4.3.2. Гидравлические вяжущие вещества

Главным, наиболее широко применяемым гидравлическим вяжу­щим веществом является портландцемент, его не случайно называют «хлеб строительства». Материал, близкий по свойствам к портландце­менту, получили практически одновременно и независимо друг от дру­га Егор Челиев в России и Джозеф Аспдин в Англии, 1824 и 1825 гг., соответственно.

Портландцемент представляет собой тонкомолотый порошок серо-зеленого цвета. Его получают измельчением портландцементного клинкера с небольшим количеством (около 3,5 %) гипсового камня, часто в процессе измельчения добавляют активные минеральные добавки. В свою очередь клинкер получают обжигом до спекания при макси­мальной температуре 1450-1500°С сырьевой смеси, составленной из известняка (около 75 %) и глины (около 25 %). Обжиг портландцементного клинкера чаще всего осуществляют во вращающихся печах диаметром от 3,5 до 7,0 м и длиной до 185 м (наибольшая длина составляет 230 м при диаметре 7,0 м).

К основным техническим свойствам портландцемента относятся: истинная плотность, насыпная плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная густота (водопотребность цемента), равно­мерность изменения объема цементного теста, прочность (марка) це­мента. Студенты изучают эти свойства на 2 курсе в рамках дисциплины «Строительные материалы» и некоторых дру­гих специальных дисциплин.

В данном курсе отметим только марки портландцемента.

Марка цемента определяется пределом прочности при сжатии и изгибе образцов размером 40x40x160 мм, изготовленных и выдержанных в стандартных условиях. По прочности различают сле­дующие марки портландцемента: 300, 400, 500, 550, 600. Цифра обо­значает предел прочности при сжатии, кгс/см² (или, соответственно, 30; 40; 50; 55; 60 МПа).

После затворения происходит схватывание цементного теста, затем его твердение. При этом прочность образующегося цементного камня нарастает довольно быстро в течение первых 7 су­ток, затем от 7 до 28 суток рост прочности замедляется, а далее при положительной температуре и во влажной среде, рост прочности про­должается в течение нескольких лет.

На основе портландцементного клинкера промышленностью освоено производство более 30 видов цементов.

Портландцемент применяют при изготовлении кладочных и штукатурных растворов, а также в производстве бетонов.

4.4. Строительные растворы

Строительный раствор - это рационально подобранная смесь вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, которая после затвердевания становится камнем.

Строительные растворы предназначаются для скрепления камней и кирпичей в процессе кладки, для заполнения швов при монтаже зданий из крупноразмерных бетонных и железобетонных элементов, для ошту­катуривания поверхностей и для придания им специальных свойств (водонепроницаемости, кислотостойкости и др.).

По плотности строительные растворы подразделяются на тяжелые с массой в сухом состоянии свыше 1500 кг/м³ и легкие - менее 1500 кг/м³. По виду вяжущего: на простые - с одним вяжущим, и смешанные (сложные), состоящие из нескольких вяжущих (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые). Кроме того, растворы под­разделяются на воздушные (изготовленные на основе воздушных вя­жущих), предназначенные для работы в сухих условиях, и гидравлические (на основе гидравлических вяжущих) - для работы во влажных условиях.

По прочности на сжатие кгс/см² растворы подразделяются на мар­ки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300. Марка раствора определяется испытанием на сжатие образцов-кубов со стороной 7,07x7,07x7,07 см или половинок балочек (после испытания балочек на изгиб) размером 4x4x16 см в возрасте 28 суток после твердения при температуре 20±5°С.

В качестве вяжущих для приготовления растворов используют все виды цементов, известь, гипс, и др.

В качестве мелкого заполнителя при приготовлении растворов применяют природные и искусственные пески, так называемые высев­ки. Растворы на искусственных песках (продукт дробления пород – гранитов, мраморов, известняков, шлаков и т. п.) чаще всего использу­ются при штукатурных работах

Для выполнения тех или иных строительных работ необходимы растворные смеси разной густоты (подвижности). Подвижность смеси характеризуется глубиной погружения в растворную смесь эталонного конуса (рис. 1). Например, при кирпичной кладке применяются растворы с глубиной погружения конуса 9-13 см; для растворов, используемых при монтаже панельных и крупноблочных зданий, глубина погружения 5-7 см.

Расчет состава раствора производится по таблицам и аналитическим путем. Более подробно этот вопрос изучается в курсе «Строи­тельные материалы».

Рис. 1. Прибор для определения подвижности растворной смеси:

1 – прибор для определения глубины погружения; 2 – фиксатор; 3 – конус;

4 – сосуд с раствором;