Гидравлические вяжущие вещества
Вяжущие вещества – это порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой и наполнителем образуют пластичную массу, впоследствии превращающуюся в искусственный камень.
Гидравлические вяжущие вещества обладают способностью к твердению в воде. Таковыми являются тонкоизмельченные вещества, в большинстве случаев состоящие из соединений кальция с глиноземом или кремнеземом. Данные соединения соответственно называются алюминатами кальция и силикатами. Существуют два основных способа получения таких соединений:
- Первый способ заключается в обжиге искусственной или природной смеси глины и известняка. При данном процессе известняк разлагается, в результате чего образуется оксид кальция, реагирующий с окислами глины. Таким способ получают портландцементы и гидравлическую известь.
- Второй способ заключается в смешивании извести с веществами, в которых содержатся окислы активной формы, способные реагировать с известью. Такие вещества называются гидравлическими добавками, к которым относятся известково-пуццолановые цементы и пуццолановые портландцементы.
Гидравлическая известь
Гидравлическая известь – это вещество, которое получается в результате обжига не до спекания известняков, содержащих от 6 до 20 % глинистых примесей.
Известняки, используемые для получения гидравлической извести. называются маргелистыми, в них содержатся углекислый магний, песок и прочие примеси. Процесс изготовления гидравлической извести заключается в дроблении сырья на куски размером от 6 до 15 сантиметров, дальнейшем его обжиге и помоле готового продукта в порошок. На промышленных объектах обжиг сырья осуществляется, в большинстве случаев, в шахтных печах при температуре от 900 до 1100 градусов по Цельсию. В случае увеличенного содержания глинистых соединений температура обжига снижается. При изготовлении гидравлической смеси необходимо установить правильный режим обжига, это имеет большое значение для получения готового продукта высокого качества. При обжиге сырья для гидравлической смеси происходят следующие процессы:
- Декарбонизация карбоната кальция с образованием оксида кальция и углекислого газа, который удаляется.
- После декарбонизации часть оксида кальция связывается с составными частями глины, таким как диоксид кремния, оксиды алюминия и железа. В результате образуются двухкальциевый феррит, однокальциевый алюминат и двухкальциевый силикат.
Другая часть оксида кальция остается в свободном состоянии. В некоторых случаях в состав гидравлической извести может входить оксид магния, не вступивший в реакцию зерна кварца. Способностями к гашению и воздушному твердению обладают только свободные оксиды магния и кальция. Ферриты, алюминаты и силикаты твердеют только при влажных условиях, таким образом они придают извести способность к гидравлическому твердению. Таким образом гидравлическая смесь состоит из двух типов соединений -твердеющих в воздушных условиях и твердеющих в гидравлических условиях.
При увеличенном содержании в исходном сырье кремнистых и глинистых соединений будет образовываться больше силикатов, алюминатов и ферритов кальция. В связи с этим будет уменьшаться способность извести к гидравлическому твердению. В результате может наступить такой предел, при котором в гидравлической извести не будет содержаться свободного оксида кальция, и она потеряет способность гаситься. В зависимости от содержания в гидравлической извести глинистых соединений различают:
- Слабогидравлическая известь, гидравлический модуль которой составляет от 4,5 до 9.
- Сильногидравлическая известь, гидравлический модуль которой составляет от 1,7 до 4,5.
Если гидравлический модуль больше 9, то готовым продуктом является воздушная известь, а если меньше 1,7 - романцемент.
Романцемент – это вяжущий гидравлический материалы, используемый для изготовления строительных растворов для каменной кладки, бетона низких марок, штукатурки в наземных или подземных сооружениях.
Для твердения гидравлической извести характерны процессы воздушного и гидравлического твердения. Чтобы гидравлическая известь правильно твердела, сначала обеспечиваются условия воздушного твердения для начальной кристаллизации гидратной свободной извести, а потом гидравлические, необходимые для гидратации ферритов кальция, алюминатов и силикатов. При этом, чем выше содержание в извести свободного оксида кальция, тем более длительным должен быть процесс твердения готового продукта в сухой воздушной среде.
Гидравлическая известь используется для производства штукатурных и кладочных растворов. Бетоны на основе гидравлической извести применяются в конструкциях, которые могут находиться как в воздушной, так и во влажной средах.
