Имеются разновидности шлакопортландцемента: быстротвердеющий, сульфатостойкий.
Шлакопортландцемент обладает следующими специфическими свойствами (в сравнении с портландцементом):
- Более стойки в пресных водах, особенно в мягких, а от части в водах с небольшим содержанием сульфатов. Не имеют преимущества перед портландцементом в водах углекислых, а также содержащих много солей магния;
- Медленнее твердеют при нормальной температуре; в особенности замедляется твердение при околонулевых положительных температурах;
- По скорости твердения при повышенной температуре (при тепловлажностной обработке) превосходит портландцемент;
- В процессе твердения необходима влажная среда. В отдельных случаях при определенных условиях применения, например в строительных растворах, когда вода из него отсасывается кирпичом и ее не хватает для гидрации вяжущего, возможен недобор прочности и даже небольшой ее сброс;
- Тепловыделение шлакопортландцемента меньше, чем портландского;
- Несколько меньшая морозостойкость. Однако применение поверхностно-активных добавок это свойство может быть улучшено.
- Экономичность.
По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте подразделяют на марки:
> шлакопортландцемент - 300, 400 и 500;
> шлакопортландцемент быстротвердеющий - 400
Шлакопортландцемент применят в тех областях строительства, где наиболее рационально и полно используются их положительные свойства: в массивных бетонных конструкциях, в виде подземных, подводных сооружений и в производстве пропариваемых изделий, для гидротехнических сооружений и для сборных железобетонных изделий (например, бетонные трубы). По прочности они не уступают портландцементу, но нуждаются в более тщательном уходе при повышенных и пониженных температурах.
4. Строительный гипс: получение, свойства и применение.
Гипсовые вяжущие вещества – это тонкоизмельченные продукты термической обработки естественных или искусственных разновидностей сульфатов кальция, которые при затворении водой образуют пластичное тесто, твердеющее и сохраняющее свою прочность на воздухе.
Гипс – быстротвердеющее воздушной вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO4•0,5H2O, получаемого низкотемпературной (<200ºС) обработкой гипсового сырья.
Сырьем для гипса служит в основном осадочные горные породы - природный гипсовый камень по ГОСТ 4013-82, состоящий из двуводного сульфата кальция (CaSO4•2H2O) и различных механических примесей (глины и др.). В качестве сырья могут так же использоваться гипосодержащие промышленные отходы, например фосфогипс, а также сульфат кальция, образующийся при химической очистке дымовых газов от оксидов серы с помощью известняка.
Получение гипса включает две операции:
- Термообработку гипсового камня на воздухе при 150-160ºС; при этом он теряет часть химически связанной воды, превращаясь в полуводный сульфат кальция β-модификации CaSO4•2H2O→ CaSO4•0,5H2O+1,5 H2O
- Тонкий размол продукта, который можно производить как до, так и после термообработки; гипс – мягкий минерал (твердость по шкале Мооса – 2), поэтому размалывается он очень легко.
Таким способом производится основное количество гипса; обычно для этого использую гипсоварочные котлы.
Доступность сырья, простота технологии и низкая энергоемкость производства делают гипс дешевым и перспективным вяжущим.
Разница между количеством воды, необходимым для твердения вяжущего и для получения из него удобоформуемого теста, - основная проблема технологии материалов на основе минеральных вяжущих.
Для гипса проблема снижения водопотребности и, соответственно, снижения пористости и повышения прочности была решена путем получения гипса термообработки не на воздухе, а в среде насыщенного пара (в автоклаве при давлении 0,3-0,4МПа) или в растворах солей. В этих условиях образуется другая кристаллическая модификация полуводного гипса – α-гипс, имеющий водопотребность 35-40%.
Гипс α-модификации называют высокопрочным гипсом, т.к. благодаря пониженной водопотребности он образует при твердении менее пористый и более прочный камень, чем обычный гипс β-модификации. Из-за трудностей производства высокопрочный гипс не нашел широкого применения в строительстве.
Технические свойства гипса. Истинная плотность полуводного гипса 2,65-2,75 г/см3; насыпная плотность полуводного гипса 800-1100 кг/м3.
По строкам схватывания, определяемым на приборе Вика, гипс делят на три группы (А, Б, В)
| Вид гипса | Начало схватывания | Конец схватывания |
| Быстротвердеющий (А) | Не ранее 2 мин | Не позднее 15 мин |
| Нормальнотвердеющий (Б) | Не ранее 6 мин | Не позднее 30 мин |
| Медленнотвердеющий (В) | Не ранее 20 мин | Не нормируется |
Замедляют схватывание гипса добавкой столярного клея, сульфтноспртовой барды (ССБ), технических лигносульфонатов (ЛСТ), кератинового замедлителя, а также борной кислоты, буры и полимерных дисперсий (например, ПВА).
Марку гипса определяют испытанием на сжатие и изгиб стандартных образцов-балочек 4х4х16см спустя 2 ч после их формования. За это время гидратация и кристаллизация гипса заканчивается.
Установлено 12 марок гипса по прочности от Г-2 до Г-25:
| марка | Г-2 | Г-3 | Г-4 | Г-5 | Г-6 | Г-7 | Г-10 | Г-13 | Г-16 | Г-19 | Г-22 | Г-25 |
| Предел прочности, МПа, не менее:При сжатии | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 10 | 13 | 16 | 19 | 22 | 25 |
| При изгибе | 1,2 | 1,8 | 2 | 2,5 | 3 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6 | 6,5 | 7 | 8 |
В строительстве использую в основном гипс марок от Г-4 до Г-7.
По тонкости помола, определяемой максимальным остатком пробы гипса при просеивании на сите с отверстиями 0,2 мм, гипсовые вяжущие делят на три группы:
| Группа | I | II | III |
| Помол | Грубый | Средний | Тонкий |
| Остаток на сите 0,2% | 23 | 14 | 2 |
Нормальная густота – количество воды в % необходимое для получения теста стандартной консистенции. Определяют на приборе вискозиметре Суттарда.
Маркируют гипсовые вяжущие по всем трем показателям: скорости схватывания, тонкости помола и прочности.
Плотность затвердевшего гипсового камня низкая (1200-1500 кг/ м3) из-за значительной пористости (60-30% соответственно).
Гипсовое вяжущее – одно из немногих вяжущих, расширяющихся при твердении: увеличение в объеме достигает 0,2%. Эта особенность гипсовых вяжущих позволяет применять их без заполнителей, не боясь растрескивания от усадки.
При увлажнении затвердевший гипс не только существенно снижает прочность, но и проявляет нежелательное свойство – ползучесть – медленное необратимое изменение размеров и формы под нагрузкой. Характер водной среды во влажном гипсе – нейтральный (рН=6,5-7,5), и она содержит ионы Ca+2 и SO-24, поэтому стальная арматура в гипсе коррозирует. Увлажнение гипса способствует его гигроскопичности – способность поглощать влагу из воздуха.
Гипс хорошо сцепляется с древесиной и поэтому его целесообразно армировать деревянными рейками, картоном или целлюлозными волокнами и наполнять древесными стружками и опилками.
Гипс – негорючий материал, но в силу своей пористости замедляют передачу теплоты, а при действии высоких температур выделяют воду, тем самым тормозя распространение огня.
Область применения. Главнейшая область применения гипса – устройство перегородок. Они могут быть заводского изготовления, из гипсовых камней или из гипсокартонных листов. Гипсоволокнистые материалы используют как выравнивающий слой под чистые полы. Из гипса делают акустические плиты, применяют для огнезащитных покрытий металлических конструкций, а так же декоративные архитектурные детали (лепнина) и скульптура.
Гипс использую для изготовления форм (например, для керамики) – формовочный гипс и в медицине для фиксации при переломах – медицинский гипс.
5. Искусственные пористые заполнители, получаемые из глины. Их производство и области применения.
Пористые заполнители для легких бетонов получают главным образом искусственным путем. Из природных пористых заполнителей применяют щебень из пемзы, туфа и пористых известняков, которые используют в качестве местного материала. Марку пористых заполнителей устанавливают по их насыпной плотности (кг/м3).
Для пористых заполнителей имеет значение правильный зерновой состав. Пористые заполнители выпускают в виде фракций размерами 5-10мм; 10-20 мм и 20-40 мм.
Керамзитовый гравий – изготовляют путем обжига гранул, приготовленных из вспучивающихся глин. Это легкий и прочный заполнитель. Его объемная насыпная масса 250-800 кг/м3.
Керамзитовый песок – (зерна до 5 мм) получают при производстве керамзитового гравия, а также по методу кипящего слоя обжигом сырья во взвешенном состоянии. Кроме того, его можно получать дроблением некондиционного продукта 0 зерен гравия размером более 40 мм и сваров.
Керамзит – гранулы округлой формы с пористой сердцевиной и плотной спекшейся оболочкой. Прочность керамзита сравнительно высокая при небольшой насыпной плотности (250-600 кг/м3). Получают керамзит быстрым обжигом во вращающихся печах легкоплавких глинистых пород с большим содержанием оксидов железа и органических примесей до их вспучивания.