32.Гидравлические вяжущие. Портландцемент. Сырье, получение, свойства.

Минеральные вяжущие вещества, главным образом портландцемент, – основа современного строительства. Они применяются для изготовления бетона и железобетона различного назна-чения: для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, пролетных строений и опор мостов, основания и покрытий автомобильных дорог, гидротехнических сооружений и т.п. Кроме того, портландцемент, гипс, известь применяются для изготовления

Цемент – собирательное название группы веществ, получаемых путем помола клинкера, продукта обжига извести, глины и других веществ. Портландцементы – это цементы из клинкера определенного состава с преобладанием силикатов кальция с добавлением при помоле 1,5-3,5% гипса.

• Портландцемент (англ. Portland cement) — гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах.

1. Сырьем для минеральных вяжущих материалов служат

природные каменные материалы. Так, гипсовые вяжущие получа-

ются из природного гипсового камня; воздушная известь - из из-

вестняка, широко распространенного в природе; сырьем для полу-

чения портландцемента служат известняк и глина, взятые в опре-

деленном соотношении, и т.д

2. Основной процесс, при получении всех вяжущих - это

обжиг - нагревание до определенной температуры, при которой

сырье в виде специально приготовленной шихты разлагается с об-

разованием новых соединений и искусственных минералов, спо-

собных после помола химически взаимодействовать с водой. Тем-

пература обжига зависит от вида сырья, его качества, а также от

требуемых свойств конечного продукта, принятой технологии и др.

7Так, строительный гипс получается при нагревании сырья до

150…160 оС, а портландцемент - при обжиге соответствующего сы-

рья при температуре порядка 1450 оС.

Помол – (измельчение продукта обжига в тонкий порошок)

- обязательная технологическая операция для подавляющего чис-

ла минеральных вяжущих (исключение составляет воздушная из-

весть, которая переходит в тонкий порошок при гашении, и раство-

римое стекло). Для каждого вяжущего устанавливается своя опти-

мальная тонкость помола, при которой наиболее полно использу-

ются его свойства. Излишне высокая тонкость помола не всегда

желательна, поскольку с увеличением дисперсности порошка тре-

буется больше воды для получения теста, а это, в свою очередь,

приводит к повышенной усадке и образованию трещин во время

твердения.

При затворении водой вяжущее образует пластичное

тесто. Консистенция теста зависит от химико-минералогического

состава, тонкости помола вяжущего и количества воды. Для каждо-

го вяжущего установлена своя условная стандартная консистенция,

которая называется нормальной густотой. Она характеризуется

определенным стандартным показателем, который находят с по-

мощью стандартных приборов. Обычно с тестом нормальной густо-

ты удобно работать. На тесте нормальной густоты определяют ряд

других свойств вяжущего.

Со временем тесто теряет пластичность и постепенно пе-

реходит в камневидное состояние. Потеря пластичности (переход

из пластичного состояния в твердое) называется схватыванием.

Сроки схватывания зависят от скорости физико-химических про-

цессов и начала кристаллизации, происходящих при взаимодейст-

вии вяжущего с водой. Например, строительный гипс по сравнению

с другими вяжущими является быстросхватывающимся материа-

лом (обычно его схватывание заканчивается до 30 мин с момента

затворения водой), портландцемент схватывается в течение не-

скольких часов, а воздушная известь теряет свою пластичность в

течение суток и более.

3.Главное свойство вяжущего - это его способность образо-

вывать со временем прочный искусственный камень. Процессы

8твердения у большинства вяжущих продолжаются длительное

время, постепенно затухая. В результате твердения вяжущего при-

обретается прочность, различная для разных вяжущих. Принято

определять прочность вяжущих в стандартные сроки в зависимости

от скорости твердения вяжущего. Так, прочность обычного порт-

ландцемента определяют через 28 сут твердения, быстротвер-

деющих цементов через 3 сут; прочность строительного гипса оп-

ределяют после 2 ч твердения.

Гидравлические свойства этой группы вяжущих обусловлены наличием е их составе силикатов, алюминатов, ферритов кальция. Чем больше в вяжущем таких соединений и чем они более основны, тем сильнее выражены гидравлические свойства и выше прочность вяжущего.

Все неорганические вяжущие вещества являются продуктами обжига соответствующего минерального сырья, т. е. они относятся к обжиговым строительным материалам. Однако ИСК, получаемые на их основе, относятся к безобжиговым, так как процесс их отвердевания происходит в условиях обычных температур.