В'яжучі будівельні матеріали (речовини) - матеріали, що утворюють при змішуванні з водою пластичну масу, яка через деякий час твердне у міцне кам'яне тіло.
Залежно від того, в якому середовищі вони тверднуть, в'яжучі матеріали поділяються на:
- повітряні (твердіють і набувають міцності тільки на повітрі);
- гідравлічні (після затвердіння на повітрі 
продовжують твердніти та збільшувати міцність у воді).
До повітряних матеріалів відносяться:
- гіпсові в'яжучі;
- магнезіальні в'яжучі;
- Повітряне вапно.
До гідравлічних в'яжучих матеріалів відносяться:
- гідравлічне вапно;
- Романцемент;
- Портландцемент та його різновиди.
Також виділяють так звані спеціальні види цементів:
- тампонажні;
- Напружні;
- Розширюються.
У будівельні розчини та бетони, що виготовляються з в'яжучих речовин, нерідко вводять різні добавки. Це робиться для того, щоб зменшити витрату в'язких і надати особливі суміші суміші.
Гіпсові та ангідритові в'яжучі матеріали
Гіпсові в'яжучі виготовляють з гіпсового каменю та інших гіпсовмісних порід, а також з відходів хімічних виробництв (фосфогіпсу, борогіпсу, фторангідриту та ін.).
Будівельний гіпс
Цей матеріал отримують шляхом термічної обробки подрібненого або попередньо розмеленого гіпсового каменю при температурі 140-190 °С.
Будівельний гіпс використовують для виробництва:
- гіпсових виробів, що виконуються з гіпсового тіста;
- гіпсових розчинів та бетонів;
- розчинів для штукатурних та кладочних робіт.
По міцності будівельний гіпс ділиться на три сорти:
- 1-й сорт (межа міцності при стиску у віці 1,5 години не менше 5,3 МПа);
- 2-й сорт (не менше 4,5 МПа);
- 3-й сорт (щонайменше 3,5 МПа).
Незалежно від сорту, схоплювання гіпсу має починатися не раніше 6 і пізніше 30 хвилин від початку затвердіння гіпсового тесту.
Ангідритовий будівельний цемент
Цей в'яжучий матеріал отримують в результаті випалу гіпсового каменю або ангідриту з подальшим тонким подрібненням (з добавками, що прискорюють твердіння або без них).
Магнезіальні в'яжучі
До цієї групи матеріалів відносяться каустичний магнезит і доломіт каустичний.
Каустичний магнезит отримують при випалюванні гірської породи магнезиту з подальшим подрібненням у тонкий порошок.
Каустичний доломіт отримують шляхом випалу природного доломіту також з подальшим подрібненням його тонкий порошок.
Магнезіальні в'яжучі зачиняють не звичайною водою, а водними розчинами солей сірчанокислого або хлористого магнію (в останньому випадку підвищується міцність матеріалу). Магнезіальні в'яжучі слабко опираються впливу води, тому їх можна використовувати тільки при твердінні на повітрі з відносною вологістю менше 60%.
Магнезіальні в'яжучі використовують головним чином у виробництві фібролітових плит, каустичний доломіт також знаходить застосування при виготовленні будівельних розчинів та у виробництві бетонного каміння.
Повітряне вапно
Даний матеріал отримують шляхом випалу вапняку, крейди, черепашника. Використання повітряного вапна забезпечує затвердіння будівельних розчинів та збереження ними міцності в умовах нормальної вологості.
За хімічним складом повітряне вапно поділяють на такі різновиди:
- кальцієву;
- магнезіальну;
- Доломітову.
Обпалений продукт надалі піддають різним видам обробки, тому виділяють:
- негашене комове вапно (кипілку);
- негашене мелене вапно (мелене комове);
- гідратне, або гашене, вапно-пушонку (порошок, що отримується в результаті гасіння комової вапна водою);
- вапняне тісто (продукт гасіння комової вапна, що має тістоподібну консистенцію);
- вапняне молоко (суспензію, що містить гідроксид кальцію як у розчиненому, так і у зваженому вигляді).
Повітряне негашене вапно поділяють на три групи залежно від часу гасіння:
- що швидко гаситься (час гасіння становить не більше 8 хвилин);
- середньогасячу (час гасіння становить не більше 25 хвилин);
- Повільногаснуча (час гасіння становить більше 25 хвилин).
Вапно знаходить широке застосування у будівництві. Її використовують для розчинів кладок (як правило, кальцієву, з вмістом оксиду магнію не більше 5%) і для оздоблювальної штукатурки (магнезіальну).
Гідравлічні в'яжучі
Речовини, що відносяться до цієї групи, виробляють шляхом випалу органічних матеріалів з подальшим тонким помелом.
Гідравлічне вапно
Цей матеріал виробляють із мергелистих вапняків (зміст глини та піщаних домішок – від 6 до 20%). Гідравлічне вапно підрозділяється на слабогідравлічне та сильногідравлічне. Її застосовують у таких випадках:
- для приготування кладочних та штукатурних розчинів;
- для виготовлення бетонів низьких марок, призначених для твердіння як на повітрі, так і в умовах підвищеної вологості.
Цемент
Цемент використовують для приготування будівельних розчинів, бетонних сумішей, для виготовлення бетонних та залізобетонних виробів. Виділяють види цементу за складом, міцністю при твердінні, швидкості твердіння і т.п.
Найбільш поширені такі види цементу:
- Портландцемент;
- шлакопортландцемент;
- глиноземистий цемент.
Портландцемент
Гідравлічна в'яжуча речовина продукт тонкого подрібнення клінкеру з додаванням гіпсу (від 3 до 5%), що регулює терміни схоплювання цементу. За складом розрізняють портландцемент без добавок, з мінеральними добавками, шлакопортландцемент та інші.
Початок схоплювання портландцементу в розчині при температурі води 20 ° С повинен наступати не раніше 45 хвилин з моменту приготування розчину і закінчуватися пізніше ніж через 10 годин.
Якщо при виготовленні розчину використовується вода з температурою понад 40 ° С, схоплювання може бути дуже швидко.
Міцність портландцементу характеризується марками 400, 500, 550 і 600. Для того, щоб наблизити російські стандарти до європейських, цемент розділений на класи - 22,5, 32,5,42,5, 55,5 МПа.
Швидкотвердіючий портландцемент
Портландцемент з мінеральними добавками, що відрізняється підвищеною міцністю. Він досягає більше половини запланованої міцності через 3 доби твердіння.
Швидкотвердіючий цемент випускається марок 400 і 500.
Особливо твердіючий високоміцний портландцемент
Застосовується у виробництві збірних залізобетонних конструкцій та при зимових бетонних роботах.
Випускається марка 600.
Шлакопортландцемент
До його складу входять доменний шлак та природний гіпс, додані для регулювання термінів схоплювання розчину. Випускається марок 300, 400 та 500.
Швидкотвердіючий шлакопортландцемент
Відрізняється підвищеною міцністю вже через 3 доби твердіння.
Випускається марка 400.
Глиноземистий цемент
Включає до складу сплав, отриманий з сировини вапняку і порід, багатих глиноземом. Випускається марок 400, 500 та 600.
Гіпсогліноземистий цемент
Даний матеріал отримують шляхом змішування високоглиноземних шлаків та природного гіпсу. Початок схоплювання гіпсоглиноземистого цементу має наступати не раніше ніж через 10 хвилин, кінець - не пізніше ніж через 4 години після приготування розчину.
Білий портландцемент
Випускається двох видів:
- білий портландцемент;
- білий портландцемент із мінеральними добавками. За ступенем білизни білі цементи поділяються на три
сорти (за спаданням). Початок схоплювання білого портландцементу має наступати не раніше ніж через 45 хвилин, кінець - не пізніше ніж через 12 годин після приготування розчину.
Кольоровий портландцемент
Цей матеріал буває червоного, жовтого, зеленого, блакитного, коричневого та чорного кольорів. Застосовується для виготовлення кольорових бетонів та розчинів, оздоблювальних сумішей та цементних фарб.
Випускається марок 300, 400 та 500.
Цемент, що розширюється.
Матеріали, що належать до цієї групи, мають здатність збільшуватися в обсязі в процесі твердіння у вологих умовах. Повне розширення цього виду цементу становить 0,2-2%. Має високу водонепроникність. Випускаються марок 150, 200, 300 та 400.
Мета застосування в'яжучих матеріалів – з'єднати в єдине ціле всі елементи майбутньої конструкції чи виробу. В'яжучі матеріали поділяють на два види - повітряні, затвердіння яких відбувається тільки на повітрі, та гідравлічні. Це матеріали, на в'яжучі властивості яких вода не має негативного ефекту і навіть може позитивно впливати. До повітряних в'яжучих матеріалів відносяться глина, повітряне вапно та гіпс. До гідравлічних в'яжучих матеріалів - різні марки цементу та гідравлічне вапно.
Властивості глини
Глина - це м'який різновид гірських порід, що має дрібнодисперсну структуру. При зіткненні з водою утворюється пластична маса, що легко піддається будь-якому формоутворенню. При термічному випалюванні глина твердне і спікається, перетворюючись по твердості на камінь, а при вкрай високих температурах випалювання досягає точки плавлення і може перейти в склоподібний стан.
Наявність домішок у матеріалі визначає забарвлення глини. Найбільш цінною сировиною є каолін - біла глина.
Глина добре вбирає воду тільки до певної межі, після досягнення якої матеріал пересичується, і перестає пропускати її через себе. При створенні насипних гідроізоляційних шарів використовується саме ці властивості.
За ступенем стійкості матеріалу до впливу високих температур, виділяють глини вогнетривкі, легкоплавкі та тугоплавкі. Температура плавлення легкоплавкої глини – 1380 градусів, тугоплавкою – до 1550 та вогнетривкої – вище 1550 градусів відповідно. Для білої глини температура плавлення вища за 1750 градусів. Для виробництва вогнетривких матеріалів застосовують тугоплавкі глини.
Властивості вапна
Отримують вапно, випалюючи вапняк за високих температур. Вапно, отримане таким чином, називають кип'ятком за властивість при контакті з водою активно виділяти вуглекислий газ. Процес взаємодії вапна з водою називають "гасінням". У більшості випадків набула застосування "гашене" вапно.
Погашене вапно має консистенцію тіста, яке можна зберігати багато років. Внаслідок тривалого зберігання властивості вапна не погіршуються, а навіть можуть покращитися.
Для приготування в'яжучого маєріалу тісто вапняне змішують із піском. Отриманий розчин застосовують при кладці фундаментів для печей, димових труб та використовують для оштукатурювання печей та стін будинків.
Властивості цементу
Цемент - в'яжучий матеріал, який одержав найбільш широке застосування і дозволяє виробляти конструкції та вироби високої міцності. Цей матеріал отримують шляхом дрібнодисперсного подрібнення продуктів, отриманих після спікання мергелю або суміші вапняку та глини. Спікання відбувається у спеціальних печах за високих температур. При подрібненні продуктів спікання до них додають пісок, шлак, гіпс та інші компоненти, завдяки чому цементу надаються різні властивості.
Готові цементи поділяють на портландцементи та шлакопортландцементи, залежно від введених добавок та вихідної сировини. Серед портландцементів розрізняють швидкотвердіючі та з мінеральними добавками.
Використання бетонних конструкціях тієї чи іншої марки цементу надають їм унікальні властивості. Це можуть бути особливо міцні злітні бетонні смуги аеродромів та ракетних майданчиків, марки бетону, стійкі до дії вогню, солі та морозу.
Для позначення максимально можливих якостей міцності цементу використовується поняття марка. Наприклад, марка 400 означає, що цемент до руйнування витримує тиск з навантаженням 400 кг/см2. Найчастіше застосовуються марки від 350 до 500. Знайшов застосування цемент із маркою 600 і навіть 700.
Швидкий час твердіння мають усі марки цементу. Схоплювання починається через 40-50 хв, а весь процес затвердіння займає 10-12 годин.
Гіпс будівельний
В результаті випалу гіпсового каменю з подальшим подрібненням продуктів випалу отримують будівельний гіпс. Цей матеріал значно поступається цементу в гігроскопічності, вода проникає в конструкцію із застосуванням гіпсу. Міцність виробів, у яких як в'яжучий матеріал використовувався гіпс, нижче, ніж у аналогічних з цементом. Тому будівельний гіпс знайшов застосування в конструкціях всередині приміщень. Розрізняють такі марки гіпсу: А - швидкотвердне (час схоплювання близько 15 хвилин) і Б - нормально твердне (час схоплювання близько 30 хвилин).
Будівельний гіпс застосовують як основу для приготування розчинів, які використовують для закладення дрібних тріщин і нерівностей стін та стель, а також для оштукатурювання печей.
В'яжучі речовини відомі своїм широким використанням у сфері будівництва для приготування бетонів та розчинів, які застосовуються при зведенні будівель, споруд та інших конструкцій. Є безліч їх різновидів, і сьогодні ми коротко торкнемося основних існуючих підгруп.
Класифікація в'язких речовин
За своїм походженням вони можуть належати до органічної чи неорганічної групи. До першої належать всілякі бітуми, смоли, дьогті та пеки. Основна сфера їх застосування - виготовлення покрівельних покриттів, які можуть бути рулонного або штучного типу, асфальтобетону та безлічі різноманітних гідроізоляційних матеріалів. Головна відмінна якість їх - гідрофобність, тобто здатність розм'якшуватися і приймати робочий стан у процесі нагрівання або при взаємодії з органічною рідиною.
Друга група – неорганічні в'яжучі речовини – складається з вапна, гіпсу та цементу. Всі вони затребувані в процесі приготування бетонів і різних будівельних розчинів. Зовнішній вигляд неорганічних в'яжучих речовин представлений тонкомолотим матеріалом, що має властивість у процесі замішування водою перетворюватися на рідко-пластичні тістоподібну масу, що твердне до стану міцного каменю.
Що для них характерне
Головні властивості в'яжучих речовин неорганічного походження – гідрофільність, пластичність при взаємодії з водою та здатність переходити до твердого стану з напіврідкого тестоподібного. Саме цим вони відрізняються від представників першої групи.
За способом твердіння неорганічні в'яжучі речовини вважають повітряними, гідравлічними, кислотними та автоклавного твердіння. Залежить цей поділ від здатності до тривалої протидії природним кліматичним факторам.
Повітряні в'яжучі речовини тверднуть, взаємодіючи з водою і, утворивши міцний камінь, можуть залишатися в такому стані в повітряному середовищі протягом тривалого часу. Але якщо вироби і будівельні конструкції, виконані з їх застосуванням, піддавати регулярному зволоженню, то ця міцність досить швидко буде втрачена. Будівлі та споруди такого типу легко схильні до руйнування.
Що входить до цієї групи? Сюди зазвичай відносять гіпсові магнезіальні в'яжучі речовини – глину, повітряне вапно. Якщо розглянути їхній хімічний склад, то всю цю групу, у свою чергу, можна поділити ще на чотири. Це означає, що всі повітряні в'яжучі речовини відносяться або до вапняних (на основі окису кальцію), або до магнезіальних (у складі яких каустичний магнезит), або гіпсовим в'яжучим, створеним на основі сірчанокислого кальцію, або є рідким склом - силікатом калію або натрію, існуючим у формі водного розчину.
Переходимо до "водних" матеріалів
Тепер розглянемо іншу групу – гідравлічні в'яжучі речовини. Їм властиво тверднути, а також надовго зберігати характеристики міцності в середовищі не тільки повітряної, але і водної. Хімічний склад їх досить складний і є з'єднанням різних оксидів.
Всю цю велику групу, у свою чергу, можна розділити на цементи силікатного походження, у складі яких близько 75% силікатів кальцію (головним чином йдеться про портландцемент з його різновидами, дана група складає основу асортименту сучасних будівельних матеріалів) та іншу підгрупу – алюмінієвих цементів на основі алюмінату кальцію (найвідоміші представники – всі різновиди глиноземистого цементу). До третьої групи відносять романцемент та гідравлічне вапно.
Які терпкі речовини відносять до кислотостійких? Це – кислототривкий кварцовий цемент, що існує у вигляді тонкомолотої суміші кварцового піску з кремнієм. Така суміш зачиняється водним розчином силікату натрію або калію.
Характерною особливістю групи кислотостійких в'яжучих є їхня здатність, пройшовши початковий етап твердіння на повітрі, досить довго протидіяти агресивному впливу різних кислот.
Органіка у будівництві
Інша велика підгрупа - органічні в'яжучі речовини (яка складається, як вже було згадано, в основному з різновидів асфальту та бітумних матеріалів) має зовсім іншу природу. Той самий асфальт може бути штучним або природного походження. У складі його поєднується бітум з представниками мінералів у вигляді вапняку або пісковика.
У будівельній галузі асфальт широко використовують при прокладанні доріг та зведенні аеродромів як суміш піску, гравію або щебеню з бітумом. Такий самий склад має асфальт, що застосовується у вигляді гідроізоляції.
Що таке бітум? Це – органічна речовина (або природна, або штучна), у складі якої – високомолекулярні вуглеводні або їх похідні, що містять азот, кисень і сірку. Сфера застосування бітумів дуже широка і варіюється від дорожнього та житлового будівництва до підприємств хімічної галузі та лакофарбової промисловості.
Під дьогтями розуміють в'яжучі речовини органічного походження, у складі яких – ароматичні високомолекулярні вуглеводи та їх похідні – сірчані, кислотні та азотисті.
Їхні корисні якості
Основні вимоги, що існують для органічної групи в'яжучих, полягають у володінні достатнім ступенем в'язкості в момент взаємодії з твердою поверхнею, що дозволяло б виявитися високим змочуючим і обволікаючим властивостями з утворенням водостійкої плівки. Інша вимога – здатність зберігати ці якості протягом великого проміжку часу.
Ці в'яжучі речовини своє застосування знайшли при прокладці доріг і міських вулиць, ними покривають аеродроми і автомобільні траси, влаштовують тротуари і підлоги в підвалах і будівлях промислового призначення.
Розглянемо тепер основні види будівельних матеріалів, що належать до двох перелічених груп. Нагадаємо ще раз – неорганічна група здебільшого поділяється на ті, що твердіють на повітрі та ті, що здатні робити це у водному середовищі.
В'яжучі речовини – матеріали для будівництва
Всім добре відома глина відноситься до найбільш поширених з в'яжучих матеріалів, що твердіють у повітряному середовищі. Вона знайшла своє застосування при зведенні найрізноманітніших будівель. Являє собою глина осадову породу, що існує як суміш пилоподібних частинок мікроскопічного розміру з піском та дрібними глинистими вкрапленнями. Найдрібніші з них отримали назву тонкодисперсних. Саме їх наявність дозволяє при попаданні у вологе середовище перетворюватися на тістоподібну субстанцію. Висохнувши, дана пластична маса легко застигає у заданій їй формі.
Якщо таку форму обпалити, то отриманий камінь штучного походження має досить високу міцність. Як і інші мінеральні в'яжучі речовини, через різний склад глини можуть бути різноманітних відтінків. З розчинів на їх основі кладуть каміни, печі, а також формують цеглу. Вони ж можуть бути худими, жирними та середніми. Глина-шамот має вогнетривкі якості, тому незамінна при влаштуванні камінів і печей.
Яке буває вапно
Інший дуже відомий і має велику сферу застосування в'яжучий матеріал називається повітряним будівельним вапном і бувають отримані з гірських порід а саме крейди, доломітів, вапняків, черепашника. Основний окис у ній може бути різним, залежно від цього повітряне вапно прийнято ділити на доломітове, магнезіальне, кальцієве. Всі три різновиди одержують, випалюючи в печі вапняки відповідного походження.
Можливо повітряне вапно або негашеним, або гашеним (або гідратним). Остання утворюється у процесі гасіння однієї з трьох перелічених вище.
Якщо глянути на існуючі вапняні фракції, то можна віднести її до комкової або порошкоподібної. Негашене вапно є досить великими пористими грудками. У процесі гасіння водою утворюється вапняне тісто. Щоб "добути" з грудкового вапна порошкоподібну, слід зробити процес гідратації (гасіння), або змолоти грудки. Застосовуватися вона може як із добавками, і без таких. Добавками ж служать шлаки, активні мінерали та пісок кварцового походження.
Все про гіпс
Наступний матеріал – алебастр, він гіпс. Його одержують, обробляючи термічним шляхом подрібнений гіпсовий камінь. Гіпс твердне, проходячи три проміжні етапи, що складаються з його розчинення з подальшою колоїдацією і потім кристалізацією. Під час проходження першої стадії утворюється насичений розчин двоводного гіпсу. Твердія, він збільшується в обсязі і набуває рівної білої поверхні.
Застосовуючи барвники, можна надати виробам з гіпсу будь-які колірні відтінки. Процес схоплювання цієї в'яжучої речовини в нормі починається через 4 хвилини від моменту початку замішування. Кінець застигання відбувається в проміжку від 6 до 30 хвилин.
У процесі схоплювання суміш гіпсу та води перемішувати та утрамбовувати забороняється, щоб уникнути ризику втрати в'яжучих якостей. Марок гіпсу існує досить багато, позначаються різними цифрами, що характеризують ступінь міцності при стисканні.
Продається він розфасованим у мішки різного об'єму. Гіпс знайшов найширше застосування в оформленні інтер'єрів житлових будинків та громадських будівель. З нього з давніх-давен прийнято відливати найрізноманітніші фігурні форми. Зберігати його слід виключно у сухому приміщенні, причому термін зберігання обмежений у зв'язку з можливою втратою міцності як основної корисної якості.
І ще про гіпс
Будівельний гіпс виглядає як порошок кольором від сірого до яскраво-білого. Якщо змішати його із водою, починається характерна реакція, у своїй відбувається нагрівання суміші. У гіпс прийнято додавати спеціальні матеріали, що називаються утримуючими добавками, призначення яких – покращувати консистенцію та зчеплення з поверхнею під час оштукатурювання, а також злегка продовжувати термін твердіння.
Щоб підвищити обсяг матеріалу без втрати робочих властивостей, вводять наповнювачі (наприклад зі спученого перліту або слюди). Спеціальний високоміцний гіпс обпалюють при високих температурах, у процесі кристалічна вода з нього видаляється. Термін його твердіння збільшено до 20 годин, а твердість набагато більша, ніж у інших різновидів.
Штукатурний гіпс просочують і отримують мармуровий (яскраво-білий, повільно твердне і застосовується для оштукатурювання внутрішніх поверхонь), причому при виготовленні в нього вводяться різні наповнювачі та добавки, що утримують. Основний сенс більшості таких добавок – сповільнювати схоплювання. З метою виробництва внутрішньої штукатурки його готують у штукатурних машинах із можливим додаванням певних наповнювачів, наприклад, піску.
З нього ж отримують суху штукатурку або гіпсокартонні будівельні плити, також застосовують гіпс при заповненні швів між ними. Буває гіпс шпаклювальний, що має аналогічні властивості.
Поговоримо про цементи
Які ще властивості мають гідравлічні в'яжучі речовини? Процес їх твердіння, що почався в повітряному середовищі, продовжується у воді, причому міцність їх зберігається і навіть зростає. Характерними та найвідомішими представниками сімейства гідравлічних в'яжучих є, звичайно ж, цементи. Вони маркуються залежно від міцності, а марка конкретного зразка визначається встановленням граничного навантаження на вигин та стиснення. Причому кожен із зразків повинен бути виготовлений у прийнятій пропорції цементу та піску та пройти випробування на певному терміні, що становить 28 діб.
Швидкість схоплювання цементу теж може бути різною – повільною, нормальною чи швидкою. Так само залежно від швидкості твердіння будь-який цемент може бути звичайним, швидкотвердіючим або особливо швидкотвердіючим.
Як приклад у цій групі можна назвати портландцемент, що існує у вигляді дрібного порошку сірого кольору з легким зеленуватим відтінком з можливим введенням добавок, які можуть бути з гранульованого шлаку (шлакопортландцемент).
Про швидкість твердіння
Випробування якості (як і виробництво) терпких речовин ведеться з дотриманням численних стандартів. Для кожної з існуючих груп розроблено обмеження, що визначають нормативний час початку та закінчення схоплювання, рахуючи від моменту водного замішування.
Інший цемент – глиноземистий – відноситься до швидкотвердіючих гідравлічних в'яжучих. На вигляд це дрібний порошок коричневого, сірого, зеленого або чорного кольору (залежно від способу обробки та вихідних компонентів). За тонкістю помелу він трохи перевищує портландцемент і вимагає трохи більшого обсягу води.
Змішані види в'язких речовин - ті, що можуть твердіти і в повітряному, і водному середовищі і застосовуються при виробництві неармованих бетонів або будівельних розчинів.
Бітуми та сфера їх застосування
Що ж до найпопулярніших органічних в'яжучих, то сімейство їх включає безліч бітумів і дьогтів, що мають кольори від чорного до темно-коричневого. Традиційна сфера, в якій використовуються такі в'яжучі речовини, – роботи з гідроізоляції. Цей будівельний матеріал водостійкий, водонепроникний, стійкий до атмосферних впливів і дуже еластичний. Розм'якшити і перевести в рідкий стан цю групу в'яжучих можна нагріванням. При зниженні температури в'язкість їх зростає і може бути втрачена.
Ця група, насамперед, складається з бітумів природного походження, і навіть отриманих під час нафтової переробки. Хімічний склад їх – сполуки молекул кисню, водню, сірки та азоту. У будівництві затребувані нафтові бітуми (рідкі, тверді та напівтверді).
За своїм призначенням їх можна зарахувати до однієї з трьох груп – покрівельним, будівельним чи дорожнім. З покрівельних готують просочувальний склад, виробляють руберойд і безліч різних мастик.
Промислові бітуми твердих та пружно-твердих сортів виробляють високовакуумним методом з додатковими ступенями переробки, на яких олія кипить при високих температурах. Особливо стійкими до перепаду тепла та холоду вважаються оксидовані. Існують також суміші бітумів полімерами, що впливають на ступінь їхньої в'язкості. Характерною особливістю всіх видів служить здатність до зміни консистенції залежно від температури, причому різні фази можуть змінюватись неодноразово. На ній же засновані клеючі властивості сімейства бітумних в'яжучих.
Чим вони цінні
Ступінь розширення бітумів під впливом високих температур порівняно з мінеральними матеріалами більший у 20-30 разів. Цінні якості їх – водостійкість, стійкість до солей, лугів, агресивних кислот та стоків. Як приклад може бути сіль, якою посипають сніг взимку на вулицях для танення.
Знижується стійкість бітумів органічними розчинниками, маслами та жирами, від світла, тепла та повітряного кисню, які окислюють їх складові. При нагріванні м'які частинки випаровуються і поверхня бітумів твердне.
Перевагами їх є низька займистість, тобто даний матеріал не належить до вогненебезпечних. Нафтові бітуми є шкідливими здоров'ю речовинами і класифіковані як такі. Як інші їх властивості можна говорити про термов'язкість, високу теплоізоляцію, хороше змочування.
Твердість бітумів встановлюють глибиною проникнення занурюваної в них голки (вимірюється вона сотих міліметра) при нормованому навантаженні за певний час в умовах конкретної температури. Перехід між твердим та рідким станом у них носить ковзний характер і визначається точкою розм'якшення за низьких температур. Крім того, вони характеризуються, так званою точкою руйнування - це термін, що позначає температуру, при якій шар бітуму, що згинається, тріскається або руйнується.
Інші матеріали
Які ще в'яжучі речовини органічного походження можна назвати? Кам'яновугільними пеками, що являють собою в'язку або тверду чорну субстанцію і служать продуктом перегонки дьогтю, просочують толь. Цей матеріал досить небезпечний і при попаданні на шкіру може спричинити опік. Найкраще працювати з ним похмуру погоду або при низькому освітленні.
Кам'яновугільним дьогтем називають речовину, що виділяється як побічний продукт при коксохімічному виробництві. Він знайшов своє застосування у виготовленні мастики на покрівлі та дорожньому будівництві.
ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА І ЗАСТОСУВАННЯ В'ЯГУЧИХ МАТЕРІАЛІВ.
Будівельними в'яжучими речовинами називаються порошкоподібні матеріали, що утворюють при змішуванні з водою пластичну масу, що зручно обробляється, з часом твердне в міцне камнеподібне тіло. Це визначення відноситься до неорганічних в'яжучих речовин, які розглядаються в цій книзі, а не до органічних в'яжучих (бітуми, дьогті, клеї та подібні до них матеріали).
В'яжучі речовини в залежності від складу, основних властивостей та області застосування діляться на групи.
Найбільш велика група гідравлічних в'яжучих, які після замішування водою здатні твердіти як на повітрі, так і у воді. Після попереднього затвердіння на повітрі вони твердіють у воді, довго зберігаючи і нарощуючи свою міцність. Гідравлічні в'яжучі речовини можна використовувати в надземних, підземних та гідротехнічних спорудах, що зазнають впливу води.
У групу гідравлічних в'яжучих входять цемент, глиноземистий цемент, пуцоланові цементи, шлакові цементи, цементи з наповнювачами, цементи, що розширюються, гідравлічне вапно, романцемент. Відомий ряд різновидів цих в'яжучих. Так, залежно від складу, розрізняють цементи: простий, алітовий, білитовий, алюмоферитний, феритний, магнезіальний. Відповідно до спеціальних властивостей виділяють такі різновиди цементів, як швидкотвердіючий, особливо швидкотвердіючий, пластифікований, гідрофобний, сульфатостійкий, з помірною екзотермією, білий і кольорові, тампонажний, дорожній, для азбестоцементних виробів, магнезіальний. Різновидами глиноземистого цементу є ангідрито-глиноземистий та гіпсо-глиноземистий цементи.
Будівельне повітряне вапно.
В'яжучі речовиниДосить широко використовуються у будівництві в процесі приготування різних за складом бетонів та розчинів, для виготовлення будівельних конструкцій та виробів.
В'язкі речовини прийнято ділити на дві групи:
1. Органічна група.
2. Неорганічна група.
Для неорганічних в'яжучих речовин характерні такі ознаки:
1. Гідрофільність.
2. Здатність при замішуванні водою утворити тістоподібну пластичну масу, що легко формується.
3. Здатність переходити у твердий стан із тістоподібного (пластичного) стану.
Неорганічні в'яжучі матеріали
Неорганічні в'яжучі речовини включають повітряні, гідравлічні та в'яжучі автоклавного твердіння.
Мінеральні в'яжучі речовини, що використовуються широко в будівництві, ділять на три основні групи в залежності від їх основної властивості тверднути і довго протистояти різним кліматичним факторам:
1. Повітряні в'яжучі речовини.
2. Гідравлічні в'яжучі речовини.
3. Кислотостійкі в'яжучі речовини.
Повітряні в'яжучі речовини
Повітряні в'яжучі речовини здатні при взаємодії з водою твердіти і поступово перетворюватися на каменеподібне міцне тіло, здатне тривалий час зберігати свою міцність у повітряному середовищі. Якщо систематично зволожувати вироби та будівельні конструкції, виготовлені на основі повітряних в'яжучих речовин, вони швидко втрачають свою міцність і руйнуються. До повітряних в'яжучих речовин прийнято відносити магнезіальні та гіпсові в'язкі, повітряне вапно та глину.
По хімічному складу повітряні в'яжучі поділяються на чотири групи:
◊ Вапняні в'яжучі, що складаються головним чином з окису кальцію CaO;
◊ Магнезіальні в'яжучі, що містять каустичний магнезит MgO;
◊ Гіпсові в'яжучі основою яких є сірчанокислий кальцій;
◊ Рідке скло -силікат натрію або калію (у вигляді водного розчину).
Гідравлічні в'яжучі речовини
Гідравлічні в'яжучі твердніють і тривалий час зберігають міцність (або навіть підвищують її) не тільки на повітрі але і у воді. .
Ці сполуки утворюють три основні групи гідравлічних в'яжучих:
➢ Силікатні цементи, що складаються переважно (на 75%) із силікатів кальцію. До них відносять і його різновиди-головні в'яжучі сучасного будівництва.
〈 Алюмінатні цементи, в'яжучою основою яких є алюмінати кальцію, головним із них є глиноземистий цемент та його різновиди.
3. Будівельний гіпс (ГОСТ 125-79).
Гіпс продається в мішках і буває дуже багато марок. Від марки г-25 до марки г-5, що позначає міцність на стиснення. Його недолік полягає в тому, що він має високе водопоглинання, при цьому активно втрачає в міцності.
З гіпсу відливають різні фігурні форми, для оформлення інтер'єрів будинків. Також використовується для виготовлення різних блоків і плит, які використовуються при кладці перегородок і вентиляційних шахт. Його зберігають у мішках або навалом у сухих приміщеннях. Тривалий час гіпс зберігати не можна, тому що втрачає міцність і приходить в непридатність. Особливістю гіпсу є його здатність до швидкого схоплювання.
Гідравлічні в'яжучі матеріали
♣ Органічні в'яжучі матеріали
До них відносять різні бітуми та дьогті темнокоричневого та чорного кольору. Використовують для влаштування гідроізоляційних робіт. органічні в'яжучі речовини водонепроникні, водостійкі, еластичні та стійкі до атмосферних впливів. При нагріванні в'яжучі здатні розм'якшуватися (розріджуватися), а при охолодженні стають більш в'язкими і навіть твердими.
Насамперед у цю групу можна назвати природні бітуми і бітуми-продукти переробки нафти. За хімічним складом бітуми є високомолекулярні сполуки водню, кисню, азоту та сірки. Природні бітуми можуть утворитися в природних умовах внаслідок відокремлення від нафти легких та середніх за вагою фракцій (частин).
Але для потреб будівництва використовують головним чином тверді, напівтверді та рідкі нафтові бітуми (БН), які поділяються на дорожні, будівельні та покрівельні.
1. Бітуми нафтові будівельні використовують для різного виду будівельних робіт та випускають наступні марки:
БН-50/50 БН-70/30 БН-90/10. Перша цифра показує температуру розм'якшення, а друга показує проникнення в бітум голки.
2. Бітуми нафтові покрівельні використовують як просочувальні склади для виготовлення руберойду та різних покривальних мастик. Широко використовують у основному для покрівельних робіт. випускають трьох марок: БНК-90/180 просочувальний, БНК-90/40 та БНК-90/30 покривні.
Просочені бітуми мають температуру розм'якшення 40-50 °С, тоді як для покривних бітумів температура розм'якшення становить 85-90 °С.
Бітуми марок БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10 відповідають бітумам марок БН-III, БН-IV, БН-V. Гарантійний термін зберігання покрівельних нафтових бітумів - один рік з дня виготовлення.
2. Кам'яновугільний пек -чорна тверда і в'язка речовина. Є продуктом перегонки кам'яновугільного дьогтю та має різну температуру плавлення:
м'який-45-50 °С, середній-65-75 °С, і твердий-75-90 °С. Вважається що, що більше у печі антраценового масла, тим м'якше і навпаки, що менше тим він твердіше. У будівництві пек використовують у суміші з важким маслом для просочення толю, для приготування дьогтьових мастик та інших цілей. При роботі з пеком дотримуються обережності, оскільки при попаданні на шкіру дрібні його частинки викликають опіки. Найкращий час для роботи з пеком це сутінки чи похмура погода.
3. Кам'яновугільний дьоготь (кам'яновугільна смола) є чорною маслянистою рідиною з різким запахом. Отримують кам'яновугільний дьоготь на коксохімічних заводах як побічний продукт при коксуванні вугілля. Використовують широко у дорожньому будівництві та для приготування найпростіших покрівельних мастик.
***** РЕКОМЕНДУЄМО виконати перепост статті у соцмережах!
Завантаження...