Вяжущие материалы

1 Вяжущие материалы в домостроении

Вяжущие вещества — вещества, способные затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зёрна песка, гравия, щебня. Это свойство вяжущих используется для изготовления: бетонов, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожжённых искусственных материалов; строительных растворов — кладочных, штукатурных и специальных. [2]

В качестве вяжущих материалов наиболее широко используют портландцемент, известь и гипс. Вяжущие вещества предопределяют в первую очередь прочностные свойства. [7, с. 302]

Вяжущие материалы применяются в строительстве для приготовления бетона или различных растворов. Основная особенность вяжущих материалов – их способность застывать под воздействием воздуха или воды. Исходя из этого, вяжущие материалы делят на гидравлические и воздушные.

В основу классификации современной широкой палитры вяжущих веществ, как правило, положены условия, в которых они проявляют свои вяжущие свойства.

С этой точки зрения вяжущие вещества можно разделить на 4 группы:

      воздушные,

      гидравлические,

      автоклавные,

      термотвердеющие.

     Воздушные вяжущие вещества при растворении водой схватываются, твердеют и превращаются в камень только на воздухе. Образовавшийся камень длительно сохраняет прочность также только в воздушной среде. Такие материалы применяют лишь в надземных сооружениях, не подвергающихся действию воды и в основном для внутренних помещений. К этой группе относятся строительная воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие материалы.

Воздушные вяжущие материалы – гипс, глина, строительная известь – твердеют на воздухе и могут быть в дальнейшем размыты водой. Более прочные и долговечные гидравлические материалы – различные виды цемента и специальные вяжущие смеси – начинают застывать еще на воздухе и продолжают отвердевать под воздействием воды.

Воздушный вяжущий материал глина легко разводится водой, образуя при этом пластичную массу, способную принять любую форму. Глину можно обжигать: в результате этого процесса она твердеет и становится похожей на камень. Если подвергнуть глину обжигу при крайне высокой температуре, это вещество может приобрести стекловидное состояние.

Глину используют для изготовления кирпича, укладки глиносоломенной кровли, возведения глинобитных стен. Для кладки внутренней части печей используют огнеупорную глину, обладающую сверхустойчивостью к повышенной температуре. Температура плавления огнеупорной глины – выше 1550 градусов. Менее устойчива к воздействию температуры легкоплавкая и тугоплавкая глина.

Характерная особенность глины – ее способность впитывать воду лишь до определенной степени. После этого предела глина становится гидроизолирующей. Именно поэтому этот материал широко применяется при возведении различных гидроизолирующих насыпей.

На цвет глины влияют в первую очередь содержащиеся в ней примеси. Самой ценной считают белую глину, или каолин. Температура ее плавления превышает 1750 градусов.

Известь – воздушный вяжущий материал; может быть негашеной и гидратной (молотой). Негашеная известь представляет собой цельные куски сероватого цвета. Ее получают в результате обжига известняка при температуре от 900 до 1000 градусов. В зависимости от срока начала гашения различают быстрогасящуюся (начало – через не более чем 8 минут), среднегасящуюся (25 минут) и медленногасящуюся (от 25 минут) известь. Негашеная известь, имеющая марки 4, 10, 25 и 50, применяется при изготовлении силикатного кирпича и бетона, для приготовления специальных растворов для кладки. Перед применением негашеную известь гасят водой, потом выдерживают около двух недель, а уже затем смешивают с песком, получая известковый раствор. [5]

Негашеная известь пожароопасна: если на нее попадет хотя бы небольшое количество воды, вещество начнет гаситься и достигнет при этом очень высокой температуры, от которой может загореться древесина.

     Гидравлические вяжущие вещества (цементы) способны при растворении водой после предварительного затвердевания на воздухе продолжать твердеть в воде, сохраняя и наращивая свою прочность. К ним относятся портландцемент, глиноземистый цемент, шлакопортландцемент и др. [2]

Самое прочное и долговечное гидравлическое вяжущее вещество – цемент, который используют при возведении бетонных конструкций, изготовлении высокопрочных строительных растворов. Любой цемент получают путем измельчения продуктов спекания специального вида глины – мергеля – или смеси глины с известняком. При производстве цемента используют в определенных дозировках добавки: гипс, песок, шлак. В зависимости от типа добавки получают разные типы цемента.

      Автоклавные вяжущие материалы превращаются в камень лишь при гидротермальной обработке в среде насыщенного водяного пара при температурах 150 — 200'С и давлении 0,9 — 1,3 МПа, то есть в автоклаве. Это известково-кремнеземистые вяжущие, на основе которых получают силикатный кирпич и силикатные бетоны.

     Термотвердеющие вяжущие вещества твердеют только при термообработке при температурах выше 20'С, как правило, до 400 С, например, фосфатные цементы. [3]

Для обозначения степени прочности цемента применяется особая маркировка. Марка цемента высчитывается во время пробных испытаний.
Считается, что окончательное приобретение цементом необходимой прочности наступает приблизительно через 28 суток после начала схватывания. Видимый глазу процесс отвердевания начинается после 45-й минуты использования и длится до 12 часов.

Путем измельчения, обжига и дальнейшего помола природного гипсового камня получают гипсовый цемент. Неполная дегидратация такого цемента становится возможной благодаря тому, что температура обжига не превышает 190 ° C. Когда гипсовый цемент застывает, гидратация приводит к тому, что природный гипс принимает исходную форму. Свойства природного гипсового камня таковы, что он способен отлично противостоять огню.
        Таким образом, рынок вяжущих материалов играет важную роль в современном общественном и экономическом развитии, так как во многом определяет потенциал промышленного и жилищного строительства.

7