Минеральными вяжущими называют порошкообразные вещества, образующие при смешивании с водой или водными растворами некоторых солей пластичную массу, способную со временем отвердевать, превращаясь в камневидное тело. В зависимости от способности твердеть минеральные вяжущие подразделяют на воздушные и гидравлические.
Воздушные вяжущие затвердевают при смешивании с водой и длительно сохраняют свою прочность только на воздухе, поэтому они применяются в сооружениях, которые не подвергаются воздействию влаги.
В зависимости от температуры твердения различают:
- быстротвердеющие вяжущие. Температура твердения от 120 до 190 0С;
- нормальнотвердеющие. Температура твердения от 200 до 600 0С;
- медленнотвердеющие. Температура твердения от 600 до 1000 0С.
Наиболее распространены строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие (двуводный гипс, полуводный гипс, каустический магнезит и каустический доломит).
Гипсовые вяжущие получают из природного гипсового камня (двуводного сернокислого кальция) или из отходов промышленности, состоящих из сернокислого кальция путем нагревания до температуры 1800С (получается полуводный гипс) или до 2000 0С (получается безводный растворимый ангидрид).
Магнезиальные вяжущие вещества - это каустический доломит и каустический магнезит. Сырьем для них служат природный магнезит MgCO3 и доломит CaCO3*MgCO3. Каустический магнезит получают обжигом природного магнезита при температуре 750-800 0С, а доломит – при температуре 650-750 0С до полного разложения с последующим измельчением. Полученные магнезиальные вяжущие обладают хорошей адгезией к древесине.
Основным требованием является содержание оксида магния более 32%. Твердение вяжущих происходит при температуре не менее 12 0С, совместно с затворителем и водой. Хранение осуществляется в металлических баках без доступа воздуха, так как это очень гигроскопичный материал, который может гидратироваться за счет поглощения влаги из воздуха. Наиболее распространен каустический магнезит. Для его затворения применяют растворы хлористого или сернокислого магния.
Известь строительную воздушную получают обжигом при температуре от 1000 до 1200 0С карбонатных пород (известняки, мел, ракушечник) с содержание примеси глины не более 6 %, до полного удаления углекислых газов. Полученная известь называется комовой негашеной. Для получения вяжущего ее размалывают в мельницах и гасят водой в зависимости, от количества которой получается гашеная известь, известь-пушонка, известковое тесто или известковое молоко.
Гидравлические вяжущие способны затвердевать на воздухе или в среде, изолированной от воды, и в дальнейшем сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде. Температура твердения таких вяжущих от 70 до 200 0С. К этой группе относятся портландцемент, а также шлаковые, пуццолановые, смешанные цементы, гидравлическая известь.
Портландцемент - это порошкообразное вещество, состоящее из силикатов кальция, твердеющее как на воздухе, так и в воде. Портландцемент получают, измельчая клинкер с гипсом, при этом допускается до 10 – 15 % активных минеральных добавок. Содержание гипса должно быть от 1,5 до 3,5 %. Клинкер – это продукт обжига смеси из 75 % карбоната кальция (известняка) и 25 % глины до полного спекания.
К основным свойствам портландцемента относятся: тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания и прочность.
Тонкость помола определяет быстроту твердения и прочность цементного камня. Остаток на сите №008 (4900 отв/см2) не должен превышать 15 %. Водопотребность определяется количеством воды, необходимым для получения цементного теста нормальной густоты. Водопотребность зависит от состава, тонкости помола, вида цемента и составляет от 15 до 25 % от массы цемента. На практике для приготовления растворов используют от 40 до 70 % воды. Быстрота твердения (срок схватывания) определяется прибором Вика (погружением иглы прибора в тесто нормальной густоты). Начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, а конец – не позднее чем через 10 часов. Средняя плотность портландцемента в рыхлом состоянии составляет от 900 до 1300 кг/м3, в уплотненном от 1200 до 1300 кг/м3, истинная плотность цементного камня от 3000 до 3200 кг/м3. Прочность цемента характеризует его качество и определяется через 28 суток твердения. Портландцемент в зависимости от пределов прочности при осевом сжатии и статическом изгибе подразделяют на марки: М400, М500, М550 и М600.
Для производства других марок вяжущего, так называемых легких бетонов, на основе портландцемента используют керамзит, аглопорит, перлит и др. Керамзитовый гравий составляет до 80 % общего объема современного производства искусственных пористых заполнителей. За рубежом более типичным легким заполнителем является термозит (шлаковая пемза). Бетоны называются легкими, если в сухом состоянии их средняя плотность не выше 2000 кг/м3.
В настоящее время все более широкое распространение получает производство вяжущих для композиционных материалов из отходов промышленного происхождения. Наибольшее значение для производства композиционных материалов имеют минеральные отходы.
Основная масса отходов образуется в виде шлаков и зол. Производство вяжущих материалов относится к наиболее эффективным областям применения шлаков. Шлаковые вяжущие можно подразделить на следующие основные группы: шлакопортландцементы, сульфатно-шлаковые, известково-шлаковые, шлако-щелочные вяжущие. Наиболее широкое распространение из группы сульфатно-шлаковых получил гипсошлаковый цемент.
Минеральными вяжущими называют порошкообразные вещества, образующие при смешивании с водой или водными растворами некоторых солей пластичную массу, способную со временем отвердевать, превращаясь в камневидное тело. В зависимости от способности твердеть минеральные вяжущие подразделяют на воздушные и гидравлические.
Воздушные вяжущие затвердевают при смешивании с водой и длительно сохраняют свою прочность только на воздухе, поэтому они применяются в сооружениях, которые не подвергаются воздействию влаги.
В зависимости от температуры твердения различают:
- быстротвердеющие вяжущие. Температура твердения от 120 до 190 0С;
- нормальнотвердеющие. Температура твердения от 200 до 600 0С;
- медленнотвердеющие. Температура твердения от 600 до 1000 0С.
Наиболее распространены строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие (двуводный гипс, полуводный гипс, каустический магнезит и каустический доломит).
Гипсовые вяжущие получают из природного гипсового камня (двуводного сернокислого кальция) или из отходов промышленности, состоящих из сернокислого кальция путем нагревания до температуры 1800С (получается полуводный гипс) или до 2000 0С (получается безводный растворимый ангидрид).
Магнезиальные вяжущие вещества - это каустический доломит и каустический магнезит. Сырьем для них служат природный магнезит MgCO3 и доломит CaCO3*MgCO3. Каустический магнезит получают обжигом природного магнезита при температуре 750-800 0С, а доломит – при температуре 650-750 0С до полного разложения с последующим измельчением. Полученные магнезиальные вяжущие обладают хорошей адгезией к древесине.
Основным требованием является содержание оксида магния более 32%. Твердение вяжущих происходит при температуре не менее 12 0С, совместно с затворителем и водой. Хранение осуществляется в металлических баках без доступа воздуха, так как это очень гигроскопичный материал, который может гидратироваться за счет поглощения влаги из воздуха. Наиболее распространен каустический магнезит. Для его затворения применяют растворы хлористого или сернокислого магния.
Известь строительную воздушную получают обжигом при температуре от 1000 до 1200 0С карбонатных пород (известняки, мел, ракушечник) с содержание примеси глины не более 6 %, до полного удаления углекислых газов. Полученная известь называется комовой негашеной. Для получения вяжущего ее размалывают в мельницах и гасят водой в зависимости, от количества которой получается гашеная известь, известь-пушонка, известковое тесто или известковое молоко.
Гидравлические вяжущие способны затвердевать на воздухе или в среде, изолированной от воды, и в дальнейшем сохранять свою прочность как на воздухе, так и в воде. Температура твердения таких вяжущих от 70 до 200 0С. К этой группе относятся портландцемент, а также шлаковые, пуццолановые, смешанные цементы, гидравлическая известь.
Портландцемент - это порошкообразное вещество, состоящее из силикатов кальция, твердеющее как на воздухе, так и в воде. Портландцемент получают, измельчая клинкер с гипсом, при этом допускается до 10 – 15 % активных минеральных добавок. Содержание гипса должно быть от 1,5 до 3,5 %. Клинкер – это продукт обжига смеси из 75 % карбоната кальция (известняка) и 25 % глины до полного спекания.
К основным свойствам портландцемента относятся: тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания и прочность.
Тонкость помола определяет быстроту твердения и прочность цементного камня. Остаток на сите №008 (4900 отв/см2) не должен превышать 15 %. Водопотребность определяется количеством воды, необходимым для получения цементного теста нормальной густоты. Водопотребность зависит от состава, тонкости помола, вида цемента и составляет от 15 до 25 % от массы цемента. На практике для приготовления растворов используют от 40 до 70 % воды. Быстрота твердения (срок схватывания) определяется прибором Вика (погружением иглы прибора в тесто нормальной густоты). Начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, а конец – не позднее чем через 10 часов. Средняя плотность портландцемента в рыхлом состоянии составляет от 900 до 1300 кг/м3, в уплотненном от 1200 до 1300 кг/м3, истинная плотность цементного камня от 3000 до 3200 кг/м3. Прочность цемента характеризует его качество и определяется через 28 суток твердения. Портландцемент в зависимости от пределов прочности при осевом сжатии и статическом изгибе подразделяют на марки: М400, М500, М550 и М600.
Для производства других марок вяжущего, так называемых легких бетонов, на основе портландцемента используют керамзит, аглопорит, перлит и др. Керамзитовый гравий составляет до 80 % общего объема современного производства искусственных пористых заполнителей. За рубежом более типичным легким заполнителем является термозит (шлаковая пемза). Бетоны называются легкими, если в сухом состоянии их средняя плотность не выше 2000 кг/м3.
В настоящее время все более широкое распространение получает производство вяжущих для композиционных материалов из отходов промышленного происхождения. Наибольшее значение для производства композиционных материалов имеют минеральные отходы.
Основная масса отходов образуется в виде шлаков и зол. Производство вяжущих материалов относится к наиболее эффективным областям применения шлаков. Шлаковые вяжущие можно подразделить на следующие основные группы: шлакопортландцементы, сульфатно-шлаковые, известково-шлаковые, шлако-щелочные вяжущие. Наиболее широкое распространение из группы сульфатно-шлаковых получил гипсошлаковый цемент.
