14) Неорганические вяжущие вещества. Общие сведения. Воздушные вяжущие

Вяжущие вещества по составу делятся на

1. неорганические, которые затворяют водой (реже водными растворами солей). Включают: вяжущие воздушные (способны затвердевать и длительное время сохранять прочность только на воздухе) – воздушная известь, гипс, магнезиальные вяжущие, жидкое стекло, вяжущие гидравлические (не только на воздухе, но и в воде) - портландцемент, вяжущие автоклавного твердения (в автоклавах при повышенном давлении и температуре) – известково-кремнеземистое.

2. органические (битумы, дёгти, животный клей, полимеры), которые переводят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях.

Строительная воздушная известь (CaO и MgО) — продукт умеренного обжига при 900—1300 °C природных карбонатных пород (CaCO_{3 и}MgCO₃), содержащих до 8 % глинистых примесей (известняк, доломит, мел и др.). Обжиг осуществляют в шахтах и вращающихся печах. Наиболее широкое распространение получили шахтные печи. При обжиге известняка в шахтной печи движущийся в шахте сверху вниз материал проходит последовательно три зоны: зону подогрева (сушка сырья и выделение летучих веществ), зону обжига (разложение веществ) и зону охлаждения. В зоне подогрева известняк нагревается до 900 °C за счёт тепла поступающего из зоны обжига от газообразных продуктов горения. В зоне обжига происходит горение топлива и разложение известняка (CaCO_{3 и}MgCO₃) на известь (CaO и MgО) и диоксид углерода (CO₂) при температуре 1000—1200 °C. В зоне охлаждения обожжённый известняк охлаждается до 80-100 °C двигающимся снизу вверх холодным воздухом.

В результате обжига полностью теряется двуокись углерода и получается комовая, негашёная известь в виде кусков белого или серого цвета. Комовая негашёная известь является продуктом, из которого получают разные виды строительной воздушной извести: молотую порошкообразную негашёную известь, известковое тесто.

В зависимости от содержания оксида магния воздушную известь делят на кальциевую (MgО≤5 %), магнезиальную (MgО=5-20 %), высокомагнезиальную или доломитовую (MgО=20-40 %). Наиболее важным показателем качества извести являются: активность – процентное содержание оксидов CaO и MgО, способных гаситься, количество непогасившихся зерен (недожог и пережог), время гашения. В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь с временем гашения до 8 мин, среднегасящиеся – ее время гашения не превышает 25 мин и медленно гасящуюся с временем гашения не менее 25 мин.

Строительную воздушную известь различного вида используют при приготовлении кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок (работающих в воздушно-сухих условиях), изготовлении плотных силикатных изделий (кирпича, крупных блоков, панелей), получении смешанных цементов.

Строительные растворы на воздушной извести имеют невысокую прочность. Поэтому сорт извести устанавливают не по прочности, а по характеристикам ее состава. Чем меньше глинистых и др. примесей в исходном известняке, тем выше активность, быстрее гашение и больше выход известкового теста.

Гипсовые вяжущие вещества – состоят из полуводного гипса (CaSO₄x0,5H₂O) или ангидрида (CaSO₄) и получают тепловой обработкой сырья и помолом.Cырье – гипс CaSO₄x2H₂O, ангидрид CaSO_4, отходы промышленности. В зависимости от температуры обжига – низкообжиговые (110-180 ºС, строительный, формовочный, высокопрочный гипс) и высокообжиговые (600-900 ºС). Установлено 12 марок гипса по прочности(Г-2..Г-25). По тонкости помола гипс: грубого помола (остаток на сите №0,2 ммне более23 %), среднего помола(не более 14 %), тонкого помола(не более 2 %).быстротвердеющий (начало схватывания не ранее2 мин,конец, не позднее 15), нормальнотвердеющий (начало- не ранее6 мм, конец – не ранее 30 мм), медленнотвердеющий(не ранее 20 мм, конец – не нормируется).Для определения марки гипса по прочности изготавливают 3 образца-балочки 4х4х16 см, через два часа испытывают их сначала на изгиб, потом полученные половинки – на сжатие). Марка определяется по двум показателям.

Гипс применяют для изготовления гипсовых деталей и гипсобетонных изделий, приготовления штукатурных растворов и гипсоцементнопуццолановых вяжущих.

Ангидрит встречается как естественная горная порода (CaSO4) без кристаллической воды (природный ангидрит NAT) или образуется из искусственно приготовленного ангидрита в установках по извлечению серы из дымовых газов на электростанциях, работающих на угле (синтетический ангидрит SYN). Его часто обозначают также REA — гипс. Чтобы ангидрит мог воспринимать воду, к нему добавляют в качестве возбудителей (ингибиторов) основные материалы, такие, как строительная известь, или основные и солевидные материалы (смешанные ингибиторы).

Ангидридный раствор начинает схватываться через 25 минут и становится твёрдым не позже чем через 12 часов. Его твердение происходит только на воздухе. Ангидритноевяжущее (АВ) поставляется по DIN 4208 двух классов прочности. Он может применяться в качестве вяжущего для штукатурок и стяжек, а также для внутренних строительных конструкций. Штукатурки с ангидритнымвяжущим необходимо защищать от влаги.

Магнезиальные – каустический магнезит и каустический доломит, порошки, основной частью которых является оксид магния. Затворяют водными растворами солей (хлористого магния).

Жидкое стекло – коллоидный водный раствор силиката натрия или силиката калия. Применяют для изготовления кислотоупорных и жароупорных бетонов, укрепления грунтов.