Неорганические вяжущие вещества

Среди важнейших неорганических вяжущих веществ цементы

занимают ведущее положение. На их применении основано новое индустриальное производство - заводское изготовление сборного железобетона, а также изготовление монолитного и сборно-монолитного бетона и железобетона.

Изучение неорганических вяжущих веществ следует начинать с классификации, в соответствии с которой эти материалы разделяются на две группы: воздушные и гидравлические. По химическому составу и технологии производства воздушные вяжущие вещества относятся к более простым материалам, и поэтому рекомендуется начать изучение с этой группы вяжущих веществ. К ней относятся: воздушная известь; гипсовые вяжущие вещества; магнезиальные вяжущие вещества, а также растворимое стекло.

Уяснив разновидности, основные свойства и область применения вяжущих веществ этой группы, следует в таком же плане изучить и вторую группу — гидравлические вяжущие материалы. В ней представлены: портландцемент; специальные – портландцементы быстротвердеющий, белый, цветной, гидрофобный, пластифицированный, сульфатостойкий, тампонажный и дорожный, а также цемент 'с умеренной экзотермией; глиноземистый — обыкновенный, расширяющийся и безусадочный; смешанные цементы — пуццолановый и шлаковый портландцементы, цементы на известковой основе, сульфатно-шлаковые цементы, кислотоупорные цементы. К этой же группе относятся весьма редко применяемые сейчас романцемент и гидравлическая известь.

Номенклатура цементов будет пополняться и в дальнейшем. Развитие отраслей промышленности, использующих атомную энергию, вызывает необходимость организации производства цементов, обладающих повышенными защитными свойствами против радиации. В дорожном, аэродромном и других видах строительства получают применение полимерцементы, повышающие плотность и эластичность бетонов. В огнеупорной промышленности требуются жароупорные цементы, в нефтяной и газовой — специальные тампонажные и расширяющиеся цементы и т. п.

Для производства смешанных цементов требуются порошкообразные активные минеральные вещества (добавки). В дальнейшем изучаются отдельные природные (пуццолана, диатомит, трасс и др.) и искусственные (доменный шлак, глинит и др.) добавки.

При рассмотрении основных свойств воздушных и гидравлических веществ студент должен ознакомиться со специфическими методами оценки качества этих порошкообразных материалов. Если теоретическая подготовка по этому разделу совпала с прохождением лабораторного практикума, то изучение методов испытания вяжущих веществ упрощается. В лаборатории студент пользуется наглядными пособиями и приборами и поэтому сравнительно просто усваивает специфику определения прочностных характеристик и физических свойств цементов, гипсов и других вяжущих веществ. Если теоретическая подготовка по вяжущим веществам не совпадает с периодом прохождения лабораторных занятий, то, кроме рекомендованных учебников, необходимо прочитать соответствующий раздел учебного пособия по лабораторному практикуму. Для этих же целей можно воспользоваться ГОСТами, справочниками и т. п.

После начальной стадии проработки этого раздела курса студент должен перейти к изучению несколько более сложных вопросов. К этим вопросам относятся: физико-химические основы производства минеральных вяжущих веществ; зависимость основных свойств вяжущих от их химико-минералогического состава; теория твердения минеральных вяжущих веществ, переведенных в тестообразное состояние; химическая стойкость вяжущих веществ к воздействию внешней среды.

О физико-химических основах производства минеральных вяжущих веществ студенты строительных специальностей должны иметь общее представление, достаточное, чтобы выяснить процессы перехода сырья, не обладающего цементирующей способностью, в готовый продукт с резко выраженными вяжущими свойствами.

При изучении темы необходимо законспектировать основные сведения о сырьевых материалах и добавочных веществах, используемых для производства минеральных вяжущих веществ. Затем необходимо разобрать принципиальную схему технологии изготовления минеральных вяжущих веществ и особо выделить из нее центральную операцию — обжиг сырья или сырьевой смеси, При обжиге для одной группы вяжущих веществ характерны только реакции в твердой фазе (получение извести, романцемента); для другой — появление на определенной стадии обжига жидкой фазы и соответственно этому ускорение химических реакций, протекающих вначале только в твердой фазе (получение портландцемента, глиноземистого и других цементов). Для гипсов и некоторых других вяжущих наиболее характерными для периода обжига или нагрева сырья являются структурные превращения, с сущностью которых также следует ознакомиться.

Необходимо также выяснить назначение помола продукта обжига и роль высокой дисперсности порошкообразных вяжущих материалов. Наконец, необходимо вкратце ознакомиться с особенностями изготовления отдельных вяжущих веществ и с особенностями протекания химических и физико-химических процессов в печах или в специальных аппаратах, с химическим и минералогическим составами главнейших минеральных вяжущих веществ.

При изучении теоретических процессов твердения неорганических вяжущих веществ, следует принять за основу теорию акад. А. А. Байкова и разобраться в сущности рассматриваемых им трех периодов твердения каждого вяжущего вещества.

Непосредственно с теорией твердения связаны теоретические вопросы коррозионной стойкости затвердевшего цементного теста (цементного камня). Изучение влияния внешней среды на химическую стойкость цемента является завершающим этапом проработки этого раздела курса. Важно выяснить, что цементный камень (а следовательно, цементный бетон или раствор), находясь в сооружении, может преодолевать отрицательное воздействие внешних факторов при условии своевременного изучения возможных процессов разрушения структуры материала и принятия мер к их предотвращению. Среди внешних факторов выделяются следующие: действие напорной пресной воды, длительное воздействие минерализованной (например, морской) воды, влияние кислых вод и кислот; влияние некоторых других вредных сред (раствора сахара, сернистых газов и др.). Необходимо научиться записывать важнейшие реакции взаимодействия основных продуктов твердения вяжущих веществ с реакционно активными компонентами внешней среды. Кроме того, студент должен знать о мерах, направленных на торможение или полное исключение процессов коррозии цементного камня (бетона, раствора).

Этот раздел курса изучается как по учебникам и некоторой дополнительно рекомендуемой литературе, так и на лекциях в период сессии заочников, Темы о научных основах производства минеральных вяжущих веществ, о теории твердения минеральных вяжущих веществ и о коррозии и мерах по предотвращению ее вносятся в тематические планы лекционных занятий.

Литература:

Вопросы для самопроверки

1. Какие материалы называют минеральными вяжущими веществами?

2. На какие виды делятся минеральные вяжущие, область их применения?

3. Воздушные вяжущие вещества, их основные свойства и область применения.

4. Какова технология производства воздушной извести?

5. В чем состоит отличие воздушной извести от гидравлической?

6. Производство строительного гипса, его свойства и применение.

7. Чем отличается высокопрочный гипс от строительного?

8. Ангидритовые вяжущие, их свойства и применение.

9. Какова технологическая схема производства воздушной.извести?

10. Свойства воздушной извести.

12. В каком виде применяется воздушная известь в строительстве?

13. Магнезиальные вяжущие, растворители магнезиальных вяжущих, где применяются магнезиальные вяжущие?

14. Что представляет собой растворимое стекло и изготовляемый на его основе кислотоупорный цемент?

15, Какие вещества называются гидравлическими вяжущими?

16. Какие химические соединения придают вяжущим гидравлические свойства?

17. Гидравлическая известь, область ее применения.

18. Что называется портландцементом?

19. Какие материалы применяются в качестве сырья для производства портландцемента?

20. По каким технологическим схемам осуществляется производство портландцемента?

21. Каково содержание основных химических компонентов в портландцементе?

22. Каков минералогический состав портландцемента?

23. Какие применяют добавки к цементу?.

24. Свойства портландцемента.

25, Сущность теории твердения цемента и других вяжущих, соз-
данной А. А. Байковым.

25. Виды коррозии цементного камня и меры борьбы с ней.

27. Применение, хранение и транспортировка цемента.

28, Какими свойствами обладают гидравлические добавки и для
каких целей они применяются?

29. Что такое портландцемент с гидравлическими добавками? Его свойства и применение,

30. Специальные портландцементы (пластифицированный и гидрофобный).

31, Шлакопортландцемент и шлаковые цементы.

32. Глиноземистый цемент, его свойства и применение,

33. Расширяющиеся и безусадочные цементы, области их применения.