51. Гидравлические вяжущие вещества (определение, разновидности, сырье, получение).

Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют своюпрочность не только на воздухе, но и в воде. По своему химическому составу гидравлические вяжущие представляют собой сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех видов: CaO – SiO2 – AL2O3 – Fe2O3. Эти соединения образуют три группы гидравлических вяжущих: силикатные цементы, состоящие преимущественно (на 75%) из силикатов кальция; к ним относятся портландцемент и его разновидности – главные вяжущие современного строительства; алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты; главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности; гидравлическая известь и романцемент. Свойства указанных вяжущих зависят от гидравлического модуля и температуры обжига сырья. Гидравлический модуль выражает содержание основного оксида СаО по отношению к суммарному количеству кислотных оксидов. Для каждого вяжущего характерен свой модуль. Поскольку воздушная известь изготовлена из известняков лишь с небольшой примесью глинистого вещества, у нее самый большой гидравлический модуль (более 9), у гидравлической извести м=1,7-9, у романцемента м<1,7. Портландцемент, получаемый из тщательно составленной искусственной смеси известнякового и глинистого компонента, характеризуется гидравлическим модулем (1,9-2,4), примерно таким же, как у романцемента. Однако показатели прочности портландцемента во много раз превосходят прочность романцемента. Объясняется это тем, что при получения романцемента обжиг сырья производится не да спекания (температура около 1000) и в этих условиях образуются низкоосновные силикаты и алюминаты кальция, обладающие в гидратированном виде невысокой прочностью. В технологии портландцемента обжиг сырьевой смеси доводится до частичного плавления при 1450 и только при наличии жидкой фазы произходит синтез трехкальциевого силиката, обуславливающего высокие показатели прочности и гидравлические свойства.

52. Гидравлическая известь (сырье, получение, характеристики и назначение).

Гидравлической известью называют продукт, получаемый обжигом не до спекания мергелистых известняков, содержащих 6—25 % глинистых и тонкодисперсных песчаных примесей. По ГОСТ 9179—77, строительную гидравлическую известь выпускают в виде тонкоизмельченного порошка, при просеивании которого остаток частиц на ситах № 02 и 008 ие превышает соответственно 1 и 15 %. Мергелистые известняки, кроме глинистых примесей, обычно содержат включения углекислого магния и некоторые другие примеси. Так как гидравлическую известь изготовляют из природного сырья без специальной переработки в искусственные смеси однородного состава, то для ее получения необходимо применять мергелистые известняки с возможно равномерным распределением в них глинистых и других включений. При этом также учитывают, в виде каких соединений находятся в известняке те или иные примеси, так как от этого в значительной мере зависит качество получаемого продукта. Гидравлическую известь обычно характеризуют гидравлическим или основным модулем (ОМ), представляющим собой отношение процентного содержания по массе оксида кальция к процентному содержанию кислотных оксидов:

ОМ = CaO/(Si02 I- А1203 + Fe203).

Для гидравлической извести численное значение основного модуля колеблется в пределах 1,7—9. В зависимости от этого модуля различают сильногидравлическую и слабогидравлическую известь. У первой гидравлический модуль равен 1,7—4,5, у второй—4,5—9. При гидравлическом модуле меньше 1,7 получают романцемент, а если он больше 9, то воздушную известь. Гидравлическая известь после предварительного твердения на воздухе твердеет в воде и во влажной среде. Производство гидравлической извести включает следующие основные операции: добычу и подготовку мергелистого   известняка,   его   обжиг  и  помол.  Добывают, дробят и сортируют мергелистый известняк теми же способами и с помощью таких же механизмов, как и при производстве воздушной извести. Обжигают мергелистый известняк в зависимости от его состава и структуры при 900—1100°С. Температура обжига тем ниже, чем больше в сырье глинистых и магнезиальных примесей. При обжиге мергелистых известняков, как и при обжиге воздушной извести, углекислые кальций и магний разлагаются, происходит также взаимодействие между этими соединениями и оксидами кальция и магния и песчаными и глинистыми примесями. Эти реакции происходят, главным образом, в твердом состоянии. В результате обжига сырья при 900—1100 °С получается продукт, состоящий обычно из свободного оксида кальция, не разложившегося углекислого кальция, а также двухкальциевого силиката C2S, образующегося преимущественно при взаимодействии СаС03 с примесями тонкодисперсного кварца. При наличии в исходном сырье углекислого магния обжиг приводит к образованию, кроме указанных соединений, также CaO-MgO--S1O2 и свободного оксида магния. Гидравлическая активность извести и прочность при твердении прямо зависят от наличия C2S, C2AS, железистых соединений и отчасти сульфата кальция. Для обжига гидравлической извести применяют шахтные и вращающиеся печи. Расход условного топлива при, обжиге гидравлической извести ниже,  чем при  обжиге воздушной, и составляет обычно для шахтных печей 12— 14 % по массе готового продукта. Обожженную известь дробят и затем измельчают в мельницах обычно до остатка на сите № 008 не более 5-7%. При схватывании и твердении молотой гидравлической извести протекают физико-химические процессы, характерные для твердения молотой негашеной извести, с одной стороны, и гидравлических вяжущих веществ, с другой. Вначале, как и при воздушном твердении молотой негашеной извести, содержащийся в гидравлической извести оксид кальция гндратируется в Са(ОИ)2. Затем при твердении во влажной среде силикаты, алюминаты и ферриты кальция постепенно гндратируются, образуются соответствующие гидраты в гелевидном состоянии. Протекающие при этом физические процессы, как и при твердении других   гидравлических   вяжущда   веществ, способствуют их постепенному уплотнению и росту прочности. Специфические свойства этой извести обусловливают необходимость обеспечивать вначале воздушно-сухие условия твердения, а затем — влажные (для гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция). При этом ,чем больше в извести свободного оксида кальция, тем более продолжительным должно быть начальное твердение в воздушной среде. Свойства гидравлической извести. Истинная плотность 2,6—3 г/см3, насыпная плотность в рыхлом состоянии 700—800 кг/м3, в уплотненном—1000—1100 кг/м3. Пластичность и удобообрабатываемость строительных растворов на гидравлической извести при прочих равных условиях меньше, чем растворов на воздушно! извести. Гидравлическая известь — медленносхватывающееся вяжущее вещество. В зависимости от содержания в ней свободного оксида кальция сроки схватывания колеблются до начала схватывания в пределах 0,5—2 и до конца—8—16 ч. Равномерность изменения объема при твердении зависит, главным образом, от содержания в гидравлической извести грубоизмельченных зерен свободного СаО, а также MgO. Равномерность изменения объема при твердении гидравлической извести устанавливают обычно испытанием образцов в виде лепешек, изготовленных из теста. При правильно выбранном режиме твердения--строи» тельные растворы и бетоны на гидравлической   извести, обладают более высокой прочностью, чем на воздушной, На гидравлической извести можно готовить растворы пластичной консистенции с прочностью при сжатии через 28 сут твердения 1,5—2,5 МПа и больше. По ГОСТ 9179—77, при испытании гидравлической извести образцы-кубы размером 7,07X7,07x7,07 см из малопластичного раствора состава 1 :3 (по массе) с нормальным Гидравлическую известь наряду с воздушной используют для изготовления штукатурных и кладочных растворов. Однако в отличие от воздушной извести на ней можно получать растворы, пригодные для эксплуатации как в сухих, так и во влажных средах. Употреблять гидравлическую известь можно при изготовлении легких и тяжелых бетонов низких марок, применяемых в различных частях зданий. На ее основе изготовляют смешанные цементы — известково-шлаковые, известково-пуццолановые и др.