Неорганические вяжущие вещества

Вяжущими веществами принято называть такие вещества, которые способны при определенных условиях под влиянием физико-химических процессов переходить из порошкообразного, пластично-вязкого или жидкого состояния в твердое или малопластичное.

Вяжущие вещества подразделяют на две большие группы: минеральные (неорганические) и органические.

Неорганические – известь, цемент, гипсовые вяжущие, жидкое стекло и др. – затворяют водой, реже водными растворами солей.

Органические – битумы, дегти, животный клей, полимеры, которые переводят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях.

Минеральные (неорганические) вяжущие вещества представляют собой искусственные тонкоизмельченные порошки, способные при смешивании с водой (в отдельных случаях с растворами некоторых солей) образовывать пластично-вязкую массу (тесто вяжущего), которая в результате физико-химических процессов постепенно затвердевает и переходит в камневидное тело.

Неорганические вяжущие вещества в зависимости от их способности твердеть и сохранять прочность в определенной среде делят на воздушные, гидравлические вяжущие вещества. В самостоятельную группу часто выделяютвяжущие вещества автоклавного твердения.

Воздушные вяжущие вещества характеризуются тем, что, будучи смешаны с водой, твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде.

Гидравлические вяжущие вещества отличаются тем, что после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны в последующем твердеть как в воздушной, так и в водной среде.

К кислотостойким вяжущим веществам относится кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, представляющий собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия.

В самостоятельную группу часто выделяютвяжущие вещества автоклавного твердения(известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые, известково-шлаковые).

Исходными материалами для производства вяжущих веществ служат различные горные породы и некоторые побочные продукты ряда отраслей промышленности (металлургической, энергетической, химической и др.).

В вяжущие вещества, в растворные и бетонные смеси для регулирования, улучшения или придания специальных свойств во многих случаях вводят различные добавки.

Гипсовые вяжущие вещества – это порошкообразные материалы, состоящие из полуводного гипса СаSO₄·0,5Н₂О и получаемые путем тепловой обработки при температуре в пределах 105-180 °С тонко измельченного природного двуводного гипса СаSO₄·2Н₂О или гипсосодержащих техногенных отходов (вторичных ресурсов)

Гипсовые вяжущие вещества в зависимости от температуры тепловой обработки сырья разделяют на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Твердение строительного гипса. При затворении полуводного гипса водой образуется пластичное тесто, которое быстро загустевает и переходит в камневидное состояние. Процесс твердения полуводного гипса происходит в результате гидратации полуводного гипса, т, е, присоединения к нему воды и перехода его в двуводный гипс СаSO₄·0,5Н₂О+1,5Н₂О=СаSO₄ 2Н₂О.

Свойства строительного гипса. Строительный гипс представляет собой порошок белого цвета; плотность его в рыхлом состоянии колеблется в пределах 800— 1100 кг/м³, а в уплотненном —1250—1450 кг/м³ истинная плотность 2,5—2,8 г/см³. Он является быстросхватывающимся и быстро твердеющим вяжущим веществом, к основным свойствам которого относят водопотребность, сроки схватывания, тонкость помола и предел прочности при сжатии и изгибе. Перечисленные свойства определяют по ГОСТ 23789.

Тонкость помола гипсовых вяжущих оценивают по остатку при просеивании пробы массой 50 г, на сите с отверстиями размером 0,2 мм. Тонкость помола определяют в процентах как отношение массы вяжущего, оставшегося на сите, к массе первоначальной пробы.

Стандартная консистенция (нормальная густота) гипсового теста характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из полого цилиндра без дна с внутренним диаметром 50 мм и высотой 100 мм (вискозиметра Суттарда), при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть (180±5) мм. При этом строго регламентируется время эксперимента – 45 с.

Стандартную консистенцию выражают в процентах как отношение массы воды, необходимой для получения гипсового теста указанной удобоукладываемости, к массе гипсового вяжущего в граммах.

Для получения теста нормальной густоты необходимо 35—80 % воды по массе гипса.

Гипсовое тесто стандартной консистенции в дальнейшем используют для определения сроков схватывания и предела прочности гипсовых вяжущих.

Сроки схватывания гипсового теста определяют на приборе Вика по глубине погружения иглы в гипсовое тесто.

Начало схватывания определяют промежутком времени с момента затворения водой до момента, когда свободно опущенная игла при погружении в тесто не дойдет до поверхности пластинки на 1-2 мм, а конец схватывания – когда игла погружается на глубину не более 1 мм. Сроки схватывания – в минутах.

Прочность гипса характеризуется пределом прочности при сжатии образцов-балочек размером 40х40х160 мм из гипсового теста нормальной густоты, испы­танных через 2 ч после изготовления.

По пределу прочности при сжатии установлено 12 марок гипса: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

Применение строительного гипса. Строительный гипс применяют для производства перегородочных плит и па­нелей, гипсокартонных листов, вентиляционных коробов' и других изделий и деталей, используемых в конструк­циях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60%. Из строительного гипса изготов­ляют гипсовые и известково-гипсовые штукатурные рас­творы, декоративные, теплоизоляционные и отделочные материалы, а также различные архитектурные детали методом отливки.