Вяжущие материалы для цемента

Вяжущие материалы для цемента

Вяжущие материалы — это минеральные и органические вещества, применяемые для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления (омоноличивания) отдельных элементов строительных конструкций, гидроизоляции (создания водонепроницаемых покрытий).

К минеральным вяжущим материалам относятся порошкообразные вещества, образующие при смешивании с водой пластичную массу, которая постепенно затвердевает, образуя прочное камне-видное 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).

В метростроении в основном применяют гидравлические вяжущие, чаще всего — цементы. Основой цементов является тонко раз-молотый цементный клинкер — обожженная до спекания смесь известняка или мергеля и глины. Добавка строительного гипса (получаемого обжигом природного гипса) позволяет получать цементы с уменьшенными сроками схватывания — портландцементы, добавкой шлаков получают шлакопортландцементы. Добавление к этим разновидностям цемента специальных минеральных добавок дает быстротвердеющие портландцемент и шлакопортландцемент, отличающиеся повышенной прочностью через трое суток твердения.

Показателем прочности цемента является его марка (чем выше марка, тем больше прочность). Выпускают портландцементы пяти марок: 300, 400, 500, 550 и 600.

На основе глиноземистого клинкера получают глиноземистый и гипсоглиноземистый цементы. Эти цементы используют для получения быстротбердеющих строительных растворов и бетонов. Глиноземистый цемент является продуктом тонкого помола клинкера, получаемого путем обжига до оглавления смеси бокситов и известняков. Его марки: 400, 500 и 600. Применяют этот цемент в случае, когда портландцемент не обеспечивает требуемой долговечности конструкций или необходим их быстрый ввод в эксплуатацию.

На основе глиноземистого цемента созданы быстротвердеющие гидравлические вяжущие вещества — расширяющиеся и безусадочные цементы (марки БУС), применяемые при чеканке швов сборной тоннельной обделки.

В метростроении для первичного нагнетания за тоннельную обделку используют цементно-песчаные (строительные) растворы — смеси цемента, песка и воды. Составы таких растворов (соотношение по массе количества цемента и песка, например, 1 : 2 или 1 : 4) принимают в зависимости от необходимой прочности и назначения раствора. Растворы, в которых имеются несколько различных вяжущих и введены добавки для улучшения технологических свойств,, называют смешанными (например, известково-цементно-песчаный).

Бетоном называют искусственный строительный материал, получаемый в результате твердения смеси из вяжущего, воды, заполнителей (песка, гравия или щебня) и в необходимых случаях — специальных добавок. Активными веществами в бетоне являются цемент и вода. Состав бетона условно можно обозначить соотношением: 1 : х : у. Это значит, что в состав бетона входят одна часть (по массе) цемента, к частей песка и у частей щебня или гравия. Прочность бетона зависит от прочности заполнителей, активности цемента и водоцементного отношения. Излишняя вода снижает качество бетона, так как при ее испарении образуются поры.

Прочность бетона определяют испытанием кубиков размерами 15×15 × 15 см через 28 сут твердения. Предел кубиковой прочности бетона определяет марку бетона. Бетон марок М50, М75 и М100 применяют для конструкций и сооружений с низкими напряжениями (фундаменты, внутренние массивы и т. д.). Для железобетонных конструкций в промышленном и гражданском строительстве используют бетоны более высоких марок: М200, М250 и МЗОО. В тоннельных конструкциях применяют бетоны марок от М200 до М400, в отдельных конструкциях — до М600. Так, для изготовления железобетонных шпал применяют бетон М500, а тюбингов обделки тоннеля — М600.

Железобетоном называют сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединенных и работающих в конструкции как единое целое. Совместная работа материалов в железобетоне обеспечивается прочным сцеплением бетона с арматурой и близостью значений температурных коэффициентов линейного расширения обоих материалов. В этом материале бетон воспринимает сжимающие усилия, а арматура — растягивающие. Достоинства железобетона — высокая прочность, долговечность, простота формообразования. Термин «железобетон» иногда употребляют как собирательное название железобетонных конструкций и изделий.

В метростроении большинство сборных конструкций изготавливают из железобетона (это блоки и тюбинги тоннельной обделки, элементы цельносекционной обделки тоннелей мелкого заложения, колонны, плиты перекрытия и другие элементы станций, строящихся открытым способом).

К органическим вяжущим материалам относятся вещества органического происхождения, обладающие способностью под влиянием физических или химических процессов переходить из пластич-ного состояния в твердое или малопластичное (битум, асфальт и др.). Эти вещества в метростроении используются обычно для гидроизоляции конструкций.

Минеральные вяжущие вещества. Определение и классификация.

Минеральными вяжущими материалами называются порошкообразные вещества, которые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, способное твердеть и превращаться в камневидное тело высокой прочности. Некоторые минеральные вяжущие, например магнезиальные, затворяются водными растворами солей.

В зависимости от состава различают следующие строительные смеси: цементное тесто — смесь вяжущего вещества и воды (если в виде вяжущего применена известь, то тесто называется известковым и т. д.); растворная смесь- смесь вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка); бетонная смесь — смесь вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей (песка и гравия или щебня).

Затвердевшее цементное тесто называется цементным камнем, затвердевшая растворная смесь — строительным раствором, а затвердевшая бетонная смесь — бетоном.

Вяжущие материалы для растворов и бетонов в зависимости от химико-минералогического состава подразделяются на следующие основные группы: а) цементы; б) известь; в) известково-шлаковые, известково-пуццолановые, известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые вяжущие и роман-цемент; г) гипсовые вяжущие; д) магнезиальные вяжущие; е) жидкое стекло; ж) кислотостойкие цементы.

Вяжущие материалы разделяются на гидравлические, способные твердеть как на воздухе, так и в воде, и воздушные, способные твердеть только на воздухе.

Для регулирования свойств растворов и бетонов и экономии вяжущих вводят специальные добавки, которые подразделяются на следующие основные группы:

1. Гидравлические (активные минеральные), повышающие плотность, водостойкость и стойкость растворов и бетонов в пресных водах и водах, содержащих минеральные соли серной кислоты в растворенном состоянии. По химическому составу эти добавки представляют собой вещества, состоящие в основном из кремнезема в аморфном состоянии. К повышающим стойкость растворов и бетонов в пресных и сульфатных водах относятся природные добавки — диатомиты, трепелы, пеплы, туфы, пемзы, трассы и искусственные добавки — доменные гранулированные шлаки и кремнеземистые отходы, а к добавкам, повышающим стойкость растворов и бетонов только в пресных водах, относятся топливные кислые шлаки и золы, обожженные глины (глинит, цемянка) и горелые породы.

2. Наполнительные (инертные добавки), снижающие расход цемента и повышающие плотность бетона. Их применяют, когда марка цемента по условиям требуемой прочности бетона или раствора излишне высока, а расчетное количество цемента недостаточно для придания бетону или раствору требуемой удобо-обрабатываемости и плотности. Природными наполнительными добавками являются тонкоизмельченные кварцевые пески, известняки, изверженные породы, глины и т. д., искусственными — доменные шлаки, топливные золы, шлаки и т. д.

3. Ускорители твердения и замедлители схватывания вяжущих. К ускорителям твердения цементов относятся хлористый кальций (не более 2-3%) и соляная кислота (не более — 1,5-2% от веса цемента). К замедлителям схватывания цемента относятся гипс, слабый раствор серной кислоты, сернокислое окисное железо, к замедлителям скорости гашения извести- кипелки — тонкомолотый гипсовый камень, кератиновый замедлитель, животный клей и поверхностно-активные добавки.

4. Поверхностно-активные добавки, вводимые в вяжущие, бетоны и растворы для уменьшения водопотребности и расхода вяжущих при одновременном сохранении или повышении их пластичности (подвижности), а также для повышения морозостойкости бетонов и растворов, предназначенных для конструкций и сооружений, подвергающихся многократному попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию. К ним относятся пластифицирующие добавки концентраты сульфитно-спиртовой барды (ССБ — отход гидролизно-спиртовой промышленности) и гидрофобно-пластифицирующие микропенообразующие — мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, омыленный древесный пек и др., которые, кроме того, понижают гигроскопичность цементов и повышают водонепроницаемость.

Некоторые добавки по указанному ими действию могут быть отнесены к нескольким группам. Их применяют в сухом, порошкообразном состоянии и в виде водного раствора.

Воздушная известь. Получение, свойства, применение.

Гипсовые вяжущие вещества

Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служат сульфатные горные породы, содержащие преимущественно минерал двуводный гипс.

При тепловой обработке природный гипс постепенно теряет часть химически связанной воды, а при температуре от 110 до 180°С становится полуводным гипсом. После тонкого измельчения этого продукта обжига получают гипсовое вяжущее вещество.

При тепловой обработке природного гипса в герметически закрытых аппаратах и, следовательно, при повышенном давлении пара химически связанная вода выделяется в капельно-жидком состоянии с образованием при температуре примерно 95 . 100°С а-модификации полуводного гипса.<.P>

Обе модификации полуводного гипса отличаются между собой: модификация полугидрата отличается крупнокристаллическим строением.

Гипсовые вяжущие вещества условно разделяют на строительный, формовочный и высокопрочный гипсы.

Гипс строительный является продуктом обжига тонкоизмельченного двуводного гипса. На отдельных заводах после обжига гипс подвергают вторичному помолу. Он относится к мелкокристаллической разновидности гипсового вяжущего вещества, что увеличивает водопотребность при затворении строительного гипса водой до стандартной консистенции теста. В отвердевшем состоянии обладает невысокой прочностью — 2 . 16 МПа. Но прочность на сжатие уменьшается с увлажнением образцов.

Гипс формовочный состоит также из полугидрата сульфата кальция, отличаясь от гипса строительного большей тонкостью помола.

Гипс высокопрочный является продуктом тонкого помола а-полугидрата, получаемого в результате тепловой обработки в условиях, в которых вода из гипса выделяется в капельно-жидком состоянии. Такие условия возможны в автоклаве в среде насыщенного пара при давлении 0,15 . 0,3 МПа. Вместо автоклавов возможно использование в качестве тепловой среды водных растворов некоторых солей, например хлористого кальция.

Отличительной особенностью гипсовых вяжущих веществ является их низкий срок схватывания, что вызывает определенное неудобство при производстве строительных работ. По срокам схватывания они разделяются на быстро-, нормально- и медленнотвердеющие. Для продления сроков схватывания в гипсовое тесто нередко вводят добавки-замедлители, например кератиновый клей, сульфитно-дрожжевую бражку и др. Они адсорбируются частицами гипса, что затрудняет их ‘растворение и начало схватывания.

Рассмотренные разновидности гипсовых вяжущих веществ применяют для различных целей. Строительный и формовочный с большим успехом используется при производстве гипсовых перегородочных панелей, сухой штукатурки, гипсолитных деталей, вентиляционных коробов, огнезащитных и звукопоглощающих изделий. Широкое использование всех этих изделий обусловливается относительной влажностью воздуха не более 60%, так как увлажнение гипсового изделия всегда связано с понижением прочности и ростом необратимых пластических деформаций (ползучести). Известны определенные меры повышения водостойкости гипса и изделий, например добавлением синтетических смол, пропиткой гидрофобными веществами, интенсивным уплотнением при формовании изделий. Особенно эффективным способом повышения водостойкости является переход к смешанным вяжущим веществам на основе гипса.

Гипс высокообжиговый (эстрихгипс). При температурах обжига (800 . 950°С) помимо обезвоживания гипсового сырья происходит и частичная термическая диссоциация с образованием СаО, активизирующим химическое взаимодействие вяжущего с водой и ускоряющим процессы твердения. Начало схватывания наступает не ранее 2 ч, предел прочности при сжатии составляет 10 . 20 МПа, а водостойкость несколько выше, чем у гипсовых вяжущих и ангидритового цемента. Его применяют для изготовления декоративных и отделочных материалов, например искусственного «мрамора», штукатурных растворов, устройства бесшовных полов и подготовки под линолеум.

Минеральные вяжущие вещества. Определение и классификация.

Минеральными вяжущими материалами называются порошкообразные вещества, которые при смешивании с водой образуют пластичное тесто, способное твердеть и превращаться в камневидное тело высокой прочности. Некоторые минеральные вяжущие, например магнезиальные, затворяются водными растворами солей.

В зависимости от состава различают следующие строительные смеси: цементное тесто — смесь вяжущего вещества и воды (если в виде вяжущего применена известь, то тесто называется известковым и т. д.); растворная смесь- смесь вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка); бетонная смесь — смесь вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей (песка и гравия или щебня).

Затвердевшее цементное тесто называется цементным камнем, затвердевшая растворная смесь — строительным раствором, а затвердевшая бетонная смесь — бетоном.

Вяжущие материалы для растворов и бетонов в зависимости от химико-минералогического состава подразделяются на следующие основные группы: а) цементы; б) известь; в) известково-шлаковые, известково-пуццолановые, известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые вяжущие и роман-цемент; г) гипсовые вяжущие; д) магнезиальные вяжущие; е) жидкое стекло; ж) кислотостойкие цементы.

Вяжущие материалы разделяются на гидравлические, способные твердеть как на воздухе, так и в воде, и воздушные, способные твердеть только на воздухе.

Для регулирования свойств растворов и бетонов и экономии вяжущих вводят специальные добавки, которые подразделяются на следующие основные группы:

1. Гидравлические (активные минеральные), повышающие плотность, водостойкость и стойкость растворов и бетонов в пресных водах и водах, содержащих минеральные соли серной кислоты в растворенном состоянии. По химическому составу эти добавки представляют собой вещества, состоящие в основном из кремнезема в аморфном состоянии. К повышающим стойкость растворов и бетонов в пресных и сульфатных водах относятся природные добавки — диатомиты, трепелы, пеплы, туфы, пемзы, трассы и искусственные добавки — доменные гранулированные шлаки и кремнеземистые отходы, а к добавкам, повышающим стойкость растворов и бетонов только в пресных водах, относятся топливные кислые шлаки и золы, обожженные глины (глинит, цемянка) и горелые породы.

2. Наполнительные (инертные добавки), снижающие расход цемента и повышающие плотность бетона. Их применяют, когда марка цемента по условиям требуемой прочности бетона или раствора излишне высока, а расчетное количество цемента недостаточно для придания бетону или раствору требуемой удобо-обрабатываемости и плотности. Природными наполнительными добавками являются тонкоизмельченные кварцевые пески, известняки, изверженные породы, глины и т. д., искусственными — доменные шлаки, топливные золы, шлаки и т. д.

3. Ускорители твердения и замедлители схватывания вяжущих. К ускорителям твердения цементов относятся хлористый кальций (не более 2-3%) и соляная кислота (не более — 1,5-2% от веса цемента). К замедлителям схватывания цемента относятся гипс, слабый раствор серной кислоты, сернокислое окисное железо, к замедлителям скорости гашения извести- кипелки — тонкомолотый гипсовый камень, кератиновый замедлитель, животный клей и поверхностно-активные добавки.

4. Поверхностно-активные добавки, вводимые в вяжущие, бетоны и растворы для уменьшения водопотребности и расхода вяжущих при одновременном сохранении или повышении их пластичности (подвижности), а также для повышения морозостойкости бетонов и растворов, предназначенных для конструкций и сооружений, подвергающихся многократному попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию. К ним относятся пластифицирующие добавки концентраты сульфитно-спиртовой барды (ССБ — отход гидролизно-спиртовой промышленности) и гидрофобно-пластифицирующие микропенообразующие — мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, омыленный древесный пек и др., которые, кроме того, понижают гигроскопичность цементов и повышают водонепроницаемость.

Некоторые добавки по указанному ими действию могут быть отнесены к нескольким группам. Их применяют в сухом, порошкообразном состоянии и в виде водного раствора.

Растворы и бетоны. Вяжущие материалы и заполнители

Для приготовления растворов и бетонов применяют вяжущие материалы и заполнители. Минеральные или неорганические вяжущие вещества представляют собой порошкообразные материалы, переходящие при затворении водой в камневидное состояние.

Вяжущие материалы подразделяются на воздушные (известь, гипс, глина) и гидравлические (цементы и другие специальные вяжущие). Воздушные вяжущие после затворения водой могут затвердевать и длительно сохранять прочность только на воздухе. Гидравлические затвердевают и сохраняют прочность не только на воздухе, но и в воде.

Заполнители можно применять природные (песок, гравий, щебень и их смеси) или искусственные (шлаковая пемза, керамзит, аглопорит, металлургические и топливные шлаки, кирпичный бой и др.).

Известь получают путем обжига известняка (мела, доломита) при 1000-1200 С. В зависимости от условий твердения она может быть воздушной или гидравлической. Для штукатурных работ в помещениях используют воздушную известь, которая твердеет только на воздухе.

По внешнему виду различают комовую и порошкообразную известь. Разновидностями порошкообразной являются молотая (кипелка) и гидратная (пушонка). Комовая известь представляет собой куски камня сероватого цвета, молотая — тонкий сероватый порошок. Строительная воздушная негашеная известь (комовая и молотая) подразделяется на три сорта.

Для гашения известь необходимо поместить в ящик, залить водой и тщательно перемешать. Впитывая воду, она начинает гаситься (шипеть и выделять пар), превращаясь в известковое молоко, которое затем процеживают через сито с ячейками не более 2×2 мм. После испарения воды известь приобретает густоту теста.

Гашение большого количества извести осуществляется в специальной, обшитой досками (творильной) яме глубиной 1,5-2,0 м, в которую помещается до 1 т извести. Над ямой устанавливают деревянный ящик размером 1,5×2,0x0,5 м. В нем делают отверстие с задвижкой, на которое с внутренней стороны надевают сетку с мелкими ячейками. Известь помещают в ящик при закрытой задвижке и заливают водой до половины насыпанного слоя. При появлении водяных паров и разрушении кусков известь тщательно перемешивают. Полученное тесто разбавляют водой и снова перемешивают до получения однородного известкового молока, которое сливают в яму через отверстие с сеткой. Чтобы избежать появления дутиков в растворе, гашеную известь следует применять после трехнедельной выдержки.

Строительный гипс — воздушное вяжущее, получаемое путем обжига природного гипсового камня при 150-160 °С. Это белый или серый порошок тонкого помола. В зависимости от сорта затворенный водой гипс должен начинать схватываться не ранее чем через 6-8 минут и закончить схватывание в пределах 10-20 минут.

Глина — природное вяжущее различного зернового состава. Глинистым веществом в этом вяжущем материале считают очень мелкие (менее 0,005 мм) пылевидные частицы, которые придают ей высокую пластичность. В природе более распространены глины, содержащие различные примеси (кварцевый и полевошпатовый песок, окислы железа и марганца, органические вещества и пр.), которые придают ей различную окраску: красную, желтую, бурую. Примеси обычно удаляют разведением глины водой до жидкого состояния и процеживанием ее через сито. После отстаивания глина пригодна к использованию.

Цемент — наиболее распространенный вяжущий материал для приготовления растворов и бетонов. Промышленность выпускает такие виды цемента, как портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности — портландцементы пластифицированные, гидрофобные, быстротвердеющие и др.

Портландцемент (ПЦ) получают совместным тонким помолом цементного клинкера с определенным количеством природного гипса. Клинкер, в свою очередь, получают обжигом при 1500 °С до спекания сырьевой смеси, содержащей в необходимых пропорциях известняк, глину и некоторые добавки.

Портландцемент выпускается марок: 300,400,500,550 и 600. Каждую марку характеризует предел прочности на сжатие.

Для того чтобы приблизить российские стандарты к европейским, цемент разделен на классы — 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа.

Быстротвердеющий портландцемент (ПЦ-Б) имеет в своем составе минеральные добавки. Отличается повышенной прочностью, достигает более половины запланированной прочности через трое суток твердения. Быстротвердеющий цемент выпускается марками 400 и 500.

Белый портландцемент выпускается двух видов — белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками.

По степени белизны белые цементы разделяются на три сорта (по убыванию). Начало схватывания белого портландцемента должно наступать не раньше чем через 45 минут, конец — не позднее чем через 12 часов после приготовления раствора.

Цветной портландцемент бывает красного, желтого, зеленого, голубого, коричневого и черного цветов. Применяется для изготовления цветных бетонов и растворов, отделочных смесей и цементных красок. Выпускается марками 300,400 и 500.

Специальный цемент для приготовления строительных растворов состоит из измельченного портландцементного клинкера, гипса, активных минеральных добавок и заполнителей. Его можно использовать для изготовления неармированных бетонов, к которым не предъявляются требования морозостойкости.

Строительные растворы приготовляют из цемента марки 200.

Песок различают речной, горный, овражный и морской. Размеры его зерен колеблются от 0,15 до 5 мм в диаметре. Песок, содержащий примеси пылевидных и глинистых частиц или обломки горных пород, перед использованием следует просеять, а в ряде случаев — промыть.

В песке, применяемом для приготовления растворов и бетонов, наличие зерен гравия размером от 5 до 10 мм допускается в ограниченном количестве, более крупных (свыше 10 мм) — не должно быть.

Щебень из натурального камня получают дроблением горных пород. По крупности зерен щебень подразделяется на фракции размерами 5-10, 10-20, 20-40 и 40- 70 мм. В зависимости от предела прочности при сжатии исходной горной породы в насыщенном водой состоянии его различают также по маркам: от 200 до 1200.

Щебень шлаковый, получаемый дроблением доменного шлака кристаллической структуры, подразделяют на те же фракции, что и щебень из естественного камня.

Щебень также получают из кирпичного или керамического боя. При использовании для приготовления бетона такой заполнитель необходимо тщательно очистить от мелких зерен просеиванием через крупное сито.

Гравий — рыхлая горная порода из несцементированных окатанных обломков размером 5-70 мм. Его также подразделяют на марки, аналогично щебню из естественного камня.

Пемза — легкая пористая порода светло-серого цвета, в которой до 80% объема занимают поры. Она представляет собой вулканическое стекло, образовавшееся при быстром охлаждении лавы на воздухе. Используется в виде щебня и песка для изготовления легких бетонов.

Вулканические шлаки образуются при вулканическом извержении из базальтовой лавы, быстро остывающей на воздухе. Это сильнопористая, ноздреватая оболочная порода всех оттенков красного и черного цветов. Размеры обломков достигают 20-30 см и более. Используют в виде щебня для изготовления легких бетонов.

Керамзит относится к искусственным пористым материалам, получаемым вспучиванием при обжиге глин, сланцев и т. п. или зол тепловых электростанций. Имеет разновидности с включениями керамзитового гравия, щебня, песка.

Керамзитовый гравий изготовляют круглой формы размерами от 5 до 40 мм в поперечнике. Керамзитовый щебень имеет угловатую форму и те же размеры, что и гравий. Керамзитовый песок размерами от 0,15 до 5 мм может иметь различную форму.

Керамзитовый гравий и щебень используют в качестве заполнителя для легких бетонов.

Кроме названных, имеются другие природные и искусственные пористые заполнители (мелкопористый туф, известняк-ракушечник, шлаковая пемза, зольный гравий, аглопоритовый щебень и др.), возможность применения которых зависит от района строительства.

Вяжущие материалы

Используют для приготовления растворов или бетона. Делят на воздушные ( глина, строительная известь, гипс) и гидравличе­ские ( цемент, специальные вяжущие вещества). Воздушные твер­деют только на воздухе и размываются водой; гидравлические, начиная твердеть на воздухе, продолжают твердеть и в воде.

Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает раз­ного цвета. Служит вяжущим материалом для приготовления глиняных растворов, применяемых при кладке печей, штукатурке, изготовлении кирпича, глинобитных стен, глиносоломенной кров­ли и других работах.

Различают тощие, средние и жирные глины. Тощие нередко применяют в чистом виде, получая обычный глиняный раствор, в средние по жирности добавляют немного песка, в жирные — много ( см. « Приготовление растворов»).

Огнеупорную глину применяют для кладки внутренних частей печи из огнеупорного или тугоплавкого кирпича.

Известь строительная может быть негашеной комовой ( кипел-ка) или молотой. Негашеная известь — это куски сероватого цве­та; молотая имеет вид порошка. При необходимости из кипелки можно приготовить известь-пушенку ( порошок). Известь подраз­деляют на быстрогасящуюся с началом гашения не более 8 мин, среднегасящуюся — не более 25 мин и медленногасящуюся — не менее 25 мин. Бывает кальциевой, магнезиальной и доломитовой, выпускается трех сортов.

Кипёлку молотую и пушенку следует хранить в сухих сараях с полами, поднятыми над землей не менее чем на 500 мм. Нега­шеная известь опасна в пожарном отношении: при попадании на нее небольшого количества воды начинает гаситься, развивая вы­сокую температуру, от которой загорается древесина.

Известь гасят в тесто или пушенку. Пушенку добавляют в су­хие засыпки, предохраняя их от разведения различных насекомых и грызунов.

Известь-тесто можно хранить в закрытых ямах неограничен­ное время. Чем длительнее хранение, тем выше качество теста. Срок хранения извести-пушенки также не ограничен. Молотую же известь-кипелку необходимо использовать в течение 30 суток со дня выпуска.

Для гашения извести в пушенку с небольшого участ­ка земли снимают растительность, выравнивают его и рассыпают по нему известь-кипелку слоем 100 — 150 мм. Чтобы известь не загрязнялась землей, ее лучше гасить на деревянных щитах. За­тем ее поливают из лейки водой из расчета 600 — 700 л воды на 1 м 3 извести. При большем количестве воды известь гасится в тесто. Хранить гашеную известь лучше в закрытых ларях.

Для гашения извести в тесто роют в земле твориль-ную яму глубиной 1,5 — 2 м, объемом 2,5 м 3 на 1 т извести-кипелки. Стены ее рекомендуется обшить досками. Над ямой под наклоном ставят гасильный ящик длиной 2 м, шириной 1 — 1,5 и высотой 0,4 — 0,5 м. В той стороне ящика, которая обращена к творильной яме, делают отверстие ( леток) размером 250X250 мм. -С внешней стороны отверстия прибивают пазы и делают задвижг ку, с внутренней его закрывают сеткой с ячейками 10X10 мм ( можно и мельче).

Перед гашением извести задвижку закрывают, после гашения открывают. Проходя через сетку, известковое молоко процежива­ется. Под летком желательно закрепить вторую сетку с ячейками 5X5 мм — для задержания непогасившихся кусочков извести и получения более чистого теста.

Неправильное гашение любого вида извести снижает ее каче­ство, уменьшает выход теста.

Гасить известь следует так.

Быстрогасящаяся известь. В гасильный ящик не более чем на ¼ его высоты загружают известь. Затем ящик до поло­вины насыпанного слоя заливают водой ( для определения коли­чества воды известь можно отвести в сторону). Как только над известью начнут появляться водяные пары, а куски извести рас­сыпаться, ее тщательно перемешивают веслом и постепенно до­бавляют воду. Погасив известь, ее разбавляют, чтобы-при пере­мешивании получилось однородное известковое молоко, которое через леток сливают в творильную яму.

Среднегасящаяся известь. Насыпанную в ящик из­весть разравнивают и заливают водой до половины высоты насы­панного слоя. Как только куски извести начнут рассыпаться, га­шение ее продолжают в той же последовательности, как было указано выше.

Медленногасящаяся известь. В гасильный ящик не более чем на ¼ его высоты насыпают слой извести. Затем ее начи­нают постепенно увлажнять водой из лейки. Когда на кусках извести появятся трещины, что говорит о начавшемся процессе гашения, воду следует добавлять небольшими порциями, причем так, чтобы не охладить известь. Полученное тесто перемешивают, добавляют воду до получения известкового молока и сливают ее в творильную яму.

После гашения остаются куски извести — недожог и пережог. Их надо собрать в отдельный ящик, расколоть куски на две-три части и залить водой. Через определенное время некоторые из них погасятся, а остальные выбрасывают.

В гашеную известь добавляют воду, все перемешивают, а яму закрывают досками. Когда с поверхности извести исчезнет вода, доски снимают, а известковое тесто засыпают просеянным через частое сито песком слоем 200 мм. Чтобы тесто не замерзло зи­мой и не потеряло своих вяжущих свойств, сверху песка насы­пают землю слоем не менее 600 — 700 мм. Яму огораживают и выдерживают в ней известь, пока погасятся все мельчайшие ча­стицы ( непогасившиеся частицы, попадая в раствор, могут вы­звать в нем дутики).

Для кладочных растворов известковое тесто выдерживают не менее двух недель, для штукатурных — месяц.

Выход известкового теста зависит от качества -извести-кипел-ки. Из 1 кг первого сорта получают не менее 2,2 л густого извест­кового теста, из второго — не менее 2 и из третьего — не ме­нее 1,5 л.

Известь можно заменить отходами промышленности — подзо­лом, окшарой или карбидным илом.

Подзол — отходы кожевенной промышленности ( известь треть­его сорта, смешанная с волосом). Подзол процеживают сквозь сито с ячейками не крупнее 10Х10 мм, удаляя кусочки кожи и т. д.

Окшара — отходы текстильной промышленности ( известь третьего сорта, смешанная с мелким шерстяным волосом). Как и подзол, требует процеживания сквозь сито. В свежем виде содержит до 2,5% хлора, вредного для организма человека. До употребления в дело надо выдержать в течение 5 — 6 месяцев в отвалах или ящиках на открытом воздухе до полного удаления хлора.

Подзол и окшара, смешанные с волосом, позволяют получить армированные растворы, которые почти не трескаются.

Карбидный ил — отходы карбида кальция при получении аце­тилена ( известь второго сорта, синеватого оттенка). Применять можно лишь после исчезновения запаха ацетилена, для чего его выдерживают на открытом воздухе в течение одного-двух ме­сяцев.

Цементы применяют для изготовления бетонных и железобе­тонных конструкций, приготовления строительных растворов вы­сокой прочности. Различают портландцемент, пластифицирован­ный портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый порт­ландцемент. Все эти цементы имеют различные марки:

портландцемент — 400, 500, 550 и 600, быстротвердеювдий портландцемент — 400 и 500;

шлакопортландцемент — 300, 400 и 500; быстротвердеющий шлакопортландцемент — 400.

Цементы — лучшие вяжущие гидравлические вещества, твер­деющие на воздухе и в воде. Схватываются они не очень быстро и твердеют довольно длительное время ( обычно в течение 28 су­ток). Начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, конец — не позднее 12 ч после затворения теста.

Марку цемента определяют так. Готовят раствор из 1 части цемента, например марки «300 », и 3 частей специально подобран­ного песка. Выдерживают его в нормальных условиях 28 суток, после чего он должен выдерживать нагрузку. на сжатие не менее 300 кг на 1 см. Кроме цементов, промышленность выпускает и другие вяжущие вещества.

Вещества вяжущие известьсодержащие гидравлические имеют четыре марки: 50, 100, 150 и 200. В дальнейшем эти вяжущие ве­щества будут рассматриваться нами как цемент.

Эти вяжущие вещества пригодны для приготовления различ­ных растворов. Известково-шлаковое в основном применяют для работы с изделиями, постоянно находящимися во влажных усло­виях, а известково-пуццолановое — в кладочных растворах, также находящихся в условиях постоянной высокой влажности. Сухие смеси для растворов надо хорошо перемешивать.

Цемент и вяжущие вещества продают навалом или в бумаж­ных мешках с указанием марки. Хранят их в сухих местах не более 6 месяцев. Даже при самом тщательном хранении цемент в течение года может потерять до 40% прочности.

В малоэтажном строительстве для приготовления растворов можно применять цементы низких марок — от 300 и ниже.

Гипс строительный ( старое название алебастр) — достаточно тонкий порошок белого или сероватого цвета, изготовляемый из гипсового камня -путем обжига и помола или помола и обжига. Выпускается трех сортов. Начало схватывания гипса должно на­ступать не ранее 4 мин, конец — не ранее 6 мин, но не позднее 30 мин после затворения теста.

Выпускается 12 марок. Для строительных работ применяют гипсы от марки Г-5 до марки Г-25, т. е. выдерживающие на сжа­тие от 5 до 25 кг/см 2, но можно применять и более- высокие марки. Самая высокая марка гипса — 250 кгс/см 2.

Гипс, добавленный в известковый раствор, ускоряет его схва­тывание и увеличивает, прочность. Такой раствор называют из-вестково-гипсовым.

Из гипса отливают также различные плиты и блоки, например гипсошлаковые.

Из-за быстрого схватывания большие порции гипса употре­бить в дело практически невозможно. Поэтому в него добавляют различные замедлители — известковый раствор, животный клей ( в виде клеевой воды крепостью от 0,5 до 2%), на котором и за­творяют гипс. Чем больше в воде клея, тем длиннее сроки схва­тывания гипса. При схватывании и твердении гипс увеличивается в объеме до 1%, что имеет важное практическое значение при многих строительных работах.

Гипс продают мешками или россыпью ( навалом). Хранить его надо в сухих местах с полами, поднятыми от уровня земли не менее чем на 50 см. От длительного хранения гипс перестает схватываться и не может быть применен в дело.

Лучшие заменители цемента на сегодняшний день

Цемент – наиболее распространенное вяжущее средство, которое позволяет получить бетонные конструкции высокой прочности и за относительно небольшую цену.

Но во многих случаях и его можно заменить более дешевым строительным материалом, который стоит в 2-3 раза меньше и обеспечивает лучшие физико-механические свойства готового изделия.

«Современные строительные материалы не всегда представляют собой прогресс технологий, они только упрощают производственный процесс и уменьшают затраты, но никак не повышают прочность. Так, например, бетон, использовавшийся в Египте или Греции, был в 15-18 раз прочнее современного материала (и простоял 2000-4000 лет!), из которых изготовляются капитальные сооружения, а время приготовления древнего вяжущего вещества сводилось к нескольким минутам» – утверждает специалист в сфере строительных исследований Патрик Фианкетто.

Наиболее удачные заменители цемента

Известно более 50 разновидностей суспензий, которые можно использовать в роли основного вяжущего вещества, но специалисты рекомендуют только некоторые из них. Предпочтение отдавалось либо очень дешевым материалам, либо смесям, обладающим большими прочностными показателями после отвердевания и низкой теплопроводностью.

1. Раствор извести. Категория «дешево», можно полностью заменять цемент при штукатурных работах или в малоэтажном строительстве. Рекомендуется для внутренних работ.
2. Алебастр. Применяется в случае, если надо получить быстрое отвердевание изделия. Стоимость его немного выше цемента, прочностные характеристики не сильно отличаются.
3. Гипсовые смеси. Цена невысокая, высыхает максимально быстро, достаточно прочная суспензия при использовании с фиброй.
4. Полиуретановый клей. Основное преимущество – отсутствие теплопотерь при кирпичной кладке. Стоит значительно дороже, но обеспечивает качественную адгезию материалов на неограниченный срок, рекомендуется для кладки пеноблоков, газоблоков и других аналогичных материалов. Минеральные заменители. В эту категорию можно отнести самый древний заменитель цемента – вулканический пепел. Его использование позволяет создать действительно качественный и долговечный бетон. Сюда же отнесем продукты металлургической промышленности (кремнеземная пыль) и продукты сгорания нефти (зола).
5. Искусственные модификаторы. Изготовляются для решения определенной задачи (постройка сверхпрочного объекта, строительство эко-дома, возведение здания своими руками и прочее). Это может быть клейкая целлюлоза, нефтехимические вяжущие вещества, смолы и прочее. Стоимость значительно выше цемента, прочность – максимальная.

«Основное преимущество обычного цемента и бетонной смеси – универсальность материала. Он подходит для наружных и внутренних работ, капитальных и временных конструкций, в то время, когда заменители часто оказываются «узкопрофильными». Для подбора правильной суспензии надо проводить специальные расчеты и точно знать эксплуатационные условия объекта. Только тогда можно будет удешевить или улучшить сооружение без нарушений строительных норм. Это и является нашей работой» – объясняет ведущий архитектор компании «TiggerBuild» Самюэль Талосто.

В постсоветском пространстве к инновационным технологиям и «ретроспективе» относятся еще с недоверием, в то время как в ОАЭ, Сингапуре, Австралии, Индонезии и многих других областях обычный бетон и цемент занимают уже не более 27% вяжущих строительных материалов.

Основные проблемы цемента и преимущества его заменителей

• Добавление большого количества воды. Прочность бетонной смеси значительно ухудшается после разведения водой. Многие заменители требуют на 40-70% меньше воды для разбавления, следовательно, имеют больше прочность.
• Несоответствие нормам IS 3812. Заменители имеют от 65% и более частиц, диаметр которых не превышает 45 микрон, чего не скажешь о цементе. Его структура имеет заведомо меньшую адгезию к материалам.
• Асимметрическая форма частиц взаимодействует с другими материалами хуже, чем овальная у заменителей бетона. Проникновение в структуру других тканей происходит намного лучше.
• Отсутствие гидроксида кальция в цементе является основной проблемой материала. Во многих случаях именно этот компонент связывает все элементы и повышает прочность готового изделия более чем в 2 раза.
• Высокая концентрация воды, которая приводит к трещинам и разрушению после отвердевания. Чем меньше жидкости, тем монолитнее будет изделие.
• Цемент имеет типичные частицы, размеры которых одинаковые. Использование разных материалов позволяет увеличить связывающие свойства и заменители будут намного полезнее традиционного цементного раствора или удачно дополнят его.

Использование минеральных, органических и синтетических заменителей цемента позволяет сделать новый шаг в современном строительстве и предоставляет новые возможности архитекторам. Единственная проблема на этом пути – модернизация отечественного производства цемента под новые требования рынка.

• Alex
• 5 января, 2016
• 5787
• Нет комментариев
• новости, современные материалы, стоимость бетона, строительство, теплоэффективность
• Новости и новинки

Комментариев: 2

вот только почему-то все и везде пишут про «ЗАЛИВКУ» , а не про ЗАКЛАДКУ. ведь чем круче смесь бетона ,тем крепче готовое изделие — ЛОГИЧНО И НАУЧНО! а все заливают прямо из ведра или бетономешалки пародией на БЕТОН в траншейку , набитую боем красного и силикатного кирпича и разным хламом со двора! особенно » любимым» связующим материалом считается «панцерная» сетка от старой кровати ! НУ, ВОТ ТАК БЫВАЕТ.

Правильно! В технических терминах по строительству отсутствует слово «заливка», но применяется слово «УКЛАДКА». То же самое по отношению к асфальту: АСФАЛЬТОБЕТОННУЮ СМЕСЬ УКЛАДЫВАЮТ, а не «стелят». Основание для дорог УПЛОТНЯЮТ, а не трамбуют.