Глава 21. Вяжущие вещества системы сао — si02 — а1203 — ге203

К вяжущим данной системы принадлежат воздушная и гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности. Свойства указанных вяжущих веществ зависят от гидравлического модуля и температуры обжига сырья.

Для каждого вяжущего вещества характерен свой гидравлический модуль. Поскольку воздушная известь изготовляется из известняков лишь с небольшой примесью глинистого вещества, у нее самый больший гидравлический модуль (более 9); у гидравлической извести т=1,7 — 9; у романцемента <1,7. Портландцемент, получаемый из тщательно составленной искусственной смеси известнякового и глинистого компонента, характеризуется гидравлическим модулем (1,9 — 2,4) примерно таким же, как у романцемента. Однако показатели прочности портландцемента во много раз превосходят прочность романцемента. Объясняется это тем, что при получении романцемента (и гидравлической извести) обжиг сырья производится не до спекания (при температуре около 1000°С) и в этих условиях образуются низкоосновные силикаты и алюминаты кальция, обладающие в гидратированном виде невысокой прочностью. В технологии портландцемента обжиг сырьевой смеси доводится до частичного плавления при 1450°С и только при наличии жидкой фазы (расплава) происходит синтез трехкальциевого силиката, обусловливающего высокие показатели прочности и гидравлические свойства. Усиление гидравлических свойств при переходе от воздушной к гидравлической извести и романцементу вследствие уменьшения гидравлического модуля с 9 до 2 при одинаковой практически температуре обжига 1000°С видно из рис. 40. В точке же 3 кривой б количественное изменение температуры обжига сырья (с 1000 до 1450°С) привело к скачкообразному увеличению прочности и появлению качественно нового вяжущего — портландцемента.

Проследим изменение технических свойств рассматриваемых вяжущих.

Воздушная известь не обладает гидравлическими свойствами, ее прочность при сжатии после 28 сут твердения невелика — около 0,4 МПа.

Гидравлическую известь получают обжигом в шахтных печах не до спекания (900 — 1100°С) мергелистых известняков с содержанием глины 6 — 20%. Полученную известь размалывают и применяют

в виде порошка либо гасят в пушонку. В процессе обжига мергелистых известняков после разложения углекислого кальция (900°С) часть образующейся СаО остается в свободном состоянии, а часть соединяется с окислами SiC>2, AI2O3 и Fe203, входящими в состав глинистых минералов. При этом образуются низкоосновные силикаты (2СаО-5Юг), алюминаты (СаО-А1203) и ферриты (СаО-РегОз) кальция, которые и придают извести гидравлические свойства. Гидравлическая известь начинает твердеть в воздухе (первые 7 сут) и продолжает твердеть и увеличивать свою прочность в воде. Предел прочности при сжатии после 28 сут комбинированного хранения (7 сут во влажном воздухе и 21 сут в воде) 2 — 5 МПа и выше. Гидравлическую известь применяют для изготовления строительных растворов, бетонов низких марок и бетонных камней. Ее хранят в закрытых помещениях, при перевозке предохраняют от увлажнения.

Романцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом обожженных не до спекания (900°С) известняковых или магнезиальных мергелей, содержащих более 20% глины. Образующиеся при обжиге низкоосновные силикаты и алюминаты кальция придают романцементу свойство твердеть и сохранять прочность в воде. Романцемент выпускают трех марок: М25, М50 и Ml00. Он должен выдерживать испытание на равномерность изменения объема. Применяется для изготовления строительных растворов, бетонов, бетонных камней.

Портландцемент, подробно рассматриваемый ниже, обладает способностью твердеть и увеличивать свою прочность в воде, его марки М400, М500, М550 и М600 значительно превосходят показатели прочности всех других вяжущих веществ, относящихся к данной химической системе.