Минеральные вяжущие вещества и материалы на их основе

Классификация и свойства минеральных ^, вяжущих веществ; 1_^

Минеральными (неорганическими) вяжущими назы­вают порошкообразные вещества, образующие с водой пластичную клейкую массу, которая под влиянием физи­ко-химических процессов превращается в искусственное камневидное тело. В строительстве они применяются для скрепления стеновых материалов в монолитные конст­рукции, приготовления отделочных растворов и произ­водства безобжиговых материалов (бетона, железобето­на, силикатного кирпича, асбоцементных изделий и др.).

Смесь минерального вяжущего вещества с водой на­зывается тестом. При добавлении к тесту песка образу­ется раствор, а если вводится и более крупный запол­нитель (щебень, гравий, керамзит) — бетон. Бетон с металлической арматурой называется железобетоном. Если до затвердевания бетонной смеси натянуть метал­лическую арматуру, а после затвердевания отпустить,, то получится напряженный железобетон.

В зависимости от условий затвердевания и сохране­ния прочности минеральные вяжущие вещества подраз­деляются на воздушные и гидравлические.

К воздушным вяжущим относятся вещества, способ­ные затвердевать и длительно сохранять свою прочность только на воздухе. К ним относятся воздушная известь, гипсовые и ангидритовые вяжущие и другие вещества.

Гидравлические вяжущие — это вещества, способные затвердевать и длительно сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде. К ним относятся портландце­мент и его разновидности, шлаковые и пуццолановые вя­жущие вещества, гидравлическая известь.

Вяжущие вещества автоклавного твердения наиболее эффективно затвердевают при автоклавной (гидротер-мальной) обработке под давлением насыщенного пара при температуре свыше 100 °С. К ним относятся извест-ково-зольные, известково-пуццолановые и другие вяжу­щие.

I (Ь Свойства минеральных вяжущих веществ определя­ют в порошке, тесте, растворе и камне.

Насыпная масса, удельная масса, влажность, тон­кость помола (дисперсность), химический (минералоги­ческий) состав — свойства, определяемые в порошке.

К свойствам, определяемым в тесте, относятся нор­мальная густота (количество воды в процентах от массы вяжущего, необходимое для получения теста нормаль­ной пластичности) и сроки схватывания, в том числе на­чало схватывания (время в минутах от затворения вяжу­щего водой до начала потери им пластичности) и конец схватывания (время в минутах от затворения до полной потери пластичности).

К свойствам, определяемым в растворе и камне, от­носятся равномерность изменения объема при тверде­нии, тепловыделение, а также механические свойства.

По механической прочности минеральные вяжущие вещества подразделяются на марки. Марка отражает предел прочности при сжатии или изгибе (МПа) образ­цов, изготовленных из данного вяжущего.

> "3 Ассортимент минеральных вяжущих веществ

Наиболее широко применяемыми в строительстве гид­равлическими минеральными вяжущими веществами яв­ляются цементы. Их получают высокотемпературной (до

частичного или полного плавления) обработкой сырье' вых материалов, состоящих в основном из силикатов и алюминатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинке­ром.

По виду клинкера и вещественному составу различа­ют портландцемент, портландцемент с активными мине­ральными добавками (до 20 %), шлакопортландцемент (с добавлением свыше 20 % гранулированного шлака), пуццолановый портландцемент (свыше 20 % активных минеральных добавок), гипсоцементно-пуццолановое вя­жущее, глиноземистый, высокоглиноземистый и гипсогли-ноземистый (на основе глиноземистого клинкера) це­мент.

По прочности на сжатие (МПа) цементы выпускают­ся высокопрочные (марок 55 и выше), повышенной проч- I/' \} ности (марка 50), рядовые (марок 30—40) и низкома­рочные (ниже марки 30), по скорости твердения— обыч­ные (твердеют в течение 28 сут), быстро-твердеющие (3—28 сут) и особобыстротвердеющие (1 сут и менее), а по срокам схватывания— медленносхватывающиеся (начало схватывания через 1,5 ч и более после затворе­ния), нормально схватывающиеся (от 45 мин до 1,5 ч) и быстросхватывающиеся (менее 45 мин).

Кроме этого, цементы классифицируются по сульфа-тостойкости, объемной деформации при твердении (бе­зусадочные, расширяющиеся, напрягающиеся) и декора­тивным свойствам (цветные и белые).

Основным представителем цементов является порт­ландцемент и его разновидности.

Портландцемент получают размолом клинкера, про­изводимого на основе смеси известняка, глины и некото­рых других добавок. Сырьевая смесь обжигается при температуре 900—1500 °С в специальных вращающихся печах, представляющих цилиндр из листовой стали, об­лицованный внутри огнеупорным материалом. Печь ус­тановлена под углом 3,5—4° к горизонту. Сырьевая смесь загружается в верхнюю часть печи и постепенно переме­щается к нижнему концу, откуда вдувается топливо (ма­зут, пылевидный уголь, природный газ). При горении топлива образуются горячие газы, движущиеся навстре­чу сырьевой смеси и нагревающие ее. Образующийся та­ким образом раскаленный клинкер быстро охлаждают, 10—15 дней выдерживают на складе, после чего разма-239

Лывают и упаковывают в бумажные мешки массой пи 50 кг или загружают в специально оборудованные транс­портные средства.

Обычный портландцемент представляет собой тонкий порошок серо-зеленого цвета. Он выпускается марок 40, 50, 55 ибО (МПа).

Портландцемент с активными минеральными добавка­ми выпускается пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сульфатостойкий, тампонажный, расширяющийся, напрягающийся, белый, цветной, шла­ковый и пуццолановый.

Пластифицированный портландцемент содержит по­верхностно-активную добавку, повышающую пластич­ность цементного теста и его морозостойкость.

Гидрофобный портландцемент длительно сохраняет активность и не комкуется при повышенной влажности, так как содержит поверхностно-активную добавку, уменьшающую способность цемента смачиваться водой. Он отличается также повышенной пластичностью, моро­зостойкостью и водонепроницаемостью.

Пластифицированный и гидрофобный цементы вы­пускаются марок 30,..., 40 (МПа) и предназначены для изготовления растворов и бетонов. Их применение сни­жает расход цемента на 5—8 %.

Быстротвердеющий цемент (БТЦ) отличается тон­костью помола. Благодаря этому, а также наличию ми­неральных добавок он твердеет в течение 3 сут с момен­та затворения. Выпускается также сверхбыстротвердею-щий цемент (СБТЦ), распалубка изделий из которого возможна уже через 1—4 ч. Быстротвердеющие цементы выпускаются марок 40,...,50 (МПа) и применяются для производства железобетонных конструкций, а также при зимних бетонных работах. Их недостатками являются повышенное тепловыделение, а также быстрая порча да­же при кратковременном хранении.

Сульфатостойкий портландцемент обладает повышен­ной стойкостью к действию агрессивных вод и понижен­ной теплоотдачей при затворении и твердении. Он выпус­кается марок 40,..., 50 (МПа), предназначен для получе­ния гидротехнических бетонов.

Тампонажный портландцемент предназначен для це­ментирования нефтяных и газовых скважин. Он выпус­кается утяжеленный (повышенной плотности), песчани­стый (повышенной коррозионной и термостойкости), со-

Дата добавления: 2014-01-11