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 р-рами солей, к-т 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. В. м. на гидравлические, воздушные, кислотоупорные, автоклавные и фосфатные.

Гидравлические В.м. 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 900-1100°С; 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. В. м. применяют в стр-ве наземных, подземных и гидротехн. сооружений, подвергающихся постоянному воздействию воды.

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

Гипсово-ангидритные В. м. получают обжигом прир. гипса CaSO₄*2H₂O, ангидрита (CaSO₄) или вторичных продуктов хим. пром-сти, содержащих гипс (напр., фосфогипса, борогипса). В зависимости от условий термич. обработки, скорости схватывания и твердения гипсовые В. м. могут быть: 1) быстросхватывающимися, быстротвердеющими и низкообжиговыми (т-ра обжига 110-190°С); к ним относят гипс строительный (алебастр), формовочный, высокопрочный медицинский; 2) медленносхватывающимися и медленнотвердеющими высокообжиговыми (т-ра обжига 600-900°С) - 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. Гипсо-во-ангидритные В. м. применяют для изготовления панелей, перегородок, плит, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, моделей и форм в фарфоро-фаянсовой и керамич. пром-сти, ортопедич. корсетов и др.

Магнезиальные В. м. получают обжигом прир. магнезита или доломита при 750-800 °С Каустич. магнезит содержит в осн. MgO, каустич. доломит -MgO и СаСО₃. В отличие от др. минеральных В. м. их затворяют р-рами MgCl₂ или MgSO₄; при этом образуется MgCl₂*5Mg(OH)₂*7H₂O, к-рый 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 р-ров, искусств. - мрамора и др.

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

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

Применяют кислотоупорные В. м. для произ-ва кислотоупорных замазок (см. также Мастики), строит. р-ров и бетонов при стр-ве хим. предприятий.

В.м. 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 В. м. 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 В. м. состоят из спец. цементов; их затворяют Н₃РО₄ с образованием пластичной массы, постепенно затвердевающей в монолитное тело и сохраняющей свою прочность при темп-pax выше 1000°С. 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 - в-ва орг. происхождения, способные переходить из пластич. состояния в твердое или малопластичное в результате полимеризации или поликонденсации. По сравнению с минер. В. м. 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. В. м. 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.