23. Органические и неорганические вяжущие материалы. Материалы на основе вяжущих веществ.

Вяжущие вещества, которые применяются  для изготовления большого количества искусственных строительных материалов, имеющих в основном конгломератный тип структуры (ИСК), разделяют на следующие разновидности: неорганические, или минеральные; органические; полимерные; комплексные (смешанные, компаундированные и комбинированные).

Неорганические вяжущие вещества

Неорганическими вяжущими веществами называются минеральные порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой или водными растворами солей образуют тесто (пластическую массу), способное со временем отвердевать, превращаясь в камневидное тело.

Все неорганические вяжущие вещества являются продуктами обжига соответствующего минерального сырья, то есть они относятся к обжиговым строительным материалам. Но тем не менее ИСК, получаемые на их основе, относятся к безобжиговым, так как процесс их отвердевания происходит в условиях обычных температур.

Данная группа вяжущих разделяется на воздушные и гидравлические. Воздушные способны твердеть и длительно сохранять свою прочность только на воздухе, поэтому они применяются в наземных сооружениях, не подвергающихся воздействию воды. К ним относятся строительная воздушная известь, гипсовые, магнезиальные вяжущие вещества и жидкое стекло. Гидравлические вяжущие вещества способны после предварительного твердения на воздухе продолжать твердеть и в воде, увеличивая со временем свою прочность. Они могут применяться в наземных, подземных, гидротехнических и других сооружениях, подвергающихся воздействию воды. Среди них портландцемент, глиноземистый цемент, шлаковые и пуццолановые смешанные цементы, ряд специальных цементов, а также гидравлическая известь.

Материалы на основе минеральных вяжущих веществ включают в себя материалы на основе гипса (гипсокартон, гипсовые декоративные украшения и др.); извести (известково-песчаный кирпич, известково-зольный кирпич, известково-шлаковый кирпич); материалы на основе цемента (листы асбестоцементные (шифер), трубы асбоцементные, цементно-песчаные изделия (блоки стеновые и фундаментные, облицовочные, плиты перекрытий, тротуарная плитка и др.).

Органические вяжущие вещества

это высокомолекулярные природные или синтетические вещества, способные самопроизвольно или под действием различных факторов (веществ-отвердителей, температуры и др.) переходить из жидкого состояния в твердое, и как в жидком, так и в твердом состоянии имеющие хорошую адгезию с другими материалами.

В зависимости от происхождения, химического строения и свойств органические вяжущие делят на следующие группы: черные вяжущие — битумы и дегти; синтетические полимеры; природные смолы и высокомолекулярные вещества.

Самая обширная группа органических вяжущих — синтетические полимеры, получаемые из низкомолекулярных продуктов (мономеров) полимеризацией и поликонденсацией. Особая группа полимеров — каучуки и каучукоподобные полимеры, обладающие высокоэластическими свойствами, из-за чего их называют эластомерами.

Природные смолы и высокомолекулярные вещества применяют как в естественном их состоянии, так и после химической модификации, придающей им необходимые свойства (модифицированные природные полимеры). В зависимости от отношения к нагреванию различают термопластичные и термоактивные органические вяжущие вещества.

Термопластичные вещества при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают, причем такие переходы могут повторяться много раз. Термопластичность объясняется линейным строением молекул и довольно слабым межмолекулярным взаимодействием. По этой же причине большинство термопластов способно растворяться в соответствующих для них растворителях. К термопластам относятся битумы, многие широко распространенные полимеры — полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и природные смолы — канифоль, копал и др.

Термореактивными называют вещества, у которых переход из жидкого состояния в твердое происходит необратимо; при этом у них меняется молекулярная структура: линейные молекулы соединяются в пространственные сетки — макромолекулы. Такое необратимое твердение происходит не только под действием нагревания, но и под действием отвердителей, радиоактивного излучения и других факторов. Отвержденные термореактивные полимеры, как правило, более термостойки, чем термопластичные. Термореактивные вяжущие поступают на строительство часто в виде вязких жидкостей, называемых не совсем правильно «смолами». В химической технологии эти продукты частичной полимеризации (с молекулярной массой менее 1000), имеющие линейное строение молекул и способные к дальнейшему укрупнению, называют олигомерами. К термореактивным органическим вяжущим относятся, например, эпоксидные и полиэфирные олигомеры (смолы), олифы, каучуки в смеси с вулканизаторами и т. п.

Органические вяжущие используют в строительстве для получения клеев, мастик, полимерных и полимерцементных растворов. Большая часть синтетических полимеров идет на производство пластмасс.

Полимерные вяжущие применяют в основном для получения тонких облицовочных изделий (плиток, пленок, погонажных изделий), окрасочных и клеящих составов, защитных химически стойких покрытий, а также в виде легких с чрезвычайно малой плотностью теплоизоляционных материалов.