Вяжущие вещества, виды, свойства

Вяжущие по хим составу: минеральные (неорганические) – известь, гипс, цемент; органические (смолы, битум, деготь).

По СНиПу: воздушные (твердеют на воздухе), гидравличесике (твердеют после затворения водой и сохраняют свою прочность в воде), кислотостойкие, автоклавные вяж (не тверд-т при обычных усл).

Самое широкое распространение получили неорганические вяжущие вещества. Вяжущие вещества (неорганические) – эти вещ-ва при смешивании с водой под влиянием внутр-х физ-хим процессов способны схватываться (переходить из жидкого или тестообразного состояния в камневидное) и твердеть (постепенно увеличивать свою прочн во времени). Неорганически вещ-ва: водного (ц) и воздушного (известь, гипс и тд) твердения.

Ø Наиб распр-м ц. явл портландцемент (ПЦ) – гидравлическое вяж в-во, твердеющее в воде (лучше всего) или на воздухе. Он предст собой порошок серого цвета, получаемый тонким помолом цем-го клинкера с добавкой гипса. Клинкер получ-т путем равномерного обжига до спекания (1200-1450°С) тщательно отдозированной сырьевой смеси (глина, изв-к, доб окисдов Fe), содержащей 75-78% CaCO₃; 22-25% SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃. Осн-ым св-вом, характеризующим кач-во любого ц-а явл его прочность (марка). Прочн ц-а при сжатии 30-60 Мпа и 4,5-6,5 Мпа-при изгибе. В стр-ве прим-т ц марок 300, 400, 500, 550, 600. Нормальной густотой наз-т то содержание воды, кот необх-мо добавить к ц., чтобы получить опр-ую консистенцию цем теста, определяемую требованиями стандарта на спец приборе. Пц имеет НГ 22-27%. Сроки схв-ия ц-а хар-т начало и конец процесса превращения м-ла в тв тело. По стандарту при t=20⁰С нач схват 45 мин, конец – не позднее 10 часов. Истинная плотность ПЦ =3,05-3,15 г/см³, насыпная плотность 1,3 кг/м³.

Виды цемента:

- БТЦ (быстротвердеющий цемент) – разновидность ПЦ с доб. Марки: 400,500. Ч/з 3 сут прочн на сж > 25 МПа. Клинкер д. содерж-ть C₃S>50%, а ΣC₃A+C₃S>60%;

- ШПЦ – продукт совместного помола клинкера и ДГШ (21-60%). Марки: 300,400,500. Оотлич-ся более медленным схват-ием (нач – ч/з 4-6ч, конец – ч/з 10-12ч) и тв-ем в первые 7-10 сут. Режим ТВО проводится на более высокой t (до 95°С);

- ССтПц (сульфатостойкий ПЦ) – имеет органиченное содерж менее стойких к сульфатной агрессии минералов (C₃S<50%, ΣC₃A+C₄AF<22%, C₃A<5%). Марка: 400;

- ССтПцД (сульфатостойкий ПЦ с добавкой) – помол ССтПц и АМД (трепел, опока, диатомит) в кол-ве 5-10% или ДГШ (10-20%). Марки: 400, 500. Эти доб связывают выделяющийся при гидратации C₃S Ca(OH)₂, что способствует повышению сульфатост-ти ц-а. Пэтому возможно исп-ие клинкера с высоким содерж C₃S;

- ССтШПЦ (сульфатостойкий ШПЦ) – получ-т, ограничивая содерж C₃A в клинкере (<8%). Марки: 300,400. Все Сст ц-ы предзначены для бе-х и ЖБК, кот эксплутир-ся в усл переменного уровня воды, а также сооруж, кот подвергаются агрессивному возд-ию сульфатных вод при одновременном многократном замерзании-оттаивании или увлажнении-высыхании.

- ППЦ (пуццолановый ПЦ) – относится к группе ССтПЦ. Получают совместным помолом ПЦ-го клинкера (C₃A<8%) с АМД (20-30%-для трепела, опоки, диатомита; 25-40% -для туфа, трасса, пемзы). НГ=22-27%; ρ_ист=2,8-2,9г/см³.

- Белый ПЦ – получ-т помолом маложелезистого отбеленного клинкера по спец технологии с необх-м кол-вом гипса и неб. добавкой диатомита. Марки: 300,400,500. Сорта (по степени белизны): высший; БЦ-1; БЦ-2.

- Цветной ПЦ – получ-т помолом клинкера белого ц-а, гипса, пигмента, содержание кот д.б. <15% - для минер пигмента (либо синтет-го, либо прир-го) и <0,3% - для орган-го пигмента. Исп-ся для получ-ия цветных бе, архитект-х деталей, облицовочных плит и отделочных работ;

- НЦ (напрягающий цемент)–получ-т помолом ПЦ-го клинкера т напрягающего компонента (глиноземистый шлак, изв, гипс). Облад-т способностью значит-но расширяться в V (до 4%) после достижения цем камнем значит-ой прочности (15-20 МПа). Это позвол-т прим-ть этот ц. для изгот-ия самонапряженного ЖБ. Бе на основе НЦ облад-т высокой прочн, водонепрониц-тью (W>12), газонепрониц-тью и мрз.Марки:400,500. Сроки схв: н-2мин,к-6мин;

- Расширяющийся (безусадочный) цемент – помол ПЦ-го клинкера алитового (C₃S=60-65%), высокоглиноземистого шлака или глинозем-го клинкера (5-7%), двув-го гипса (7-10%) и АМД (20-25%) – трепела, опоки или бентонита. Расширяющий эффект происх-т до схват ц-а, что обесп-т расширение ц-го теста в пластическом сост-ии. Марки: 400,500,600.

- Специальные ц-ы: Фосфатные (вяж эффект происх-т за счет взаимод-ия разл-х измельч-х оксидов с фосфорной к-той или фосфатами. Исп-т для жаростойких и огнеупорных бе); Кислотоупорный ц (сост-т из смечи молотого кв.песка и кремнийфтористого Na, затворенной водным р-ром жидкого стекла. Исп-т для изгот-ия кислото-, жаростойких бе); Глиноземистый ц (быстротверд-ее, нормальносхват-щееся, гидр-ое в.в., получ-мое тонким помолом обожженной до плавления или до спекания сыр смеси, состоящей из бокситов и изв-ков (извести)); Высокоглиноземистый ц (продукт тонкого измел-ия обожженной до спек-ия (1500°) сыр смеси, составленной из чистых глинозема и CaCO₃. Марки (ч/з 3 сут): 250,350. Огнеупорность: 1580-1750°. Исп-ся для жаростойких и жароупорных бе); Гипсоглиноземистый расширяющийся ц (совместный помол высокоглин-го шлака (до70%) и гипса (до 30%). Марки(ч/з 3 сут): 300,400,500. Исп-ся для гидроизоляции шахт, тоннелей, подвалов и зачеканки); Шлакощелочной ц (продукт тонкого помола граншлака с щелочным компонентом (5-15%): NaOH,KOH, кальцинир сода, р-римое стекло и др. Марки (ч/з 28 сут): 400-1000.

Ø Известь.Воздушная известь – простейшее вяжущее, получаемое умеренным обжигом карбонатных пород (известняка, мела, ракушечника, отходов хим производств), содержащих не более 8% глинистых примесей. В стр-ве прим-т негашеную изв СаО и гашеную Са(ОН)₂. По кач-ву ((СаО+MgO)активных) изв. Делится на 3 сорта: I-90%; II-80%; III-70%. Различ-т изв: быстрогасящуюся (<20 мин) и медленногосящ (>20мин). При тв-ии на воздухе известковых р-ров и бе в возр 20сут достиг-т 0,5-3 МПа, а при автоклав. обработке (p=8атм, t=175°) до 50МПа за счет образ-ия гидросиликатов Са при Са(ОН)₂+SiO₂.

Ø Строительный гипс.Получаюттермообработкой прир-го двуводного гипсового камня при t=140-170°.В рез-те-полугидрат. Он хар-ся высокой водопотр-тью (55-60%) и сравнит-но низкой прочн (2-7МПа). Виды гипсового вяж: α–модификация (получ обработкой в автоклаве, высокопрочный гипс), β –модификация (тепловая обработка при t=140-170⁰С, обычный строительный гипс). Сущ-т 12 марок (по прочн) от Г-2 до Г-25, в стр-ве исп-ют Г-4…Г-7. Гипс увеличивается в объеме при твердении. Плотность гипса низкая =1200-1500 кг/м3 из-за высокой пористости (30-60%). Гипс обладает высокой гигроскопичностью, те способностью поглащать влагу из воздуха. При увлажнении гипс в 2-3 раза снижает прочность и обладает высокой ползучестью.Все гипсовые в.в. быстросхват-ся (2-20мин) и быстротвердеющие. Замедлители схват-ия гипса: столярный клей, СДБ, борная к-та.

Ø Композиционные вяжущие. В этих материалах к основному вяжущему компонентудобавляют спец добавки и активные минеральные компоненты, в том числе обладающие вяж св-вами. Добиваются улучшения реологических св-в, прочности и др. Н-р, это ВНВ (вяж низкой водопотр-ти).