В 'яжучі речовини: властивості, класифікація, опис, застосування

В 'яжучі речовини: властивості, класифікація, опис, застосування

В 'яжучі речовини відомі своїм широким використанням у сфері будівництва для приготування бетонів і розчинів, що застосовуються при зведенні будівель, споруд та інших конструкцій. Є безліч їх різновидів, і сьогодні ми коротко торкнемося основних існуючих підгруп.

Класифікація в "яжучих речовин

За своїм походженням вони можуть ставитися до органічної або неорганічної групи. До першої належать всілякі бітуми, смоли, дьогті і пеки. Основна сфера їх застосування - виготовлення покрівельних покриттів, які можуть бути рулонного або штучного типу, асфальтобетону і безлічі різноманітних гідроізоляційних матеріалів. Головна відмінна якість їх - гідрофобність, тобто здатність розм 'якшуватися і приймати робочий стан у процесі нагріву або при взаємодії з якою-небудь органічною рідиною.

Друга група - неорганічні в 'яжучі речовини - складається з вапна, гіпсу і 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 затворення водою перетворюватися на рідко-пластичну тестоподібну масу, що твердіє до стану міцного каменю.

Що для них характерно

Головні властивості в 'яжучих речовин неорганічного походження - гідрофільність, пластичність при взаємодії з водою і здатність переходити до твердого стану з напівжидкого тестоподібного. Саме цим вони відрізняються від представників першої групи.

За способом твердження неорганічні в 'яжучі речовини вважають повітряними, гідравлічними, кислотними і автоклавного твердження. Залежить цей поділ від здатності до тривалої протидії природним кліматичним факторам.

Повітряні в 'яжучі речовини твердіють, взаємодіючи з водою і, утворивши міцний камінь, можуть залишатися в такому стані в повітряному середовищі протягом довгого проміжку часу. Але якщо вироби і будівельні конструкції, виконані з їх застосуванням, піддавати регулярному зволоженню, то міцність ця досить швидко буде загублена. Будівлі та споруди такого типу легко схильні до руйнування.

Що входить до цієї групи? Сюди традиційно відносять гіпсові магнезіальні в 'яжучі речовини - глину, повітряну вапно. Якщо розглянути їх хімічний склад, то всю дану групу, в свою чергу, можна підрозділити ще на чотири. Це означає, що всі повітряні в 'яжучі речовини належать або до вапняних (на основі окису кальцію), або до магнезіальних (у складі яких каустичний магнезит), або гіпсових в' яжучих, створених на основі сірчанокислого кальцію, або є рідким склом - силікатом калію або натрію, що існує у формі водного розчину.

Переходимо до "водних" "матеріалів

Тепер розгляньмо іншу групу - гідравлічні в 'яжучі речовини. Їм властиво твердіти, а також надовго зберігати міцнісні характеристики в середовищі не тільки повітряного, а й водного. Хімічний склад їх досить складний і являє собою з 'єднання різних окислів.

Всю цю велику групу, в свою чергу, можна розділити на цементи силікатного походження, у складі яких близько 75% силікатів кальцію (головним чином мова йде про портландцемент з його різновидами, дана група складає основу асортименту сучасних будівельних матеріалів) та іншу підгрупу - алюмінатних цементів на основі алюмінату кальцію (найвідоміші представники - До третьої групи зараховують романцемент і гідравлічний вапно.

Які в "яжучі речовини відносять до кислотостійких? Це - кислотоупорний кварцовий цемент, що існує у вигляді тонкомолотою суміші кварцового піску з кремнієм. Затворюється така суміш водним розчином силікату натрію або калію.

Характерною особливістю групи кислотостійких в 'яжучих є їх здатність, пройшовши початковий етап твердіння на повітрі, досить довго протидіяти агресивному впливу різних кислот.

Органіка в будівництві

Інша велика підгрупа - органічні в 'яжучі речовини (що складається, як вже було згадано, в основному з різновидів асфальту і бітумних матеріалів) має зовсім іншу природу. Той же самий асфальт може бути штучним або природного походження. У складі його змішується бітум з представниками мінералів у вигляді вапняку або піщаника.

У будівельній галузі асфальт широко використовують при прокладанні доріг і зведенні аеродромів як суміш піску, гравію або щебеню з бітумом. Такий же 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 досить 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 риси

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 проявитися високим смочуючим і обволакуючим властивостям з утворенням водостійкою плівки. Інша вимога - здатність зберігати дані якості протягом великого проміжку часу.

Ці в 'яжучі речовини застосування своє знайшли при прокладанні 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 перерахованих груп. Нагадаємо ще раз - неорганічна група в основному підрозділюється на ті, що відображають на повітрі і 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 в повітряному середовищі. Вона знайшла своє застосування при зведенні різних будівель. Це глина осадову породу, що існує як суміш пилоподібних частинок мікроскопічного розміру з піском і дрібними глинистими вкрапленнями. Найдрібніші з них отримали назву тонкодисперсних. Саме їх наявність дозволяє при попаданні у вологе середовище перетворюватися на тестоподібну субстанцію. Висохнувши, ця пластична маса легко застигає в 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 почесними, жирними і середніми. Глина-шамот володіє вогнетривкими якостями, тому незамінна при влаштуванні камінів і печей.

Який буває вапно

Інший дуже відомий і має велику сферу застосування в 'яжучий матеріал називається повітряною будівельною звісткою і бувають отриманий з гірських порід а саме крейди, доломітів, вапняків, черепашнику. Основний окисел у ній може бути різним, залежно від цього повітряний вапно прийнято ділити на доломітову, магнезіальну, кальцієву. Всі три різновиди отримують, обпалюючи в печі вапняки відповідного походження.

Може бути повітряна вапно або негашеною, або гашеною (або гідратною). Остання утворюється в процесі гасіння однієї з трьох перерахованих вище.

Якщо поглянути на існуючі вапняні фракції, то можна віднести її до комкової або порошкоподібної. Негашена вапна являє собою досить великі пористі грудки. У процесі гасіння водою з неї утворюється вапняне тісто. Щоб "" добути "" з комкової вапна порошкоподібну, слід провести процес гідратації (гасіння), або смолоти грудки. Застосовуватися вона може як з добавками, так і без таких. Добавками ж служать шлаки, активні мінерали і пісок кварцового походження.

Все про гіпс

Наступний матеріал - алебастр, він же гіпс. Його отримують, обробляючи термічним шляхом подрібнений гіпсовий камінь. Гіпс твердить, проходячи три проміжні етапи, що складаються з його розчинення з подальшою колоїдацією і потім кристалізацією. При проходженні першої стадії утворюється насичений розчин двогінного гіпсу. Твердячи, він збільшується в обсязі і набуває рівну білу поверхню.

Застосовуючи червоні пігменти, можна надати виробам з гіпсу будь-які колірні відтінки. Процес схоплення цієї в 'яжучої речовини в нормі починається після 4 хвилин від моменту початку затворіння. Кінець застигання відбувається в проміжку від 6 до 30 хвилин по тому.

У процесі схоплювання суміш гіпсу і води перемішувати і утрамбовувати забороняється, щоб уникнути ризику втрати в 'яжучих якостей. Марок гіпсу існує досить багато, позначаються вони різними цифрами, що характеризують ступінь міцності при стисненні.

Продається він розфасованим в мішки різного обсягу. Гіпс знайшов найширше застосування в оформленні інтер 'єрів житлових будинків і громадських будівель. З нього з давніх пір прийнято відливати найрізноманітніші фігурні форми. Зберігати його слід виключно в 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 сіроватого до яскраво-білого. Якщо змішати його з водою, починається характерна реакція, при цьому відбувається нагрівання суміші. У гіпс прийнято додавати спеціальні матеріали, іменовані утримуючими добавками, призначення яких - покращувати консистенцію і зчеплення з поверхнею під час оштукатурення, а також злегка продовжувати термін твердження.

Щоб підвищити обсяг матеріалу без втрати робочих властивостей, вводять наповнювачі (наприклад, із спалахового перліту або слюди). Спеціальний високоміцний гіпс випалюють при високих температурах, в процесі кристалічна вода з нього видаляється. Термін його твердження збільшено до 20 годин, а твердість набагато більша, ніж у інших різновидів.

Штукатурний гіпс просочують і отримують мармуровий (яскраво-білий, повільно твердіючий і застосовуваний для оштукатурення внутрішніх поверхонь), причому при виготовленні в нього вводяться різні наповнювачі і утримуючі добавки. Основний зміст більшості таких добавок - служити уповільнювачем схоплення. З метою виробництва внутрішньої штукатурки його готують у штукатурних машинах з можливим додаванням певних наповнювачів, наприклад, піску.

З нього ж отримують суху штукатурку або гіпсокартонні будівельні плити, також гіпс застосовують при заповненні швів між ними. Буває гіпс шпатлівковий, що володіє аналогічними властивостями.

Поговоримо про цементів

Які ще властивості мають гідравлічні в "яжучі речовини? Процес їх твердження, що почався в повітряному середовищі, триває у воді, причому міцність їх зберігається і навіть зростає. Характерними і найбільш відомими представниками сімейства гідравлічних в 'яжучих є, звичайно ж, цементи. Вони маркуються залежно від міцності, а марка конкретного зразка визначається встановленням граничного навантаження на вигин і стиснення. Причому кожен із зразків повинен бути виготовлений в прийнятій пропорції цементу і піску і пройти випробування на визначеному терміні, що становить 28 діб.

Швидкість схоплення цементу теж може бути різною - повільною, нормальною або швидкою. Точно так само залежно від швидкості твердження 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 твердження

Випробування якості (як і виробництво) в 'яжучих речовин ведеться з дотриманням численних стандартів. Для кожної з існуючих груп розроблені обмеження, що визначають нормативний час початку і закінчення схоплення, рахуючи від моменту водного затворення.

Інший цемент - глиноземистий - відноситься до гідравлічних в 'яжучих. На вигляд це дрібний порошок коричневого, сірого, зеленуватого або чорного кольору (залежно від методу обробки та вихідних складових). По тонкощі помолу він злегка перевищує портландцемент і вимагає дещо більшого обсягу води.

Змішані види в 'яжучих речовин - ті, що можуть твердіти і в повітряному, і водному середовищі і застосовуються при виробництві лише неармованих бетонів або будівельних розчинів.

Бітуми і сфера їх застосування

Що ж стосується найпопулярніших органічних в 'яжучих, то сімейство їх включає в себе 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 водостійок, водонепроникний, стійкий до атмосферних впливів і вельми еластичний. Розм 'якшити і перевести в рідкий стан дану групу в' яжучих можна нагріванням. При зниженні температури в 'язкість їх зростає і може бути повністю втрачена.

Дана група, насамперед, складається з бітумів природного походження, а також отриманих при нафтовій переробці. Хімічний склад їх - сполуки молекул кисню, водню, сірки та азоту. У будівництві затребувані нафтові бітуми (рідкі, тверді і напівтверді).

За своїм призначенням їх також можна зарахувати до однієї з трьох груп - покрівельних, будівельних або дорожніх. З покрівельних готують прожитковий склад, виробляють руберойд і безліч різних мастик.

Промислові бітуми твердих і упруго-твердих сортів виробляють високовакуумним методом з додатковими сходами переробки, на яких масло кипить при високих температурах. Особливо стійкими до перепаду тепла і холоду вважаються оксидовані. Існують також суміші бітумів полімерами, що впливають на ступінь їх в 'язкості. Характерною особливістю всіх видів служить здатність до зміни консистенції залежно від температури, причому різні фази можуть чергуватися 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 сіль, лужів, агресивних кислот і стоків. Як приклад може служити сіль, якою посипають сніг взимку на вулицях для танення.

Знижується стійкість бітумів органічними розчинниками, маслами і жирами, від світла, тепла і повітряного кисню, які окисляють їх складові частини. При нагріванні м 'які частинки випаровуються, і поверхня бітумів твердіє.

Достоїнствами їх є низька займистість, тобто даний матеріал не відноситься до вогненебезпечних. Нафтові бітуми не є шкідливими для здоров 'я речовинами і не класифіковані як такі. В якості інших їх властивостей можна говорити про термов 'язкість, високу теплоізоляцію, хороше змочування.

Твердість бітумів встановлюють глибиною проникнення занурюваної в них голки (вимірюється вона в сотих міліметри) при нормованому навантаженні за певний час в умовах конкретної температури. Перехід між твердим і рідким станом у них носить ковзний характер і визначається точкою розм 'якшення при низьких температурах. Крім того, вони характеризуються, так званою точкою руйнування - це термін, що позначає температуру, при якій згинаний шар бітуму тріскається або руйнується.

Інші матеріали

Які ще в "яжучі речовини органічного походження можна назвати? Кам 'яновугільними піками, що представляють собою в' язку або тверду чорну субстанцію і служать продуктом перегонки дьогтю, просочують товь. Цей матеріал досить небезпечний і при потраплянні на шкіру може викликати опік. Працювати найкраще з ним похмуру погоду або при низькому освітленні.

Кам 'яновугільним дьогтем називають речовину, що виділяється в якості побічного продукту при коксохімічному виробництві. Він знайшов своє застосування у виготовленні мастики для покрівлі і дорожньому будівництві.