Цемент это неорганическое вяжущее вещество

1.1. Неорганические вяжущие вещества: определение.

Неорганические (минеральные) вяжущие вещества представляют собой искусственные тонкоизмельченные порошки, способные при смешивании с водой (в отдельных случаях с растворами некоторых солей) образовывать пластично-вязкую и легкоформуемую массу (вяжущее тесто), которая в результате физико-химических процессов постепенно затвердевает и переходит в камневидное тело. В большинстве случаев в вяжущее тесто вводят заполнители, что способствует экономии вяжущего и улучшению свойств искусственного камня.Исключением являются магнезиальные вяжущие, затворяемые водными растворами солей магния, жидкое (растворимое) стекло и кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, затворяемый жидким стеклом. Отвердевшее вяжущее тесто прочно связывает (склеивает) минеральные зерна в монолит, на этом основано производство строительных растворов, бетонов, а также изготовление различных безобжиговых каменных материалов и изделий. Неорганические вяжущие вещества находят широкое применение в строительстве промышленных, сельскохозяйственных, гидротехнических, жилых и общественных зданий и сооружений.

1.2. Неорганические вяжущие вещества: классификация.

Неорганические вяжущие вещества в зависимости от их способности твердеть в определенной среде делят на воздушные и гидравлические. 1. Воздушные вяжущие (известь воздушная, гипсовые и магнезиальные вяжущие, растворимое стекло) твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде. 2. Гидравлические вяжущие (водного твердения) — вещества, способные твердеть и длительно сохранять или повышать прочность не только на воздухе, но еще лучше в воде (гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый и расширяющийся цементы, гипсоцементно-пуццолановые и некоторые местные вяжущие вещества). 3. Автоклавного твердения — отдельная группа вяжущих веществ, которые эффективно твердеют только в среде нагретого насыщенного пара в автоклавах, где температура 175 °С и более и давление 0,9. 1,6 МПа (известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые, бесклинкерные шлаковые и зольные вяжущие материалы), хотя по существу они тоже относятся к гидравлическим вяжущим. 4. Кислотостойкие вяжущие — отдельная группа, после затвердевания на воздухе могут длительно сохранять прочность при воздействии минеральных и других кислот (кислотоупорные цементы).

1.3. Неорганические вяжущие вещества: область применения.

Гипсовые вяжущие применяют главным образом для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, элементов заполнения междуэтажных и чердачных перекрытий зданий, вентиляционных коробов и других деталей, используемых в конструкциях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60%. Из гипса изготовляют разнообразные архитектурные, огнезащитные, звукопоглощающие и тому подобные изделия. Из строительной воздушной извести изготовляют растворы, предназначенные для наземной кладки частей зданий и штукатурок, работающих в воздушно-сухих условиях: бетоны низких марок для конструкций, эксплуатируемых в воздушно-сухих условиях; плотные и ячеистые силикатные (автоклавные) изделия, в том числе крупные блоки и панели; легкобетонные камни, теплоизоляционные и другие материалы автоклавного твердения; смешанные гидравлические вяжущие (известково-шлаковые и известково-пуццолановые цементы); известковые красочные составы. Шлакопортландцемент, как и портландцемент, широко применяют в производстве сборных бетонных и железобетонных конструкций и изделий, в частности изготовляемых с использованием тепловлажностной обработки. Быстротвердеющий шлакопортландцемент рекомендуется при изготовлении сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций, когда требуется высокая прочность в начальные сроки, а также при изготовлении сборных конструкций с применением тепловой обработки. Во всех областях применения шлакопортландцемент оказывается экономичнее портландцемента той же активности. Глиноземистый цемент значительно дороже (в 5—6 раз) портландцемента, поэтому применять его следует лишь в случаях наиболее полного использования его ценных качеств (морозостойкость, жаростойкость). В соответствии с этим такой цемент целесообразен для производства бетонных и железобетонных конструкций при необходимости получения высокой прочности бетона в очень короткие сроки, особенно при пониженных температурах окружающей среды, а также в конструкциях, подвергающихся систематическому замерзанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию, особенно при службе их в морской воде, в водных растворах некоторых сульфатов и т. п.

Источник

Цемент это неорганическое вяжущее вещество

Неорганические вяжущие вещества — это материалы, которые при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать, переходя в камневидное состояние. После затвердевания вяжущее вещество скрепляет в одно целое, т. е. связывает между собой, зерна сыпучих материалов — песка, гравия, щебня, образуя искусственный камневидный материал —- бетон или раствор.

Различают органические и неорганические (минеральные) вяжущие вещества.

К органическим относятся битум, деготь, полимеры. Эти вещества переходят в рабочее состояние при нагреве либо растворении в органических растворителях.

Неорганические вяжущие выпускают в виде тонких порошков (цемента, гипсового вяжущего). Реже применяют вяжущие в виде высоковязких жидкостей (жидкого стекла, фосфатных вяжущих). Как правило, минеральные вяжущие переводят в рабочее состояние путем смешивания с водой. Этот процесс называют затворением вяжущего. Некоторые вяжущие, например магнезиальный цемент, затворяют водными растворами солей.

По химическому составу неорганические вяжущие вещества подразделяют на следующие основные группы: строительная известь; гипсовые вяжущие; цементы; смешанные вяжущие (известково-шлаковые, известково-пуццолановые); магнезиальные вяжущие; жидкое (растворимое) стекло.

В зависимости от условий твердения вяжущего, а также от области применения различают воздушные и гидравлические вяжущие вещества.

Воздушные вяжущие способны затвердевать и сохранять прочность длительное время только на воздухе. К этой группе относят воздушную известь, гипсовые вяжущие, магнезиальный цемент. При систематическом увлажнении затвердевшие воздушные вяжущие теряют прочность, поскольку они неводостойки. Поэтому их можно применять лишь в таких частях сооружений, которые не подвергаются действию воды.

Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность не только на воздухе, но и в воде. В начальный период твердения необходимо, чтобы в среде, где находится вяжущее вещество, присутствовала влага. Иначе оно быстро теряет большую часть воды затворения, и химические реакции, благодаря которым формируется прочность материала, замедляются. В благоприятных условиях, когда влажность окружающей среды достаточна, гидравлические вяжущие со временем повышают прочность. Таким образом, по своим свойствам и области применения гидравлические вяжущие вещества более универсальны. Эту группу образуют портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, гидравлическая известь.

Гидравлические и воздушные вяжущие составляют подавляющее большинство используемых в строительстве материалов данного типа. Кроме того, применяют сравнительно небольшую группу вяжущих автоклавного твердения. Прочность их формируется только при высокой температуре и обязательно в среде насыщенного водяного пара. Такие условия создают в автоклавах — аппаратах высокого давления. К автоклавным вяжущим относятся известково-золь-ные, известково-шлаковые вяжущие, нефелиновый цемент.

Основная характеристика вяжущих веществ — прочность, которой оценивают марку вяжущего. Предел прочности при сжатии различных вяжущих находится в широком диапазоне: от 0,2 МПа у воздушной извести до 60 МПа и более у цементов.

Кроме прочности учитывают скорость твердения вяжущего, т. е. темп набора прочности. Различают два этапа твердения вяжущего — схватывание и собственно твердение. Момент, когда тесто вяжущего начинает загустевать и утрачивает пластичность, называют началом схватывания. Все технологические операции по приготовлению, транспортированию и укладке бетонной смеси и раствора производят до начала схватывания, пока масса еще не утратила пластичности. В этом важное практическое значение данного показателя.

Со временем вяжущее тесто окончательно загустевает и переходит в твердое камневидное тело. Период, характеризующий собственно твердение, у вяжущих веществ может быть различным. Наибольшей быстротой твердения отличаются гипсовые вяжущие: они твердеют за несколько часов. Цементы набирают марочную прочность через 28 суток.

Известковые вяжущие относятся к медленнотвердеющим.

До начала схватывания смесь вяжущего вещества с водой называют тестом (например, цементное тесто); после его затвердевания образуется камень (например, цементный).

Основными вяжущими в бетонах и строительных растворах служат цементы. Их подразделяют по следующим признакам: виду клинкера, вещественному составу, прочности, скорости твердения, срокам схватывания, специальным свойствам.

По виду клинкера различают цементы на основе портландцементного или глиноземистого клинкера.

По вещественному составу цементы на основе портландцементного клинкера подразделяют на следующие виды: портландцемент, портландцемент с добавками, шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент. Среди цементов на основе глиноземистого клинкера выделяют глиноземистый, высокоглиноземистый и гипсоглиноземистый цементы.

По прочности при твердении (маркам) различают цементы: высокопрочные — 500 и более; рядовые — 300 и 400; низкомарочные — ниже 300.

По скорости твердения цементы на основе портландцементного клинкера подразделяют следующим образом: нормально- и медленнотвердеющие (нормируется прочность, приобретаемая за 28 сут); быстротвердеющие (нормируется 3-суточная прочность, которая должна составлять не менее 55% 28-суточной прочности); особобыстротвердеющие (нормируется прочность, приобретаемая через 1 сут или раньше).

В зависимости от сроков схватывания цементы бывают медленносхватывающиеся (начало схватывания более 2 ч); -нормальносхватываю-щиеся (начало схватывания в пределах от 45 мин до 2 ч); быстросхватывающиеся (менее 45 мин).

По специальным свойствам различают сульфатостойкие цементы; цементы с нормируемым тепловыделением (низко- или умереннотермичные); цементы с нормируемой деформацией при твердении (безусадочные, расширяющиеся, напрягающие); цементы с особыми декоративными свойствами (белый и цветные).

Источник

Презентация на тему Неорганические вяжущие вещества, цемент

Слайд 1Строительные материалы
Лихачев Владислав Александрович, к.х.н., доцент

Слайд 2
Неорганические
вяжущие вещества,
цемент

Слайд 3
Основой многих строительных материалов (искусственных строительных конгломератов)

являются неорганические вяжущие вещества, способные при взаимодействии

с водой или при обжиге связываться друг с другом и с наполнителями строительных смесей, образуя искусственный камень.
Вяжущимися свойствами обладают:
Оксиды (СаО, MgO, Al2O3);
Соли (СаSO4, Na2SiO3);
Гидроксиды (гашеная известь, Ca(OH)2),
Многокомпонентные смеси (цемент, гидравлическая известь, шлаки).
Цемент является основным видом вяжущего вещества широко использующегося в строительстве.

Вяжущие вещества строительных материалов

Слайд 4Виды вяжущих
Неорганические вяжущие вещества делятся на следующие

группы:
Воздушные вяжущие вещества, способные схватываться, твердеть и

длительно сохранять прочность только в воздушной среде (СаО, MgO, СаSO4, Na2SiO3)
Гидравлические вяжущие способны твердеть и сохранять прочность не только на воздухе, но и в воде (цемент, гидравлическая известь).
Вяжущие вещества автоклавного твердения твердеющие в автоклавах в паре или при обжиге. (Al2O3)

Слайд 5
Цемент – сложная по составу смесь вяжущих

веществ.
Цемент получают обжигом горных пород (например, мергеля

— осадочной горной породы смешанного глинисто-карбонатного состава) или обжигом специально подготовленной сырьевой смеси (например, 75-78% известняка (СаСО3): мела, известкового туфа, ракушечника и 25-22% глины или глинистых сланцев.
Обжиг проводится при температуре 1450оС до спекания.
В результате обжига смеси в шахтных или вращающихся печах природное сырье разлагается с выделением СО2, Н2О, SO2 и др. газов в результате получается продукт обжига – клинкер.
Химический состав клинкера характеризуется содержанием оксидов (в процентах по массе). Главные оксиды: СаО = 62-67%, SiO2=21-24%, Al2O3=4-8%, Fe2O3 = 2-5%.

Слайд 6

Минеральный состав клинкера

Источник

Вяжущие вещества и требования к ним

В большинстве видов бетонных смесей используют вяжущие вещества природного происхождения.

Это неорганические минеральные порошкообразные материалы, которые получают из природного сырья. При смешивании таких вяжущих веществ с водой, они образуют плотную подвижную массу, которая после высыхания затвердевает и превращается в каменный материал.

Воздушные вяжущие вещества

Воздушные вяжущие вещества отличаются от других видов тем, что твердеют только на воздухе.

К воздушным видам вяжущих веществ относятся гипсовые вяжущие, такие как:

• на основе полуводного сульфата кальция (CaSO4′(0,5H2O));
• на основе безводного сульфата кальция (CaS04).

Для того, чтобы получить любой из видов данных гипсовых вяжущих, природный гипсовый камень подвергают термической обработке при температуре от 800°С до 1000°С в котором содержится около 70% двуводного гипса (CaS04 • 2Н20). Перед или после термической обработки, гипсовый камень подвергают помолу.

Бетоны и бетонные изделия на воздушных вяжущих:

• гипсобетон — используется в виде легких или плотных строительных изделий, такие как сухие штукатурные панели;
• силикатный бетон — используется в строительстве в виде плотных, легких или ячеистых изделий в основе которых используются помол кварца с известью или другим силикатным песком в результате чего получается известково-кремнеземистый вяжущий продукт, такой бетон используется в промышленных масштабах для непосредственно изготовления силикатного кирпича.

Гипсовые вяжущие вещества

В результате реакции с водой гипсовые вяжущие вещества твердеют с образованием двуводного гипса. После смешивания гипсового вяжущего с водой спустя около 50-ти минут, гипсоводный раствор насыщается. Именно поэтому гипсовые вяжущие отличаются от остальных коротким сроком затвердевания, но только при соотношении воды и вяжущего вещества равного 1 или более.

Гипсовые вяжущие вещества применяются для:

• устройства штукатурного слоя;
• производства лепных украшений;
• производства плит для подоконников;
• производства лестниц;
• приготовления кладочного раствора;
• приготовления гипсоизввсткового воздушного вяжущего;
• приготовления гипсоцементнопуццоланового водостойкого вяжущего.

Известковые вяжущие вещества

Известковые вяжущие получают путем обжигания известняка или мела, который имеет формулу СаСО3. Известковое вяжущее получается на основе оксида (СаО) или гидроксида (Са(ОН)2) кальция.

Известковое вяжущее вещество еще так же называют строительной известью. Такая строительная известь может выпускаться в форме гашенной в молотом или комовом виде, либо в форме гашенной.

Строительная известь используется для приготовления кладочных и штукатурных растворов, а так же в иных бетонных смесях в паре с другими вяжущими веществами и минеральными добавками.

Магнезиальные вяжущие вещества

Для того, чтобы получить магнезиальное вяжущее, доломит (СаСО3 • МдСО3) подвергается обжигу в виде смеси магния и оксидов кальция. Так же магнезиальное вяжущее может быть на основе обожженного магнезита (MgCО3) в виде оксида магния (MgO).

Для использования в строительстве, магнезиальные вяжущее смешиваются с водным раствором сульфатов и хлоридов. Получившуюся смесь используют для приготовления штукатурных растворов легкого типа, которые так же могут включать в себя: тальк, диатомит, опал, оникс, имитирующий мрамор, а так же древесные опилки и стружку в качестве деревянной арматуры, так как в среде магнезиальных вяжущих веществ древесный материал не выделяет органических кислот.

Гидравлические вяжущие вещества

Цемент — это один из самых распространенных вяжущих веществ для приготовления бетонного раствора, представляющее из себя минеральный порошкообразный материал обладающий гидравлическими свойствами.

Гидравлические свойства цемента проявляются при твердении бетона, потому что он может затвердевать не только в воздушной, но и в водной среде.

При смешивании цементного порошка с водой получается так называемое подвижное цементное тесто, которое в дальнейшем начинает схватываться и постепенно теряет свою подвижность, будь оно на воздухе или под водой.

К гидравлическим вяжущим веществам так же относятся:

• портландцемент;
• гидравлическая известь;
• сульфоалюминатный цемент;
• роман-цемент.

Для приготовления портландцемента используют специальную сырьевую смесь, которая включает в себя глину и известняк в соотношении 1:3, а так же специальные смеси для корректировки состава, чаще всего это железистые добавки.

Обжиг данной смеси производится в специальных вращающихся печах при температуре от 1450°С до 1550°С и процесс идет до тех пор, пока не образуются гранулы портландцементного клинкера размером до 20 мм.

Источник