Классификация органических вяжущих веществ в дорожном строительстве. Органические вяжущие вещества классификация

Глава 10 органические вяжущие материалы

10.1. Общие сведения об органических вяжущих материалах и классификация

Вяжущие вещества — вещества, способные затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зёрна заполнителя. Это свойство вяжущих используется для изготовления строительных растворов — кладочных, штукатурных и специальных, а также бетонов, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожжённых искусственных материалов.

Вяжущие вещества по составу делятся на органические и неорганические (минеральные). К органическим относятся битумы, дёгти, животный клей, полимеры. Они переходят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях. К неорганическим относятся известь, цемент, строительный гипс, магнезиальный цемент, жидкое стекло и др. Они обычно затворяются водой, реже водными растворами солей. В свою очередь делятся на воздушные, гидравлические, кислостойкие вяжущие вещества и вяжущие автоклавного твердения.

Органические вяжущие вещества представляют собой природные или искусственные твердые, вязкопластичные или жидкие (при комнатной температуре) продукты, которые способны изменять свои физико-механические свойства в зависимости от температуры.

По своему химическому составу это либо сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных серы, азота, кислорода (битумы и дегти), либо карбоцепные и гетероцепные соединения, состоящие в основном из атомов углерода в сочетании с атомами водорода, азота, серы, кислорода и кремния (полимеры).

Органические вяжущие вещества разделяют на три основные группы: битумы природные и нефтяные; дегти каменноугольные, сланцевые, торфяные и древесные; полимеры полимеризационные и поликонденсационные.

В классификации строительных конгломератов органические вяжущие вещества располагаются в группе безобжиговых материалов и характеризуются следующими общими признаками:

1. Для получения матрицы (в конгломерате) требуется, чтобы вяжущие вещества обладали заданной консистенцией, обеспечивающей образование тонкой пленки на поверхности заполнителя или наполнителя, что достигают разными способами — нагреванием, растворением, эмульгированием и т. п.

2. Химический состав их представлен органическими соединениями, и все они относятся к продуктам химической переработки природного или синтетического сырья, в основном нефти, каменного угля, горючих сланцев, торфа, древесины, природных газов, нефтегаза, мономеров и т. п.

3. В той или иной мере они являются гидрофобными и придают водоотталкивающие свойства материалам.

4. Они имеют хорошую адгезию к заполнителям (наполнителям) и обладают способностью сцеплять их в монолит, образуя макро- и микроконгломераты, относящиеся, как и вяжущие, к группе безобжиговых материалов.

5. Хорошо растворяются в органических растворителях — бензоле, бензине, керосине, толуоле и других, за некоторым исключением, когда только набухают.

6. Большинство органических вяжущих веществ имеет склонность к изменению своих первоначальных свойств под воздействием кислорода воздуха, ультрафиолетовых лучей, повышения температуры, солнечной радиации и некоторых других факторов.

К тому же, практически все они способны гореть, некоторые из них токсичны.

При отверждении в присутствии минеральных заполнителей (наполнителей) органические вяжущие вещества образуют асфальтовые или полимерные конгломераты и подобно другим имеют заполняющую часть, вяжущее вещество, контактную зону и поры. При этом вяжущая часть в них рассматривается как своеобразный микроконгломерат, активно участвующий в формировании макроструктуры.

В состав органических вяжущих входят битумы и дегти, которые по цвету называются также «черными вяжущими».

Битумы в природе встречаются в свободном состоянии в виде густых жидкостей (нефтяные битумы) или твердого вещества, связанного с песчаниками, доломитами, известняками, которые они пропитывают (битумные песчаники, битумные известняки, битумные доломиты). Из горных пород чистый природный битум извлекается или используется в размолотом виде как асфальтовый холодный порошок.

Нефтяные битумы получаются в результате обработки нефтепродуктов, при перегонке мазута, при крекинг-процессе нефти, мазута, гудрона.

Нефтяные битумы по способу производства разделяются на остаточные, окисленные и крекинговые.

Остаточные битумы представляют черные твердые вещества и получаются в атмосферно-вакуумных трубчатых печах непрерывного действия из нефти после отгона из нее бензина, керосина и части масел.

Окисленные битумы получаются после продувки воздухом нефтяных остатков, которые под действием кислорода окисляются и уплотняются.

Крекинговые битумы представляют остатки, полученные при крекинге нефти и нефтяных масел.

Фото 10.1. Нефтяной битум

Транспортируется битум в специальных цистернах, обогреваемых паром, а твердый битум — в вагонах навалом или в бумажной таре.

Нефтяные битумы различаются по маркам; в основу деления битума на марки принята глубина проникания (пенетрация) в битум иглы прибора — пенетрометра под давлением груза в 100 г за 5 секунд при температуре 25°С. Всего принято шесть марок от 0 до 5. Игла должна погрузиться в битум БН-0 не менее чем на 200 мм, а в битум БН-5 от 5 до 20 мм.

Природный битум встречается сравнительно редко. Из битумных пород он извлекается водной вываркой в котлах или растворением в органических растворителях.

Битумные породы в шаровых мельницах размалываются также в асфальтовый порошок, который применяется для получения асфальтовой мастики. Природные битумы по качеству лучше нефтяных, но они значительно дороже их, поэтому и реже применяются.

Дегти — жидкие продукты разложения (сухой перегонки) топлива (каменного или бурого угля, древесины, торфа и т. п.) при высокой температуре без доступа воздуха. При разгонке дегтей получаются дегтевые масла (отгоны) и твердый остаток — пек.

Дегти и пеки получаются в процессе газификации и коксования каменного угля.

Фото 10.2. Деготь

Сырой деготь для получения строительных материалов не применяется, так как он не стоек. Из сырого дегтя отгоняются вода и масла, после чего получается твердое вещество черного цвета, называемое пеком.

Производное каменноугольного дегтя — антраценовое масло представляет собой жидкую зеленовато-желтую массу с характерным острым запахом. Применяется в строительном деле в качестве масляных антисептиков.

Каменноугольный деготь, антраценовое масло и пек применяются для получения дегтебетонов, кровельных материалов (толь и толь-кожа) и дегтевых мастик.

Каменноугольный пек выпускается трех марок. В зависимости от соотношения пека, дегтя и антраценового масла в смеси можно получать составы различной вязкости и различной температуры размягчения.

studfiles.net

Классификация органических вяжущих веществ в дорожном строительстве

Органические вяжущие представляют собой твердые, вязко-пластичные или жидкие вещества, состоящие из высокомолекулярных соединений на основе углерода. Они встречаются в природе в чистом виде — природные вяжущие, или получаются простой переработкой продуктов органического происхождения — искусственные.

Сырьем для производства органических вяжущих является нефть, природные битумосодержащие породы, каменные угли, горючие сланцы, торф, древесина, а также побочные продукты промышленности.

Физико-химическая переработка такого сырья дает смолообразные остатки. В результате дополнительной переработки остатков получаются органические вяжущие вещества.

Характерной особенностью органических вяжущих является их чувствительность к действию температур. На этом основано их использование в расплавленном состоянии для обработки, связывания и склеивания различных материалов.

Основные требования, которые предъявляют к органическим вяжущим, состоят в том, чтобы в период объединения они обладали вязкостью, позволяющей хорошо смазывать и обволакивать, образуя прочную водостойкую пленку, а также чтобы эти вяжущие были стабильны.

Органические вяжущие применяются для устройства дорожных покрытий, тротуаров, полов, для изготовления кровельных и гидроизолирующих материалов, для защиты металлов, древесины, бетона от коррозии, для производства лакокрасочных материалов.

По назначению органические вяжущие материалы делят на дорожные, строительные, кровельные, гидроизоляционные, специальные.

По химическому составу, свойствам и виду сырья, органические вяжущие для дорожного строительства разделяют на битумы и дегти.

Применяют и комплексные органические вяжущие: битумы дегтевые, дегти битумные, гидрокамовые (продукт совместного окисления каменноугольного вяжущего и нефтяного гудрона), дегти полимерные и битумы полимерные, битумы резиновые.

Битумы — органические вяжущие вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов нафтенового, метанового и ароматических рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных.

Дегти — органические вяжущие вещества, состоящие из высокомолекулярных ароматических углеводородов и их кислотных, сернистых и азотистых производных.

Битумы по виду сырья разделяют на нефтяные, получаемые из нефти и из смолистых остатков, и природные, встречающиеся в чистом виде, которые извлекают из асфальтовых горных пород (известняки, песчаники, пески).

Сланцевые битумы — продукт переработки сланцевой смолы, получаемой при сухой перегонке горючих сланцев.

Дегти получают сухой деструктивной перегонкой каменного и бурого угля, древесины и торфа.

В зависимости от главнейших строительных свойств и консистенции при нормальной температуре, органические вяжущие условно делят на твердые, вязки, жидкие.

Твердые битумы при t=20-25° C обладают вязкоупругими свойствами. Подвижность и текучесть при t=180-200° C.

Вязкие битумы и дегти при t=20-25° C находятся в вязкопластичном малоподвижном состоянии, а на интервале t=100-120° C они становятся текучими и по мере окисления, полимеризации, испарения легких фракций, они приобретают свойства твердых битумов.

Жидкие битумы при t=20-25° C находятся в жидком состоянии и по мере испарения легких фракций они приобретают свойства вязких битумов, а затем твердых битумов.

Помимо нагрева, вязкие и жидкие органические вяжущие переходят в текучее состояние путем эмульгирования и получают дорожные эмульсии.

Дорожная эмульсия — дисперсная система, состоящая из органического вяжущего, диспергированного в водной среде с эмульгатором, предающим эмульсии устойчивость. Эмульсии применяются без подогрева. При распределении эмульсии по поверхности каменных материалов, происходит ее распад с выделением вяжущего материала. Вязкие и жидкие органические вяжущие в расплавленном состоянии или в виде эмульсий применяют для приготовления асфальтобетонов, дегтебетонов, черного щебня и гравия, для укрепления грунтов и проведения других дорожных работ.

Быстрая аренда и прокат автомобилей бывают зачастую просто необходимы. Если сломалась ваша машина — арендуйте автомобиль на необходимый срок, пока идет ремонт.

www.remdt.ru

Органические вяжущие вещества

Органические вяжущие вещества, физико-химические основы их производства и применения

1. Органические вяжущие вещества

Органические вяжущие вещества представляют собой природные или искусственные твердые, вязкопластичные или жидкие (при комнатной температуре) продукты, способные изменять свои физико-механические свойства в зависимости от температуры. По химическому составу это либо сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных серы, азота, кислорода (битумы и дегти), либо карбоцепные и гетероцепные соединения, состоящие в основном из атомов углерода в сочетании с атомами водорода, азота, серы, кислорода и кремния (полимеры).

Органические вяжущие вещества разделяют на три основные группы: битумы природные и нефтяные; дегти каменноугольные, сланцевые, торфяные и древесные; полимеры полимеризационные и поликонденсационные.

В единой классификации строительных конгломератов органические вяжущие вещества располагаются в группе безобжиговых материалов и характеризуются следующими общими признаками:

1. Химический состав их представлен органическими соединениями и все они относятся к продуктам химической переработки природного или синтетического сырья, в основном нефти, каменного угля, горючих сланцев, торфа, древесины, природных газов, нефтегаза, мономеров и т. п.

2. Для получения матрицы (в конгломерате) требуется, чтобы вяжущие вещества обладали заданной консистенцией, обеспечивающей образование тонкой пленки на поверхности заполнителя или наполнителя, что достигают разными способами — нагреванием, растворением, эмульгированием и т. п. 3. Они имеют хорошую адгезию к заполнителям (наполнителям) и обладают способностью сцеплять их в монолит, образуя макро- и микроконгломераты, относящиеся, как и вяжущие, к группе безобжиговых материалов.

3. В той или иной мере они являются гидрофобными и придают водоотталкивающие свойства материалам.

4. Хорошо растворяются в органических растворителях — бензоле, бензине, керосине, толуоле и других, за некоторым исключением, когда только набухают.

5. Многие органические вяжущие вещества имеют склонность к изменению своих первоначальных свойств под воздействием кислорода воздуха, ультрафиолетовых лучей, повышения температуры, солнечной радиации и некоторых других факторов. Практически все они способны гореть, некоторые из них токсичны.

При отверждении в присутствии минеральных заполнителей (наполнителей) органические вяжущие вещества образуют асфальтовые или полимерные конгломераты и подобно другим имеют заполняющую часть, вяжущее вещество, контактную зону и поры. При этом вяжущая часть в них может рассматриваться как своеобразный микроконгломерат, активно участвующий в формировании макроструктуры. Строительные материалы и изделия с конгломератным типом структуры в виде асфальто- и дегтебетонов и растворов, пластических масс и других при оптимальной структуре подчиняются основным законам общей теории ИСК.

2. Природные битумы

Природные битумы (вязкие и жидкие) могут встречаться как в чистом виде, так и в «битуминозных» породах. Битуминозными или асфальтовыми породами называют горные породы (известняки или песчаники), пропитанные природными битумами. Они образовались в земной коре в результате длительных процессов окисления и полимеризации нефти, пропитавшей эти осадочные горные породы.

Вязкие природные битумы получают путем извлечения их из известняков, доломитов или песчаников, пропитанных природными битумами.

Природные битумы по ряду показателей их свойств (высокой адгезии, погодоустойчивости) превосходят нефтяные. Применение природных битумов в строительстве ограничивается высокой стоимостью и относительно малым объемом их производства. Вязкие природные битумы используются главным образом в химической и лакокрасочной промышленности. При переработке асфальтовых горных пород могут быть получены асфальтовый порошок, асфальтовая мастика или асфальтовый бетон для холодной укладки. Асфальтовый порошок получают путем измельчения карбонатных пород, если содержание природного битума в них не превышает 2... 3% по массе. Он имеет широкое применение для изготовления асфальтовых бетонов и растворов. Асфальтовая мастика — продукт объединения асфальтового порошка с природным или нефтяным битумом.

К недостаткам как природных, так и нефтяных битумов следует отнести их повышенную хрупкость при отрицательных температурах.

В качестве природных жидких битумов в строительстве используются тяжелые, высокосмолистые нефти.

3. Битумы нефтяные, состав, структура и свойства

Нефтяные битумы представляют собой твердые, вязкопластичные или жидкие продукты переработки нефти. По химическому составу битумы — сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных азота, кислорода и серы, полностью растворимые в сероуглероде. Для исследования битумов их разделяют на основные группы углеводородов (близкие по свойствам) — масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды.

Масла — смесь циклических углеводородов (в основном нафтенового ряда) светло-желтой окраски с плотностью менее 1 и молекулярной массой 300...500; повышенное содержание масел в битумах придает им подвижность, текучесть. Количество масел в битумах колеблется в пределах 45...60%.

Смолы — вязкопластичные вещества темно-коричневого цвета с плотностью около 1 и молекулярной массой до 1000. Смолы имеют более сложный состав углеводородов, нежели масла. Они состоят в основном из кислородных гетероциклических соединений нейтрального характера и придают битумам большую тягучесть и эластичность. Содержание смол 15.,30%.

Асфальтены и их модификации (карбены и карбоиды) - твердые, неплавкие вещества с плотностью несколько больше 1 и молекулярной массой 1000...5000 и более. Эта группа углеводородов является существенной составной частью битумов. Повышенное содержание асфальтенов в битуме определяет его высокие вязкость и температурную устойчивость. Общее содержание асфальтенов в различных битумах составляет 5...30% и более.

Карбены и карбоиды встречаются в битумах сравнительно редко в малом количестве (1...2%) и способствуют повышению хрупкости битума.

Асфальтовые кислоты и их ангидриды — вещества коричневатого цвета смолистой консистенции с плотностью более 1. Они относятся к группе полинафтеновых кислот и могут быть не только вязкими, но и твердыми. Асфальтогеновые кислоты являются поверхностно-активной частью битума и способствуют повышению сцепления его с поверхностью минеральных заполнителей. Содержание их в нефтяных битумах составляет около 1 %.

Вышеуказанные группы углеводородов битума образуют сложную дисперсную систему — коллоидный раствор, в котором жидкая среда —это масла и раствор смол в маслах, а твердая фаза представлена асфальтенами, на поверхности которых адсорбированы асфальтогеновые кислоты. Масла, смолы и асфальтены входят в состав битумов в различных соотношениях и тем самым предопределяют их структуру. В зависимости от количественного содержания масел, смол и асфальтенов (а также от температуры нагрева) коллоидная структура битума — «гель», «золь», «зольгель» претерпевают изменения от типа «золь» до типа «гель». Структура гель — характерна для твердых битумов при температуре 2О...25°С и обусловливается обычно повышенным содержанием асфальтенов. Структура золь присуща битумам жидкой консистенции с повышенным содержанием смол и масел.

4. Характеристика структурно-механических свойств битумов

Важнейшими свойствами битумов, характеризующими их качество, являются вязкость, пластичность, температуры размягчения и хрупкости; кроме того, следует отметить высокую адгезию, обусловливающую способность битумов сцеплять в монолит минеральные зерна заполнителей; они способны также придавать гидрофобные свойства материалам, обработанным битумом.

Основной характеристикой структурно-механических свойств битумов является вязкость, зависящая главным образом от температуры и группового состава. Вязкость — сопротивление внутренних слоев битума перемещению относительно друг друга. Для многих битумов вязкость непостоянна и уменьшается с увеличением напряжения сдвига или градиента скорости деформации. При повышении температуры вязкость снижается, при ее понижении вязкость быстро возрастает, а при отрицательных температурах битум становится хрупким. Для измерения структурной вязкости применяют различные приборы, позволяющие определить вязкость в абсолютных единицах (Па-с) или выразить ее в условных единицах. Для характеристики вязкости, точнее величины обратной вязкости, т.. е. текучести битумов, принимается условный показатель — глубина проникания иглы в битум (пенетрация). Глубину проникания иглы в битум определяют на приборе — пенетрометре при действии на иглу груза массой 100 г в течение 5 с при температуре 25°С или 0°С при грузе 200 г в течение 60 с. Пеиетрация твердых или вязких битумов выражается в единицах (градусах), равных 0,1 мм проникания иглы в битум. Чем больше вязкость, тем меньше проникание иглы в битум.

Пластичность является важным свойством битумов. Она повышается с увеличением содержания масел, длительности действия нагрузки и повышения температуры. Пластические свойства твердых и вязких битумов условно характеризуются растяжимостью (дуктильностью) —способностью вытягиваться в тонкие нити под действием внешних постоянных сил. Растяжимость определяют на специальном приборе — дуктилометре при скорости деформации образца битума в виде «восьмерки» 5 см/мин, температурах испытания 25 и 0°С. Показателем растяжимости служит длина нити в момент разрыва образца, выраженная в сантиметрах. Пластические свойства битума зависят от температуры, группового состава и структуры. Так, например, с повышением содержания смол и асфальтенов пластичность при постоянной температуре битумов возрастает.

mirznanii.com

Классификация органических вяжущих веществ и применение битумных и дегтевых вяжущих веществ

Предисловие Органические вяжущие вещества начинают действовать при высокой температуре (расплавлении) и растворении в органических растворителях, а также при эмульгировании в воде. При этом они образовывают твердую, вязкую и другие массы.

Органические вяжущие вещества классифицируют на нефтяной и природный битум, сланцевые, древесные, каменноугольные и торфяные дегти, а также поликонденсационные и полимеризационные полимеры. Основными из них являются битумы и дегти (вязко-жидкие и твердые). Также к данной группе веществ относятся животные клеи, используемые для приготовления замедлителей цементных растворов и смесей.

Основные свойства органических вяжущих веществ

Говоря о классификации органических вяжущих веществ, прежде всего, выделяют битумные и дегтепековые материалы, служащие для изготовления асфальтобетонов и растворов, для производства рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов. Ещё одна сфера применения органических вяжущих веществ – изготовление различных мастик, паст, эмульсий и простейших лаков. К таким вяжущим также относятся клеи органического происхождения.

Органические вяжущие вещества начинают действовать при высокой температуре (расплавлении) и растворении в органических растворителях, а также при эмульгировании в воде. При этом они образовывают твердую, вязкую и другие массы.

Основные свойства органических вяжущих веществ представлены в расположенной ниже таблице:

Группы битумных и дегтевых вяжущих веществ

Битумные вяжущие вещества представляют собой сложные смеси высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных (соединений углеводородов с серой, кислородом, азотом).

Нефтяные битумы делятся на природные и искусственные. Первые получаются из асфальтовых горныхпород двумя способами: методом экстрагирования органическими растворителями или вывариванием в горячей воде. Искусственные битумы получаются при переработке нефти. Они различаются по способу получения на остаточные и окисленные. В состав всех битумов входят десятки различных углеводородов и их производных. Эти соединения обычно сводятся в четыре группы: масла, смолы, асфальтены, карбены (и карбоиды).

Масла — жидкие при обыкновенной температуре, служат дисперсионной средой для твефдых соединений битума. Чем больше концентрация масел в битуме, тем меньше его вязкость.

Смолы — аморфные вещества, твердые при обыкновенной температуре и вязкие — при высокой. Смолы наделяют битум вяжущими свойствами и пластичностью.

Асфальтены — твердые кристаллические вещества, придающие битуму твердость и теплостойкость.

Карбены (или карбонды) — твердые вещества, содержащие свободный углерод. Придают битуму твердость, но значительно ухудшают его вяжущие свойства.

Вязко-жидкие продукты называются собственно дегтями, а твердые — пеками.

Дегтевые вяжущие вещества — это продукты сухой перегонки каменного или бурого угля, дерева и торфа, состоящие в основном из углеводородов. Дегти — это вязко-жидкие продукты, а пеки — твердые.

Дегти и битумы при нормальной температуре встречаются в твердом или в вязко-жидком состоянии. При повышении температуры они расплавляются и размягчаются; охлаждаясь, дегти и битумы возвращаются в первоначальное состояние. Приводить в вязко-жидкое (рабочее) состояние дегти и битумы также можно с помощью растворения их в органических жидкостях.

Битумы и дегти, обладая аморфным строением, не имеют определенной температуры плавления, вместо которой существует температурный интервал размягчения. Они водонепроницаемы и морозостойки, что позволяет широко использовать их для устройства кровель и гидроизоляции. Битумы и дегти устойчивы к большинству водных растворов кислот, щелочей, солей, ко многим агрессивным газам. В органических растворителях (хлороформе, спирте, бензине, бензоле и др.) битумы и дегти полностью или частично растворяются. Это свойство позволяет применять их для изготовления некоторых мастик, лаков и красок.

Битумные и дегтевые вяжущие вещества применяются для создания эмульсий с помощью специальных добавок-эмульгаторов. В качестве эмульгаторов выступают поверхностно-активные вещества.

Для улучшения свойств вяжущих битумных материалов битум сплавляется с резиной. Получаемые при сплаве материалы называются резинобитумными.

Какие ещё вещества относятся к органическим вяжущим: животные клеи

Какие ещё вещества относятся к органическим вяжущим и как их используют? К таким веществам относится костный клей – он получается из обезжиренных и отполированных костей животных, так как они состоят главным образом из глютина и продуктов его распада. Изготавливаются плиточный, дробленый, гранулированный, чешуйчатый клей и галерта.

Мездровый клей получается следующим способом: мездра и другие отходы кожевенного производства развариваются в воде, затем полученный раствор сгущается и высушивается. Клей выпускается в плитках, дробленый и чешуйчатый.

Животный клей не должен быть загрязнен посторонними веществами и микроорганизмами. С добавлением извести он используется для замедления твердения гипса в растворах.

Для получения замедлителя 1 часть твердого клея с 5 частями воды замачиваются в течение 12-15 ч, после чего добавляется 1 часть известкового теста по массе. Затем полученная смесь кипятится в течение 4-6 ч при постоянном перемешивании. Добавление воды в смесь регулируется так, чтобы содержание твердого клея в жидком замедлителе составляло примерно 10% по массе.

stroylab.su

Вяжущие вещества: свойства, классификация, описание, применение

Вяжущие вещества известны своим широким использованием в сфере строительства для приготовления бетонов и растворов, применяемых при возведении зданий, сооружений и прочих конструкций. Имеется множество их разновидностей, и сегодня мы вкратце коснемся основных существующих подгрупп.

Классификация вяжущих веществ

По своему происхождению они могут относиться к органической или неорганической группе. К первой принадлежат всевозможные битумы, смолы, дегти и пеки. Основная сфера их применения - изготовление кровельных покрытий, которые могут быть рулонного либо штучного типа, асфальтобетона и множества разнообразных гидроизоляционных материалов. Главное отличительное качество их - гидрофобность, то есть способность размягчаться и принимать рабочее состояние в процессе нагрева или при взаимодействии с какой-либо органической жидкостью.

Вторая группа - неорганические вяжущие вещества - состоит из извести, гипса и цемента. Все они востребованы в процессе приготовления бетонов и самых разных строительных растворов. Внешний вид неорганических вяжущих веществ представлен тонкомолотым материалом, имеющим свойство в процессе затворения водой превращаться в жидко-пластичную тестообразную массу, твердеющую до состояния прочного камня.

Что для них характерно

Главные свойства вяжущих веществ неорганического происхождения - гидрофильность, пластичность при взаимодействии с водой и способность переходить к твердому состоянию из полужидкого тестообразного. Именно этим они отличаются от представителей первой группы.

По способу твердения неорганические вяжущие вещества считают воздушными, гидравлическими, кислотными и автоклавного твердения. Зависит это разделение от способности к длительному противодействию природным климатическим факторам.

Воздушные вяжущие вещества твердеют, взаимодействуя с водой и, образовав прочный камень, могут оставаться в таком состоянии в воздушной среде на протяжении долгого промежутка времени. Но если изделия и строительные конструкции, выполненные с их применением, подвергать регулярному увлажнению, то прочность эта достаточно быстро будет утеряна. Здания и сооружения такого типа легко подвержены разрушению.

Что входит в эту группу? Сюда традиционно относят гипсовые магнезиальные вяжущие вещества - глину, воздушную известь. Если рассмотреть их химический состав, то всю данную группу, в свою очередь, можно подразделить ещё на четыре. Это значит, что все воздушные вяжущие вещества относятся либо к известковым (на основе окиси кальция), либо к магнезиальным (в составе которых каустический магнезит), либо гипсовым вяжущим, созданным на основе сернокислого кальция, либо являются жидким стеклом - силикатом калия или натрия, существующим в форме водного раствора.

Переходим к "водным" материалам

Теперь давайте рассмотрим другую группу - гидравлические вяжущие вещества. Им свойственно твердеть, а также надолго сохранять прочностные характеристики в среде не только воздушной, но и водной. Химический состав их достаточно сложен и представляет собой соединение различных окислов.

Всю эту большую группу, в свою очередь, можно разделить на цементы силикатного происхождения, в составе которых около 75% силикатов кальция (главным образом речь идет о портландцементе с его разновидностями, данная группа составляет основу ассортимента современных строительных материалов) и другую подгруппу - алюминатных цементов на основе алюмината кальция (самые известные представители - все разновидности глиноземистого цемента). К третьей группе причисляют романцемент и гидравлическую известь.

Какие вяжущие вещества относят к кислотостойким? Это - кислотоупорный кварцевый цемент, существующий в виде тонкомолотой смеси кварцевого песка с кремнием. Затворяется такая смесь водным раствором силиката натрия либо калия.

Характерной особенностью группы кислотостойких вяжущих является их способность, пройдя начальный этап твердения на воздухе, достаточно долго противодействовать агрессивному влиянию различных кислот.

Органика в строительстве

Другая большая подгруппа - органические вяжущие вещества (состоящая, как уже было упомянуто, в основном из разновидностей асфальта и битумных материалов) имеет совершенно иную природу. Тот же самый асфальт может быть искусственным либо природного происхождения. В составе его смешивается битум с представителями минералов в виде известняка или песчаника.

В строительной отрасли асфальт широко используют при прокладке дорог и возведении аэродромов как смесь песка, гравия или щебня с битумом. Такой же состав имеет асфальт, применяемый в виде гидроизоляции.

Что такое битум? Это - органическое вещество (либо природное, либо искусственное), в составе которого - высокомолекулярные углеводороды или их производные, содержащие азот, кислород и серу. Сфера применения битумов весьма широка и варьируется от дорожного и жилищного строительства до предприятий химической отрасли и лакокрасочной промышленности.

Под дегтями понимают вяжущие вещества органического происхождения, в составе которых - ароматические высокомолекулярные углеводы и их производные - серные, кислотные и азотистые.

Их полезные качества

Основные требования, существующие для органической группы вяжущих, заключаются в обладании достаточной степенью вязкости в момент взаимодействия с твердой поверхностью, что позволяло бы проявиться высоким смачивающим и обволакивающим свойствам с образованием водостойкой пленки. Другое требование - способность сохранять данные качества на протяжении большого промежутка времени.

Эти вяжущие вещества применение свое нашли при прокладке дорог и городских улиц, ими покрывают аэродромы и автомобильные трассы, устраивают тротуары и полы в подвалах и зданиях промышленного назначения.

Рассмотрим теперь основные виды строительных материалов, принадлежащие к двум перечисленным группам. Напомним еще раз - неорганическая группа в основном подразделяется на те, что отвердевают на воздухе и те, что способны делать это в водной среде.

Вяжущие вещества - материалы для строительства

Всем хорошо известная глина относится к наиболее распространенным из вяжущих материалов, твердеющих в воздушной среде. Она нашла свое применение при возведении самых разных зданий. Представляет собой глина осадочную породу, существующую как смесь пылевидных частиц микроскопического размера с песком и мелкими глинистыми вкраплениями. Мельчайшие из них получили название тонкодисперсных. Именно их наличие позволяет при попадании во влажную среду превращаться в тестообразную субстанцию. Высохнув, данная пластичная масса легко застывает в заданной ей форме.

Если такую форму обжечь, то полученный камень искусственного происхождения обладает достаточно высокой прочностью. Как и другие минеральные вяжущие вещества, из-за различного состава глины могут быть разнообразных оттенков. Из растворов на их основе кладут камины, печи, а также формуют кирпичи. Они же могут быть тощими, жирными и средними. Глина-шамот обладает огнеупорными качествами, поэтому незаменима при устройстве каминов и печей.

Какой бывает известь

Другой очень известный и имеющий обширную сферу применения вяжущий материал называется воздушной строительной известью и бывают получен из горных пород а именно мела, доломитов, известняков, ракушечника. Основной окисел в ней может быть разным, в зависимости от этого воздушную известь принято делить на доломитовую, магнезиальную, кальциевую. Все три разновидности получают, обжигая в печи известняки соответствующего происхождения.

Может быть воздушная известь либо негашеной, либо гашеной (или гидратной). Последняя образуется в процессе гашения одной из трёх вышеперечисленных.

Если взглянуть на существующие известковые фракции, то можно отнести ее к комковой либо порошкообразной. Негашеная известь представляет собой достаточно крупные пористые комки. В процессе гашения водой из неё образуется известковое тесто. Чтобы "добыть" из комковой извести порошкообразную, следует произвести процесс гидратации (гашения), либо смолоть комки. Применяться она может как с добавками, так и без таковых. Добавками же служат шлаки, активные минералы и песок кварцевого происхождения.

Все о гипсе

Следующий материал - алебастр, он же гипс. Его получают, обрабатывая термическим путем измельченный гипсовый камень. Гипс твердеет, проходя три промежуточных этапа, состоящих из его растворения с последующей коллоидацией и затем кристаллизацией. При прохождении первой стадии образуется насыщенный раствор двуводного гипса. Твердея, он увеличивается в объеме и приобретает ровную белую поверхность.

Применяя красящие пигменты, возможно придать изделиям из гипса любые цветовые оттенки. Процесс схватывания данного вяжущего вещества в норме начинается по прошествии 4 минут от момента начала затворения. Конец застывания происходит в промежутке от 6 до 30 минут спустя.

В процессе схватывания смесь гипса и воды перемешивать и утрамбовывать запрещается во избежание риска потери вяжущих качеств. Марок гипса существует достаточно много, обозначаются они различными цифрами, характеризующими степень прочности при сжатии.

Продается он расфасованным в мешки разного объема. Гипс нашел самое широкое применение в оформлении интерьеров жилых домов и общественных зданий. Из него с давних пор принято отливать самые разнообразные фигурные формы. Хранить его следует исключительно в сухом помещении, причём срок хранения ограничен в связи с возможной потерей прочности как основного полезного качества.

И еще о гипсе

Строительный гипс выглядит как порошок цветом от сероватого до ярко-белого. Если смешать его с водой, начинается характерная реакция, при этом происходит нагревание смеси. В гипс принято добавлять специальные материалы, именуемые удерживающими добавками, назначение которых - улучшать консистенцию и сцепление с поверхностью во время оштукатуривания, а также слегка продлевать срок твердения.

Чтобы повысить объем материала без потери рабочих свойств, вводят наполнители (например, из вспученного перлита или слюды). Специальный высокопрочный гипс обжигают при высоких температурах, в процессе кристаллическая вода из него удаляется. Срок его твердения увеличен до 20 часов, а твердость гораздо больше, чем у прочих разновидностей.

Штукатурный гипс пропитывают и получают мраморный (ярко-белый, медленно твердеющий и применяемый для оштукатуривания внутренних поверхностей), причём при изготовлении в него вводятся различные наполнители и удерживающие добавки. Основной смысл большинства таких добавок - служить замедлителем схватывания. С целью производства внутренней штукатурки его готовят в штукатурных машинах с возможным добавлением определенных наполнителей, например, песка.

Из него же получают сухую штукатурку или гипсокартонные строительные плиты, также гипс применяют при заполнении швов между ними. Бывает гипс шпатлевочный, обладающий аналогичными свойствами.

Поговорим о цементах

Какими еще свойствами обладают гидравлические вяжущие вещества? Процесс их твердения, начавшийся в воздушной среде, продолжается в воде, причем прочность их сохраняется и даже растет. Характерными и наиболее известными представителями семейства гидравлических вяжущих являются, конечно же, цементы. Они маркируются в зависимости от прочности, а марка конкретного образца определяется установлением предельной нагрузки на изгиб и сжатие. Причём каждый из образцов должен быть изготовлен в принятой пропорции цемента и песка и пройти испытание на определённом сроке, составляющем 28 суток.

Скорость схватывания цемента тоже может быть разной - медленной, нормальной либо быстрой. Точно так же в зависимости от скорости твердения любой цемент может быть обычным, быстротвердеющим или особо быстротвердеющим.

В качестве примера в данной группе можно назвать портландцемент, существующий в виде мелкого порошка серого цвета с лёгким зеленоватым оттенком с возможным введением добавок, которые могут быть из гранулированного шлака (шлакопортландцемент).

О скорости твердения

Испытание качества (как и производство) вяжущих веществ ведется с соблюдением многочисленных стандартов. Для каждой из существующих групп разработаны ограничения, определяющие нормативное время начала и окончания схватывания, считая от момента водного затворения.

Другой цемент - глиноземистый - относится к быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. На вид это мелкий порошок коричневого, серого, зеленоватого либо черного цвета (в зависимости от метода обработки и исходных составляющих). По тонкости помола он слегка превышает портландцемент и требует несколько большего объёма воды.

Смешанные виды вяжущих веществ - те, что могут твердеть и в воздушной, и водной среде и применяются при производстве лишь неармированных бетонов или строительных растворов.

Битумы и сфера их применения

Что же касается самых популярных органических вяжущих, то семейство их включает в себя множество битумов и дегтей, имеющих цвета от черного до тёмно-коричневого. Традиционная сфера, в которой используются такие вяжущие вещества, - работы по гидроизоляции. Этот строительный материал водостоек, водонепроницаем, устойчив к атмосферным влияниям и весьма эластичен. Размягчить и перевести в жидкое состояние данную группу вяжущих можно нагреванием. При понижении температуры вязкость их возрастает и может быть полностью утрачена.

Данная группа, прежде всего, состоит из битумов природного происхождения, а также полученных при нефтяной переработке. Химический состав их - соединения молекул кислорода, водорода, серы и азота. В строительстве востребованы нефтяные битумы (жидкие, твердые и полутвердые).

По своему назначению их также можно причислить к одной из трех групп - кровельным, строительным либо дорожным. Из кровельных готовят пропиточный состав, производят рубероид и множество самых разных мастик.

Промышленные битумы твёрдых и упруго-твердых сортов производят высоковакуумным методом с дополнительными ступенями переработки, на которых масло кипит при высоких температурах. Особенно устойчивыми к перепаду тепла и холода считаются оксидированные. Существуют также смеси битумов полимерами, влияющими на степень их вязкости. Характерной особенностью всех видов служит способность к изменению консистенции в зависимости от температуры, причём разные фазы могут чередоваться неоднократно. На ней же основаны клеящие свойства семейства битумных вяжущих.

Чем они ценны

Степень расширения битумов под воздействием высоких температур по сравнению с минеральными материалами больше в 20-30 раз. Ценные качества их - водостойкость, устойчивость к солям, щелочам, агрессивным кислотам и стокам. В качестве примера может служить соль, которой посыпают снег зимой на улицах для таяния.

Понижается стойкость битумов органическими растворителями, маслами и жирами, от света, тепла и воздушного кислорода, которые окисляют их составляющие части. При нагревании мягкие частицы испаряются, и поверхность битумов твердеет.

Достоинствами их является низкая воспламеняемость, то есть данный материал не относится к огнеопасным. Нефтяные битумы не являются вредными для здоровья веществами и не классифицированы как таковые. В качестве других их свойств можно говорить о термовязкости, высокой теплоизоляции, хорошем смачивании.

Твердость битумов устанавливают глубиной проникновения погружаемой в них иглы (измеряется она в сотых миллиметра) при нормированной нагрузке за определённое время в условиях конкретной температуры. Переход между твердым и жидким состоянием у них носит скользящий характер и определяется точкой размягчения при низких температурах. Помимо того, они характеризуются, так называемой точкой разрушения - это термин, обозначающий температуру, при которой изгибаемый слой битума трескается либо разрушается.

Другие материалы

Какие еще вяжущие вещества органического происхождения можно назвать? Каменноугольными пеками, представляющими собой вязкую либо твердую черную субстанцию и служащими продуктом перегонки дегтя, пропитывают толь. Этот материал довольно опасен и при попадании на кожу может вызвать ожог. Работать лучше всего с ним пасмурную погоду или при низком освещении.

Каменноугольным дегтем называют вещество, выделяющееся в качестве побочного продукта при коксохимическом производстве. Он нашел свое применение в изготовлении мастики для кровли и дорожном строительстве.

fb.ru

Вяжущие вещества: свойства, классификация, описание, применение

Вяжущие вещества известны своим широким использованием в сфере строительства для приготовления бетонов и растворов, применяемых при возведении зданий, сооружений и прочих конструкций. Имеется множество их разновидностей, и сегодня мы вкратце коснемся основных существующих подгрупп.

Классификация вяжущих веществ

По своему происхождению они могут относиться к органической или неорганической группе. К первой принадлежат всевозможные битумы, смолы, дегти и пеки. Основная сфера их применения — изготовление кровельных покрытий, которые могут быть рулонного либо штучного типа, асфальтобетона и множества разнообразных гидроизоляционных материалов. Главное отличительное качество их — гидрофобность, то есть способность размягчаться и принимать рабочее состояние в процессе нагрева или при взаимодействии с какой-либо органической жидкостью.

Вторая группа — неорганические вяжущие вещества — состоит из извести, гипса и цемента. Все они востребованы в процессе приготовления бетонов и самых разных строительных растворов. Внешний вид неорганических вяжущих веществ представлен тонкомолотым материалом, имеющим свойство в процессе затворения водой превращаться в жидко-пластичную тестообразную массу, твердеющую до состояния прочного камня.

Что для них характерно

Главные свойства вяжущих веществ неорганического происхождения — гидрофильность, пластичность при взаимодействии с водой и способность переходить к твердому состоянию из полужидкого тестообразного. Именно этим они отличаются от представителей первой группы.

По способу твердения неорганические вяжущие вещества считают воздушными, гидравлическими, кислотными и автоклавного твердения. Зависит это разделение от способности к длительному противодействию природным климатическим факторам.

Воздушные вяжущие вещества твердеют, взаимодействуя с водой и, образовав прочный камень, могут оставаться в таком состоянии в воздушной среде на протяжении долгого промежутка времени. Но если изделия и строительные конструкции, выполненные с их применением, подвергать регулярному увлажнению, то прочность эта достаточно быстро будет утеряна. Здания и сооружения такого типа легко подвержены разрушению.

Что входит в эту группу? Сюда традиционно относят гипсовые магнезиальные вяжущие вещества — глину, воздушную известь. Если рассмотреть их химический состав, то всю данную группу, в свою очередь, можно подразделить ещё на четыре. Это значит, что все воздушные вяжущие вещества относятся либо к известковым (на основе окиси кальция), либо к магнезиальным (в составе которых каустический магнезит), либо гипсовым вяжущим, созданным на основе сернокислого кальция, либо являются жидким стеклом — силикатом калия или натрия, существующим в форме водного раствора.

Переходим к «водным» материалам

Теперь давайте рассмотрим другую группу — гидравлические вяжущие вещества. Им свойственно твердеть, а также надолго сохранять прочностные характеристики в среде не только воздушной, но и водной. Химический состав их достаточно сложен и представляет собой соединение различных окислов.

Всю эту большую группу, в свою очередь, можно разделить на цементы силикатного происхождения, в составе которых около 75% силикатов кальция (главным образом речь идет о портландцементе с его разновидностями, данная группа составляет основу ассортимента современных строительных материалов) и другую подгруппу — алюминатных цементов на основе алюмината кальция (самые известные представители — все разновидности глиноземистого цемента). К третьей группе причисляют романцемент и гидравлическую известь.

Какие вяжущие вещества относят к кислотостойким? Это — кислотоупорный кварцевый цемент, существующий в виде тонкомолотой смеси кварцевого песка с кремнием. Затворяется такая смесь водным раствором силиката натрия либо калия.

Характерной особенностью группы кислотостойких вяжущих является их способность, пройдя начальный этап твердения на воздухе, достаточно долго противодействовать агрессивному влиянию различных кислот.

Органика в строительстве

Другая большая подгруппа — органические вяжущие вещества (состоящая, как уже было упомянуто, в основном из разновидностей асфальта и битумных материалов) имеет совершенно иную природу. Тот же самый асфальт может быть искусственным либо природного происхождения. В составе его смешивается битум с представителями минералов в виде известняка или песчаника.

В строительной отрасли асфальт широко используют при прокладке дорог и возведении аэродромов как смесь песка, гравия или щебня с битумом. Такой же состав имеет асфальт, применяемый в виде гидроизоляции.

Что такое битум? Это — органическое вещество (либо природное, либо искусственное), в составе которого — высокомолекулярные углеводороды или их производные, содержащие азот, кислород и серу. Сфера применения битумов весьма широка и варьируется от дорожного и жилищного строительства до предприятий химической отрасли и лакокрасочной промышленности.

Под дегтями понимают вяжущие вещества органического происхождения, в составе которых — ароматические высокомолекулярные углеводы и их производные — серные, кислотные и азотистые.

Их полезные качества

Основные требования, существующие для органической группы вяжущих, заключаются в обладании достаточной степенью вязкости в момент взаимодействия с твердой поверхностью, что позволяло бы проявиться высоким смачивающим и обволакивающим свойствам с образованием водостойкой пленки. Другое требование — способность сохранять данные качества на протяжении большого промежутка времени.

Эти вяжущие вещества применение свое нашли при прокладке дорог и городских улиц, ими покрывают аэродромы и автомобильные трассы, устраивают тротуары и полы в подвалах и зданиях промышленного назначения.

Рассмотрим теперь основные виды строительных материалов, принадлежащие к двум перечисленным группам. Напомним еще раз — неорганическая группа в основном подразделяется на те, что отвердевают на воздухе и те, что способны делать это в водной среде.

Вяжущие вещества — материалы для строительства

Всем хорошо известная глина относится к наиболее распространенным из вяжущих материалов, твердеющих в воздушной среде. Она нашла свое применение при возведении самых разных зданий. Представляет собой глина осадочную породу, существующую как смесь пылевидных частиц микроскопического размера с песком и мелкими глинистыми вкраплениями. Мельчайшие из них получили название тонкодисперсных. Именно их наличие позволяет при попадании во влажную среду превращаться в тестообразную субстанцию. Высохнув, данная пластичная масса легко застывает в заданной ей форме.

Если такую форму обжечь, то полученный камень искусственного происхождения обладает достаточно высокой прочностью. Как и другие минеральные вяжущие вещества, из-за различного состава глины могут быть разнообразных оттенков. Из растворов на их основе кладут камины, печи, а также формуют кирпичи. Они же могут быть тощими, жирными и средними. Глина-шамот обладает огнеупорными качествами, поэтому незаменима при устройстве каминов и печей.

Какой бывает известь

Другой очень известный и имеющий обширную сферу применения вяжущий материал называется воздушной строительной известью и бывают получен из горных пород а именно мела, доломитов, известняков, ракушечника. Основной окисел в ней может быть разным, в зависимости от этого воздушную известь принято делить на доломитовую, магнезиальную, кальциевую. Все три разновидности получают, обжигая в печи известняки соответствующего происхождения.

Может быть воздушная известь либо негашеной, либо гашеной (или гидратной). Последняя образуется в процессе гашения одной из трёх вышеперечисленных.

Если взглянуть на существующие известковые фракции, то можно отнести ее к комковой либо порошкообразной. Негашеная известь представляет собой достаточно крупные пористые комки. В процессе гашения водой из неё образуется известковое тесто. Чтобы «добыть» из комковой извести порошкообразную, следует произвести процесс гидратации (гашения), либо смолоть комки. Применяться она может как с добавками, так и без таковых. Добавками же служат шлаки, активные минералы и песок кварцевого происхождения.

Все о гипсе

Следующий материал — алебастр, он же гипс. Его получают, обрабатывая термическим путем измельченный гипсовый камень. Гипс твердеет, проходя три промежуточных этапа, состоящих из его растворения с последующей коллоидацией и затем кристаллизацией. При прохождении первой стадии образуется насыщенный раствор двуводного гипса. Твердея, он увеличивается в объеме и приобретает ровную белую поверхность.

Применяя красящие пигменты, возможно придать изделиям из гипса любые цветовые оттенки. Процесс схватывания данного вяжущего вещества в норме начинается по прошествии 4 минут от момента начала затворения. Конец застывания происходит в промежутке от 6 до 30 минут спустя.

В процессе схватывания смесь гипса и воды перемешивать и утрамбовывать запрещается во избежание риска потери вяжущих качеств. Марок гипса существует достаточно много, обозначаются они различными цифрами, характеризующими степень прочности при сжатии.

Продается он расфасованным в мешки разного объема. Гипс нашел самое широкое применение в оформлении интерьеров жилых домов и общественных зданий. Из него с давних пор принято отливать самые разнообразные фигурные формы. Хранить его следует исключительно в сухом помещении, причём срок хранения ограничен в связи с возможной потерей прочности как основного полезного качества.

И еще о гипсе

Строительный гипс выглядит как порошок цветом от сероватого до ярко-белого. Если смешать его с водой, начинается характерная реакция, при этом происходит нагревание смеси. В гипс принято добавлять специальные материалы, именуемые удерживающими добавками, назначение которых — улучшать консистенцию и сцепление с поверхностью во время оштукатуривания, а также слегка продлевать срок твердения.

Чтобы повысить объем материала без потери рабочих свойств, вводят наполнители (например, из вспученного перлита или слюды). Специальный высокопрочный гипс обжигают при высоких температурах, в процессе кристаллическая вода из него удаляется. Срок его твердения увеличен до 20 часов, а твердость гораздо больше, чем у прочих разновидностей.

Штукатурный гипс пропитывают и получают мраморный (ярко-белый, медленно твердеющий и применяемый для оштукатуривания внутренних поверхностей), причём при изготовлении в него вводятся различные наполнители и удерживающие добавки. Основной смысл большинства таких добавок — служить замедлителем схватывания. С целью производства внутренней штукатурки его готовят в штукатурных машинах с возможным добавлением определенных наполнителей, например, песка.

Из него же получают сухую штукатурку или гипсокартонные строительные плиты, также гипс применяют при заполнении швов между ними. Бывает гипс шпатлевочный, обладающий аналогичными свойствами.

Поговорим о цементах

Какими еще свойствами обладают гидравлические вяжущие вещества? Процесс их твердения, начавшийся в воздушной среде, продолжается в воде, причем прочность их сохраняется и даже растет. Характерными и наиболее известными представителями семейства гидравлических вяжущих являются, конечно же, цементы. Они маркируются в зависимости от прочности, а марка конкретного образца определяется установлением предельной нагрузки на изгиб и сжатие. Причём каждый из образцов должен быть изготовлен в принятой пропорции цемента и песка и пройти испытание на определённом сроке, составляющем 28 суток.

Скорость схватывания цемента тоже может быть разной — медленной, нормальной либо быстрой. Точно так же в зависимости от скорости твердения любой цемент может быть обычным, быстротвердеющим или особо быстротвердеющим.

В качестве примера в данной группе можно назвать портландцемент, существующий в виде мелкого порошка серого цвета с лёгким зеленоватым оттенком с возможным введением добавок, которые могут быть из гранулированного шлака (шлакопортландцемент).

О скорости твердения

Испытание качества (как и производство) вяжущих веществ ведется с соблюдением многочисленных стандартов. Для каждой из существующих групп разработаны ограничения, определяющие нормативное время начала и окончания схватывания, считая от момента водного затворения.

Другой цемент — глиноземистый — относится к быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. На вид это мелкий порошок коричневого, серого, зеленоватого либо черного цвета (в зависимости от метода обработки и исходных составляющих). По тонкости помола он слегка превышает портландцемент и требует несколько большего объёма воды.

Смешанные виды вяжущих веществ — те, что могут твердеть и в воздушной, и водной среде и применяются при производстве лишь неармированных бетонов или строительных растворов.

Битумы и сфера их применения

Что же касается самых популярных органических вяжущих, то семейство их включает в себя множество битумов и дегтей, имеющих цвета от черного до тёмно-коричневого. Традиционная сфера, в которой используются такие вяжущие вещества, — работы по гидроизоляции. Этот строительный материал водостоек, водонепроницаем, устойчив к атмосферным влияниям и весьма эластичен. Размягчить и перевести в жидкое состояние данную группу вяжущих можно нагреванием. При понижении температуры вязкость их возрастает и может быть полностью утрачена.

Данная группа, прежде всего, состоит из битумов природного происхождения, а также полученных при нефтяной переработке. Химический состав их — соединения молекул кислорода, водорода, серы и азота. В строительстве востребованы нефтяные битумы (жидкие, твердые и полутвердые).

По своему назначению их также можно причислить к одной из трех групп — кровельным, строительным либо дорожным. Из кровельных готовят пропиточный состав, производят рубероид и множество самых разных мастик.

Промышленные битумы твёрдых и упруго-твердых сортов производят высоковакуумным методом с дополнительными ступенями переработки, на которых масло кипит при высоких температурах. Особенно устойчивыми к перепаду тепла и холода считаются оксидированные. Существуют также смеси битумов полимерами, влияющими на степень их вязкости. Характерной особенностью всех видов служит способность к изменению консистенции в зависимости от температуры, причём разные фазы могут чередоваться неоднократно. На ней же основаны клеящие свойства семейства битумных вяжущих.

Чем они ценны

Степень расширения битумов под воздействием высоких температур по сравнению с минеральными материалами больше в 20-30 раз. Ценные качества их — водостойкость, устойчивость к солям, щелочам, агрессивным кислотам и стокам. В качестве примера может служить соль, которой посыпают снег зимой на улицах для таяния.

Понижается стойкость битумов органическими растворителями, маслами и жирами, от света, тепла и воздушного кислорода, которые окисляют их составляющие части. При нагревании мягкие частицы испаряются, и поверхность битумов твердеет.

Достоинствами их является низкая воспламеняемость, то есть данный материал не относится к огнеопасным. Нефтяные битумы не являются вредными для здоровья веществами и не классифицированы как таковые. В качестве других их свойств можно говорить о термовязкости, высокой теплоизоляции, хорошем смачивании.

Твердость битумов устанавливают глубиной проникновения погружаемой в них иглы (измеряется она в сотых миллиметра) при нормированной нагрузке за определённое время в условиях конкретной температуры. Переход между твердым и жидким состоянием у них носит скользящий характер и определяется точкой размягчения при низких температурах. Помимо того, они характеризуются, так называемой точкой разрушения — это термин, обозначающий температуру, при которой изгибаемый слой битума трескается либо разрушается.

Другие материалы

Какие еще вяжущие вещества органического происхождения можно назвать? Каменноугольными пеками, представляющими собой вязкую либо твердую черную субстанцию и служащими продуктом перегонки дегтя, пропитывают толь. Этот материал довольно опасен и при попадании на кожу может вызвать ожог. Работать лучше всего с ним пасмурную погоду или при низком освещении.

Каменноугольным дегтем называют вещество, выделяющееся в качестве побочного продукта при коксохимическом производстве. Он нашел свое применение в изготовлении мастики для кровли и дорожном строительстве.

Тематические статьи

highlogistic.ru

Органические вяжущие вещества

Категория: Выбор стройматериалов

Органические вяжущие вещества

Органические вяжущие вещества — это высокомолекулярные природные или синтетические вещества, способные самопроизвольно или под действием различных факторов (веществ-отвердителей, температуры и др.) переходить из жидкого состояния в твердое, и как в жидком, так и в твердом состоянии имеющие хорошую адгезию с другими материалами.

В зависимости от происхождения, химического строения и свойств органические вяжущие делят на следующие группы: черные вяжущие — битумы и дегти; синтетические полимеры; природные смолы и высокомолекулярные вещества.

Самая обширная группа органических вяжущих — синтетические полимеры, получаемые из низкомолекулярных продуктов (мономеров) полимеризацией и поликонденсацией. Особая группа полимеров — каучуки и каучукоподобные полимеры, обладающие высокоэластическими свойствами, из-за чего их называют эластомерами.

Природные смолы и высокомолекулярные вещества применяют как в естественном их состоянии, так и после химической модификации, придающей им необходимые свойства (модифицированные природные полимеры). В зависимости от отношения к нагреванию различают термопластичные и термоактивные органические вяжущие вещества.

Термопластичные вещества при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают, причем такие переходы могут повторяться много раз. Термопластичность объясняется линейным строением молекул и довольно слабым межмолекулярным взаимодействием. По этой же причине большинство термопластов способно растворяться в соответствующих для них растворителях. К термопластам относятся битумы, многие широко распространенные полимеры — полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и природные смолы — канифоль, копал и др.Термореактивными называют вещества, у которых переход из жидкого состояния в твердое происходит необратимо; при этом у них меняется молекулярная структура: линейные молекулы соединяются в пространственные сетки — макромолекулы. Такое необратимое твердение происходит не только под действием нагревания (отсюда пошел термин «термореактивные вещества»), но и под действием отверди- телей, радиоактивного излучения и других факторов. Отвержденные термореактивные полимеры, как правило, более термостойки, чем термопластичные. Термореактивные вяжущие поступают на строительство часто в виде вязких жидкостей, называемых не совсем правильно «смолами». В химической технологии эти продукты частичной полимеризации (с молекулярной массой менее 1000), имеющие линейное строение молекул и способные к дальнейшему укрупнению, называют олигомерами. К термореактивным органическим вяжущим относятся, например, эпоксидные и полиэфирные олигомеры (смолы), олифы, каучуки в смеси с вулканизаторами и т. п.

Органические вяжущие существенно отличаются от неорганических (минеральных). Органические вяжущие характеризуются низкой термостойкостью, зависящей от их состава и строения и находящейся в пределах 60…250 °С; в большинстве своем это горючие вещества. Адгезия органических вяжущих значительно выше, чем минеральных. Скорость твердения и условия твердения органических вяжущих можно варьировать в широких пределах; в целом они твердеют значительно быстрее минеральных. Прочность при сжатии, а особенно при растяжении и изгибе у органических вяжущих выше, чем у минеральных; но в случае применения термопластичных вяжущих необходимо помнить, что их прочность быстро падает при повышении температуры. Органические вяжущие в подавляющем большинстве водостойки и химически стойки (большинство полимеров хорошо противостоит действию кислот, щелочей и солевых растворов). Стоимость органических вяжущих значительно выше, чем минеральных.

Из сказанного видно, что отличия органических вяжущих от минеральных носят как положительный, так и отрицательный характер. Поэтому каждый вид вяжущих имеет свои рациональные области применения, выбираемые с учетом всех его свойств.

Органические вяжущие используют в строительстве для получения клеев, мастик, полимерных и полимерцементных растворов. Большая же часть синтетических полимеров идет на производство пластмасс, в состав которых, кроме того, как правило, входят наполнители, снижающие стоимость и придающие пластмассам специальные свойства, и Другие компоненты. Наполнители входят не только в состав пластмасс, это обязательный компонент мастик и строительных растворов на органических вяжущих.

Высокая стоимость органических вяжущих (в особенности полимерных) выдвигает на первый план при их использовании задачу снижения полимеремкости — т. е. получения требуемого результата при минимальном расходе полимера. Поэтому полимерные вяжущие применяют в основном для получения тонких облицовочных изделий (плиток, пленок, погонажных изделий), окрасочных и клеящих составов, защитных химически стойких покрытий, а также в виде легких с чрезвычайно малой плотностью теплоизоляционных материалов.

gardenweb.ru

• 
  Замедлительный клапан на гидравлику
• 
  Каток дорожный ду 50
• 
  Типы металла
• 
  Что такое рефрижераторы
• 
  Типоразмеры канатов
• 
  Реферат рулевое управление
• 
  Тип покрытия
• 
  Продукты сгорания бензина
• 
  Крестовина дифференциала
• 
  Перегрев всасываемых паров
• 
  Расход топлива на 100 км даф