5.3. Гидравлические вяжущие вещества

К гидравлическим вяжущим относят гидравлическую известь, романцемент, известесодержащие и шлакощелочные вяжущие, цементы на основе портландцементного и глиноземистого клинкеров, гипсоцементно-пуццолановые и гипсошлакоцементные вяжущие.

5.3.1. Гидравлическая известь

Гидравлической известью называют вяжущее вещество, получаемое обжигом мергелистых известняков, содерщащих от 6 до 20% глинистых примесей. Химический состав сырья и готового вяжущего характеризуется гидравлическим или основным модулем (ОМ) — отношением содержания оксида кальция к кислотным оксидам в процентах по массе:

ОМ = CaO / (SiО2 + Al2О3 + Fе2 O3).

Этот модуль находится в пределах от 1,7 до 9.

Гидравлическую известь подразделяют на сильногидравлическую с ОМ = 1,7...4,5 и слабогидравлическую с ОМ = 4,5...9. При гидравлическом модуле меньше 1,7 получают романцемент, если он больше 9 — воздушную известь.

Производство гидравлической извести включает обжиг сырья и превращение его в порошок. Обжиг ведется в шахтных или вращающихся печах при температуре 900–1100 ^oС. Превращение в порошок выполняется гашением или помолом. При обжиге происходит разложение СаСО3 на СаО и СО2.

Затем СаО взаимодействует с песчаными и глинистыми примесями. В результате образуется вещество, состоящее из CaO(C), 2CaO хSiO2(C2S), 2CaO хAl2О3 хSiO2 х(C2AS). При наличии в сырье МgСО3 образуется также CaO хMgO хSiO2. Гидравлические свойства извести придают минералы С2S и С2AS.

Истинная плотность гидравлической извести составляет 2,6–3 г/см³, насыпная плотность в рыхлом состоянии — 700–800 кг/м³, в уплотненном — 1000–1100 кг/м³. Начало схватывания — 0,5–2 ч, конец — 8–16 ч. Прочность при сжатии сильногидравлической извести в возрасте 28 суток достигает 5 МПа, слабогидравлической — 1,7 МПа.

Гидравлическую известь применяют для кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок, эксплуатируемых как в сухих, так и во влажных условиях, а также для изготовления известково-шлаковых и известково-пуццолановых цементов.

5.3.2. Романцемент

Романцементом называют вяжущее вещество, получаемое обжигом мергелей, содержащих не менее 25% глинистых примесей. Кроме того, в его состав вводится до 5% гипса и до 15% минеральных добавок. Мергели должны иметь такой химический состав, чтобы гидравлический модуль был в пределах 1,1–1,7.

Изготовление романцемента состоит из дробления мергеля, его обжига и помола. Обжиг ведут в шахтных и вращающихся печах при температуре 800–1100 ^oС, помол — в шаровых мельницах. При обжиге происходит образование минералов 2СаО хSiО2(С2S), 2СаО хAl2О3 хSiО2(С2АS), СаО хAl2О3х(СА), 5СаО хЗА12О3(С5А3), 2CaO хFе2О3 (С2F) и 4СаО хА12О3 хFе2О3 (С4АF), способных к гидравлическому твердению. В результате гидратации образуются гидросиликаты кальция CaO хSiO хH2O(В)[CS(В)], трехкальциевый гидроалюминат ЗСаО х Al2О3 х6Н2О(С3АB6) и двух- и трехкальциевый гидроферрит С2FDn хС3FBn, обладающие гидравлическими свойствами.

Романцемент имеет истинную плотность 2,6–3 г/см³, насыпную плотность в рыхлом состоянии 800–1000 кг/м³, в уплотненном — 1000–1300 кг/м³. Начало схватывания — не ранее 20 мин, конец схватывания — 24 ч.

По прочности выпускается марок 25, 50, 100, 150. Его применяют для кладочных и штукатурных растворов, бетонов низких марок, стеновых камней. Не рекомендуется применять для железобетонных конструкций.