Виды и способы получения минеральных вяжущих веществ
Минеральные вяжущие вещества – это порошкообразные, за некоторым исключением, вещества, которые образуют при смешивании с водой пластичную массу, постепенно сxватывающуюся и отвердевающую, переходящую в камневидное состояние.
Схватывание – это процесс, при котором вяжущая пластичная масса теряет свою пластичность, но еще не приобретает прочность.
Минеральные вяжущие вещества делятся на две группы:
- Воздушные. Данные вещества способны затвердевать и продолжительное время сохранять или увеличивать прочность исключительно на открытом воздухе. При повышенной влажности вяжущие вещества существенно теряют прочность. К воздушным вяжущим веществам относятся ангидритовый цемент, гипс, растворимое стекло, воздушная известь и т.п.
- Гидравлические. Данные вещества обладают более высокой прочностью, чем воздушные, они способны затвердевать длительно сохранять прочность в воде и на воздухе. К гидравлическим минеральным вяжущим веществам относятся различные цементы и гидравлическая известь.
Минеральные вяжущие вещества получаются в результате двух основных операций:
- Помол. Как правило стараются хорошо измельчить сырье до обжига или готовый продукт после обжига. Тонкость помола влияет на конечные свойства каменных искусственных материалов. С увеличением тонкости помола увеличивается клеящая способность пластичной массы, которая образуется в результате смешивания воды и вяжущего вещества.
- Обжиг. Условия процесса обжига различны при получении воздушных и гидравлических минеральных вяжущих вещества
Воздушные вяжущие минеральные вещества
Самыми распространенными минеральными воздушными вяжущими веществами являются гипсовые и магнезиальные вещества, а также растворимое стекло и воздушная известь. Гипсовые вещества производятся из гипсового камня - ангидрита и двуводного гипса. В гипсовом камне содержатся примеси глины, песка, органических веществ и известняка. В зависимости от от вида гипсового сырья и температуры обжига получают разнообразные вяжущие гипсовые вещества, которые существенно отличаются друг от друга. При обжиге гипсового камня при температуре до 170 градусов по Цельсию получают строительный гипс, формовочный гипс и высокопрочный гипс. При обжиге от 800 до 1000 градусов по Цельсию получают ангидритовое вяжущее вещество и высокообжиговый гипс.
Воздушная известь является продуктом, который получается в результате обжига не до спекания известняков, в которых содержится максимум 6 % примесей глины. Исходным сырьем являются известняк-ракушечник, мел, доломитовые известняки, плотные известняки и прочие карбонатные породы. Во всех перечисленных породах содержатся разнообразные примеси, как правило кварц, глинистые вещества, углекислый магний и т.п. Процесс получения воздушной извести состоит
из следующих процессов: добыча известняка, дробления добытого известняка до размеров 60 - 200 миллиметров и обжига. В настоящее время используются следующие магнезиальные вяжущие вещества: каустический доломит и каустический магнезит. Каустический магнезит получается в результате обжига магнезита при температуре от 700 до 800 градусов по Цельсию. Каустический доломит получается в результате обжига природного доломита при температуре от 650 до 750 градусов по Цельсию.
Растворимое стекло является силикатом натрия или силикатом калия. Водный раствор данного вещества называется жидким стеклом. Его отличает от обычного стекла заключается в том, что оно растворяется в воде. Данное вещество получают при помощи в текловерныx печах. Сам процесс отличается некоторыми особенностями. Сырьем является сода, кварцевый песок или сульфат натрия. Варка осуществляет при температуре от 1300 до 1400 градусов по Цельсию.
Гидравлические минеральные вяжущие вещества
После затворения водой, гидравлические минеральные вяжущие вещества могут твердеть не только в воде, но и на воздухе. После предварительного затвердевания на открытом воздухе, они продолжают твердеть в воде, при этом длительно сохраняют и увеличивают прочность. Данная способность длительного гидравлического твердения обусловлена наличием ферритов кальция, силикатов и алюминатов которые образуются при производстве вяжущих веществ, что выражается гидравлическим модулем. Данный показатель представляет собой отношение содержания основного оксида к общему содержанию кислотных оксидов, которые входят в состав вяжущего минерального вещества. Для каждого вещества характерен свой гидравлический модуль. Например, гидравлический модуль гидравлической извести может составлять от 1,7 до 9. Характеристики прочности гидравлических минеральных вяжущих веществ определяются составом вяжущего, зависящего от условий обжига и гидравлического модуля.
