11

Лекция №6 Неорганические вяжущие вещества

1. Вяжущие вещества и их классификация.

2. Гипсовые вяжущие. Сырье, принципы производства, основные свойства и область применения.

3. Магнезиальные вяжущие.

4. Воздушная известь.

5. Гидравлическая известь и романцемент.

6. Портландцемент. Сырье и принципы производства, основные свойства и область применения.

7. Кислотоупорный цемент.

1. Вяжущие вещества и их классификация.

Вяжущие вещества - строительные материалы, предназначенные для объединения и связывания:

1. отдельных мелких изделий и крупных сборных конструкций в монолитные конструктивные элементы зданий и сооружений;

2. отдельных зерен, кусков и волокон при получении искусственных строительных материалов.

Вяжущие подразделяются на минеральные и органические.

Минеральными или неорганическими вяжущими веществами называют материалы обычно в виде тонких порошков, способные при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое постепенно затвердевает, превращаясь в прочное камневидное тело.

Все вяжущие делят по условиям твердения:

1. Воздушные - после затворения способны твердеть, повышать свою прочность и длительно сохранять ее только в воздушно-сухих условиях.

2. Гидравлические - после затворения способны твердеть и длительно сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде. Для набора прочности в начальный период и дальнейшего ее роста необходима достаточная влажность окружающей среды.

3. Автоклавного твердения - они способны эффективно твердеть и набирать прочность лишь в условиях гидротермальной обработки (t = 17-...200⁰С) в среде насыщенного пара при давлении 0,8...1,6 МПа.

4. Кислотоупорные - способны твердеть на воздухе, достигать определенной прочности и сохранять ее в среде, в которой присутствуют некоторые минеральные кислоты.

2. Гипсовые вяжущие вещества

Гипсовыми вяжущими называют тонкоизмельченные продукты термической обработки естественных или искусственных разновидностей сульфата кальция. Чаще это природный гипс CaSO₄*2H₂O и ангидрит CaSO₄, реже - побочные продукты химической промышленности - фосфогипс и борогипс.

Технологический процесс производства:

1. Добыча гипсовой породы и ее транспортирование к месту переработки.

2. Подготовка сырья - дробление и сушка.

3. Термическая обработка в печах или варочных котлах до частичной или полной дегидратации по схеме CaSO₄*2H₂O = (120...170⁰С) CaSO₄*0,5H₂O + 1,5H₂O или = (600...1000⁰С) CaSO₄ + 2H₂O. В зависимости от температуры термической обработки гипсовые вяжущие делят на низкообжиговые (варка) и низкообжиговые. Полуводный гипс может быть a- и b- модификаций. Строительный гипс является b- модификацией, его получение происходит при обычном атмосферном давлении, вода при дегидратации улетучивается в виде пара. a- модификация является высокопрочным гипсом и получается при термической обработке природного гипса под избыточным давлением, когда вода выделяется в капельно-жидком состоянии, что способствует меньшему разрыхлению структуры упаковки кристаллов.

4. Тонкий помол продукта обжига.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие при смешивании с водой способны образовывать пластичное тесто, которое в короткие сроки теряет пластичность и затвердевает. Высокообжиговые затвердевают лишь при затворении их водными растворами солей Na₂SO₄, K₂SO₄, CaO. С химической точки зрения происходит взаимодействие полуводного гипса с водой по схеме

CaSO₄*0,5H₂O + 1,5H₂O = CaSO₄*2H₂O + Q

или ангидрита

CaSO₄ + nH₂O + катализатор = CaSO₄*2H₂O + катализатор + рH₂O

с последующей кристаллизацией продуктов гидратации.

Интенсификации твердения способствует последующая сушка изделий, при которой прочность возрастает в 2...3 раза.

Свойства строительного и высокопрочного гипсов должны отвечать требованиям ГОСТ 125-79. К основным свойствам относятся:

1. Водопотребность, характеризуется количеством воды, необходимым для придания гипсовому тесту нормативной подвижности, и составляет для строительного гипса 50...70%, высокопрочного 30...40%. Химически связывается воды 18,6% от массы вяжущего, избыточная вода оставляет пористость, снижающую прочность гипсового камня.

2. Сроки схватывания, характеризуются временем начала загустевания (начало схватывания) и начала твердения (конец схватывания) гипсового теста от момента контакта вяжущего с водой.

н. схв., мин к. схв., мин

Быстротвердеющие А 2 15

Нормально твердеющие Б 6 30

Медленно твердеющие В 10 -

3. Тонкость помола изучают путем рассева гипсового вяжущего на сите N 02, по остатку на сите в % определяют гипс

Грубого помола I до 23

Среднего помола II до 14

Тонкого помола III до 2

4. Прочность. Марка определяется по показателям прочности на сжатие и изгиб образцов-балочек 4х4х16 см

Марка	Прочность, МПа, не менее		Марка	Прочность, МПа, не менее
	Rсж	Rизг		Rсж	Rизг
Г-2 Г-3 Г-4 Г-5 Г-6 Г-7	2 3 4 5 6 7	1,2 1,8 2,0 2,5 3,0 3,5	Г-10 Г-13 Г-16 Г-19 Г-22 Г-25	10 13 16 19 22 25	4,5 5,5 6,0 6,5 7,0 8,0

Пример марки - Г-5 АII.

Свойства высокообжиговых гипсовых вяжущих:

1. Ангидритовый цемент получают путем обжига при 600...750⁰С с последующим измельчением и добавкой катализаторов

н.схв. > 30 мин

к.схв. > 24 часов

R_сж = 15...20МПа

2. Высокообжиговый гипс получают обжигом при 800...1000⁰С с последующим тонким помолом

н.схв. > 2 ч

к.схв. -

М 100, 150, 200

Применение гипсовых вяжущих.

Преимущества:

а) небольшая плотность камня (Р до 50%);

б) несгораемость

в) тепло- и звукоизоляция.

Недостатки:

а) неводостойкость К_разм = 0,3...0,4 j < 60%;

б) значительная хрупкость;

в) высокая ползучесть под нагрузкой.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие применяют для получения:

а) гипсобетонных панелей внутренних перегородок на легком заполнителе;

б) тепло- и звукоизоляционных плит;

в) вентиляционных блоков;

г) гипсокартонных и гипсоволокнистых листов;

д) штукатурных покрытий;

е) архитектурных изделий.

Высокообжиговые вяжущие применяют для получения:

а) кладочных и штукатурных растворов;

б) бесшовных полов;

в) легких бетонов;

г) отделочных материалов - искусственный мрамор.