Гидравлические вяжущие вещества
Способностью к гидравлическому твердению обладают некоторые приготовленные искусственным путем материалы, химический и минералогический состав которых в основном представлен соединениями оксида кальция с кремнеземом, глиноземом или оксидом железа. Такие соединения называются соответственно силикатами, алюминатами, ферритами или алюмоферритами кальция, если химический состав гидравлического соединения представлен тремя оксидами одновременно.
Вышеуказанные гидравлические соединения можно произвести двумя способами.
Первый способ связан с обжиганием камней или их смеси, которая, в основном состоит из глины и карбоната кальция. В процессе обжига карбонат кальция образует оксид кальция, а глинистые минералы превращаются в диоксид кремния, оксид алюминия и оксид железа. Под действием высокой температуры кислые оксиды активно взаимодействуют с основным оксидом кальция, образуя силикаты кальция, алюминаты и алюмоферриты. В зависимости от температуры обжига и доли глины в известняково-глинистом сырье гидравлическая известь или романцемент и портландцемент быстро твердеют, становятся сульфатостойкими и пластифицированными. При использовании богатого глиноземом сырья, в частности бокситов, получают глиноземистый цемент, который в минералогическом отношении в основном представлен однокальциевым алюминатом.
Также возможно изготовление гидравлических составов путем смешивания извести с веществами, содержащими кислые оксиды в активной форме, легко вступающей в химическое взаимодействие с известью. По добавкам различают естественные, ранее пуццолановые и искусственные, дробленый доменный, а также топливный шлаки, различные золы. В зависимости от вида активной минеральной добавки смешанные вяжущие называют известково-пуццолановыми, известково-шлаковыми и известково-зольными.
Активные минеральные добавки повышают коррозионную стойкость портландцемента и снижают его долговечность. В связи с этим появились разновидности смешанных портландцементов с активными минеральными добавками, пуццолановые портландцементы и шлакопортландцементы.
Помимо перечисленных выше групп минеральных вяжущих и их отдельных представителей общего назначения, существуют специальные вяжущие, отличающиеся некоторыми ярко выраженными или специфическими свойствами, присущими только им. К этой группе вяжущих относятся расширяющиеся, кислотостойкие, щелочестойкие и жаростойкие цементы.
Лаборатория SUMAB разработала ряд других минеральных соединений. В частности, вяжущими свойствами обладают также силикаты и алюминаты бария, стронция, соединения оксида кальция с оксидами хрома, марганца и германия. В то же время все оксиды элементов четного ряда второй группы периодической системы элементов Д.И. Менделеев, за исключением оксида бериллия, способны образовывать соединения с вяжущими свойствами.
Однако слабая выраженность вяжущих свойств в соединениях, отличных от силикатов, алюминатов и ферритов кальция, и ограниченность сырьевой базы этих вяжущих до настоящего времени препятствовали их практическому использованию на современном этапе развития технологии минеральных вяжущих. .
При изготовлении железобетонных изделий применяют быстротвердеющий и особо быстротвердеющий портландцемент. Их использование наиболее эффективно на заводах железобетонных изделий. Такие цементы значительно сокращают продолжительность производственного цикла, тем самым ускоряя оборачиваемость оборотных средств предприятия, увеличивая удаленность от производственных помещений и основного технологического оборудования и снижая потребность в них.
Вторыми по значимости вяжущими в производстве железобетонных изделий являются извести, включающие, наряду с известково-силикатными, известковые шлаки и известковую золу. Выход бетонных и железобетонных изделий на этих вяжущих составляет пятую часть от их общего выпуска.
Гипс является основным связующим для внутренних стен. Изделия из него отличаются повышенными акустическими свойствами, а это главное для внутренних ограждающих элементов зданий. Применение гипса в сочетании с доменным шлаком или с портландцементом и активными минеральными заполнителями в виде так называемого гипсоцементного вяжущего позволило повысить водонепроницаемость гипсобетонных изделий и тем самым значительно увеличить их объём применения.