Раздел II. Технология строительных материалов и изделий

3. Неорганические вяжущие материалы

3.1.Общие сведения

Неорганическими вяжущими материалами называются порошкообразные материалы, которые при при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-химических процессов, превращаясь в твердое тело.

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

3.1.1 Классификация неорганических вяжущих.

Н еорганические вяжущие вещества делят на воздушные, гидравлические, автоклавного твердения и кислотостойкие.

Воздушные вяжущие после затворения их водой способны затвердевать и длительное время сохранять прочность только на воздухе.

По химическому составу они делятся на четыре группы:

- гипсовые вяжущие, основой которых является сернокислый кальций;

- магнезиальное вяжущее, содержащие каустический магнезит Mg;

- жидкое стекло – силикат натрия или калия (в виде водного раствора);

- известковые вяжущие, состоящие главным образом из оксида кальция CaO.

Гидравлические вяжущие после затворения их водой твердеют и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают её) как на воздухе, так и в воде.

По своему химическому составу представляют собой сложную систему, состоящую из соединений 4 видов: CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃. Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих:

- силикатные цементы, состоящие на 75% из силикатов кальция, к ним относятся портландцемент и его разновидности;

- алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты, главным из них является глинозёмистый цемент и его разновидности;

- гидравлическая известь и романцемент.

Вяжущие автоклавного твердения вещества способные при автоклавном синтезе, происходящем в среде насыщенного водяного пара, затвердевать с образованием прочного цементного камня. В эту группу входят известково-кремнезёмистые, известково-зольные, известково-шлаковые вяжущие, нефелиновый цемент и др., хотя по существу они то же относятся к гидравлическим вяжущим.

3.1.2 Сырье для приготовления неорганических вяжущих

В качестве сырья для приготовления неорганических вяжущих используются горные породы, а также продукты металлургической, энергетической и химической промышленности.

Для изготовления гипсовых вяжущих используют горные породы, состоящие из двуводного гипса CaSO₄·H₂O и ангидрита CaSO₄.

Для изготовления магнезиальных вяжущих используют кальцит CaCO₃, магнезит МgCO₃, доломит CaCO₃·МgCO₃.

Для изготовления растворимого стекла используют карбонат натрия Na₂CO₃, калия K₂CO₃ и кварц SiO₂.

Для изготовления гидравлических вяжущих используют известняк, а также глинистые минералы, состоящие из Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃.

3.1.3 Технологическая схема производства неорганических вяжущих

1. Добыча

2. Подготовка сырьевой смеси – измельчение сырья до одного размера (в дробилках).

3. Обжих – самый важный этап получения вяжущих материалов. При обжиге происходят физико-химические процессы, которые приводят к образованию новых соединений, способных вступать во взаимодействие с водой и твердеть. Каждый вид вяжущего вещества имеет свою температуру обжига.

Спекание – это процесс обжига с частичным плавлением сырьевой смеси (до спекания).

4. Помол выполняют для получения вяжущего вещества определенной крупности (в шаровых мельницах).

5. Хранение осуществляют в герметичной таре (например, многослойные бумажные мешки или силосы).