Минеральные строительные вяжущие вещества — тонкоизмельченные порошки, способные при смешивании с водой (растворами солей) образовывать пластичное тесто, которое со временем превращается в камневидное состояние.

Вяжущие материалы делятся на воздушныевяжущие, способные затвердевать и повышать прочность только на воздухе (гипсовые и магнезиальные вяжущие, воздушная известь), и гидравлическиевяжущие, которые способны после затвердевания на воздухе продолжать твердеть в воде, увеличивая прочность. К ним относят гидравлическую известь, романцемент, портландцемент и его разновидности.

К специальным видам цементов относят тампонажные, напрягающие и расширяющиеся. Кроме того, выпускают цементы сульфатостойкие, пластифицированные, гидрофобные, для асбестоцементных изделий, для дорожных покрытий и др.

В качестве сырья для производства гипсовых вяжущихматериалов, а также в целях регулирования сроков схватывания цементов применяют гипсовый камень и другие гипсосодержащие породы или отходы химических производств (фосфогипс, борогипс, фторангидрит и др.).

Каждая модификация гипсового вяжущего связана с особенностями тепловой обработки и, в частности, с температурой нагревания гипсового камня. При обработке в атмосфере, насыщенной водяным паром, или в жидких средах получают а-полугидрат (115°С), а-растворимый ангидрит (220...250°С).

При обработке в атмосфере, не насыщенной водяными парами при 107°С образуется /?-полугидрат, апри 320...350°С — / J -растворимый ангидрит. При нагревании выше 450°С получают нерастворимый ангидрит, а при температуре более 700...1000°С происходит частичное разложение ангидрита с образованием оксида кальция.

Для производства строительной известииспользуют карбонатные породы: известняк, мел, мергель. Твердые маловлажные горные породы, легко поддающиеся фракционированию, чаще подвергают обжигу в шахтных печах, но при этом получают отходы мелочи, составляющие 15...25% объема добытой породы.

Мягкие карбонатные породы обжигают преимущественно во вращающихся печах, в которых можно обжигать и твердые породы.

В результате обжига получают кальциевую, магнезиальную и доломитовую известь (в зависимости от соотношения СаО и MgO ). Ее выпускают в негашеном виде (комовая).

При размоле комовой извести получают молотую, в нее можно вводить минеральные до­бавки (шлаки, кварцевый песок, вулканические породы). В зависимости от скорости гашения известь подразделяют на быстрогасящуюся (до 8 мин), среднегасящуюся (до 25 мин) и медленногасящуюся (более 25 мин).

Строительная известь (комовая и порошкообразная) разделяется на сорта и должна удовлетворять требованиям ГОСТ 9179-77 (табл. 106).

Гидравлическая известь может быть сильно- и слабогидравлической. К ней предъявляются технические требования, указанные в табл. 107. Она используется в качестве основного компонента в производстве известесодержащего вяжущего, в состав которого вводят также активные добавки вулканического происхождения и гипсовый камень. Раствор гидравлической извести проявляет признаки твердения воздушного и гидравлического вяжущего.

Портландцемент — вяжущее вещество, получаемое путем тонко­го измельчения клинкера с гипсом и добавками. При затворении водой образует пластичное тесто, способное самопроизвольно затвердевать в воде и на воздухе.

Портландцементный клинкер получают путем обжига до спекания шихты, состоящей из известняка и глины или других ма­териалов (например, мергеля). Измельчение клинкера производят до удельной поверхности 2000...3000 см 2/г.

Скорость возрастания прочности цемента зависит от тонкости его помола и температуры твердения. В процессе твердения портландцемент выделяет теплоту. Морозостойкость и коррозиеустойчивость портландцемента зависят от плотности цементного камня и минерального состава цемента.

Наименее морозостойки и коррозиеустойчивы цементы с повышенным содержанием алюминатов кальция и щелочей. Поверхностноактивные и воздухово-влекающие добавки усиливают морозостойкость бетонов и растворов. Коррозиеустойчивость увеличивается введением активных гидравлических добавок.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы через сито с сеткой № 008 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы. Механические свойства цемента оценивают его активностью (МПа) и маркой.

Эти свойства определяют испытанием образцов-балочек 40 х 40 х 160 мм, изготовленных из раствора нормальной густоты состава Ц: П = 1 : 3 на стандартном Вольском песке, твердеющих в нормальных условиях и определенных в возрасте 28 суток.