Вяжущие материалы

Материалы для связывания поверхностей

К вяжущим материалам с неорганической основой относятся: цемент из гипса, известь, глина, портландцемент. Изначально имеют жидкое или тестообразное состояние. В их структуре происходят физические, химические процессы. В результате они превращаются в твердые составы, способные связать поверхности из разных материалов.

Виды вяжущих материалов

Выделяют два вида:

• твердеют на воздухе. Их называют воздушными и относят в эту группу: глину, гипс, воздушную известь. В условиях повышенной влажности материалы теряют свои свойства, становятся непрочными.
• затвердевают даже при контакте с водой — гидравлические. На них вода не оказывает разрушительного действия, а иногда способствует лучшего скреплению. К таким материалам относят: цементные смеси, гидравлическую известь.

Цемент на гипсовой основе

Для производства данного материала нужен природный гипсовый камень. Его дробят, измельчают, обжигают в печи при температуре не более 190°C. Полученный компонент превращают в порошкообразную субстанцию. Поскольку обжиг происходит при не очень высоких температурах, то вода не полностью испаряется их продукта.

Когда гипсовый цемент схватывается, вода восстанавливается. В результате получается природный гипс в первоначальном виде, т.е гидратированный сульфат кальция.

Материал стойкий к огню. При обжиге происходит выделение воды и покрытие поверхности гипса порошком. Он выполняет роль защиты внутренних слоев. Для облицовки стен, потолков используют гипсовые листы.

Цемент

Цемент — это стройматериал, получаемый в результате дробления на мелкие кусочки запеченой глины в чистом виде или вместе с известняком. Спекают в тигельных или непрерывно действующих печах.

Из всех вяжущих материалов, этот получил большее распространение. С его помощью создают конструкции с высокими прочностными показателями.

Готовый продукт имеет много полезных свойств. Это связано с тем, что во время дробления добавляется шлак, песок, гипс и пр.

Цемент бывает разных видов в зависимости от того, какие компоненты были добавлены при его производстве и какое сырье первоначально использовалось:

• шлакопортландцемент;
• портландцемент (с добавками в виде минеральных веществ, со способностью быстро затвердевать).

Марка — это условная величина, которая обозначает максимальные прочностные качества при сжатии. Она придает конструкциям уникальные характеристики.

Например, бетоны становятся очень прочными и подходят для построения полос для взлета, площадок для старта ракет. Для этого используют марки, стойкие к огню, морозам, солям.

Виды марок.

Есть показатели 200, 300, 400, 500, 600. Из них наиболее распространен 350-500. Например, марка 500 означает, что цементный кубик размеров 10*10*10 при давлении на него выдержал 500 кг/кв.см.

Изготавливаются также 400-е, 600-е, 700-е.

Итак, цементы обладают способностью быстро затвердевать. Начинают схватываться примерно за 45 минут, а окончательно затвердевают через 11 часов.

Портландцементный раствор

Получается путем измельчения и смешивания гипса, клинкера, добавок с преобладанием силикатов кальция.

Клинкер — это продукт высокотемпературного обжига до спекания известняка, шлаков, глины.

Портландцемент первый раз изобрел Дж. Аспдин в 1824 году и запатентовал его. Название получил в честь острова, на котором добывали камень, похожий на этот материал.

С тех пор состав получил широкое применение. По этому показателю он на втором месте после стали.

Перед эксплуатацией, проверяют качество портландцемента. Для этого берут образец чистого цемента и помещают его в герметичный нагревательный аппарат. Он увеличивается в длине. Это определяет расширение материала при застывании.

Плотность:

• в рыхлом состоянии до 1100 кг/куб.м
• в плотном состоянии до 1700 кг/куб.м

Цементы с повышенной прочностью

Существуют разработки, которые делают цемент более прочным, чем гидравлический и портландцемент. По прочностным показателям он приближен к керамике.

Рецептура такого материала отличается содержанием воды. Ее добавляют меньше, оставляя при этом пластичность состава.

Известь

Есть два вида извести:

• гидратная;
• негашеная.

Негашеная

Для ее получения известняк обжигают при 950°C в печах. В результате удаляется диоксид углерода.

Готовый продукт используют для замешивания раствором для кладки, производства бетона на основе силикатов, кирпичей. Перед эксплуатацией в известь добавляют воду, чтобы загасить. Две недели выдерживают, затем смешивают с песком. Получается известковый раствор.

Гидратная

Чтобы получить продукт, негашеную известь на фабриках измельчают, смешивают с водой, превращают в порошок в виде хлопьев.

Такую известь нужно смешать с песком, чтобы получился раствор. Сделать это несложно, потому что два этих компонента похожи по структуре.

По пластичности гидратная известь уступает негашеной.

Как известковый раствор затвердевает на воздухе? С помощью поглощения углекислого газа извне. CO2 замещает лишнюю воду, а она испаряется. Гидратная известь приобретает вид карбоната кальция. Реакция возможна при излишках воды, поэтому это условие обязательно.

Однако под водой, даже в условиях избытка влаги, процесс не пойдет, потому что для него нужен углекислый газ из воздушной среды.

Кладка

Известь и песок смешиваются в отношении 1:2,5.

Штукатурные работы длятся, как правило, не один день, эта смесь дает возможность использовать ее несколько дней подряд, нанося тремя слоями. Заключительный — гидратная известь и гипсовый цемент.

Глина

Представляет собой мелкозернистую осадочную горную породу. Если разбавить ее водой, получится пластичная масса, которую легко подстроить под любую форму.

Если обжечь породу, то она затвердеет и превратится в каменную субстанцию. При увеличении температуры получается обратный эффект: глина плавится, превращаясь в стекло.

В нее добавляют примеси, которые придают исходному материалу оттенок. Самая ценная — каолин — это гидратированный алюминиевый силикат глины белого цвета. Температура плавления для него — 1750°C.

Одно из свойств данного материала — способность впитывать влагу. Это происходит до тех пор, пока порода ей не заполнится. После этого пропускать и впитывать воду глина перестает. Благодаря этому свойству, продукт используют для засыпной гидроизоляции.

Разные виды глины по-разному реагируют на огонь. В зависимости от этого ее делят на:

• легкоплавкую (температура плавления 1380°C);
• тугоплавкую (температура плавления 1550°C). Ее используют для производства материалов, стойких к огню.
• Огнеупорную с температура плавления более 1550°C.

Итог

Существует много разновидностей вяжущих материалов, отличающихся по характеристикам. Выбирают их в зависимости от того, для каких целей планируют использовать.