Виды гидравлических вяжущих веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение	3
1. Общие сведения	4
2. Виды гидравлических вяжущих  веществ	4
2.1. Гидравлическая известь	5
2.2. Романцемент	6
2.3. Портландцемент	6
2.4. Цемент	9
Заключение
Используемая литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

«Минеральные вяжущие  вещества» - один из главных разделов дисциплины строительных специальностей «Материаловедение. Технология конструкционных  материалов».

Минеральные вяжущие вещества, главным образом портландцемент, – основа современного строительства. Они применяются для изготовления бетона и железобетона различного назначения: для несущих и ограждающих  конструкций зданий и сооружений, пролетных строений и опор мостов, основания и покрытий автомобильных  дорог, гидротехнических сооружений и  т.п. Кроме того, портландцемент, гипс, известь применяются для изготовления штукатурных и кладочных растворов, многих других строительных материалов и изделий: асбестоцементных, гипсовых, силикатных.

В зависимости от вида сырьевых материалов все вяжущие вещества в строительных материалах подразделяются на две большие группы: минеральные (неорганические) и органические.

Одним из первых вяжущих, которым  пользовался человек, была необожжённая глина. Вследствие слабых вяжущих свойств, а главное, вследствие малой стойкости  во влажных условиях необожжённая глина  перестала соответствовать требованиям  строительной техники. За 2500…3000 лет  до н.э. были найдены способы изготовления вяжущих веществ, в первую очередь  гипса и извести, получаемых обжигом  соответствующих горных пород.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общие сведения

 

Минеральными вяжущими веществам  называют искусственно получаемые порошкообразные  материалы, которые при затворении водой образуют пластичную, удобоукладываемую  пасту, с течением времени затвердевающую вследствие физико-химических процессов  в камневидное тело.

К минеральным вяжущим  материалам относятся порошкообразные  вещества, образующие при смешивании с водой пластичную массу, которая  постепенно затвердевает, образуя прочное  камневидное тело. Различают гидравлические вяжущие - материалы, которые после  смешивания с водой и предварительного затвердевания на воздухе сохраняют  свою твердость и продолжают упрочняться («набирать» прочность) в воде - это  разновидности цементов, гидравлическая известь. Воздушные вяжущие - это  вещества, которые способны твердеть и сохранять прочность только на воздухе (гипс, воздушная известь, жидкое стекло).

Гидравлические вяжущие  после затворения водой способны твердеть как на воздухе, так и  в воде. После предварительного затвердевания  на воздухе они продолжают твердеть в воде, длительно сохраняя и наращивая  свою прочность. Способность к длительному  гидравлическому твердению вяжущим  придают силикаты, алюминаты и  ферриты кальция, образующиеся при  производстве вяжущих, что можно  выразить гидравлическим модулем. Гидравлический модуль m - это отношение содержания основного оксида СаО к суммарному содержанию кислотных оксидов в  составе вяжущего.

 

 

 

Для каждого вяжущего характерен свой гидравлический модуль. Воздушная  известь, которая изготавливается  практически из чистых известняков (лишь с небольшой примесью глины) имеет самый большой гидравлический модуль – более 9; у гидравлической извести m=1,7…9. Прочностные характеристики гидравлических вяжущих (при одинаковой тонкости помола и прочих равных условиях) определяются минералогическим составом вяжущего, который зависит от гидравлического  модуля и условий обжига.

 

Виды гидравлических вяжущих веществ

 

•  Гидравлическая известь - это вяжущее вещество, которое получают методом обжига не до спекания мергелистых известняков, в которых содержится от 6 до 25% глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей. Согласно ГОСТу 9179-77 данный строительный материал производят в виде тонкоизмельченного порошка.
• Романцемент - тоже относится к гидравлическим вяжущим веществам. Этот продукт тонкого помола обожженный не до спекания чистых и доломитизированиых мергелей, содержащих до 25 % глинистых примесей.
• Портландцемент, пожалуй, самый востребованный на сегодняшний день вид цемента. Данный строительный материал обладает высокими эксплуатационными характеристиками, что обуславливает его применение в возведении ответственных конструкций. Существует две марки этого цемента М400 и М500, цифра, идущая после буквы, обозначает прочность цемента.
• Цемент. Наверное, не будет ошибкой, если мы назовем цемент самым необходимым гидравлическим вяжущим в строительном производстве.

 

Ниже приведен список разновидностей цемента:

• Кислотоупорный кварцевый цемент
• Расширяющийся цемент
• Глиноземистый цемент
• Пуццолановый цемент
• Быстротвердеющий цемент
• Шлаковый цемент

 

Каждый из видов гидравлических вяжущих веществ имеет свое предназначение и в целях безопасности и долговечности  возводимых объектов, желательно использовать каждый вид по предназначению.

 

Гидравлическая  известь

 

Гидравлическая известь - продукт умеренного обжига при температуре 900-1100° C мергелистых известняков, содержащих 6-20% глинистых примесей. При обжиге мергелистых известняков при разложении углекислого кальция часть образующейся CaO соединяется в твердом состоянии с окислами SiO2, Al2O3, Fe2O3, содержащимися в минералах глин, образуя силикаты 2СаО · SiO2, алюминаты CaO · Al2O3 и ферриты кальция 2СаО · Fe2O3, обладающие способностью твердеть не только на воздухе, но и в воде.

Строительную гидравлическую известь выпускают в виде тонкоизмельченного порошка, при просеивании которого остаток частиц на сите № 009 не должен превышать 10%.

Кроме глинистых и песчаных примесей мергелистые известняки обычно содержат до 2—5% углекислого магния и некоторые другие примеси.  
        Различают гидравлическую известь двух видов: слабогидравлическую с модулем 4,5—9 и сильногидравлическую с модулем 1,7—4,5. Если продукт обжига имеет гидравлический модуль менее 1,7, то его относят к романцементу (т= 1,1 —1,7), если же более 9, то к воздушной извести. 
        Гидравлическое твердение извести происходит в результате гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция так же, как в портландцементе. 
        К гидравлической извести предъявляются следующие требования: остаток на сите № 009 не более 10%, предел прочности при сжатии стандартных образцов-кубов через 28 сут. комбинированного хранения (7 сут. во влажном воздухе и 21 сут. в воде) не менее 20 кГ/см2. 
 
        Романцемент

 

Продукт тонкого помола обожженных не до спекания чистых и доломитизированиых мергелей, которые содержат около 25 % глинистых примесей называется романцемент. В этот цемент, для того чтобы было возможно регулировать его свойства (замедление схватывания), допускается до 5 % гипса различных модификаций и до 15 % активных минеральных добавок. Основным сырьем в производстве этого вида цемента являются мергели (природная смесь углекислого кальция и глин). Качество продукции определяет не только химический состав мергелей, но и их структура.

Согласно ГОСТу 2542-44 по прочности  данное вяжущее вещество принято подразделять на три марки: 25, 50, 100.

Не рекомендуется хранить  этот материал в течение длительного  времени максимум 2 месяца, поскольку  его качество при этом существенно  понижается. Данный вид строительного  материала в настоящее время  выпускают в небольших количествах. Используют его, как правило, в растворах  для каменной кладки в наземных и  подземных сооружениях, и для  изготовления бетонов низких марок.

 

Портландцемент

 

 Портландцемент относится к группе вяжущих веществ, обладает гидравлическими свойствами. Основными компонентами в создании такого цемента являются портландцементный клинкер, гипс и добавки. Свойства портландцемента в значительной степени отличаются от свойств других цементов, высокой прочностью в 28 суток. К свойствам портландцемента также можно отнести повышенную морозостойкость, коррозионную устойчивость, низкую водопроницаемость.

Существуют различные  марки портландцемента, согласно ГОСТу 10178 они обозначаются буквой М и  цифрой (300, 400, 500, 550 и 600).

Портландцемент  ГОСТ

 

На сегодняшний день рынок строительных материалов предлагает потребителю  различные виды данного гидравлического вяжущего, а именно:

• Белый;
• Водонепроницаемый;
• Быстротвердеющий;
• Гидрофобный;
• Карбонатный;
• Глиноземистый;
• Напрягающий;
• Расширяющийся;
• Песчанистый;
• Пластифицированный;
• Пуццолановый;
• Тампонажный;
• Шлаковый.

Свойства портландцемента

 

Каждый из них имеет свою специфику  и предназначен для работы в определенных условиях. В целях безопасности и  долговечности возводимых конструкций  рекомендуется использовать определенный вид строго по предписанию.

Как гласит ГОСТ, портландцемент должен производиться в соответствии с  установленными нормативами.

По своему химическому составу: в портландцементе определяют содержание СаО, SiO2, AI2O3, Fe2O3, MgO, К2О, Na2O, SO3, а также  ионов Cl.

 

Марка портландцемента

 

Известно, что сегодня  самым востребованным видом цемента  является портландцемент. Название он получил в честь города Портланд расположенного в Великобритании. Этот цемент отличается высокой прочностью, а определяется она маркой. Марка портландцемента - есть условное обозначение, которое выражает минимальные требования к пределу прочности при сжатии образцов, изготовленных из стандартного цементного раствора.

Помимо нормируемых значений по прочности для определения  марки портландцемента, нужно также  определить нормируемые значения прочности  при изгибе. Для шлакопортландцемента и быстротвердеющего портландцемента  кроме прочности в 28 суток, нормируют  также значения прочности при  сжатии и изгибе по истечению трех суток.

Согласно ГОСТу 10178 предусмотрены  марки портландцемента 400, 500, 550 и 600. Не запрещается производителю в  силу каких-либо технических условий  выпускать цементы марок 200 и 300 или  наоборот высоких марок 700 и даже выше. Соответственно чем выше цифра  стоящая после буквы М тем  прочнее данное вяжущее вещество. На сегодняшний день к наиболее востребованным маркам этого вида цемента относятся портландцемент М400 и портландцемент М500.

Виды портландцемента

 

В строительстве любого объекта  главным вяжущим веществом является портландцемент. Это гидравлическое вяжущее вещество из портландцемнтного  клинкера, гипса и прочих добавок. По своему составу (с добавками, без  добавок) принято различать следующие виды портландцемента:

• шлакопортландцемент;
• быстротвердеющий;
• сульфатостойкий;
• с умеренной экзотермией;
• гидрофорбный;
• пластифицированный;
• белый портландцемент.

 

Данное вяжущее вещество является обладателем таких положительных качеств, как огнестойкость, морозостойкость и жаростойкость. В силу того, что портландцемент не всегда удовлетворяет отдельным специальным требованиям, предъявляемым к бетонам и строительным растворам при различных условиях их применения, промышленность начала выпуск различных видов портландцемента, имеющих свое предназначение.