використовуються при будівництві для скріплення стінових матеріалів у монолітні конструкції, виготовлення оздоблювальних розчинів і виробництва не обпалювальних матеріалів (бетону, залізобетону, силікатної цегли, азбоцементних виробів тощо).

Суміш мінерального в’яжучого з водою називають тістом. При додаванні до тіста піску утворюється розчин. Розчин на одному в’яжучому називають простим, а на декількох змішаним або складним.

В залежності від умов твердіння та зберігання твердості мінеральні в’яжучі поділяються на повітряні та гідравлічні. (Рис.9.11)

тісто суміш бетон залізобетон

З а складом

Мінеральні (неорганічні) в’яжучі

речовини

З а умовами твердіння та збереження

міцності

Повітряні Гідравлічні Автоклавного твердіння

Повітряне будівельне

в апно Гідравлічне вапно Вапняно-силікатні

Гіпс будівельний Портландцемент Вапняно-шлакові

( алебастр) Глиноземний цемент Піносилікатні

Гіпс високоміцний Цемент, що розширюється Вапняно-пуццоланові

Г іпс формувальний Гіпсоцементнопуццоланові

в’яжучі

Г іпс високообпалений Вапняно-шлаковий цемент

А нгідритовий цемент Сульфатно-шлаковий цемент

К аустичний магнезіт

і доломіт

Р ідке скло

К ислотостійкий цемент

Рисунок 9.11 “Класифікація мінеральних в’яжучих речовин”

9.6.1.1 Повітряні, в’яжучі матеріали.

До повітряних відносять матеріали, що здатні твердіти і довго зберігати міцність тільки на повітрі. До них відносять повітряне вапно, гіпсові та ангідритові в’яжучі, рідке скло.

Повітряне будівельне вапно (ДСТУ БВ.2.7-90-99) отримують помірним обпалюванням вапняків де глинистих домішок не більше 6%. Отримують продукт у вигляді брил білого кольору, який називають негашеним комовим грудковим вапном (кипілкою). В залежності від характеру наступної обробки розрізняють такі види повітряного вапна:

• негашене мелене вапно, в яке додають шлаки, пісок, пемзу та вапняк, які поліпшують його вастивості та знижують вартість;

• гашене гідратне вапно (пушонка) – отримують гашенням комового вапна водою;

• вапнякове тісто – отримують гашенням комового вапна надлишком води;

• карбонатне тісто – суміш з 30…40% вапна-кипілки та 60…70% домішок (вапняк, крейда, мармур).

Сировина для виробництва гіпсових в’яжучих: гіпсовий камінь CaSO₄*2H₂O, природний ангідрит CaSO₄ та певні відходи промисловості (фосфогіпс, борогіпс та інші). В залежності від температури теплової обробки сировини гіпсові в’яжучі поділяють на низько- та високообпалені.

Низькообпалені (110…180^оС) в’яжучі отримують тепловою обробкою гіпсового каменю. Вони характеризуються швидким твердінням. Виготовляють:

Будівельний гіпс (алебастр) – його використовують для внутрішніх оздоблювальних робіт (штукатурні розчини), виготовлення плит, панелей та архітектурних деталей. Початок схоплення (твердіння) через 2 хвилини після змішування. Остаточно твердіє через 6…30 хвилин. Швидкість схоплення та твердіння регулюють добавками.

Формувальний гіпс – дуже дрібно розмелений будівельний гіпс, який використовують для виготовлення декоративних виробів і дуже якісних облицювальних розчинів.

Високоміцний гіпс складається переважно з напівводяного гіпсу (CaSO₄*0,5H₂O). З нього виготовляють несучі будівельні конструкції, що працюють на згин, ливарні форми та будівельні деталі для помірно вологих умов експлуатації.

Високообпалені (700…1000^оС) в’яжучі бувають:

Естрих-гіпс (CaSO₄+CaO) використовують для кладочних і штукатурних робіт, виготовлення мозаїчних підлог, облицювальної плитки, штучного мармуру. Початок схоплення після 2 годин. Остаточно твердіє 6…8 годин.

Ангідритовий гіпс (цемент) (CaSO₄) використовують для виготовлення штукатурних розчинів, порожнистих бетонних виробів, безшовних підлог тощо. Початок схоплення після 30 хвилин. Остаточно твердіє – не довше за 24 години.

Гіпсові в’яжучі характеризуються марками за міцністю (табл. 9.10)

Таблиця 9.10

Міцність гіпсових в’яжучих, МПа

Марка	Межа міцності при		Марка	Межа міцності при
	згинанні	стискуванні		згинанні	стискуванні
Г-2	12	20	Г-10	45	100
Г-3	18	30	Г-13	55	130
Г-4	20	40	Г-16	60	160
Г-5	25	50	Г-19	65	190
Г-6	30	60	Г-22	70	220
Г-7	35	70	Г-25	80	250

За швидкістю початку і кінця схоплювання гіпсів в’яжучі характеризуються індексами:

індекс А початок – після 2 хвилин, кінець – не пізніше 15 хвилин;

індекс Б початок – після 6 хвилин, кінець – не пізніше 30 хвилин;

індекс В початок – після 20 хвилин, кінець – не нормується.

За дисперсністю гіпсові в’яжучі бувають: грубі – ІІІ, середні – ІІ, тонкі – І. Маркування гіпсових в’яжучих – літерно-цифрове, наприклад:

“Гіпсове в’яжуче Г-10 В ІІІ-ДСТУ БВ.2.7-82-99”

марка дисперсність розмелення

індекс швидкості твердіння

Рідке скло – натрієвий (Na₂O*nSiO₂) або калієвий (K₂O*nSIO₂) силікат, отриманий плавленням подрібненого чистого кварцевого піску з содою (Na₂CO₃) і поташем (K₂CO₃) або сульфатом натрію при температурі 1300…1400^оС. При швидкому охолодженні сплаву утворюються шматки або брили напівпродукту – силікатбрили. В автоклаві їх обробляють водяною парою під тиском 0,4…0,6МПа до розчинення і перетворення у в’язку рідину, називаєму рідким склом, яка твердіє тільки на повітрі. Переважно виготовляють більш дешеве – натрієве. Використовують для ущільнення (силікатизації) ґрунтів, виготовлення силікатних вогнезахисних фарб, захисту природних кам’яних матеріалів від вивітрювання, виготовлення кислотостійкого цементу та вогнетривкого бетону.