Назовите основные виды гидравлических вяжущих веществ, кратко опишите основные свойства и технологию их получения, область применения в строительстве

Ответ Гидравлические вяжущие вещества. Гидравлические вяжущие вещества являются более сложными по составу, чем воздушные. Гидравлические вяжущие вещества в отличие от воздушных затвердевают и сохраняют свою прочность не только на воздухе, но и в воде. К гидравлическим вяжущим веществам относятся: известь гидравлическая и различные цементы (роман-цемент, портландцемент, шлакопортландцемент и другие виды цементов). Гидравлические вяжущие вещества применяются как в сухих, так и во влажных условиях, там, где требуется высокая прочность и там, где нельзя применять воздушные вяжущие вещества. Их используют в кладочных и штукатурных растворах для наружных стен, фундаментов и получения бетона, железобетона, асбестоцементных и других изделий.

Гидравлическая известь — продукт обжига кальциево-магниевых карбонатных пород при температуре 1000 °C, содержащих 8−20% глинистых примесей. Выпускается в виде кусков или порошка. Основным показателем качества является гидравлический модуль. Гидравлический модуль есть отношение оксидов кальция (СаО) к сумме других оксидов.

где m — гидравлический модуль.

Если гидравлический модуль находится в пределах 1,7−4,5, значит, материал обладает сильными гидравлическими свойствами и ближе к цементам, если он колеблется от 4,5 до 9 значит он обладает слабыми гидравлическими свойствами и по свойствам ближе воздушной извести.

Роман-цемент — порошок от светло-желтого до бурого цвета, получаемый в результате тонкого помола обожженных не до спекания (при температуре 1000−1100 °С) известняков, содержащих свыше 20% глинистых примесей. По прочности делится на три марки: 2, 5, 50 и 100. Начало схватывания не ранее 15 мин, конец не позднее 24 ч, остаток на сите № 008 не более 25%. Применяется для растворов при кладке и оштукатуривании стен и фундаментов, изготовления бетонов невысоких марок.

Портландцемент — основной вид гидравлических вяжущих веществ. Представляет собой тонкий порошок серого цвета с зеленоватым оттенком. Получается помолом обожженной до спекания при температуре 1450 °C смеси известняка (углекислый кальций) 75% и 25% глины. Портландцемент с необходимыми свойствами можно получить в том случае, когда содержание основных оксидов будет в следующих количествах:

СаО — 60−67%, SiО2- 12−24%.

Аl2О3 — 4−7% и Fe2О3 -2−6%.

Вредными примесями являются MgO и SО3, содержание которых соответственно допускается не более 5 и 3,5%. Повышенное содержание их вызывает неравномерное изменение объема при затвердевании и повышает сульфатную коррозию.

Производство портландцемента является сложным процессом. После подготовки сырьевых материалов — они подвергаются обжигу. При обжиге под влиянием высокой температуры происходят сложные физико-химические процессы взаимодействия оксида кальция с другими оксидами, с образованием следующих минералов: трехкальциевого силиката 3CaОSiО2 ~ 37−60%; двухкальциевого силиката 2CaОSiО2 — 15−37%; трехкальциевого алюмината ЗСаОАl2О3 — 7−15% и четырехкальциевого алюмоферрита 4CaОAl2О3Fe2О3 — 10−18%, которые обусловливают гидравлические свойства портландцемента.

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяется на марки: 400, 500, 550 и 600. Начало схватывания Цемента должно наступить не ранее 45 минут, а конец — не позднее 10. ч от начала затворения. Остаток на сите № 008 не должен быть более 15%.

Шлакопортландцемент представляет собой портландцемент (20— 85%) с добавками шлаков (15—80%). По свойствам похож на портландцемент, но является более дешевым. Выпускается трех марок: 300, 400 и 500.

Минеральные вяжущие вещества применяются в качестве кладочных и штукатурных растворов. В зависимости от возможных условий формирования структуры искусственного камня в них выделяют воздушные (известь воздушная, гипс, магнезиальные вяжущие вещества — формирование искусственного камня происходит в сухой среде) и гидравлические — отличаются более сложным составом, искусственный камень образуется и сохраняется как в сухой, так и во влажной среде (гидравлическая известь и цементы: портландцемент, шлакопортландцемент, специальные цементы).

В большинстве случаев в строительстве применяют смеси минерального вяжущего вещества, воды и заполнителя. Необходимость использования заполнителя вызвана двумя основными причинами:

• 1) вяжущие вещества в смеси только с водой при отвердении имеют повышенную склонность к набуханию и усадке, что приводит к образованию трещин и разрушению конструкций. Заполнители уменьшают усадочные явления;
• 2) использование заполнителя уменьшает расход вяжущего вещества, а следовательно, и стоимость сооружений.

Смесь вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка) называется строительным раствором, а смесь вяжущего вещества, воды, песка и крупного заполнителя (щебня, гравия) — бетоном.

Наиболее распространенным представителем минеральных вяжущих веществ является портландцемент. В зависимости от показателя прочности при сжатии выделяют четыре основные марки портландцемента 300, 400, 500 и 600. Марку определяют при сжатии образца, изготовленного из смеси цемента и песка в соотношении 1:3, испытанного через 28 дней после его изготовления.

Большое влияние на качество портландцемента (в первую очередь на прочность) оказывает тонкость помола. Остаток на сите с сеткой № 008 не должен превышать 15% от массы пробы. Портландцемент не должен содержать посторонних включений, цвет его должен быть равномерным серо-зеленым Строительные материалы и изделия на основе минеральных вяжущих веществ называют безобжиговыми, так как в процессе производства их не обжигают. Необходимую прочность они приобретают в результате затвердевания вяжущего вещества.

Материалы на основе минеральных вяжущих веществ включают в себя материалы на основе гипса (гипсокартон, гипсовые декоративные украшения и др.); извести (известково-песчаный кирпич, известково-зольный кирпич, известково-шлаковый кирпич); материалы на основе цемента (листы асбестоцементные (шифер), трубы асбоцементные, цементно-песчаные изделия (блоки стеновые и фундаментные, облицовочные, плиты перекрытий, тротуарная плитка и др.).

В современном строительстве широко используются кирпич и камни силикатные. Кирпич и камни по форме, размерам и расположению пустот должны отвечать установленным требованиям. Трещины на лицевой поверхности кирпича и камней не допускаются. Кирпич и камни должны иметь две лицевые поверхности — ложковую и тычковую. На лицевой поверхности не должно быть отколов, пятен и других дефектов, видимых на расстоянии 10 м на открытой площадке при дневном освещении.

Отбитости углов глубиной 10−15 мм не должны превышать 2 шт. Трещины по постели полнотелого кирпича не должны быть более 40 мм. Включения песка и глины должны иметь размер не более 5−10 мм в изломе и их количество не должно превышать 4 шт. Общее количество кирпича с отбитостями превышающими перечисленные требования не должно быть более 5%. Количество половняка не должно превышать 5%.

При хранении не разрешается устанавливать поддоны с кирпичом или камнями друг на друга выше двух рядов. Погрузка кирпича и камней навалом (набрасыванием) и выгрузка их сбрасыванием запрещается.

Вопрос № 6.