3. Минеральные вяжущие в-ва

1)

В зависимости от химического и минералогического состава вяжущие для бетонов и строительных растворов подразделяют на следующие основные группы: известь и известесодержащие вещества, гипсовые вяжущие, цементы, а также жидкое стекло и кремнефтористый натрий.

Прочность - основной показатель качества вяжущих. Так как прочность вяжущих изменяется во времени, то их качество оценивают по прочности, набранной за определенное время твердения в условиях, установленных стандартом. Этот показатель называется маркой вяжущего. Другая не менее важная характеристика вяжущих — скорость твердения. Наиболее быстро твердеют гипсовые вяжущие (полностью за несколько часов), очень медленно — воздушная известь (процесс твердения может длиться годы).

Пластичность цементного и гипсового теста характеризуется нормальной густотой, т.е. количеством воды (% по массе вяжущего), необходимым для получения теста стандартной пластичности.

Схватывание — процесс потери тестом пластичности — характеризуется началом схватывания, т.е. временем от затворения вяжущего водой до начала потери им пластичности, и концом схватывания — временем от затворения до полной потери тестом пластичности. Наиболее короткими сроками схватывания обладают гипсовые вяжущие (2...30 мин.), более длительными — портландцемент (до 10 ч). Следует помнить, что все операции по транспортированию и укладке смесей на основе вяжущих (бетонных и растворных смесей) должны заканчиваться до начала схватывания. Повторное перемешивание, особенно с добавлением воды, с целью придать пластичность схватившейся смеси в конечном результате приведет к существенному снижению прочности бетона или раствора. Вяжущие используют для получения растворов и бетонов.

Вяжущие материалы

Гипсовые вяжущие представляют собой порошкообразный продукт, состоящий в основном из полугидрата сульфата кальция. Основным сырьем для производства гипсовых вяжущих является природный гипсовый камень CaSO4·2H2O. В зависимости от предела прочности при сжатии образцов-балочек размером 40х40х160 мм в возрасте не менее 2 ч гипсовым вяжущим присваивают марки (ГОСТ 125—79), указанные в табл. 1.

Предел прочности, МПа	Марка
	Г-2	Г-3	Г-4	Г-5	Г-6	Г-7	Г-10	Г-13	Г-16	Г-19	Г-22	Г-25
При сжатии	2	3	4	5	6	7	10	13	16	19	22	25
При изгибе	1,2	1,8	2,0	2,5	3,0	3,5	4,5	5,5	6,0	6,5	7,0	8,0

Таблица 1. Предел прочности гипсовых вяжущих

Цементы (ГОСТ 10178—85) классифицируют по следующим признакам: виду клинкера и вещественному составу, прочности при твердении, скорости твердения, срокам схватывания, нормированию специальных свойств. По виду клинкера цементы разделяют на две группы: на основе портландцементного и глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера. По вещественному составу в зависимости от содержания и вида активных минеральных добавок цементы на основе портландцементного клинкера классифицируют на бездобавочный портландцемент; портландцемент с минеральными добавками (не более 20% активных минеральных добавок); шлакопортландцемент — с добавками гранулированного шлака (не менее 21 и не более 80%); пуццолановый портландцемент (более 20% активных минеральных добавок).

Цементы на основе глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера разделяют на глиноземистый, высокоглиноземистый и гипсоглиноземистый. По прочности при твердении различают цементы: высокопрочные — марок 550, 600 и выше, повышенной прочности — марки 500; рядовые — марок 300 и 400; низкомарочные — марок ниже 300. По скорости твердения цементы классифицируют на обычные с нормированием прочности в возрасте 28 сут.; быстротвердеющие — в возрасте 3 и 28 сут.; особо быстротвердеющие — в возрасте 1 сут. и менее. По срокам схватывания цементы подразделяют на медленносхватывающиеся (начало схватывания более 1 ч. 30 мин.), нормально-схватывающиеся (начало схватывания менее 45 мин.).

Портландцемент (ГОСТ 10178—85) — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое при совместном тонком измельчении портландцементного клинкера и необходимого количества гипса, добавляемого для регулирования сроков схватывания. Основные свойства портландцемента — плотность и насыпная плотность, тонкость помола, сроки схватывания, равномерность изменения объема при твердении и прочность затвердевшего цементного камня.

Плотность портландцемента в зависимости от вида и количества добавок 2900...3200 кг/м3, насыпная плотность в рыхлом состоянии 900...1100 кг/м3. Тонкость помола характеризуется степенью измельчения цемента, т.е. его количеством, проходящим через сито № 008 (размер отверстия 0,08 мм), и удельной поверхностью (суммарная поверхность зерен, содержащихся в единице массы цемента). Через сито № 008 должно проходить не менее 85% просеиваемой пробы, удельная поверхность обычного портландцемента должна быть 2000...3000 см2/г, быстротвердеющего — 3500...5000 см2/г. Сроки схватывания портландцемента: начало — не ранее 45 мин., конец — не позднее 10 ч. с момента затворения. Эти показатели определяются при 20° С. Если цемент затворять горячей водой (более 40° С), может произойти очень быстрое схватывание.

Прочность портландцемента характеризуется маркой, которая определяется пределом прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек размером 40х40х160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 по массе и твердеющих 28 сут. в нормальных условиях (первые сутки в формах на воздухе и 27 сут. в воде комнатной температуры). Портландцемент выпускают четырех марок: 400, 500, 550 и 600 (табл. 2).

Марка	Предел прочности в возрасте 28 сут., МПа, (кгс/см2), не менее
	при изгибе	при сжатии
300	4,4 (44)	29,4 (300)
400	5,4 (55)	39,2 (400)
500	5,9 (60)	49 (500)
550	6,1 (62)	53,9 (550)
600	6,4 (65)	58,8 (600)

Таблица 2. Прочность портландцемента

Портландцемент с минеральными добавками получают, измельчая портландцементный клинкер, минеральные добавки и гипс. Промышленность выпускает два вида этого цемента, различающиеся количеством вводимых активных минеральных добавок следующих марок: 300, 400, 500, 550 и 600. Предел прочности этого цемента при сжатии и изгибе такой же, как и бездобавочного.

Быстротвердеющий портландцемент — портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью через 3 сут. твердения. Его выпускают двух марок — 400 и 500 (табл. 3). Быстротвердеющий портландцемент применяют при производстве сборных железобетонных конструкций и аварийно-восстановительных работах.

Марка	Предел прочности, МПа, не менее
	при изгибе		при сжатии
	3 сут.	28 сут.	3 сут.	28 сут.
400	3,9	5,4	24,5	39,2
500	4,4	5,9	27,5	49

Таблица 3. Прочность быстротвердеющего портландцемента

Цемент для строительных растворов (ГОСТ 25328—82) получают при измельчении портландцементного клинкера, гипса, активных минеральных добавок и добавок-наполнителей. Его применяют для строительных растворов, используемых при кладочных, облицовочных и штукатурных работах, а также для изготовления неармированных бетонов класса В12,5 и ниже, к которым не предъявляют требования по морозостойкости. Цемент имеет следующие показатели: предел прочности при сжатии в 28-суточном возрасте — не менее 19,6 МПа, начало схватывания — не ранее 45 мин., конец — не позднее 12 ч. с начала затворения. Цемент должен хорошо удерживать воду: водоотделение цементного теста, изготовленного из равных количеств цемента и воды, не должно превышать 30% объема.