Вяжущие строительные материалы (вещества) - материалы, образующие при смешивании с водой пластичную массу, которая через некоторое время затвердевает в прочное камневидное тело.
В зависимости от того, в какой среде они затвердевают, вяжущие материалы делятся на следующие:
- воздушные (затвердевают и приобретают прочность только на воздухе);
- гидравлические (после затвердевания на воздухе продолжают затвердевать и увеличивать прочность в воде).
К воздушным материалам относятся:
- гипсовые вяжущие;
- магнезиальные вяжущие;
- воздушная известь.
К гидравлическим вяжущим материалам относятся:
- гидравлическая известь;
- романцемент;
- портландцемент и его разновидности.
Также выделяют так называемые специальные виды цементов:
- тампонажные;
- напрягающие;
- расширяющиеся.
В строительные растворы и бетоны, изготавливаемые из вяжущих веществ, нередко вводят различные добавки. Это делается для того, чтобы уменьшить расход вяжущих и придать растворам особые смеси.

Гипсовые и ангидритовые вяжущие материалы
Гипсовые вяжущие изготавливают из гипсового камня и других гипсосодержащих пород, а также из отходов химических производств (фосфогипса, борогипса, фторангидрита и др.).

Строительный гипс
Данный материал получают путем термической обработки дробленого или предварительно размолотого гипсового камня при температуре 140-190 °С.
Строительный гипс используют для производства:
- гипсовых изделий, которые выполняются из гипсового теста;
- гипсовых растворов и бетонов;
- растворов для штукатурных и кладочных работ.
По прочности строительный гипс делится на три сорта:
- 1-й сорт (предел прочности при сжатии в возрасте 1,5 часа не менее 5,3 МПа);
- 2-й сорт (не менее 4,5 МПа);
- 3-й сорт (не менее 3,5 МПа).
Независимо от сорта, схватывание гипса должно начинаться не ранее 6 и не позднее 30 минут с начала затвердевания гипсового теста.

Ангидритовый строительный цемент
Этот вяжущий материал получают в результате обжига гипсового камня или ангидрита с последующим тонким измельчением (с добавками, ускоряющими твердение, или без них).

Магнезиальные вяжущие
К данной группе материалов относятся магнезит каустический и доломит каустический.
Каустический магнезит получают при обжиге горной породы магнезита с последующим измельчением в тонкий порошок.
Каустический доломит получают путем обжига природного доломита также с последующим измельчением его в тонкий порошок.
Магнезиальные вяжущие затворяют не обычной водой, а водными растворами солей сернокислого или хлористого магния (в последнем случае прочность материала повышается). Магнезиальные вяжущие слабо сопротивляются воздействию воды, поэтому их допустимо использовать только при твердении на воздухе с относительной влажностью менее 60%.
Магнезиальные вяжущие используют главным образом в производстве фибролитовых плит, каустический доломит также находит применение при изготовлении строительных растворов и в производстве бетонных камней.

Воздушная известь
Данный материал получают путем обжига известняка, мела, ракушечника. Использование воздушной извести обеспечивает затвердевание строительных растворов и сохранение ими прочности в условиях нормальной влажности.
По химическому составу воздушную известь разделяют на следующие разновидности:
- кальциевую;
- магнезиальную;
- доломитовую.
Обожженный продукт в дальнейшем подвергают различным видам обработки, поэтому выделяют:
- негашеную комовую известь (кипелку);
- негашеную молотую известь (молотую комовую);
- гидратную, или гашеную, известь-пушонку (порошок, получаемый в результате гашения комовой извести водой);
- известковое тесто (продукт гашения комовой извести, имеющий тестообразную консистенцию);
- известковое молоко (суспензию, содержащую гидроксид кальция как в растворенном, так и во взвешенном виде).
Воздушную негашеную известь разделяют на три группы в зависимости от времени гашения:
- быстрогасящуюся (время гашения составляет не более 8 минут);
- среднегасящуюся (время гашения составляет не более 25 минут);
- медленногасящуюся (время гашения составляет более 25 минут).
Известь находит широкое применение в строительстве. Ее используют для кладочных растворов (как правило, кальциевую, с содержанием оксида магния не более 5%) и для отделочной штукатурки (магнезиальную).

Гидравлические вяжущие
Вещества, относящиеся к данной группе, производят путем обжига органических материалов с последующим их тонким помолом.

Гидравлическая известь
Этот материал производят из мергелистых известняков (содержание глины и песчаных примесей - от 6 до 20%). Гидравлическая известь подразделяется на слабогидравлическую и сильногидравлическую. Ее применяют в следующих случаях:
- для приготовления кладочных и штукатурных растворов;
- для приготовления бетонов низких марок, предназначенных для твердения как на воздухе, так и в условиях повышенной влажности.

Цемент
Цемент используют для приготовления строительных растворов, бетонных смесей, для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Выделяют виды цемента по составу, прочности при твердении, скорости твердения и т. п.
Наиболее распространены следующие виды цемента:
- портландцемент;
- шлакопортландцемент;
- глиноземистый цемент.

Портландцемент
Гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения клинкера с добавлением гипса (от 3 до 5%), регулирующего сроки схватывания цемента. По составу различают портландцемент без добавок, с минеральными добавками, шлакопортландцемент и другие.
Начало схватывания портландцемента в растворе при температуре воды 20 °С должно наступать не раньше 45 минут с момента приготовления раствора и заканчиваться не позднее чем через 10 часов.
Если при изготовлении раствора используется вода с температурой более 40 °С, схватывание может наступить слишком быстро.
Прочность портландцемента характеризуется марками 400, 500, 550 и 600. Для того чтобы приблизить российские стандарты к европейским, цемент разделен на классы - 22,5, 32,5,42,5, 55,5 МПа.

Быстротвердеющий портландцемент
Портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью. Он достигает более половины запланированной прочности через 3 суток твердения.
Быстротвердеющий цемент выпускается марок 400 и 500.

Особобыстротвердеющий высокопрочный портландцемент
Применяется в производстве сборных железобетонных конструкций и при зимних бетонных работах.
Выпускается марки 600.

Шлакопортландцемент
В его состав входят доменный шлак и природный гипс, добавленные для регулирования сроков схватывания раствора. Выпускается марок 300, 400 и 500.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент
Отличается повышенной прочностью уже через 3 суток твердения.
Выпускается марки 400.

Глиноземистый цемент
Включает в свой состав сплав, полученный из сырья известняка и пород, богатых глиноземом. Выпускается марок 400, 500 и 600.

Гипсоглиноземистый цемент
Данный материал получают путем смешивания высокоглиноземистых шлаков и природного гипса. Начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступать не раньше чем через 10 минут, конец - не позднее чем через 4 часа после приготовления раствора.

Белый портландцемент
Выпускается двух видов:
- белый портландцемент;
- 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
Данный материал бывает красного, желтого, зеленого, голубого, коричневого и черного цветов. Применяется для изготовления цветных бетонов и растворов, отделочных смесей и цементных красок.
Выпускается марок 300, 400 и 500.

Расширяющийся цемент
Материалы, относящиеся к данной группе, обладают способностью увеличиваться в объеме в процессе твердения во влажных условиях. Полное расширение данного вида цемента составляет 0,2-2%. Обладает высокой водонепроницаемостью. Выпускаются марок 150, 200, 300 и 400.

Одним из главных компонентов некоторых отделочных материалов являются так называемые вяжущие, которые в целом делятся на две большие группы: водные и неводные. Первая группа, в свою очередь, делится на минеральные и органические.

К минеральным относятся цемент, известь и жидкое стекло.

К органическим относятся разнообразные клеящие вещества растительного, животного и синтетического происхождения.

Цемент

Он придает бетону высокую прочность. Благодаря ему бетон быстро схватывается и меньше находится в опалубке. Как правило, цемент делают из таких веществ, как глинозем или силикат кальция, которые тщательно измельчают, обжигают до спекания.

В результате обжигания получают цементный клинкер, который хорошо перемалывают. От тонкости помола и состава сырья зависит качество цемента.

Цемент служит для приготовления строительных растворов, бетонных смесей, для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Подразделяют цементы по составу, прочности при твердении, скорости твердения и т. п.

Цемент имеет способность хорошо схватываться не только на воздухе, но и в воде, поэтому хранить его надо в сухом месте.

В строительстве чаще всего применяются портландцемент (силикатный цемент), шлакопортландцемент (портландцемент с добавлением в него шлака) и глиноземистый цемент, который получают из глинозема и извести, сплавленных при температуре 1400 °C.

Получившуюся таким образом массу дробят на куски, которые, в свою очередь, измельчают в порошок на трубных мельницах. Марочную прочность (глиноземистый цемент выпускают марок 400, 500, 600) цемент набирает через 3 дня.

Портландцемент представляет собой порошок серо-зеленого цвета. Получают его путем обжигания глины и мела при температуре 1500 °C. После этого цементный клинкер (именно так называется полученная масса) размалывают на специальных мельницах, одновременно добавляя в него различные активные и неактивные (инертные) добавки: шлаки, гипс, кварцевый песок.

Если цемент растворить водой, то спустя непродолжительное время он застывает, превращаясь в твердое вещество наподобие камня. Портландцемент выпускают марок 400, 500, 600 и 700.

По сравнению с такими вяжущими, как глина и известь, цемент схватывается гораздо быстрее.

Схватывание наступает уже спустя 35-40 мин, а окончательное схватывание - не позднее 12 ч в зависимости от марки цемента. Можно ускорить процесс твердения, если добавить в цемент теплой воды.

И наоборот, применение холодной воды отодвигает на некоторое время схватывание разведенного цемента.

Марка цемента зависит от тонкости помола. В том случае, если марка цемента неизвестна или появились какие-то сомнения, можно ориентировочно определить ее по плотности цемента. Она снижается при длительном хранении: за 6 мес - на 25 %, за 1 год - на 40 %, за 2 года - на 50 %.

Портландцемент

Это гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения клинкера с добавлением гипса (от 3 до 5 %), регулирующего сроки схватывания цемента. По составу различают портландцемент без добавок, с минеральными добавками, шлакопортландцемент и др.

Начало схватывания портландцемента при температуре воды в растворе 20 °C должно наступить не ранее 45 мин с момента приготовления раствора и заканчиваться не позднее чем через 10 ч.

Если при изготовлении раствора используют воду температурой более 40 °C, схватывание может наступить слишком быстро.

Прочность портландцемента характеризуется марками 400, 500, 550 и 600. Для того чтобы приблизить российские стандарты к европейским, цемент разделен на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа.

Быстротвердеющий портландцемент

Это портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью. Он достигает более половины запланированной прочности через 3 сут твердения.

Быстротвердеющий цемент выпускают марок 400 и 500.

Особобыстротвердеющий высокопрочный портландцемент

Применяют в производстве сборных железобетонных конструкций и при зимних бетонных работах. Выпускают марки 600.

Белый портландцемент

Выпускают двух видов - белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками. По степени белизны белые цементы разделяют на 3 сорта (по убыванию). Начало схватывания белого портландцемента должно наступать не раньше чем через 45 мин, конец - не позднее чем через 12 ч после приготовления раствора.

Цветной портландцемент

Он бывает красного, желтого, зеленого, голубого, коричневого и черного цветов. Применяется для изготовления цветных бетонов и растворов, отделочных смесей и цементных красок.

Выпускают марок 300, 400 и 500.

Шлакопортландцемент

В его состав входят доменный шлак и природный гипс, добавленные для регулирования сроков схватывания раствора.

Выпускается марками 300, 400 и 500.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент

Отличается повышенной прочностью уже через 3 суток твердения.

Выпускают марки 400.

Гипсоглиноземистый цемент

Его получают путем смешивания высокоглиноземистых шлаков и природного гипса. Начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступить не раньше чем через 10 мин, конец - не позднее чем через 4 ч после приготовления раствора.

Известь

Этот материал применяют в основном при работе с камнем и для приготовления штукатурной смеси. Известь бывает трех видов: гидравлическая, высокогидравлическая, воздушная. Различаются они по способу твердения. Воздушная известь затвердевает на воздухе. Ее главный недостаток - неводостойкость.

Гидравлическая способна затвердевать на воздухе и в воде, процесс затвердевания у нее проходит быстрее, чем у воздушной, и прочность ее гораздо выше. Высокогидравлическая известь характеризуется высокой прочностью и скоростью затвердевания.

При покупке извести необходимо обращать внимание на наличие инструкции по приготовлению и хранению раствора.

Известь гасят путем обработки водой негашеной комовой извести. В зависимости от количества воды, необходимой для гашения, получают гидратную известь (пушонку), известковое тесто и известковое молоко.

Порошковая гидратная известь получается в том случае, если объем воды составляет 60-70 %. В результате гашения объем извести увеличивается в 2-3 раза. Гашеная известь представляет собой белый порошок, состоящий из мельчайших частиц гидрата оксида кальция с плотностью от 400 кг/м3(в рыхлом состоянии) до 500-700 кг/м3(в уплотненном состоянии).

Для получения известкового теста при гашении воды берут в 3-4 раза больше, чем извести. Объем получившегося теста в 2-3 раза превышает объем извести, взятой для его приготовления.

Известковое тесто представляет собой пластическую массу белого цвета плотностью до 1400 кг/м3.

Известь, которая погасилась хорошо, увеличившись в объеме не менее чем в 3 раза, называется жирной, увеличившаяся в объеме менее чем в 2,5 раза - тощей.

По способности к затвердению делится на гидравлическую и воздушную. В первом случае известь затвердевает и в воде, и на воздухе, а во втором, как это видно из названия, только на воздухе.

Известь получают с помощью обжига известняков в шахтных печах. После обжига получается негашеная известь - известь-кипелка, или комовая. Для гашения извести ее заливают водой из расчета 35 л воды на 10 кг извести. В процессе гашения известь начинает «кипеть», рассыпаясь на мелкие части, после чего она заметно увеличивается в объеме. По времени гашения различают быстрогасящуюся (около 8 мин), среднегасящуюся (около 25 мин) и медленногасящуюся (более 30 мин) известь.

Гашеную известь называют пушонкой. Для того чтобы все частицы извести погасились, ее нужно выдержать около 2-3 нед под закрытой крышкой.

По истечении указанного срока остается тонкодисперсная масса с содержанием воды не более 50 %.

Воздушная известь бывает негашеной и гашеной (гидратной). Известь без добавок подразделяют на 3 сорта (1-й, 2-й, 3-й), известь с добавками - на два (1-й, 2-й). Гидратная порошковая известь (пушонка), с добавками и без добавок, бывает двух сортов (1-й, 2-й).

Область применения воздушной извести - приготовление известково-песчаных и смешанных строительных растворов, которые используют в каменной кладке и при оштукатуривании поверхностей, а также для побелки и в производстве силикатных изделий.

Гидравлическая известь бывает слабогидравлической и сильногидравлической. Применяют ее для приготовления кладочных и штукатурных растворов, а также бетонов низких марок, предназначенных для твердения как на воздухе, так и в условиях повышенной влажности.

Подразделяют на известково-шлаковые с добавлением гранулированных шлаков, известково-пуццолановые с добавлением осадочных или вулканических активных пород, известково-зольные с добавлением зол некоторых видов топлива. Известесодержащие вещества участвуют в приготовлении низких марок бетонов и растворов, которые применяют в подземных сооружениях.

Гипсовые вяжущие

Получают путем обжига и помола из осадочной горной породы, в состав которой входит двуводный гипс. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и затвердевать. В зависимости от температуры тепловой обработки сырья выделяют две группы гипсовых вяжущих: низкообжиговые (формовочный строительный и высокопрочный гипс) и высокообжиговые (ангидритовый цемент, экстрих-гипс).

По прочности на сжатие различают 12 марок гипсовых вяжущих - от низкопрочного Г-2 до высокопрочного Г-25. По срокам схватывания их разделяют на быстротвердеющие (А), нормальнотвердеющие (Б) и низкотвердеющие (В).

По степени помола гипсовые вяжущие также делят на три группы: I, II, III.

Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б, В и I, II, III) используют для изготовления разнообразных гипсовых строительных изделий. Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б и II, III) применяют для изготовления тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей. Марки от Г-2 до Г-25 (Б, В и II, III) применяют в штукатурных работах, для заделки швов и в специальных целях.

Для повышения прочности и ускорения сроков схватывания гипсовые вяжущие добавляют в известково-песчаные растворы. Они также придают большую гладкость и белизну штукатурному слою, их применяют в качестве основного вещества в мастиках.

Глина

Глина бывает жирной, полужирной (средней жирности) и тощей (суглинки). Это деление обусловлено степенью содержания в глине песка.

Глину используют в качестве вяжущего материала при изготовлении печных и штукатурных растворов, добавляют в цементные растворы, предназначенные для кладки конструкций в условиях нормальной влажности воздуха.

Плотная глина, не содержащая примесей, - прекрасный материал для строительства. Из нее делают кирпичи.

Если при строительстве дома будет использоваться глина, ее качество можно проверить следующим образом. Для этого в ведро кладут 1 кг материала и заливают его 4 л воды, хорошо все перемешивают и оставляют на 24 ч. Благодаря воде глина станет мягкой, а песок отделится от суглинка. Затем содержимое ведра снова тщательно перемешивают и сливают воду с содержащимся в ней пылеватым суглинком так, чтобы на дне ведра оказались только глина и песок. Взвешивают глину и песок и из 1 кг вычитают их массу - таким образом можно узнать, сколько суглинка было в исследуемом материале.

Качество глины зависит от ее пластичности, и его можно проверить на ощупь. Жирная глина напоминает кусок увлажненного мыла или ломтик сала. Качество глины можно определить и другим способом. Сделав из глины жгутик длиной 15 см и толщиной 2 см, нужно потянуть его за оба конца одновременно.

Тощая глина плохо растягивается, и в месте разрыва жгутика образуются неровные края. Жгутик из пластичной глины, плавно вытягиваясь, постепенно истончается и в конце концов разрывается, образуя в месте разрыва острые зубцы.

От того, какие примеси входят в состав глины, зависит ее цвет. В красный, желтый и бурый цвета окрашена глина с примесью оксида железа и оксида марганца, а в черный - с органическими примесями.

Пылеватый суглинок можно добавлять в глинобетон, чтобы увеличить его прочность и способность сохранять нужную форму после высыхания.

• Гипсокартон, заполнители и каменные отделочные материалы
• Строительные растворы: выбор марки и состава раствора

А также не забудьте

Приемка квартиры в новостройке: на что обратить внимание?

Вяжущие материалы (минеральные вяжущие вещества) - это порошкообразные вещества, которые после затворения водой способны переходить из вязкого (тестообразного) состояния в камневидное. Богатство минеральных сырьевых ресурсов нашей страны, относительно несложная технология получения и высокие строительно-технические свойства минеральных вяжущих обеспечивают им неограниченное применение при отделочных работах для приготовления штукатурных растворов и других видов работ.

В зависимости от способности твердеть на воздухе и в воде вяжущие материалы разделяют на две группы: воздушные и гидравлические. Если вяжущее вещество может твердеть, долго сохранять свою прочность или же повышать ее только на воздухе, то его называют вяжущим воздушного твердения. Вяжущее вещество, способное твердеть, сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но еще лучше в воде или во влажных условиях, называют вяжущим гидравлического твердения.

Глина - самый дешевый и наиболее распространенный вяжущий материал. Объемная масса - 1500-1700 кг/м. Глина образовалась в результате выветривания горных пород. В зависимости от примесей глины делят на жирные, средние и тощие. Чем меньше примесей, тем она жирнее. Основной минералогический состав -- каолинит. Глину применяют для приготовления чистых глиняных растворов и как добавку в цементные растворы для лучшей пластичности и удобоукладываемости. Если глина сильно загрязнена, ее процеживают и отмучивают. При этом крупные частицы оседают в процессе перемешивания глины с водой, воду сливают, а сметанообразную массу (глиняное тесто) используют при строительных работах.

Известь строительная бывает нескольких сортов:

Известь негашеная молотая;

Известковое тесто;

Известь гидратная (пушонка).

Исходным материалом для перечисленных сортов извести является кусковая негашеная известь (), которая образуется в результате термической обработки известняковых пород ():

При помоле в тонкий порошок получается молотая негашеная известь. При гашении кусковой извести избытком воды, получают известковое тесто, а при гашении комовой извести ограниченным количеством воды получают гидратную известь в виде тонкого белого порошка (известь-пушонка).

Процесс гашения извести имеет экзотермический характер, т.е. выделяется тепло:

Эта реакция происходит очень бурно. Отсюда название - кипелка.

Термин "пушонка" возник в связи с тем, что очень пористый комок извести под воздействием определенного количества воды рассыпается в тонкий порошок. Отделившийся от раствора гидрат окиси кальция обволакивает частицы негашеной извести, и процесс гашения приостанавливается. Поэтому для полного гашения извести необходимо непрерывное перемешивание. Находящийся в штукатурном слоереагирует с углекислым газомокружающего воздуха:

Процесс образования карбоната кальция () происходит только на воздухе, протекает медленно и сопровождается выделением воды. Таким образом, в результате ряда химических и технологических превращений вновь образуется известнякв виде слоя штукатурки заданной формы и фактуры.

Строительный гипс. Природным сырьем для получения строительного гипса является сернокислый известняк . Гипсовый камень (сернокислый известняк) при нагревании дегидратируется. Он легко выделяет воду и не требует большого количества тепла, как для получения извести. При нагревании до температуры 800 "С получается кальцинированный гипс, который быстро схватывается. Процесс схватывания (твердения) определяется тем, что затворяемое вещество обладает большей растворимостью нежели продукт, образующийся в результате взаимодействия вяжущего и воды. Поэтому в раствор переходит новое количество полуводного гипса, снова образуется пересыщенный раствор, из которого выделяются кристаллы гипса:

Процесс набора прочности вяжущих представляет собой следующую последовательность: растворение - гидратация - коллоидация - кристаллизация.

Вяжущие гидравлического твердения (цементы) - продукт тонкого помола предварительно обожженного природного сырья - мергель либо смеси известняка и глины в соотношении 1:3. Обладают способностью после затворения водой под влиянием физико-химических процессов переходить из тестообразного состояния в очень прочное камневидное.

Основным вяжущим гидравлического твердения является портландцемент . Это вяжущее имеет сложную полиминеральную структуру, состоящую в основном из соединений четырех окислов:

Образовавшийся после обжига при температуре 1450°С материал носит название клинкер. Клинкер после обжига выдерживают на специальных складах в течение двух-трех недель для погашения свободной извести и затем перемалывают на специальных шаровых мельницах. Полученный таким образом тонкий порошок зеленого цвета с объемной массой 1200-1400 кг/мявляется портландцементом. Прочность (марку) портландцемента определяют сжатием до разрушения образца-кубика стандартного приготовления через 28 сут. с момента изготовления образца в килограммах на квадратный сантиметр (кг/см) или в мегапаскалях (МПа). Марки портландцемента: 200 (20 МПа); 300 (30 МПа); 400 (40 МПа); 500 (50 МПа); 600 (60 МПа); 700 (70 МПа). Для штукатурных работ применяются цементы низких марок.

Пуццолановый портландцемент получается путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и активных минеральных добавок (трепела, пемзы, туфа, трасса, пуццоланы). Пуццолановый портландцемент имеет марки 200, 250, 300, 400, 500. Кроме указанных выпускают цементы: шлакопортландцемент, цветные, расширяющийся, гидрофобный, кислотостойкий и др.

Назначение вяжущих материалов - связать в монолитное целое все компоненты будущего изделия или конструкции. Различают два вида вяжущих материалов: твердеющие только на воздухе - воздушные и материалы, на свойства которых после начала схватывания вода не может оказать отрицательного воздействия, а в некоторых случаях оказывает даже положительное воздействие - гидравлические. К воздушным относятся глина, гипс и воздушная известь. К гидравлическим - гидравлическая известь и цементы.

Глина - это мягкая, мелкодисперсная разновидность горных пород. При разведении водой образует пластичную массу, легко подвергающуюся любому формообразованию. При обжиге глина спекается, твердеет и превращается в камневидное тело, а при более высоких температурах обжига расплавляется и может достичь стекловидного состояния.

В зависимости от примесей глина принимает разный цвет окраски. Наиболее ценный сырьевой вид глины - белая глина или иначе каолин.

Глина имеет свойство впитывать воду до определённого предела, после которого она уже не в состоянии её впитывать или пропускать через себя. Это свойство глины используется для создания насыпных гидроизоляционных слоёв.

В зависимости от стойкости глины к температуре выделяют глины легкоплавкие, тугоплавкие и огнеупорные. Их температуры плавления соответственно от 13800С до 15500С и выше. Чистый каолин плавится при температуре выше 17500С.

Тугоплавкие глины служат сырьём для изготовления огнеупорных материалов.

Известь получают путём обжига известняка при высоких температурах. Полученную таким образом известь называют известь-кипелка за то, что при контакте с водой идёт активное выделение углекислого газа. Этот процесс называют «гашением». Для большинства случаев применения извести она должна быть «погашена».

Погашенная известь превращается в тесто, которое можно хранить много лет. От продолжительного хранения свойства извести могут даже улучшиться.

Для получения вяжущего раствора известковое тесто смешивают с песком. Такой раствор используют при кладке фундаментов под печи, дымовых труб и применяют для оштукатуривания стен домов и печей.

Гипс получают путём обжига горной породы - гипсового камня и последующего измельчения продукта обжига. Гипс существенно уступает цементу по прочности изделий, полученных при его использовании в качестве вяжущего материала, а также уступает ему в гигроскопичности - способности противостоять прониканию влаги в тело конструкции. Поэтому гипс применяют в конструкциях и растворах, работающих внутри помещений. Гипс бывает марки А - быстротвердеющий (конец схватывания - менее 15 мин) и марки Б - нормальнотвердеющий (конец схватывания - 30 мин). Гипс служит основой растворов для заделки мелких неровностей и трещин бетонных плоскостей стен и потолочных перекрытий, а также оштукатуривания печей.

Цемент - наиболее распространённый вяжущий материал, позволяющий получать изделия и конструкции высочайшей прочности. Цемент - результат мелкодисперсного измельчения продуктов спекания одного из видов глины - мергеля или смеси известняка и глины. Процесс спекания ведётся в специальных печах.

При измельчении к продуктам спекания делаются дозированные добавки гипса, шлака, песка и других компонентов, что позволяет получать цемент с самыми различными свойствами.

В зависимости от исходного сырья и введённых добавок цементы подразделяют на портландцементы и шлакопортландцементы. Среди портландцементов выделяют быстротвердеющие и портландцементы с минеральными добавками.

Бетонные конструкции, в которых используется та или иная марка цемента, могут приобретать уникальные свойства. Прежде всего, это особо прочные бетоны, например, для взлётных полос аэродромов и ракетно-стартовых площадок, морозо-, огне- и солеустойчивые марки.

Для обозначения максимальных прочностных качеств цемента применяется понятие «марка». «Марка 400» обозначает, что в заводской лаборатории при пробном испытании затвердевшего цементного кубика с ребром 100 мм при раздавливании на прессе он выдержал нагрузку не менее 400 кг/см2. Наиболее распространёнными являются марки от 350 до 500. Изготавливается цемент до 600-й и даже 700-й марки.

Все цементы имеют достаточно быстрое время твердения. Начало твердения-схватывания лежит в пределах 40-50 мин, а конец твердения - около 10-12 часов.

Ниже приводится краткое описание наиболее широко применяемых в строительстве цементов.

Портландцемент 400-Д20 рекомендуется для производства монолитных, бетонных и железобетонных конструкций, сборных железобетонных изделий, строительных растворов.

Портландцемент 500-Д5 применяется для строительства гидротехнических сооружений, для производства высокопрочных сборных железобетонных конструкций, монолитных железобетонных сооружений, аварийных ремонтных работ при высокой начальной прочности.

Сульфатостойкий цемент. Применяется для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся действию сульфатных вод преимущественно в условиях переменного горизонта воды при систематическом замораживании и оттаивании, или увлажнении и высыхании, а также свай, сооружений опор, мостов, предназначенных для службы в минеральных водах.

Напрягающий цемент. Применяется при строительстве и ремонте подземных ёмкостных сооружений, бассейнов, подвалов, подземных гаражей, безрулонной эксплуатируемой кровли, транспортных и коммуникационных тоннелей, в том числе тоннелей метро; полов общественных зданий, трещиностойких водонепроницаемых стыков, швов всех видов, восстановления их водонепроницаемости.

Тампонажный цемент. Применяется для цементирования нефтяных, газовых и других скважин.

Высокоглинозёмистый цемент ВГЦ . Использование ВГЦ обеспечивает бетонам и растворам быстрое твердение и высокую прочность в ранние сроки, стойкость в агрессивных средах и высокую огнеупорность. Эти свойства делают высокоглинозёмистый цемент ценным материалом при проведении восстановительных работ - при прорывах плотин, труб, для ремонта дорог и мостов, при срочном возведении фундаментов. Большой диапазон рабочих температур (до 1750оC) позволяет широко использовать ВГЦ для футеровки шахтных колодцев, тепловых агрегатов чёрной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, керамической цементной промышленности.

Белый и цветной цемент. Применяется для архитектурно-отделочных и скульптурных работ, покраски кирпичных, шлакоблочных, бетонных и др. оштукатуренных частей здания и сооружений. Белый и цветной цемент - это прочный и долговечный материал, не содержит вредных добавок и хлористых соединений.

Более подробно остановимся на супербелом портландцементе .

Его производитель - датская компания «Ольборг Портланд», многие годы известна на рынке строительных материалов. Фирма выпускает несколько видов обычного цемента. Но наиболее важным продуктом здесь считают всё же супербелый портландцемент. В данный момент этот вид цемента поставляется более чем в 70 стран мира и находит там самое широкое применение, от строительства до реставрации.

Его популярности способствует не только достаточно эксклюзивные свойства, но и широкие возможности применения. Белый цемент является материалом с уникальными характеристиками, которые позволяют использовать его в изготовлении скульптурных элементов, колонн, а также при отделочных работах, например, фасада здания. Эстетические требования, предъявляемые к фасадам и другим парадным строительным элементам, делают применение белого цемента особенно эффективным.

Его использование позволяет получить уникальный продукт с вкраплениями мрамора - «Тераццо», из которого изготавливают различного вида плитки, напольное покрытие, а также лестничные марши. Более того, тот факт, что белая поверхность является более светоотражающей, чем серая, позволяет использовать белый цемент для изготовления ступеней, лестниц, уличных и тротуарных плит и блоков, барьеров безопасности, тоннельных скатов и т. д. Наконец, супербелый портландцемент применяется в известковом растворе, красках на цементной основе, штукатурках, а также в производстве сухих смесей. Именно как составляющий компонент в сухих смесях белый цемент более всего и известен на российском строительном рынке.

Остальные его качества ещё не в полной мере используются отечественными строителями. А все попытки производить продукцию подобного качества непосредственно в нашей стране положительных результатов не дали. Компания «Ольборг Портланд» использует для производства супербелого цемента сверхчистый известняк и тонкомолотый песок. Поэтому неудивительно, что датский супербелый цемент согласуется с местными стандартами на всех рынках его сбыта.

Вяжущими строительными материалами или просто вяжущими называют природные или искусственные вещества, которые обладают способностью в результате физико-химических процессов переходить из жидкого или тестообразного состояния в камневидное, при этом одновременно развиваемся сцепление их с другими материалами.

Классификация вяжущих строительных материалов

Вяжущие вещества подразделяются на две основные группы:

1. неорганические, или минеральные вяжущие (известь, гипс, цемент и др.);
2. органические вяжущие (битум, деготь, клей и др.).

Неорганические вяжущие материалы в свою очередь делятся на воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие материалы твердеют только на воздухе; гидравлические твердеют и на воздухе, и в воде.

При твердении неорганических вяжущих различают две стадии: схватывание - процесс постепенного перехода теста, состоящего из вяжущего и воды, из жидкотекучей фазы в твердую фазу и собственно твердение, при котором материал, оставаясь внешне неизменным, постепенно становится все более прочным.

Все неорганические вяжущие изготовляются из широко распространенных нерудных ископаемых. Однако они существенно различаются по стоимости, что объясняется различной сложностью и энергоемкостью процесса их изготовления.

Воздушные вяжущие

К воздушным вяжущим относятся:

• известь,
• гипс,
• растворимое стекло и
• кислотостойкий цемент.

Известь - простейшее и наиболее древнее вяжущее - получают путем обжига известняков. В результате обжига получают безводную окись кальция - СаО - негашеную известь, которую для получения строительного вяжущего гасят водой. При этом выделяется большое количество тепла, обусловливающее повышение температуры до 300°.

Твердение извести протекает с присоединением углекислого газа из воздуха, что и определяет ее свойство твердеть только на воздухе. Малое содержание углекислот газа в воздухе об\ словливает очень медленное твердение извести, которое в очень толстых стенах продолжается годами, в связи с чем прочность строительной извести не регламентирована.

Гипсовые вяжущие материалы получают путем обжига природного гипсового камня (двуводный гипс). В результате обжига двуводный гипс теряет 75% воды и превращается в так называемый полуводный гипс, который в измельченном виде при смешивании с водой быстро схватывается, а затем твердеет на воздухе. Схватывание гипса протекает настолько быстро, что СНиПом ограничивается срок не только окончания, но и начала схватывания (4 мин от начала затворения).

Этим свойством гипса, как известно, широко пользуются в медицине при лечении переломов.

Прочность строительного гипса на сжатие 35-45 кг/см2.

Однако гипс обладает недостаточной водостойкостью, выражающейся в понижении прочности при увлажнении, и поэтому его используют только для внутренних работ (для перегородок, штукатурки) в сухих помещениях, а также в качестве добавки к другим вяжущим для ускорения схватывания.

Растворимое, или «жидкое», стекло представляет собой специально изготовляемый на стекольных заводах силикатный материал, имеющий вид стеклообразных глыб, которые могут быть растворены паром (в автоклавах) или горячен водой до необходимой консистенции. Растворенное стекло представляет собой минеральный клей, твердеющий на воздухе.

Жидкое стекло используют для изготовления огнезащитных красок, кислотостойких замазок и пленок, а также для укрепления слабых песчаных грунтов.

Кислотостойкий кварцевый кремнефтористый цемент (КЦ) представляет собой порошкообразную смесь молотого кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Смесь, затворенная на жидком стекле, после твердения на воздухе превращается в прочное камневидное тело, способное противостоять действию большинства кислот.

Кислотостойкий цемент применяется при защите строительных конструкций от кислотной коррозии, для устройства коррозионно-стойких иолов и т. д.

Гидравлические вяжущие

Наиболее массовым видом гидравлических вяжущих являются цементы, а среди них на первом месте стоит портландцемент - искусственное вяжущее, получаемое из природных мергелей или смеси известняка с глиной.

Исходный материал измельчают, затворяют водой и обжигают до спекания во вращающихся цилиндрических печах. Продукт обжига (клинкер) измельчают в шаровых мельницах. Получаемый при помоле тонкий порошок светло-серого цвета и является цементом.

Цемент является наиболее универсальным, но вместе с тем и наиболее дорогим из неорганических вяжущих.

При затворении цемента водой в количестве 20-50% образуется цементное тесто, которое по истечении некоторого времени схватывается, превращаясь в цементный камень. Твердение цементного камня при благоприятных температурно-влажностных условиях продолжается многие годы. Однако прочность нарастает быстро только в первое время и поэтому за стандартный срок твердения цемента принят период в 28 дней (4 недели).

Прочность цементов характеризуется их марками. Для определения марки цемента приготовляют стандартные образцы в виде балочек размерами 4X4X16 см (принимая 3 части песка на 1 часть цемента). Балочки испытывают на изгиб (до разрушения), а половинки их на сжатие.

Маркой цемента называется численная величина предела прочности в кг/см2 при испытании на сжатие. Кроме того, для цемента каждой марки стандартом установлена и минимальная прочность на изгиб.

Цементная промышленность сейчас производит основные марки портландцемента 300, 400, 500, 600 и 700.

Обыкновенный портландцемент применяется для бетонных и железобетонных конструкций, за исключением подверженных действию морской, минерализованной или даже пресной, но проточной воды.

Другие виды цемента:

• шлакопортландцемент, получаемый совместным помолом цементного клинкера с доменным гранулированным шлаком (в количестве 30-70%), который, являясь отходом доменного производства, сам со себе обладает вяжущими свойствами;
• пуццолановый портландцемент, получаемый совместным помолом цементного клинкера со специальными дотиками, которые при твердении цемента связывают свободную известь и этим повышают стойкость бетона против выщелачивания;
• глиноземистый цемент (марок 400, 500 и 600), отличающийся особо быстрым твердением; в отличие от других цементов, глиноземистый цемент достигает своей марочной прочности уже через 3 дня.

Расширение производства быстротвердеющих цементов имеет большое народнохозяйственное значение, так как дает возможность ускорить и удешевить процесс изготовления сборного железобетона, а также ускорить возведение монолитных железобетонных конструкций, так как скорость твердения цемента определи ет и скорость твердения бетона.

Органические вяжущие и материалы на их основе

Органические вяжущие делятся на три основные группы:

1. битумные,
2. дегтевые и
3. синтетические.

Все эти материалы носят характер смол - размягчаются и плавятся при нагревании.

Битум и деготь имеют черный или темно-бурый цвет; поэтому их иногда называют черными вяжущими.

Природные битумы как вяжущие материалы встречаются в основном в составе осадочных горных пород. Такие породы в молотом, оплавленном и отформованном виде называются асфальтовой мастикой (асфальтом) .

Нефтяные жидкие и полутвердые битумы представляют собой продукт окисления тяжелых остатков перегонки нефти.

Каменноугольный деготь - побочный продукт коксования каменного угля - также выпускается в жидком или полутвердом виде.

Нефтяные битумы и каменноугольные дегти используются для изготовления рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов.

Рубероид представляет собой гибкий картон, пропитанный битумом. Покровный рубероид (для верхних слоев кровли) имеет такой же покровный слой. Такой же материал, только пропитанный битумом (без покровного слоя), называется подкладочным рубероидом (пергамин).

Аналогичные рубероиду и пергамину рулонные материалы, изготовленные на основе каменноугольного дегтя, называются соответственно толем и толькожей.

Мастика представляет собой смесь битума или дегтя с волокнистыми или пылевидными наполнителями (асбест, древесная мука, трепел, кварц и др.), повышающими теплостойкость мастики и расход вяжущего.

Различают мастики горячие, разжижаемые нагреванием, и холодные, разжижаемые растворителями.

Битумная и дегтевая мастика применяются при устройстве рулонных кровель из рубероида и толя, а также и самостоятельно - для гидроизоляции.

Асфальтовая мастика применяется для устройства асфальтовых полов, тротуаров, дорожных покрытий и т. д.

Синтетические смолы составляют основу пластмасс, которые вследствие ограниченного их применения в строительстве здесь не рассматриваются.