Минеральные воздушные вяжущие вещества

В зависимости  от количества воды, взятой для гашения, получают или порошкообразный продукт  — пушонку или известковое тесто. В первом случае обычно добавляют на одну часть извести по массе 0,6—0,8 частей воды, а во втором — 2—3 части.

Гидратная известь (пушонка) — готовый продукт, который при затворении водой превращается в тесто. В упакованном виде ее легче транспортировать и хранить, чем негашеную известь. В условиях строек негашеную комовую или молотую известь чаще сразу гасят до образования известкового теста. Гасят известь в специальных вращающихся барабанах или других аппаратах. При небольших объемах гашение извести в тесто производится в творильных ящиках с большим количеством воды. Образуемое в них известковое молоко сливается в твориль-ную яму, где происходит полное гашение частиц и обезвоживание извести до консистенции теста благодаря испарению и отсосу воды через деревянные стенки ямы в грунт. В творильной яме известь выдерживают не менее 15 сут до полного гашения и получения пластичной и тонкодисперсной массы. В известковом тесте обычно содержится около 50% воды.

Типы  твердения извести:карбонатное, гидратное и гидросиликатное.

Различают три типа твердения извести: карбонатное, гидратное и гидросиликатное.

В растворах  на гашеной извести при обычной  температуре и давлении идет карбонатное  твердение. При карбонатном твердении  одновременно протекают два процесса: кристаллизация Са(ОН)2 из насыщенного водного раствора и образование СаСОз по реакции  Кристаллы образующегося СаСОз срастаются друг с другом, частичками Са(ОН)2 и песка и создают искуственный камень. Процессы карбонатного твердения протекают весьма медленно.

Гидра т  п о е г вер ден ие извести идет при затворении водой негашеной молотой извести и создании определенных условий гидратации. Молотая негашеная известь растворяется в воде с образованием пересыщенного раствора. Эффект твердения вызывается взаимным сцеплением и срастанием образующихся при быстром пересыщении частиц гидроксида кальция.

Гидросиликатное твердение извести происходит в  известково-песчаных и других силикатных изделиях в условиях повышенной температуры  и давления водяного пара, т. е. в  автоклавах. Сущность его сводится к взаимодействию гидроксида кальция, кремнезема и воды и образованию  новых соединений — гидросиликатов, цементирующих зерна песка. На гидросиликатном твердении извести основано получение силикатного кирпича и силикатных бетонов.

Важнейшими  достоинствами извести являются высокая пластичность, придающая  растворам и бетонам на ее основе хорошую удобоукладываемость, и водоудерживающая способность, предотвращающая расслаивание смесей.

Средняя плотность  комовой негашеной извести при  нормальной температуре обжига составляет 1600—1700 кг/м . По мере повышения температуры и длительности обжига она возрастает до 2900 кг/м3. Средняя плотность молотой негашеной извести в рыхлонасыпном состоянии 900—1100 кг/м3, извести-пушонки 400—500 кг/м3, известкового теста 1300—1400 кг/м3.

Гашеная известь  схватывается очень медленно. Образцы  растворов на ее основе можно расформовывать лишь через 5—7 сут. Процесс схватывания растворов на молотой негашеной извести завершается через 15—60 мин после затворения. При твердении на воздухе известковые растворы на гашеной извести дают значительную усадку.

Прочность материалов и изделий на основе извести  и стойкость их к воде и попеременному  замораживанию и оттаиванию зависит  от характера твердения. Наибольшее значение показатели этих свойств имеют при гидросиликатном и наименьшее при карбонатном твердении.

Через месяц  твердения при обычной температуре (10—20° С) растворы на гашеной извести  приобретают прочность 0,5— 1,5 МПа, на молотой негашеной извести — 2—3 МПа. При гидросиликатном твердении  возможно получение известково-пес-чаных (силикатных) бетонов с прочностью при сжатии до 30— 40 МПа и более.

Негашеную комовую известь транспортируют в крытых вагонах навалом или  в контейнерах. Перевозку молотой  негашеной и гидратной извести  осуществляют в бумажных битуминизиро-ванных мешках, в герметичных контейнерах или автоцементовозах. В период перевозки и хранения известь следует предохранять от увлажнения. Длительность хранения молотой негашеной извести должна быть не более 20 сут, так как активность ее быстро снижается за счет взаимодействия с влагой воздуха.

Строительная  воздушная известь находит применение для растворов и бетонов низких марок, работающих в воздушно-сухих условиях; плотных и ячеистых силикатных изделий автоклавного твердения; смешанных гидравлических вяжущих и известковых красок.

Растворимое и жидкое стекло, магнезиальные вяжущие

Растворимое и жидкое стекло. Растворимое стекло — стекловидный сплав, состоящий из щелочных силикатов. Общая формула его R20-mSi02, где R20 — щелочной оксид (Na20, К2О), т — силикатный модуль. Значение силикатного модуля может изменяться от 1 до 6,5. В строительстве наиболее часто применяют натриевое растворимое стекло с модулем 1,5—3. Калиевое стекло с модулем 4—4,5 применяют в основном для получения силикатных красок. Выпускают растворимое стекло в виде твердого монолита (силиката-глыбы), который дробят на куски, или мелкозернистого продукта (силиката-гранулята). Для его получения шихту, включающую кремнеземистый и щелочной компоненты, например песок и соду или сульфат натрия, плавят в стекловаренных печах при 1100—1400° С.

Силикат-глыба  образуется при медленном охлаждении расплава на воздухе, силикат-гранулят — при охлаждении в проточной воде. Растворение силиката-глыбы в воде производят в автоклавах при давлении 0,3—0,8 МПа. Гранулят можно растворить при атмосферном давлении и температуре 90— 100° С.

Водный раствор  силикатов щелочных металлов называют жидким стеклом. Его можно получить как из растворимого стекла, так  и непосредственно в автоклавах обработкой аморфных кремнеземистых продуктов  в растворах едких щелочей.

Жидкое стекло представляет собой коллоидный раствор  плотностью 1,4—1,5 г/см3, в закрытых сосудах  оно может сохраняться очень  долго, на воздухе медленно затвердевает. Сущность процесса твердения заключается  в испарении жидкой фазы, повышении  концентрации свободного коллоидного  кремнезема, его последующей коагуляции и уплотнении. Углекислый газ воздуха  нейтрализует щелочи, содержащиеся в  водном растворе, и способствует коагуляции кремнезема.

Существенно ускоряют процесс твердения жидкого  стекла добавка кремнефтористого натрия и некоторые другие вещества.

Характерная особенность жидкого стекла —  высокая клеящая способность, которая  в 3—5 раз выше, чем у цементов и других минеральных вяжущих. Благодаря  этому его широко используют для  склеивания картона, бумаги, деревянных и силикатных изделий и т. д.

Для укрепления грунта под фундаментами, защиты от грунтовых вод при проходке шахт и туннелей применяют силикатизацию—нагнетание в грунт жидкого стекла в сочетании  с растворами добавок-отвердителей через систему перфорированных  труб.

Жидкое  стекло служит затворителем кварцевых кремнефтористых кислотоупорных цементов — продуктов совместного измельчения или смешивания кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Изготавливают два типа таких цементов: I — для кислотоупорных замазок; II — для растворов и бетонов. Они отличаются содержанием кремнефтористого натрия и сроками схватывания. Кислотоупорные цементы применяются для склеивания химически стойких материалов, футеровки различных аппаратов и защитных покрытий строительных .конструкций. Кислотоупорные цементы нельзя применять в условиях действия щелочей, фосфорной, фтористоводородной и кремнефтористоводородной кислот, кипящей воды и водяного пара.

Отличительной особенностью растворов и бетонов  на основе жидкого стекла наряду с  кислотостойкостью является также их высокая жаростойкость. В энергетическом строительстве они с успехом используются для возведения и ремонта газоотводящих сооружений ТЭС, ГРЭС и других объектов.

Магнезиальные вяжущие

Магнезиальные вяжущие. Магнезиальные вяжущие являются продуктами умеренного обжига магнезита (каустический магнезит) и доломита (каустический доломит), затворяемых растворами электролитов: хлорида и сульфата магния, сульфата железа и др. Каустический магнезит получают при 800—850° С, каустический доломит — при 650—750° С.

Повышение температуры выше оптимальной ведет  к уплотнению кристаллов MgO, а применительно к доломиту — диссоциации СаСОз, что ухудшает качество магнезиальных вяжущих.

Наиболее  высокая прочность магнезиальных  вяжущих обес-" печивается при использовании в качестве затворителя раствора хлорида магния. Так, каустический магнезит, затворенный водным раствором хлорида магния с плотностью 1,2 г/см3, на 28-е сутки показывает предел прочности при сжатии 50—60 МПа и выше. Магнезиальные вяжущие относятся к лучшим вяжущим для получения материалов с использованием древесных опилок (ксилолит) и стружки (фибролит), отличающихся высокой ударной прочностью, тепло- и звукоизоляционными свойствами.

В воде и  во влажной атмосфере прочность  изделий на основе магнезиальных  вяжущих снижается. Наиболее сильно повышают их водостойкость фосфатные  добавки.

Необходимость применения для затворения магнезиальных вяжущих растворов солей резко ограничивает их использование в строительстве.