Минеральные вяжущие

Минеральные вяжущие вещества представляют собой неорганические порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластичную массу. Эта масса постепенно затвердевает, превращаясь в камневидное тело благодаря физико-химическим процессам. Минеральные вяжущие широко применяются в строительстве для создания прочных конструкций, таких как фундаменты, стены зданий, отделочные работы и дорожное покрытие. Рассмотрим их основные виды, свойства и применение.

Классификация минеральных вяжущих веществ

Минеральные вяжущие делятся на две основные группы:

1. Воздушные вяжущие вещества
   Эти материалы твердеют и сохраняют свои свойства только на воздухе. В условиях повышенной влажности они теряют прочность и разрушаются. Применяются исключительно для наземных сооружений без контакта с водой.
2. Гидравлические вяжущие вещества
   Они способны затвердевать как на воздухе, так и под водой, сохраняя или даже увеличивая свою прочность. Это делает их универсальными для строительства объектов, контактирующих с водной средой.

Воздушные минеральные вяжущие вещества

Гипсовые вяжущие вещества

Гипсовые материалы получают из природного гипса (CaSO4·2H2O) путем тепловой обработки при различных температурах. Они подразделяются на два типа:

• Низкообжиговые гипсовые вещества (110–180 °C): содержат полуводный гипс (CaSO4·0.5H2O). Примером является строительный гипс.
• Высокообжиговые гипсовые вещества (600–900 °C): состоят из ангидрита (CaSO4). Пример – ангидритовый цемент.

Гипсовые материалы быстро твердеют при взаимодействии с водой по реакции:

CaSO4 × 0.5H2O + 1.5H2O → CaSO4 × 2H2O

Они используются для изготовления формовочных изделий, штукатурки и декоративных элементов.

Воздушная известь

Воздушная известь (CaO) производится обжигом карбонатных пород до удаления углекислоты. Она бывает нескольких видов:

• Негашеная комовая известь.
• Негашеная молотая известь.
• Гидратная известь (“пушонка”).

Эти материалы применяются для приготовления строительных растворов и штукатурок.

Магнезиальные вяжущие

Магнезиальные материалы основаны на оксиде магния (MgO), который получают обжигом магнезита или доломита. Они используются для создания огнеупорных материалов и кислотостойких покрытий.

Растворимое стекло

Растворимое стекло представляет собой водный раствор силикатов натрия или калия. Оно используется как связующее вещество для огнеупорных материалов или антикоррозионных покрытий.

Гидравлические минеральные вяжущие вещества

Цементы

Цементы являются наиболее распространенными гидравлическими материалами. Их основным компонентом является клинкер – продукт обжига смеси известняка и глины при высоких температурах (~1450 °C). Основные виды цементов включают:

• Портландцемент.
• Шлакопортландцемент.
• Пуццолановый цемент.
• Белый цемент.

Цементы используются во всех видах строительства благодаря своей высокой прочности и способности сохранять свойства под водой.

Гидравлическая известь

Этот материал получают обжигом карбонатных пород с содержанием примесей глины (6–20 %). Он твердеет как на воздухе, так и под водой, что делает его подходящим для гидротехнических сооружений.

Свойства минеральных вяжущих веществ

Основными характеристиками минеральных вяжущих являются:

1. Прочность: Зависит от состава материала, тонкости помола и условий твердения.
2. Скорость схватывания: Время перехода пластичной массы к твердому состоянию варьируется у разных материалов.
3. Тонкость помола: Чем мельче частицы материала, тем выше его активность и прочность.
4. Устойчивость к влаге: Воздушные материалы теряют прочность во влажной среде, тогда как гидравлические сохраняют ее.

Применение минеральных вяжущих веществ

1. Строительство зданий: Используются для возведения стен, фундаментов и перекрытий.
2. Декоративная отделка: Гипсовые материалы применяются для лепнины и декоративной штукатурки.
3. Дорожное строительство: Цементы служат основой бетонного покрытия дорог.
4. Гидротехнические сооружения: Гидравлические материалы подходят для дамб, мостов и каналов.