Магнезиальные вяжущие вещества, растворимое стекло, гидравлическая известь, роман – цемент.

Маг В В-ва получают при обжиге магнезита и доломита.

Каустический магнезит изготавливают при обжиге магнезита при температуре 650-850 ⁰С.

Данные вяжущие упаковывают в стальные бачки, т. к. при хранении на воздухе он быстро теряет активность. Его затворяют раствором хлористого или сернистого Мg. Начало твердения на воздухе не более 20 минут, окончание сроков схватывания – 6 часов. Предел прочности при сжатии образцов, состоящих из 3х частей магнезита и 1ой части опилок в возрасте 28 суток составляет 40 – 60 МПа.

Каустический доломит; обжиг производится при температуре 900 ⁰С. После остывания продукт обжига размалывают и упаковывают в стальные бочки. Доломит обладает меньшей активностью, чем магнезит.

Магнезиальные вяжущие применяют для приготовления штукатурных растворов, изготовления строительных деталей и пенобетона.

Растворимое стекло – это коллоидный раствор Na₂SiO₃ и К₂SiO₃, который получают в стекловарных печах при температуре 1300 – 1400 ⁰С кварцевого песка с водой, поташем и Na₂SO₄. Расплав опускают на металлические листы. При быстром охлаждении стеклянная масса распадается на силикатные глыбы практически нерастворимые в воде. Растворимое стекло применяют в растворенном состоянии, поэтому его называют жидким. Для перевода в жидкое состояние силикат глыбы дробят и загружают в печки, добавляя пар, создают давление 0,5 – 0,6 МПа и силикат глыбы переходит в коллоидный раствор.

Гидравлическая известь – это продукт умеренного обжига мергелистых известняков с содержанием глинистых частиц в количестве от 8 до 20% при температуре 900 – 1000%. После охлаждения её размалывают до порошка с тонкостью помола сита № 008. Предел прочности при сжатии образцов при комбинированном хранении (7 суток во влажном воздухе, 21 сут – в воде) должно составлять не менее 2,5 МПа. Применяют для приготовления .... растворов как вяжущие для бутовой кладки и для бетонов низких марок.

Романцемент – это продукт тонкого помола, обожженных при температуре 900 – 1000 ⁰С известняковых или магнезиальных мергелей, содержащих более 20% глинистых веществ. Романцемент изготавливают 3х марок 25, 50, 100. Предел прочности при сжатии не должно быть менее 2,5, 5, 10 МПа соответственно. Применяют для приготовления штукатурных и кладочных растворов, бетонов низких марок. Первые 3 – 5 суток свежеуложенный бетон необходимо защищать от воздействия воды.

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее, получаемое тонким помолом цементного клинкера, минеральных добавок и природного гипса. Цементный клинкер получают путем обжига до стекания природных мергелей определенного химического состава или искусственных смесей известняков с глиной 1300 – 1450 ⁰С. Обычно клинкер имеет следующий химический состав: СаО (63-67%), Al₂O₃ (4 – 7%), SiO₂ (20 – 24%), МgO и SO₃ (1,5 – 3%), Fe₂O₃ (2 – 6%). Гипс добавляют для регулирования сроков схватывания.

Минеральный состав и твердение пц

В состав портланд цемента входят минералы:

1. Алит - при затворении водой быстро твердеет с большим выделением тепла.

2. Белит - 2CaOxSiO2 с примесью алюмината 3CaOxAl2O3 - при затворении водой твердеет медленно, выделяется тепла в 2 раза больше чем при твердении Алита.

3. Целит - темный коричневый цвет, образуется из затвердевшей жидкой фазы. Чаще всего состоит из 4CaOxAl2O3XFe2O3 (алюмоферрит) с примесями аллюмината и двухкальциевого силиката.

4. Алюминат 3CaOxAl2O3 - быстротвердеющий минерал с большим тепловыделением. При взаимодействии с водой образует непрочные и недолговечные кристаллы.

Состав кликерных материалов портланд цемента:

3-кальциевый силикат 37-60%

2-кальциевый силикат 15-37%

3-кальциевый алюминат 5-15%

4-кальциевый алюмоферрит 10-18%

Содержание свободной извести не должно превышать 0,5% т.к. она может вызвать растрескивание затвердевшего цементного камня.

При смешении цемента с водой возникают сложные физикохимические процессы взаимодействия, в результате чего образуется пластичная масса, которая начинает уплотняться и густеть(начало схватывания), а затем утрачивая пластичную консистенцию постепенно переходит в твердое тело(конец схватывания).

В дальнейшем при положителной температуреи наличии воды в свободном состоянии прочность постепенно возрастает, т.е. идет процесс твердения.

Процессы схватывания и твердения идут в 3 стадии:

1. Подготовительная - растворение

2. Коллоидация - образование коагуляционной структуры.

3. Кристаллизация - образование кристаллической структуры.

Полученный в результате твердения цементный камень (микробетон) состоит из гелиевых и кристаллических продуктов гидратации цемента и многочисленных включений негидратированных зерен клинкера.

Степень гидратации цемента зависит от тонкости помола, влажности и температуры среды, в которой твердеет цементный камеь.

Свойства портланд цемента и его применение.

Свойства зависят от минералогического состава, наличия добавок и тонкости помола клинкера.

1. ТОнкость помола в соответствии с требованиями ГОСТ 101.78-85 должна быть такой, что при просеивании пробы цемента через сито №008 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

2. Удельная поверхность обычных цементов от 2000 до 3000 квадратных сантиметров на грамм, у быстротвердеющих 3500-5000.

3. Плотность составляет 3-3,2 тонны на кубометр.

4. Активность - способность затвердевать при затворении водой, превращаясь в прочное камневидное тело.

Активность и марку цемента характеризуют показатели прочности при изгибе образцов балочек и при сжатии их половинок в возрасте 28 суток. Размер балочки 40х40х160 мм.

Марки 300, 400, 500, 550, 600.

5. Водопотребность цемента характеризуют показателем нормальной густоты - кол-во воды, которое нужно для достижения заданной пластичности. Чем меньше водопроницаемость, те выще качество цемента.

6. Скорость схватывания цемента - существенная технологическая характеристика.

Схватывание сопровождается выделением тепла. Чем тоньше помол, тем больше выделяется тепла и интенсивней протекает твердение. Повышенное тепловыделение полезно при зимнем бетонировании.

7. Равномерность изменения объема и твердения определяют путем испытания цементных лепешек стандартного размера в парах воды.

Неравномерность изменения объема может быть обусловлена наличием в цементе окиси кальция, магния, гипса.

Цемент неравномерно меняющий объем при твердении является недоброкачественным. при длительном хранении активность снижается за счет соприкосновений с влажным воздухом.

В среднем так:

3 мес снижение на 10-20%

6 мес снижение на 15-30%

12 мес снижение на 25-40%

Портланд цемент применяют при изготовлении бетонных и ЖБИ для наземных и подводных сооружений за исключением агрессивной среды, В устройстве дорожных покрытий, приготовлении строит. растворов, укреплении грунтов.