Воздушные вяжущие вещества

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Воздушные вяжущие вещества и материалы на их основе

Неорганическими вяжущими веществами

называют порошкообразные материалы, которые после затворения водой (иногда водными растворами солей) образуют пластичную массу (пластично-вязкое тесто), способное со временем затвердевать в результате физико-химических процессов.

Характерной особенностью вяжущих является их способность к образованию искусственных каменных материалов.

Переходя из тестообразного в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зерна песка, гравия, щебня. Это свойство вяжущих используют для изготовления бетонов, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожженных искусственных материалов; строительных растворов – кладочных, штукатурных и специальных.

Строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от свойств и условий отвердевания и эксплуатации искусственного каменного материала подразделяются на две группы: воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие твердеют, а

искусственный камень на их основе длительно сохраняет требуемую прочность только в воздушной среде.

разрушаются.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЗДУШНЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

По химическому составу воздушные вяжущие делятся на четыре группы:

ГИПСОВЫЕ вяжущие– их основой является сернокислый кальций;

МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ – содержащие каустический магнезит и каустический доломит;

ИЗВЕСТКОВЫЕ – состоящие преимущественно из оксида кальция;

ЖИДКОЕ СТЕКЛО – силикат калия или натрия (в виде водного раствора).

ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Гипсовыми и ангидритовыми вяжущими называют вещества, состоящие преимущественно из полуводного гипса или ангидрита и полученные обжигом и помолом сырья – двуводного гипса CaSO42H2O или ангидрита CaSO4.

Сырьем для получения гипсовых вяжущих служит чаще всего горная порода гипс, а также ангидрит и промышленные отходы – фосфогипс, борогипс, и др.

В зависимости от температуры обжиге сырья, химического и фазового состава вяжущие, содержащие сульфаты кальция, подразделяют на две группы:

гипсовые;

ангидритовые.

Гипсовые вяжущие получают обжигом сырья – двуводного гипса при температуре не выше 1600C. Эти вяжущие состоят преимущественно из полуводного сульфата кальция CaSO40,5H2O.

Ангидритовые вяжущие обычно получают обжигом сырья при температуре выше 4000C. Они состоят преимущественно из

нерастворимого ангидрита CaSO4 К этой группе относятся ангидритовые цементы и высокообжиговый гипс.

Сырьем для производства гипсовых и ангидритовых вяжущих являются осадочные горные породы, гипс и

В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вяжущие подразделяются на две группы:

низкообжиговые;

высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса при низких температурах (110-1800C). Они состоят в основном из полуводного гипса, так как дегидратация сырья при указанных температурах приводит превращение двуводного гипса в полугидрат

CaSO42H2O→ CaSO40,5H2O+1,5H2O

К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся:

1.Строительный гипс;

2.Формовочный;

3.Высокопрочный.

Строительный гипс изготавливают низкотемпературным обжигом гипсовой породы (гипсового камня) в варочных котлах или печах. При обжиге в незамкнутом пространстве вода выделяется и удаляется в виде пара.

Процесс дегидратации протекает с высокой скоростью, при этом образуются поликристаллические агрегаты полуводного гипса, они могут содержать до 29% открытых микропор. В этих условиях образуются кристаллы полугидрата со сравнительно высокой концентрацией дефектов кристаллической решетки.

Продукт, полученный термообработкой сырья в открытых аппаратах (сухой способ), называют β- модификацией CaSO40,5H2O.

Высокопрочный гипс получают термической обработкой высокосортного гипсового камня в герметических аппаратах под давлением пара.

При обработке двуводного гипса в среде насыщенного водяного пара и в воде (мокрый способ )при температуре 1250С кристаллы двуводного гипса образуются за счет растворения двуводного гипса в воде, роста центра кристаллизации из пересыщенного раствора.

Сравнительно невысокая степень дегидратации и роста кристаллов приводит к образованию плотных кристаллов полуводного гипса с высокой степенью совершенства кристаллической решетки в виде крупных игл или призм с плотностью 2,7-2,75 г/см3.

Полугидрат, полученный дегидратацией в среде насыщенного водяного пара и воде, называют α- модификацией полуводного сульфата кальция.

Существенное различие удельной поверхности и степени упорядоченности кристаллической структуры α- и β-полугидратов обуславливает разницу физико-механических свойств вяжущих.

Прочность при сжатии высокопрочного гипса при сжатии 15-25 МПа, а при специальной технологии производства до 60 МПа превышает прочность строительного гипса. Из него изготавливают элементы стен и сборных перегородок, камни для стен.

Формовочный гипс состоит в основном из модификации полугидрата. Он содержит незначительное количество примесей и тонко размалывается. Применяют в керамической и фарфоро-фаянсовой промышленности для изготовления форм.

Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготавливают путем обжига гипсового камня при высоких температурах 600-9000C , поэтому они состоят преимущественно из ангидрита CaSO4, который частично подвергается термической диссоциации с образованием CaO. Небольшое количество оксида кальция в составе вяжущего играет роль активизатора вяжущего с водой.

Можно получить ангидритовое вяжущее и без обжига помолом природного ангидрита с активизаторами твердения (известью, обожженным доломитом и т.п.).