краска. Учебник рекомендовано

• Название: Учебник рекомендовано
• Анкор: краска
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: v.a-smirnov-materialovedenie-otdelochnye_raboty.docx
• Тип: Учебник; #421063
• страница: 8 из 38

ют изделия различных цветов: белого, кремового, светло-красного,

коричневого. _w

Особенно Декоративен глазурованный кирпич. Глазурь сте кловидное покрытие различного цвета, прозрачное или непрозрач­ное (глухое). Глазурь позволяет получать любые цветовые оттенки и сохранять их яркость в течение длительного времени; она почти не

загрязняется и легко моется. Долговечность такой отделки состав­ляет десятки и сотни лет.

Ангоб — тонкий слой беложгущейся или цветной глины, нано­симый на поверхность еще не обожженного изделия и при обжиге образующий цветное покрытие с матовой поверхностью.

Кирпич может быть полнотелым и пустотелым, а камни — толь­ко пустотелыми. Модульный и утолщенный кирпич также делают только с пустотами, так как масса одного кирпича не должна превы­шать 4 кг. Пустоты в изделиях могут располагаться вертикально — перпендикулярно постели кирпича (постель — рабочая грань из­делия, расположенная параллельно основанию кладки) или гори­зонтально.

По прочности изделия (кроме крупноформатного камня и кир­пича и камня с горизонтальными пустотами) подразделяются на марки: М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300. Крупнофор­матные камни дополнительно к указанным ранее имеют марки: М35, М50, М75. Марки кирпича и камней с горизонтальными пу­стотами: М25, М35, М50, М75, М100. Марка соответствует пределу прочности при сжатии, кгс/см², а прочность на изгиб для каждой марки должна быть не менее предписанных стандартом значений.

Марка по морозостойкости лицевых изделий должна быть не ниже F50. Допускается по согласованию с потребителем поставлять лицевые изделия марки по морозостойкости F35. Водопоглощение лицевых изделий должно быть не менее 6,0 % и не более 14,0 %.

По показателю средней плотности изделия подразделяются на классы: 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 2,0. Плотность обыкновенного полнотелого керамического кирпича — 1 600... 1 900 кг/м³; наличие пустот суще­ственно снижает плотность кирпича и камней и улучшает их тепло­технические свойства.

По теплотехническим характеристикам изделия в зависимости от класса средней плотности подразделяются на группы в соответ­ствии с табл. 4.2.

Предельные отклонения номинальных размеров по длине и ши­рине для рядовых и лицевых изделий одинаковые, а по толщине к лицевому кирпичу предъявляются более жесткие требования — не более ±2 мм. Лицевые изделия должны иметь не менее двух лице­вых граней: ложковую (ложок — наибольшая грань изделия, рас­положенная перпендикулярно постели) и тычковую (тычок— наи­меньшая грань изделия, расположенная перпендикулярно посте­ли). Цвет и вид лицевой грани устанавливают по согласованию между изготовителем и потребителем и оговаривают в договоре на поставку. На лицевых изделиях не допускаются отколы, высолы, от-

Таблица 4.2'. Группы изделий по теплотехническим характеристикам
Класс средней плотности изделия	Средняя плотность, кг/м3	Группы изделий по теплотехническим характеристикам	Теплопроводность кладки в сухом состоянии, Вт/(м ■ °С)
0,8	До 800	Высокой эффектив­ности	До 0,20
1,0	801 ...1 000	Повышенной эффек­тивности	Более 0,20 до 0,24
1,2	1 001 ...1 200	Эффективные	Более 0,24 до 0,36
1,4	1 201... 1 400	Условно­ эффективные	Более 0,36 до 0,46
2,0	Более 1 400	Малоэффективные (обыкновенные)	Более 0,46

битости углов более 15 мм, отбитости ребер глубиной более 3 мм и длиной более 15 мм, трещины.

Для зданий с кирпичными стенами отделка лицевым кирпичом — самый эффективный вид отделки, так как она одновременно явля­ется частью стены и выполняет все ее функции.

Крупноразмерные облицовочные керамические плиты ква­дратной или прямоугольной формы длиной от 490 до 1 190 мм, ши­риной 490 и 990 мм и толщиной 9... 10 мм имеют плотный полностью спекшийся черепок с очень низким водопоглощением — менее 1 %. Плиты получают прессованием из сырьевой массы малой влажно­сти (не более 5—6 %) при очень большом давлении (до 50 МПа). Об­жиг плит производится при температуре до 1 300 °С. Полученные таким образом плиты напоминают каменный материал и отличают­ся высокой плотностью, морозостойкостью и износостойкостью.

Поверхность плит матовая или полированная различных цветов, часто со структурой, напоминающей гранит. По этой причине, а также за высокие физико-механические свойства такие плиты на­зывают «керамогранит».

Плиты применяются для облицовки фасадов (вентилируемые фасады), цоколей зданий, подземных переходов, покрытия полов в общественных зданиях.

Плитки керамические фасадные и ковры из них применяются для облицовки наружных стен кирпичных зданий, наружных по­верхностей железобетонных стеновых панелей, цоколей, подзем­ных переходов и пр. Плитки керамические фасадные выпускают различных цветов и фактуры поверхности размерами от 21x21x4 мм до 292 х 192 х 9 мм. Тыльная сторона плиток имеет рифление для обеспечения сцепления ее с раствором (бетоном). Плитки изготов­ляют методом полусухого и пластического прессования. Морозо­стойкость плиток — F35 и F50.

Коврово-мозаичная плитка существенно облегчает отделку стен. Такая отделка может производиться как на заводе одновре­менно с формованием стеновых панелей, так и в построечных усло­виях по свежеуложенной штукатурке. Плиточный ковер (плитки, наклеенные лицевой стороной на крафт-бумагу) втапливается в раствор (или бетон), а после его затвердевания бумага с лицевой по­верхности плиток смывается.

Терракота (от лат. terra cotta — жженая земля) — крупнораз­мерные облицовочные изделия в виде плит, частей колонн, налич­ников и других архитектурных деталей. Терракота возникла в Древней Греции как замена облицовки из натурального камня. Это очень долговечный и декоративный облицовочный материал, незначительно уступающий природному камню по свойствам, но гораздо менее трудоемкий в производстве. Терракотовые изделия формуются из пластичных глиняных масс: плиты — на ленточных прессах, а архитектурные детали — с помощью форм (гипсовых, деревянных и металлических). Терракотовые плиты и архитектур­ные детали использовались для облицовки зданий Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова (МГУ), всех высотных домов в Москве и многих многоэтажных жилых домов в Москве и других крупных городах в 1950-е годы.

Материалы для внутренней облицовки. Материалы для вну­тренней облицовки подразделяются на две группы:

• 
  для облицовки стен;
  
• 
  покрытия полов.
  

Эти изделия не подвергаются в условиях эксплуатации воздей­ствию отрицательных температур, поэтому требования морозо­стойкости к ним не предъявляются.

Плитки для облицовки стен — кафельные плитки (от нем. Kachel — глиняная плошка) — по виду сырья подразделяются на майоликовые и фаянсовые. Фаянсовые плитки изготовляются из сырьевой смеси каолина, полевого шпата и кварцевого песка, а майоликовые — из красножгущихся глин. Чаще всего для изготов­ления плиток применяют способ полусухого прессования.

Плитки выпускают различных типоразмеров; чаще других ис­пользуются плитки размерами 150 х 150 и 200 х 300 мм. Кроме пли­ток выпускаются фасонные элементы (уголки, фризы и пр.) для от­делки внешних и внутренних углов. Водопоглощение плиток для внутренней отделки не превышает 16 %; предел прочности при из­гибе — 12 МПа. Плитки должны выдерживать перепады темпера­тур от 125 до 15... 20 °С без появления дефектов.

Плитки для внутренней облицовки имеют пористый черепок и с лицевой стороны покрыты глазурью. Глазурь не только придает плиткам декоративный вид, но делает их водостойкими, химически стойкими и гигиеничными.

По характеру поверхности плитки бывают плоские рельефно- орнаментированные и фактурные; по виду глазурного покрытия — прозрачные и глухие, блестящие и матовые одноцветные и деко­рированные многоцветными рисунками. Такие плитки широко применяются для облицовки стен санитарно-технических узлов и кухонь в жилых и общественных зданиях, на предприятиях пище­вой и химической промышленности, вестибюлей, лестничных клеток и т. п.

Плитки для полов (метлахские, от названия немецкого города Mettlach, где еще в средние века было налажено их производство) производятся из тугоплавких и огнеупорных глин методами сухо­го или полусухого прессования с последующим обжигом до спека­ния. Такие плитки почти не имеют пор и практически водонепро­ницаемы.

В соответствии со стандартом их водопоглощение не должно быть выше 4 % (как правило, оно составляет 1...2 %).

Плитки могут быть различной формы: квадратные, прямоуголь­ные, треугольные, пяти-, шести- и восьмигранные. Размеры плиток: от самых мелких мозаичных (23 х 23 мм) до крупноразмерных, с различной фактурой лицевой поверхности.

Благодаря высокой износостойкости и минимальному водопо- глощению плитки применяют для настилки полов в зданиях и по­мещениях, к чистоте которых предъявляются высокие требования, где возможно воздействие влаги, жиров, химических реагентов, интенсивное движение, а также в случаях, когда материал пола слу­жит декоративным элементом в архитектурном оформлении поме­щения. В настоящее время в связи с появлением подогреваемых полов перечень помещений, где целесообразно применять керами­ческие плитки для полов, будет расширяться.

Облицовка керамикой — один из самых экономически эффек­тивных видов отделки фасадов и интерьеров зданий. Первона­чальная стоимость такой облицовки выше стоимости многих дру­гих материалов, но с учетом очень высокой долговечности керами­

ки керамическая облицовка оказывается выгоднее других видов отделки.



большинства
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 
   Какие материалы называют керамическими?
   
2. 
   Как классифицируются керамические материалы по плотности керамического черепка и по назначению?
   
3. 
   Какое основное и вспомогательное сырье применяется для производства строительной керамики?
   
4. 
   В чем заключаются причины воздушной и огневой усадки глин.
   
5. 
   Назовите и охарактеризуйте основные технологические про­цессы при производстве керамических изделий
   

В. Перечислите основные способы формования керамических изделий.

9. 
   
   
   7. 
      Какие керамические изделия применяются для отделки фаса­дов зданий и сооружений?
      
   8. 
      Какие изделия применяются для внутренней отделки помеще-
      
   Какие требования предъявляются к плиткам для пола?
   
10. 
    В чем заключается эффективность применения керамических отделочных материалов?
    

Г ЛАВА 5

МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

ЦЦЦ МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

1. 
   Общие сведения
   

При строительстве зданий и сооружений используют штучные каменные материалы: кирпичи, камни, блоки, панели, облицовоч­ные плитки.

Чтобы здание было прочным и теплым, штучные материалы не­обходимо связать между собой в единую монолитную конструк­цию.

Для этого служат вяжущие вещества (далее — вяжущие). Кроме того, вяжущие — основной компонент таких искусственных камен­ных материалов, как бетон и строительный раствор, в которых они скрепляют воедино зерна заполнителей (песка, гравия и щебня).

Одним из первых вяжущих, которым пользовался человек, была необожженная глина. За три-четыре тысячелетия до н. э. стали при­менять более прочные вяжущие, получаемые искусственно обжи­гом природных каменных материалов. Первым, вероятно, было гипсовое вяжущее, а затем — воздушная известь. Но они из-за сво­ей недостаточной водостойкости не в полной мере отвечали требо­ваниям строительства.

Для повышения водостойкости вяжущих еще древние римляне к воздушной извести добавляли вулканический пепел, обожжен­ную глину. Позднее, в XVIII в., строители обнаружили, что при об­жиге известняка с повышенным содержанием глины получается более водостойкое вяжущее. Так появились гидравлическая из­весть и романцемент. Толчком для дальнейшего развития производ­ства и применения вяжущих явилось изобретение в начале XIX в. качественно нового цемента более высокой прочности и водостой­кости, названного «портландцемент». В настоящее время в строи­тельстве используют множество разнообразных минеральных (не­органических) вяжущих материалов, различающихся по своим свойствам.

Минеральные вяжущие представляют собой порошкообразные вещества, способные при смешивании с водой (иногда с раствора­ми солей) образовывать вязкопластичную легкоформуемую массу, постепенно затвердевающую в камневидное тело.

В строительстве вяжущие чаще используют в смеси с заполните­лями для экономии вяжущего и улучшения некоторых свойств ис­кусственного камня. Различают следующие виды смесей на основе вяжущих веществ:

• 
  вяжущее (например, гипсовое) тесто — смесь вяжущего
  

(гипса) с водой; отвердевшее гипсовое тесто называют

«гипсовый камень»;

• 
  растворная смесь, состоящая из вяжущего, воды и песка, после затвердевания смеси образуется строительный раствор;
  
• 
  бетонная смесь, включающая в себя вяжущее, воду, пе­сок и щебень (или гравий); затвердевшую бетонную смесь называют «бетон».
  

Минеральные вяжущие в зависимости от их способности твер­деть (набирать прочность) в определенных условиях подразделяют­ся на воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность только на воздухе, в воде они сильно размокают. Причи­на снижения прочности в воде заключается в сравнительно высо­кой растворимости компонентов искусственного камня. К этой группе относятся: гипсовые и магнезиальные вяжущие, раствори­мое Стекло, воздушная известь. Иногда к воздушным Вяжущим от­носят глину. Однако это не совсем обосновано, так как глиняное тесто затвердевает исключительно за счет высыхания й не изменя­ет при этом свой химический состав, что характерно для твердения всех минеральных вяжущих. В сельском строительстве глина и в настоящее время используется как местный связующий материал в штукатурных растворах для сухих условий эксплуатации, кладоч­ных растворах для бытовых печей, своеобразных бетонах с арми­рующим наполнителем из соломы, тростника, прутьев. В современ­ном индустриальном строительстве глину применяют как пласти­фицирующую добавку в цементные штукатурные и кладочные рас­творы.

Гидравлические вяжущие твердеют и сохраняют прочность как на воздухе, так и в воде. Для эффективного протекания процесса твердения необходимо, чтобы в твердеющем материале постоянно

была вода. Иначе течение химических реакций, благодаря которым материал становится прочнее, приостанавливается. Эту группу об­разуют гидравлическая известь, ромал цемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый и расширяющиеся цементы, гипсоцементно-пуццолановое вяжущее и др. Число разновидно­стей гидравлических вяжущих непрерывно растет в результате ис­пользования новых видов сырья и применения современных спо­собов производства.

В отдельную группу выделяют вяжущие вещества автоклавного твердения, быстро набирающие прочность только в автоклаве в среде насыщенного водяного пара при температуре 175... 200 С и давлении 0,8... 1,5 МПа. В группу вяжущих автоклавного твердения входят известково-кремнеземистые и известково-шлаковые вяжу­щие, нефелиновый цемент. Хотя по существу эти вяжущие являют­ся гидравлическими.

Сырьем для производства минеральных вяжущих являются раз­личные горные породы, главным образом осадочного происхожде­ния, и некоторые массовые побочные продукты металлургической, энергетической, химической и других отраслей промышленности. В наибольших объемах используются карбонатные (известняк, мел, доломит, мергель, магнезит), сульфатные (гипс, ангидрит), кремне­земистые (диатомит, трепел, опока), глинистые и высокоглинозе­мистые (бокситы) горные породы.

Расширяется применение многотоннажных промышленных от^ ходов:

• 
  доменных и других металлургических шлаков;
  
• 
  шлаков и зол от пылевидного сжигания твердого топлива;
  
• 
  нефелинового шлама.
  

При этом отпадает необходимость организации карьеров по до­быче природного сырья, сокращается расход топлива и электро­энергии На обжиг и помол. Кроме того; использование отходов спо­собствует охране природы и среды обитания человека.

Подготовка сырьевой Смеси при производстве вяжущих преду­сматривает измельчение сырья до Частиц примерно одного разме­ра и, если смесь состоит не из одного компонента, их тщательное

смешение для получения однородной композиции.

Важнейшим и обязательным этапом производства вяжущего является обжиг сырья. В результате физико-химических процес­сов, происходящих при высоких температурах, образуются но­вые соединения, способные взаимодействовать с водой, и при этом твердеть, превращаясь в искусственный камень! Каждое вя­

жущее требует определенной температуры и продолжительности термической обработки. Высококачественные вяжущие (порт­ландцемент и глиноземный цемент) получают обжигом при высо­ких температурах до частичного плавления (спекания) сырьевой смеси.

Чаще всего продукты обжига еще не являются готовым вяжу­щим. Для проявления вяжущих свойств их подвергают тонкому из­мельчению (помолу) в чистом виде или чаще совместно с добавка­ми, вводимыми для регулирования технологических свойств теста вяжущего и эксплуатационных свойств искусственного камня, а также облегчения помола и удешевления. Чем выше тонкость по­мола, тем быстрее и полнее пройдут процессы химического вза­имодействия вяжущего с водой.

Минеральные вяжущие обычно приводят в рабочее состояние путем смешивания с водой, называемого затворением. В отдельных случаях (например, магнезиальные вяжущие) затворение произво­дят водными растворами солей.

Отвердевание теста в искусственный камень происходит в ре­зультате сложных процессов, сопровождающих химическое взаи­модействие вяжущего с водой. Это взаимодействие идет с выделе­нием теплоты, т. е. является экзотермическим.

В соответствии с теорией, разработанной академиком А. А. Байко­вым, твердение минеральных вяжущих подразделяется на три пе­риода: подготовительный, коллоидации и кристаллизации, — кото­рые не следуют один за другим в четкой последовательности, а на­лагаются один на другой.

В подготовительном периоде сразу после затворения частицы вяжущего, смачиваясь водой, начинают растворяться с по­верхности до образования насыщенного раствора. Одновременно происходит гидрация, т.е. присоединение воды к молекулам рас­творенного вяжущего. Особенность вяжущих заключается в том, что их растворимость существенно выше, чем у появляющихся гид- ратных соединений, содержащих химически связанную воду. Из- за этого образовавшийся раствор является пересыщенным по от­ношению к гидратным новообразованиям.

В период коллоидации из пересыщенного раствора на­чинают выделяться мельчайшие коллоидные частички гидратов с образованием так называемого геля (студнеобразной массы). По мере увеличения их количества тесто заметно загустевает, утрачи­вая пластичность, и приобретает начальную прочность.

В период кристаллизации происходит дальнейшая ги­дратация вяжущего. Неустойчивый гель уплотняется и постепенно преобразуется в более стабильные крупные кристаллы, которые, срастаясь между собой, формируют жесткий каркас искусственно­го камня. Со временем число и поверхность контактов между кри­сталлами возрастают, что приводит к значительному повышению прочности (рис. 5.1).

Практическое значение имеет выделение в процессе твердения вяжущего этапа схватывания (загустевания), ограниченного двумя моментами: началом и концом схватывания. Началом схватывания называют момент, когда появляются признаки загустевания вяжу­щего теста и оно ощутимо теряет пластичность. Все производствен­ные операции по приготовлению, транспортированию и укладке растворных и бетонных смесей должны быть завершены до начала схватывания.

К концу схватывания вяжущее тесто окончательно загустевает, но его прочность незначительна. Последующее нарастание прочно­сти для разных вяжущих идет с различной интенсивностью. Наи­большей скоростью твердения характеризуются гипсовые вяжу­щие — они полностью затвердевают за несколько часов; наимень­шей — воздушная известь: прочность известкового камня увеличи­вается многие годы.

При оценке качества минеральных вяжущих рассматривают следующие основные показатели.




Рис. 5.1. Кристаллический сросток гипсового камня (увеличено в 1 000 раз)




Тонкость помола (дисперсность) определяют просевом наве­ски вяжущего через сито со стандартным размером ячеек и харак­теризуют остатком на сите, % массы пробы. Кроме того) тонкость' помола оценивают удельной поверхностью порошка. ^

Водопотребность представляет собой количество воды, % мас­сы вяжущего, необходимое для получения теста стандартной кон­систенции. Для, различных вяжущих методики оценки консистен­цииразличны, что объясняется неодинаковыми способами укладки смесей в производственных условиях. Использование теста стан­дартной консистенции обеспечивает сопоставимые, условия при определении сроков схватывания, прочности и других свойств вя­жущих. Сроки схватывания показывают, как быстро вяжущее те­сто теряет пластичность, становясь жестким и неудобообрабаты- ваемым. Начало и конец схватывания определяют в значительной степени условно по изменению во времени глубины проникания иглы прибора Вика в тесто стандартной консистенции. _; /

Прочность — это основная характеристика качества вяжущих веществ, по которой устанавливают их марку. Так как прочность вя­жущих изменяется во времени, то марка находится по прочности, достигнутой за определенное время при твердении в условиях, за­фиксированных в соответствующем стандарте.; Для вяжущих, твер­деющих с различной скоростью, марка контролируется в разном возрасте: для гипсовых вяжущих — после 2 ч твердения на воздухе, а для портландцемента -— после 28 сут пребывания во влажных условиях.

2. 
   Воздушные вяжущие вещества
   

Гипсовыми вяжущими веществами называются воздушные вяжущие, состоящие в основном из полуводного гипса или анги­дрита. В зависимости от температуры термической обработки вя- жущие подразделяются на низкообжиговые (собственно гипсовые) и высокообжиговые (ангидритовые).

Сырьем, для производства гипсовых вяжущих чаще служит оса­дочная горная порода природный гипс (CaS0₄- 2Н₂0), реже — побоч­ные продукты химической промышленности (фосфогипс, борогипс).

При нагревании до температуры 130... 180 °С двуводный сульфат кальция отдает пасть химически связанной воды и переходит в по- луводный сульфат кальция:

CaS0₄ 2Н_гО = CaS0₄ 0,5Н₂О+ 1,5Н₂0

Термическую обработку природного гипса осуществляют «су­хим» способом в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосфе­рой (печах или варочных котлах), или «мокрым» — в котлах-авто­клавах при давлении выше атмосферного. В последнем случае про­дукт состоит из более крупных и плотных кристаллов, характеризу­ется пониженной водопотребностью и дает после отвердевания камень большей прочности. '

Материал измельчают в порошок как до , так и после термической обработки. Иногда обжиг и помол совмещают в одном аппарате.

Твердение гипсового вяжущего обусловлено быстро протека­ющей гидратацией полуводного сульфата кальция, сопровожда­ющейся выделением теплоты:

CaS0₄-0,5Н₂О + 1,5Н₂0 = CaS0₄-2Н₂0

Свежеизготовленные гипсовые изделия содержат много хими­чески несвязанной воды, ослабляющей Прочность контактов между кристаллами новообразований и самих изделий. Для повышения прочности изделия сушат При температуре 60...70 °С, чтобы не на­чалась дегидратация двуводного гипса.

По тонкости помола, характеризуемой остатком на сите с отвер­стиями 0,2 мм, % массы пробы, Взятой для просеивания, различают:

• 
  гипсовые вяжущие грубого помола (группа I) — остаток не более 23 %;
  
• 
  среднего помола (группа II) — остаток не более 14%,
  
• 
  тонкого помола (группа III) — остаток не более 2 % .
  

Водопотребность гипсовых вяжущих изменяется от 30...40 до

60. 
    .70 % в зависимости от условий обжига и дисперсности. Боль­шая разница между водопотребностью и количеством воды, необ­ходимым на гидратацию полугидрата (менее 20 %) , является причи­ной значительной пористости гипсового камня, доходящей до 50 %.
    

Пористость камня ниже, а прочность выше у вяжущего с мень­шей водопотребностью.

Особенности гипсовых вяжущих — быстрое схватывание и твердение. По срокам схватывания различают три группы гипсо- вых вяжущих:

• 
  быстротвердеющие (группа А), имеющие начало схваты­вания не ранее чем через 2 мин, окончание — не позднее чем через 15 мин;
  
• 
  нормально твердеющие (группа Б), имеющие начало схватывания не ранее чем через 6 мин, окончание — не позднее 30 мин;
  

■ медленно твердеющие (группа В) с началом схватывания не ранее чем через 20 мин, окончание схватывания для них не ограничено.

Для замедления схватывания гипсовое вяжущее затворяют во­дой с добавкой животного клея, лингосульфоната технического (ACT) или других органических клееподобных веществ, понижа­ющих растворимость полугидрата.

Марочную прочность гипсовых вяжущих определяют после 2 ч твердения образцов на воздухе. Образцы (балочки габаритными размерами 4 х 4 х 16 см, изготовленные из теста стандартной конси­стенции) испытывают на изгиб, а их половинки — на сжатие (рис. 5.2). Стандартом предусмотрены 12 марок гипсовых вяжущих: Г-2... Г-25. Цифры в обозначении марки показывают минимальный пре­дел прочности при сжатии, МПа. Для каждой марки регламентирует­ся минимальная прочность при изгибе в пределах от 1,2 до 8,0 МПа.

Маркировка гипсового вяжущего содержит информацию о проч­ности, сроках схватывания и дисперсности. Например, Г-5БП озна­чает: гипсовое вяжущее с прочностью при сжатии не менее 5 МПа, нормальнотвердеющее, среднего помола.

В литературе можно встретить устаревшие названия разновид­ностей гипсовых вяжущих: «строительный» и «высокопрочный» гипс. Строительный гипс соответствует гипсовым вяжущим невы­соких марок по прочности (Г-2...Г-7), а высокопрочный — высоких марок (от Г-10... Г-25).






а

б

в

Рис. 5.2. Определение марки по прочности гипсовых вяжущих:
Особенность гипсовых вяжущих по сравнению с большинством других — увеличение объема при твердении на воздухе до 0,3 %. Способность расширяться позволяет широко использовать гипс для отливки декоративно-художественных изделий сложной фор-

а — размеры образца; б — схема испытания образца на изгиб; в — то же, на сжатие

мы, а также применять его без заполнителей, не боясь растрескива­ния от усадки.

К важнейшим недостаткам гипсовых вяжущих относятся повы­шенная гигроскопичность, низкая водостойкость, значительные деформации под нагрузкой (ползучесть) влажного гипсового кам­ня, коррозия стальной арматуры в гипсовых изделиях. Для повы­шения водостойкости гипсовых вяжущих при изготовлении вводйт полимерные и гидрофобизирующие добавки, применяют интен­сивное уплотнение смесей с пониженным водосодержанием. Осо­бенно эффективен переход к смешанным вяжущим на основе гип­са.

Гипсовые вяжущие используют при производстве гипсокартон­ных и гипсоволокнистых листов, гипсобетонных перегородочных панелей и блоков, декоративных и звукопоглощающих изделий, для приготовления штукатурных растворов для внутренних частей зданий, работающих при относительной влажности воздуха не бо­лее 60 %, а также в качестве добавки к другим вяжущим (расширя­ющийся цемент, гипсоцементно-пуццолановое вяжущее).

К высокообжиговым гипсовым вяжущим относятся ангидрито­вый цемент и высокообжиговый гипс.

Ангидритовый цемент изготавливают из природного гипса об­жигом при температуре 600... 700 °С. Продукт обжига состоит преи­мущественно из нерастворимого ангидрита (CaS0₄), не способного в обычных условиях схватываться и твердеть. Для придания ему вя­жущих свойств при помоле вводят минеральные активизаторы твердения. Можно получать ангидритовый цемент без обжига по­молом природного ангидрита с теми же добавками. В качестве ак- тивизаторов применяют гашеную или негашеную известь (2...5% массы ангидрита), обожженный доломит (3...8 %), доменный шлак (10... 15%).

Высокообжиговый гипс получают обжигом природного гипса или ангидрита при температуре 800... 1 000 °С. Безводный сульфат кальция при этих температурах частично разлагается с образова­нием оксида кальция, выполняющего роль активизатора процесса взаимодействия вяжущего с водой.

Ангидритовые вяжущие в отличие от низкообжиговых гипсовых медленнее схватываются и твердеют. Начало схватывания наступа­ет не ранее чем через 30 мин, окончание — не позднее чем через 12 ч. Марочную прочность контролируют в возрасте 28 сут. По пределу прочности при сжатии, кгс/см², установлены четыре марки: 50, 100, 150 и 200. Ангидритовые вяжущие имеют немного большую водо­стойкость. Высокообжиговые гипсовые вяжущие применяют:

• 
  при устройстве бесшовных полов и подготовки под лино­леум;
  

“ для приготовления штукатурных и кладочных растворов различных марок;

• 
  для получения искусственного мрамора (отделочный ан­гидритовый цемент).
  

Магнезиальные вяжущие вещества. Воздушные вяжущие, со­стоящие в основном из оксида магния и твердеющие при затворе- нии водными растворами солей магния, относятся к магнезиальным вяжущим веществам (каустический магнезит, каустический доло­мит).

Каустический магнезит получают из природного магнезита МдСО_э обжигом при 700... 800 °С и последующим тонким измельче­нием. В составе вяжущего содержание оксида магния (МдО) не ме­нее 75 %. При затворении каустического магнезита водой процесс гидратации оксида магния идёт очень медленно и затвердевший ка­мень имеет невысокую прочность, поэтому вяжущее затворяют вод­ным раствором хлористого или сернокислого магния. При этом по­вышается растворимость МдО и резко ускоряется процесс тверде­ния. Наряду с гидратацией оксида магния образуются комплексные соли (например, гидрооксихлорид магния ЗМдО -МдС^-бЫгО). Это создает условия для получения камня высокой прочности.

Сроки схватывания каустического магнезита: начало — не ра­нее чем через 20 мин, окончание — не позднее чем через 6 ч после затворенйя. Через сутки прочность камня на растяжение составля­ет не менее 1,5 МПа. Марки каустического магнезита по прочности при сжатии (кгс/см²): 400, 500 и 600.

Каустический доломит изготавливают обжигом природного доломита СаС0₃-МдС0₃ при температуре 650...750°С, что ниже температуры диссоциации углекислого кальция. Каустический до­ломит состоит из активного оксида магния и карбоната кальция, ко­торый, не обладая вяжущими свойствами, является инертной ча­стью вяжущего. Поэтому каустический доломит, представляя собой типичное магнезиальное вяжущее, имеет марочную прочность ниже, чем у каустического магнезита — от 100 до 300 кгс/см² (в за­висимости от содержания МдО).

Магнезиальные вяжущие обладают высокой адгезией к древес­ным материалам (опилкам, стружкам и т.д.) и придают им повы­шенную стойкость против загнивания, возгорания и истирания. Их в основном используют для изготовления теплоизоляционного ма­териала фибролита (совместно с древесными стружками) и магне­зиально-опилочного материала для полов — ксилолита. В заводских условиях прессованием производят ксилолитовые плитки, а на стройках делают монолитные ксилолитовые полы.

Растворимое стекло и кислотоупорный цемент. Растворимое стекло представляет собой прозрачный стекловидный сплав, со­стоящий из силиката натрия (Na₂0 • mSi0₂) или калия (K₂0-^-mSi0₂).

В зависимости от вида щелочного катиона его называют натриевым или калиевым растворимым стеклом. Модуль т для натриевого стекла составляет 2,5...3,5; для калиевого — 3...4. Чем больше мо­дуль, тем выше вяжущие свойства растворимого стекла.

Растворимое стекло получают сплавлением в стекловаренных печах при температуре 1 300... 1 400°С чистого кварцевого песка (Si0₂) с кальцинированной содой (Na₂C0₃) или поташом (К₂СО_э). Образующаяся при быстром остывании расплава так называемая силикат-глыба практически нерастворима в воде комнатной темпе­ратуры, но легко растворяется при температуре 120... 170 °С в авто­клаве при давлении 0,6... 0,7 МПа. При этом образуется вязкая сиро­пообразная жидкость коричневатого цвета — жидкое стекло. В стро­ительстве используют жидкое стекло с содержанием воды 50... 70 % и плотностью 1,3... 1,5 г/см³.

В воде силикат натрия (калия) подвергается гидролизу (разложе­нию) с образованием геля кремниевой кислоты Si0₂-nH₂0, обла­дающего вяжущими свойствами. Ускорению гидролиза способству­ет углекислый газ воздуха, нейтрализующий образующуюся в рас­творе едкую натриевую или калиевую щелочь. Отвердевает жидкое стекло вследствие испарения воды, повышения концентрации кол­лоидного кремнезема, его коагуляции и уплотнения. Для ускорения твердения добавляют кремнефтористый натрий Na₂SiF₆, который активизирует расщепление силикатов и выделение геля кремние­вой кислоты.

Растворимое стекло относится к воздушным вяжущим веще­ствам. Прочность затвердевшего вяжущего значительно снижается при продолжительном пребывании в воде.

В строительстве для изготовления кислотоупорных и жаростой­ких бетонов и растворов, укрепления слабых грунтов чаще исполь­зуют низкомодульное натриевое стекло. Оно дает на поверхности белые высолы соды. Более дорогостоящее калиевое стекло приме­няют реже, преимущественно — в отделочных работах (силикат­ные краски).

Кислотоупорный цемент —¹ продукт тонкого измельчения кварцевого песка (92... 96 % массы смеси) и кремнефтористого на­трия (4...8 %). Этот порошок цементом называют условно, так как вяжущими свойствами он не обладает. Затворяют кислотоупорный цемент жидким натриевым стеклом с модулем не ниже 2,65 и плот­ностью 1,38... 1,42 г/см³, которое и является связующим компонент том. В качестве кислотоупорного наполнителя вместо кварцевого песка можно использовать кварцит, диабаз, андезит.

Схватывается кислотоупорный цемент достаточно быстро: начат ло схватывания в зависимости от количества кремнефтористого натрия наступает через 20... 60 мин. Твердеет цемент при положи­тельной температуре в воздушно-сухих условиях. Предел прочно^ сти при растяжении через 28 сут должен быть не менее 2,0 МПа. Предел прочности при сжатии стандартами не нормируется, но бе­тоны, изготовленные на этом цементе, имеют прочность при сжа- тии до 60 МПа.

Кислотоупорный цемент способен сопротивляться действию большинства кислот (кроме фтористо-водородной, кремнефто- ристо-водородной и фосфорной), но разрушается в едких щелочах. Его применяют для изготовления стойких к действию кислот зама­зок, растворов и бетонов.

При работе с цементом, содержащим ядовитое вещество — кремнефтористый натрий, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, не допуская попадания порошка в дыхатель­ные пути и на слизистые оболочки.

Воздушная известь. Этопродукт умеренного обжига и последу­ющей переработки карбонатных горных пород (известняк, мел, ра­кушечник, доломигизированный известняк) с содержанием глини­стых примесей не более 6%. Эти породы состоят в основном из кальцита СаС0₃ и некоторого количества доломита СаС0₃ • МдСО_э и магнезита МдС0₃.

Сырье обжигают в шахтных или вращающихся печах при темпе­ратуре 1000... 1 200 °С. При обжиге происходит разложение углекис­лых солей с образованием оксидов кальция и магния по реакциям:

СаСО_э = СаО + С0₂ МдСО_э — МдО + С0₂

В зависимости от содержания МдО в обожженном продукте Воз­душную известь подразделяют:

• 
  на кальциевую (не более 5 %);
  

* магнезиальную (более 5 до 20%);

• 
  доломитовую (более 20 до 40 %).
  

Обжиг ведут до возможно более полного удаления углекислого газа, при этом материал теряет до 44 % массы. Поэтому продукт об­жига (комовая известь) состоит из весьма пористых кусков (комьев)

различной крупности. Комья в основном сложены из мелких кри­сталлов (0,5... 2,0 мкм) оксидов кальция и магния с высокой химиче­ской активностью по отношению к воде. Суммарное содержание химически активных СаО и МдО (активность) определяет качество извести.'.'

Неравномерность обжига в производственной печи кусков камня различной крупности и наличие примесей могут привести к образова­нию в извести недожога и пережога. Недожог — неразложившееся сырье; является балластом, снижающим активность извести и пластич­ность известкового теста. Пережогом называются остеклованные с поверхности трудногасящиеся крупные кристаллы оксидов кальция и магния. Частицы пережога медленно гасятся е увеличением объема й могут вызывать растрескивание уже затвердевшего материала.

Комовая известь — это полуфабрикат, который для превраще­ния в вяжущее измельчают гашением водой (гашеная известь) или механически—- помолом (молотая негашеная известь).