главная > справочник > химическая энциклопедия:

Вяжущие материалы

Вяжущие материалы, минер. или орг. строительные материалы, применяемые для изготовления бетонов, скрепления отдельных элементов строит. конструкций, гидроизоляции и др.

Минеральные вяжущие материалы - тонкоизмельченные порошкообразные материалы (цементы, гипс, известь и др.), образующие при смешении с водой (в отдельных случаях - с растворами солей. кислот и щелочей) пластичную удобоукладываемую массу, затвердевающую в прочное камневидное тело и связывающую частицы твердых заполнителей и арматуру в монолитное целое. Твердение минер. В. м. осуществляется вследствие процессов растворения. образования пересыщенного р-ра и коллоидальной массы; последняя частично или полностью кристаллизуется. Делятся минер. вяжущие материалы на гидравлические, воздушные, кислотоупорные, автоклавные и фосфатные.

Гидравлические вяжущие материалы при смешении с водой (затворении) твердеют и продолжают сохранять или наращивать свою прочность в воде. К ним относятся разл. цементы и гидравлич. известь. Последняя получается обжигом мергелистых известняков при 900-1100њС; она состоит из 2CaO*SiO₂, СаО*А1₂О₃, СаО Fe₂O₃, CaO, MgO и кварца. При твердении гидравлич. извести происходят взаимод. СаО с водой и СО₂ воздуха и кристаллизация образующихся продуктов. Силикат. алюминат и феррат(II) Са, реагируя с водой, образуют соед., придающие прочность изделиям из гидравлич. извести. Гидравлич. Вяжущие материалы применяют в стр-ве наземных, подземных и гидротехн. сооружений, подвергающихся постоянному воздействию воды.

Воздушные вяжущие материалы при смешении с водой твердеют и сохраняют прочность только на воздухе. К ним относятся воздушная известь, гипсово-ангидритные и магнезиальные вяжущие материалы Первая получается обжигом материалов, содержащих СаСО₃ (известняк, мел, известковый туф), при 1100-1300 њС; она состоит в осн. из СаО (негашеная известь, или кипелка). При смешении с водой негашеная известь переходит в гашеную - Са(ОН)₂, которая постепенно кристаллизуется и с СО₂ воздуха образует СаСО₃. Применяют воздушную известь для изготовления строит. растворов для кладки стен и штукатурки, не подвергающихся воздействию воды.

Гипсово-ангидритные вяжущие материалы получают обжигом прир. гипса CaSO₄*2H₂O, ангидрита (CaSO₄) или вторичных продуктов хим. промышленности, содержащих гипс (напр., фосфогипса, борогипса). В зависимости от условий термич. обработки, скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы могут быть: 1) быстросхватывающимися, быстротвердеющими и низкообжиговыми (т-ра обжига 110-190њС); к ним относят гипс строительный (алебастр), формовочный, высокопрочный медицинский; 2) медленносхватывающимися и медленнотвердеющими высокообжиговыми (т-ра обжига 600-900њС) - ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрихгипс), отделочный гипсовый цемент. Ангидритовые вяжущие используют после совместного помола с катализаторами твердения- известью, сульфатами, обожженным доломитом и др. Гипсово-ангидритные вяжущие материалы применяют для изготовления панелей, перегородок, плит, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, моделей и форм в фарфоро-фаянсовой и керамич. промышленности, ортопедич. корсетов и др.

Магнезиальные вяжущие материалы получают обжигом прир. магнезита или доломита при 750-800 њС Каустич. магнезит содержит в осн. MgO, каустич. доломит -MgO и СаСО₃. В отличие от др. минеральных вяжущие материалы их затворяют растворами MgCl₂ или MgSO₄; при этом образуется MgCl₂*5Mg(OH)₂*7H₂O, который затем медленно переходит в MgCl₂*3Mg(OH)₂ и Mg(OH)₂. Применяют магнезиальные вяжущие обычно в смеси с древесными заполнителями для изготовления строит. материалов-ксилолита и фибролита, термоизоляц. материалов, штукатурных растворов, искусств. - мрамора и др.

Кислотоупорные вяжущие материалы состоят в осн. из кислотоупорного цемента, содержащего тонкоизмельченную смесь кварцевого песка и Na₂SiF₆; их затворяют, как правило, водными растворами силиката Na или К (см. Стекло растворимое), они длительно сохраняют свою прочность при воздействии к-т. При твердении осуществляется реакция:

Na₂SiF₆ + Н₂О + 2Na₂SiO₃ -> 6NaF + 3Si(OH)₄

Применяют кислотоупорные вяжущие материалы для произ-ва кислотоупорных замазок (см. также Мастики), строит. растворов и бетонов при стр-ве хим. предприятий.

Вяжущие материалы автоклавного твердения состоят из известково-кремнеземистых и известково-нефелиновых вяжущих (известь, кварцевый песок, нефелиновый шлам) и твердеют при обработке в автоклаве (6-10 ч, давление пара 0,9-1,3 МПа). К таким вяжущим материалам относятся также песчанистые портландцемента и др. вяжущие на основе извести, зол и малоактивных шламов. Применяют в произ-ве изделий из силикатных бетонов (блоки, силикатный кирпич и др.).

Фосфатные вяжущие материалы состоят из спец. цементов; их затворяют Н₃РО₄ с образованием пластичной массы, постепенно затвердевающей в монолитное тело и сохраняющей свою прочность при темп-pax выше 1000њС. Обычно используют титанофосфатный, цинкофосфатный, алюмофосфатный и др. цементы. Такие В. м. применяют для изготовления огнеупорной футеровочной массы и герметиков для высокотемпературной защиты металлич. деталей и конструкций в произ-ве огнеупорных бетонов и др.

Органические вяжущие материалы - вещества орг. происхождения, способные переходить из пластич. состояния в твердое или малопластичное в результате полимеризации или поликонденсации. По сравнению с минер. вяжущими материалами они менее хрупки, имеют большую прочность при растяжении. К ним относятся продукты, образующиеся при переработке нефти (асфальт, битум), продукт термич. разложения древесины (деготь), а также синтетич. термореактивные полиэфирные, эпоксидные, феноло-формальд. смолы. Применяют орг. вяжущие материалы в стр-ве дорог, мостов, полов производств. помещений, рулонных кровельных материалов, асфальтополимербетонов и др. (см. Битумные материалы).

Лит.. Химия цементов, под ред. Х.Ф.У. Тейлора, пер. с англ., М., 1969; Пащенко А. А., Сербии В. П., Старчевская Е. А., Вяжущие материалы, К., 1975; Бутт Ю. М., Сычев М. М., Тимашев В. В., Химическая технология вяжущих материалов, М., 1980. © П.Ф.Румянцев.