загрузка...
 
3 В’ЯЖУЧІ МАТЕРІАЛИ
Повернутись до змісту

3 В’ЯЖУЧІ МАТЕРІАЛИ

В’яжучими матеріалами (або просто в’яжучими) називаються порошкоподібні речовини, що при контакті з водою перетворюються у пластичну масу, яка загустіває і переходить у твердий міцний стан. В'яжучі використовуються у будівельних розчинах (для скріплення цегли та інших елементів споруд), для виготовлення бетону, будівельних деталей і конструкцій.

До в’яжучих належать: вапно, гіпси, цементи.

Вапно одержують при випалюванні в шахтних пічах вапняка, який піддається термічній дисоціації із значним поглинанням теплоти

CaCO3 (to) ? CaO + CO2.

Вапняк застосовують у багатьох галузях промисловості, а також у сільскому господарстві для нейтралізації закислених грунтів. Однак найчастіше вапно змішують у певній пропорції з піском і водою, отримуючи  так званий вапняний розчин

СаO + H2O ? Ca(OH)2,

який поступово твердіє внаслідок кристалізації малорозчинного гідроксиду кальцію, утворення кристалічного СаСО3 (за рахунок повітряної вуглекислоти) і одночасного утворення силікатів кальцію

Ca(OH)2 + CO2 ? CaCO3 + H2O,

2Ca(OH)2 + SiO2 ? Ca2SiO4 + 2H2O.

Завдяки виділенню досить великої кількості води при твердінні вапняного розчину в побудованих спорудах довгий час зберігається вологість.

Цемент має помітну перевагу над вапняком. Крім того, що він усуває довгочасну вологість споруд, цемент характеризується здатністю затвердівати не тільки на повітрі, але й під водою.

Цемент – зеленувато-сірий порошок, що складається з суміші різних силікатів і алюмінатів кальцію – переважно складу Ca3SiO5, Ca2SiO4, Ca3(AlO3)2. Атоми Al і Si схильні до утворення гетероланцюгових полімерів, в основі яких містяться зв’язки Si-O-Si і Al-O-Al. Залежно від масового співвідношення у цементі Al і Si, він поділяється на портландцемент (силікатний) і глиноземний (алюмінатний). Цементи одержують при випалюванні тонкоподрібненої суміші вапняку і глини, багатою вмістом алюмінію. При цьому утворюються силікати і алюмінати кальцію і виділяєтся вуглекислий газ. Ретельно розмолоту після випалювання масу (клінкер) змішують з водою, внаслідок чого утворюється тістоподібна суміш, яка поступово твердіє – відбувається «тужавіння» цементу згідно із схемами:

Ca3SiO5 + 5H2O ?  Ca2SiO4·4H2O  + Ca(OH)2,

Ca2SiO4 + 4H2O ?  Ca2SiO4·4H2O,

Ca3(AlO3)2 + 6H2O ?  Ca3(AlO3)2·6H2O.

Як видно при «тужавінні» проходять процеси гідратації, яка завершується поступовою поліконденсацією складових частин клінкеру і утворенням високомолекулярних полімерних сполук – алюмінатів і силікатів кальцію. Причому, твердість цементу продовжує зростати протягом тривалого часу, оскільки відбувається поширення процесів гідратації у глибину цементних зерен.

Гіпси – палений гіпс, або алебастр CaSO4·1/2H2O (іноді його формулу записують у подвоєній формі: 2CaSO4·H2O) і гіпсовий камінь CaSO4·2H2O, який зневоджують нагріванням до 150-180оС до складу CaSO4·1/2H2O. При змішуванні напівгідрату сульфату кальцію з водою відбувається гідратація, внаслідок чого маса твердіє та кристалізується

CaSO4·1/2H2O +H2O? CaSO4·2H2O.

На цій властивості базується застосування гіпсу для виготовлення панелей, будівельних плит,  барельєфів, зліпків з різних предметів тощо.



загрузка...