Звязальныя рэчывы: ўласцівасці, класіфікацыя, апісанне, прымяненне

Звязальныя рэчывы вядомыя сваім шырокім выкарыстаннем у сферы будаўніцтва для падрыхтоўкі бетонаў і раствораў, якія ўжываюцца пры ўзвядзенні будынкаў, збудаванняў і іншых канструкцый. Маецца мноства іх разнавіднасцяў, і сёння мы сцісла кранём асноўных існуючых падгруп.

Класіфікацыя звязальных рэчываў

Па сваім паходжанні яны могуць ставіцца да арганічнай або неарганічнай групе. Да першай належаць разнастайныя бітумы, смалы, дзёгцю і пячы. Асноўная сфера іх ужывання - выраб дахавых пакрыццяў, якія могуць быць рулоннага небудзь адзінкавага тыпу, асфальтабетону і мноства разнастайных гідраізаляцыйных матэрыялаў. Галоўнае адметная якасць іх - гідрафобных, гэта значыць здольнасць размягчаться і прымаць працоўны стан у працэсе нагрэву або пры ўзаемадзеянні з якой-небудзь арганічнай вадкасцю.

Другая група - неарганічныя звязальныя рэчывы - складаецца з вапны, гіпсу і цэменту. Усе яны запатрабаваныя ў працэсе падрыхтоўкі бетонаў і самых розных будаўнічых раствораў. Знешні выгляд неарганічных звязальных рэчываў прадстаўлены танкамолаты матэрыялам, якія маюць ўласцівасць у працэсе зачыненыя вадой ператварацца ў вадка-пластычную цестападобную масу, твердеющую да стану трывалага каменя.

Што для іх характэрна

Галоўныя ўласцівасці звязальных рэчываў неарганічнага паходжання - гідрафільнасць, пластычнасць пры ўзаемадзеянні з вадой і здольнасць пераходзіць да цвёрдага стану з напаўвадкую цестападобнага. Менавіта гэтым яны адрозніваюцца ад прадстаўнікоў першай групы.

Па спосабе цвярдзення неарганічныя звязальныя рэчывы лічаць паветранымі, гідраўлічнымі, кіслотнымі і автоклавного цвярдзення. Залежыць гэта падзел ад здольнасці да працяглага супрацьдзеянні прыродным кліматычных фактараў.

Паветраныя звязальныя рэчывы цвярдзеюць, узаемадзейнічаючы з вадой і, утварыўшы трывалы камень, могуць заставацца ў такім стане ў паветранай асяроддзі на працягу доўгага прамежку часу. Але калі вырабы і будаўнічыя канструкцыі, выкананыя з іх ужываннем, падвяргаць рэгулярнаму увільгатненню, то трываласць гэтая досыць хутка будзе страчана. Будынкі і збудаванні такога тыпу лёгка схільныя разбурэння.

Што ўваходзіць у гэтую групу? Сюды традыцыйна адносяць гіпсавыя магнезиальные звязальныя рэчывы - гліну, паветраную вапну. Калі разгледзець іх хімічны склад, то ўсю дадзеную групу, у сваю чаргу, можна падпадзяліць яшчэ на чатыры. Гэта значыць, што ўсе паветраныя звязальныя рэчывы адносяцца альбо да вапнавым (на аснове вокісу кальцыя), альбо да магнезиальным (у складзе якіх каўстычнай Магнезіт), альбо гіпсавым звязальным, створаным на аснове сернокіслой кальцыя, альбо з'яўляюцца вадкім шклом - сілікатаў калія або натрыю, існуючым у форме воднага раствора.

Пераходзім да "водным" матэрыялах

Зараз давайце разгледзім іншую групу - гідраўлічныя звязальныя рэчывы. Ім уласціва цвярдзець, а таксама надоўга захоўваць трывальныя характарыстыкі ў асяроддзі не толькі паветранай, але і воднай. Хімічны склад іх досыць складзены і ўяўляе сабой злучэнне розных вокіслаў.

Усю гэтую вялікую групу, у сваю чаргу, можна падзяліць на цэменты сілікатнай паходжання, у складзе якіх каля 75% сілікатаў кальцыя (галоўным чынам гаворка ідзе пра портландцементе з яго разнавіднасцямі, дадзеная група складае аснову асартыменту сучасных будаўнічых матэрыялаў) і іншую падгрупу - алюминатных цэментаў на аснове алюмінату кальцыя (самыя вядомыя прадстаўнікі - усе разнавіднасці глиноземистого цэменту). Да трэцяй групы адносяць романцемент і гідраўлічную вапну.

Якія звязальныя рэчывы адносяць да кісластойкай? Гэта - кислотоупорный кварцавы цэмент, які існуе ў выглядзе танкамолатай сумесі кварцавага пяску з крэмніем. Зачыняецца такая сумесь водным растворам сілікатаў натрыю альбо калію.

Характэрнай асаблівасцю групы кісластойкай звязальных з'яўляецца іх здольнасць, прайшоўшы пачатковы этап цвярдзення на паветры, дастаткова доўга процідзейнічаць агрэсіўнаму ўплыву розных кіслот.

Арганіка ў будаўніцтве

Іншая вялікая падгрупа - арганічныя звязальныя рэчывы (якая складаецца, як ужо было згадана, у асноўным з разнавіднасцяў асфальту і бітумных матэрыялаў) мае зусім іншую прыроду. Той жа самы асфальт можа быць штучным альбо прыроднага паходжання. У складзе яго змешваецца бітум з прадстаўнікамі мінералаў у выглядзе вапняка або пяшчаніку.

У будаўнічай галіны асфальт шырока выкарыстоўваюць пры пракладцы дарог і ўзвядзенні аэрадромаў як сумесь пяску, жвіру або друзу з бітумам. Такі ж склад мае асфальт, які ўжываецца ў выглядзе гідраізаляцыі.

Што такое бітум? Гэта - арганічнае рэчыва (альбо прыроднае, альбо штучнае), у складзе якога - высокамалекулярныя вуглевадароды або іх вытворныя, якія змяшчаюць азот, кісларод і серу. Сфера прымянення бітумаў вельмі шырокая і вар'іруецца ад дарожнага і жыллёвага будаўніцтва да прадпрыемстваў хімічнай галіны і лакафарбавай прамысловасці.

Пад дзёгцю разумеюць звязальныя рэчывы арганічнага паходжання, у складзе якіх - араматычныя высокамалекулярныя вугляводы і іх вытворныя - серныя, кіслотныя і азоцістыя.

Іх карысныя якасці

Асноўныя патрабаванні, якія існуюць для арганічнай групы звязальных, заключаюцца ў валоданні дастатковай ступенню глейкасці ў момант ўзаемадзеяння з цвёрдай паверхняй, што дазваляла б праявіцца высокім змочвае і ахінальным ўласцівасцях з адукацыяй водостойкой плёнкі. Іншае патрабаванне - здольнасць захоўваць дадзеныя якасці на працягу вялікага прамежку часу.

Гэтыя звязальныя рэчывы прымяненне сваё знайшлі пры пракладцы дарог і гарадскіх вуліц, імі пакрываюць аэрадромы і аўтамабільныя трасы, ладзяць тратуары і падлогі ў падвалах і будынках прамысловага прызначэння.

Разгледзім цяпер асноўныя віды будаўнічых матэрыялаў, якія належаць да двух пералічаных групам. Нагадаем яшчэ раз - неарганічная група ў асноўным падзяляецца на тыя, што отвердевают на паветры і тыя, што здольныя рабіць гэта на воднае асяроддзе.

Звязальныя рэчывы - матэрыялы для будаўніцтва

Усім добра вядомая гліна адносіцца да найбольш распаўсюджаным з звязальных матэрыялаў, твердеющих ў паветранай асяроддзі. Яна знайшла сваё прымяненне пры ўзвядзенні самых розных будынкаў. Ўяўляе сабой гліна ападкавых парод, існуючую як сумесь пылападобнага часціц мікраскапічнага памеру з пяском і дробнымі гліністымі украпінамі. Драбнюткія з іх атрымалі назву тонкадысперсных. Менавіта іх наяўнасць дазваляе пры трапленні ў вільготную сераду ператварацца ў цестападобную субстанцыю. Высахшы, дадзеная пластычная маса лёгка застывае ў зададзенай ёй форме.

Калі такую форму абпаліць, то атрыманы камень штучнага паходжання валодае досыць высокай трываласцю. Як і іншыя мінеральныя звязальныя рэчывы, з-за рознага складу гліны могуць быць разнастайных адценняў. З раствораў на іх аснове кладуць каміны, печы, а таксама формуют цэглу. Яны ж могуць быць мяшэчкамі за плячыма, тлустымі і сярэднімі. Гліна-шамот валодае вогнетрывалымі якасцямі, таму незаменная пры прыладзе камінаў і печаў.

Які бывае вапна

Іншы вельмі вядомы і які мае шырокую сферу прымянення звязальны матэрыял называецца паветранай будаўнічай вапнай і бываюць атрыманы з горных парод а менавіта мелу, даламітаў, вапнякоў, ракушачніка. Асноўны вокісел ў ёй можа быць розным, у залежнасці ад гэтага паветраную вапну прынята дзяліць на даламітавую, магнезиальную, кальцыевыя. Усе тры разнавіднасці атрымліваюць, абпальваючы ў печы вапнякі адпаведнага паходжання.

Можа быць паветраная вапна альбо негашеной, альбо гашанай (або гідратнай). Апошняя ўтворыцца падчас гашэння адной з трох вышэйпералічаных.

Калі зірнуць на існуючыя вапнавыя фракцыі, то можна аднесці яе да Камкова альбо парашкападобныя. Нягашаная вапна ўяўляе сабой досыць буйныя кіпрыя камякі. У працэсе гашэння вадой з яе утвараецца вапнавае цеста. Каб "здабыць" з Камкова вапны порошкообразную, варта вырабіць працэс гідратацыі (гашэння), альбо змалоць камякі. Прымяняцца яна можа як з дадаткамі, так і без такіх. Дадаткамі ж служаць дзындры, актыўныя мінералы і пясок кварцавага паходжання.

Усё пра гіпсе

Наступны матэрыял - алебастр, ён жа гіпс. Яго атрымліваюць, апрацоўваючы тэрмічным шляхам здробнены гіпсавы камень. Гіпс цвярдзее, праходзячы тры прамежкавых этапу, якія складаюцца з яго растварэння з наступнай коллоидацией і затым крышталізацыяй. Пры праходжанні першай стадыі утвараецца насычаны раствор двуводного гіпсу. Твердея, ён павялічваецца ў аб'ёме і набывае роўную белую паверхню.

Ужываючы якія фарбуюць пігменты, магчыма надаць вырабам з гіпсу любыя каляровыя адценні. Працэс схоплівання дадзенага звязальнага рэчыва ў норме пачынаецца па сканчэнні 4 хвілін ад моманту пачатку зачыненыя. Канец застывання адбываецца ў прамежку ад 6 да 30 хвілін праз.

У працэсе схоплівання сумесь гіпсу і вады змешваць і ўтрамбоўваць забараняецца каб пазбегнуць рызыкі страты звязальных якасцяў. Марак гіпсу існуе дастаткова шмат, абазначаюцца яны рознымі лічбамі, якія характарызуюць ступень трываласці пры сціску.

Прадаецца ён пафасаваным ў мяшкі рознага аб'ёму. Гіпс знайшоў самае шырокае прымяненне ў афармленні інтэр'ераў жылых дамоў і грамадскіх будынкаў. З яго з даўніх часоў прынята адліваць самыя разнастайныя фігурныя формы. Захоўваць яго варта выключна ў сухім памяшканні, прычым тэрмін захоўвання абмежаваны ў сувязі з магчымай стратай трываласці як асноўнага карыснага якасці.

І яшчэ аб гіпсе

Будаўнічы гіпс выглядае як парашок колерам ад шэрага да ярка-белага. Калі змяшаць яго з вадой, пачынаецца характэрная рэакцыя, пры гэтым адбываецца награванне сумесі. У гіпс прынята дадаваць спецыяльныя матэрыялы, названыя утрымлівальнымі дадаткамі, прызначэнне якіх - паляпшаць кансістэнцыю і счапленне з паверхняй падчас атынкоўка а таксама злёгку працягваць тэрмін цвярдзення.

Каб павысіць аб'ём матэрыялу без страты працоўных уласцівасцяў, ўводзяць напаўняльнікі (напрыклад, з успушанага перліту або лушчака). Спецыяльны высокатрывалы гіпс абпальваюць пры высокіх тэмпературах, у працэсе крышталічная вада з яго выдаляецца. Тэрмін яго цвярдзення павялічаны да 20 гадзін, а цвёрдасць значна больш, чым у іншых разнавіднасцяў.

Тынкавы гіпс прамакаюць і атрымліваюць мармуровы (ярка-белы, павольна твердеющий і які ўжываецца для атынкоўка ўнутраных паверхняў), прычым пры вырабе ў яго ўводзяцца розныя напаўняльнікі і ўтрымлівальныя дадаткі. Асноўны сэнс большасці такіх дабавак - служыць запавольнікам схоплівання. З мэтай вытворчасці ўнутранай тынкоўкі яго рыхтуюць у тынкавых машынах з магчымым даданнем пэўных напаўняльнікаў, напрыклад, пяску.

З яго ж атрымліваюць сухую тынкоўку або гіпсакардонныя будаўнічыя пліты, таксама гіпс ўжываюць пры запаўненні швоў паміж імі. Бывае гіпс шпатлевочный, які валодае аналагічнымі ўласцівасцямі.

Пагаворым аб цэментах

Якімі яшчэ ўласцівасцямі валодаюць гідраўлічныя звязальныя рэчывы? Працэс іх цвярдзення, які пачаўся ў паветранай асяроддзі, працягваецца ў вадзе, прычым трываласць іх захоўваецца і нават расце. Характэрнымі і найбольш вядомымі прадстаўнікамі сямейства гідраўлічных звязальных з'яўляюцца, вядома ж, цэменты. Яны маркіруюцца ў залежнасці ад трываласці, а марка канкрэтнага ўзору вызначаецца усталяваннем лімітавай нагрузкі на выгіб і сціск. Прычым кожны з узораў павінен быць выраблены ў прынятай прапорцыі цэменту і пяску і прайсці выпрабаванне на пэўным тэрміне, якое складае 28 сутак.

Хуткасць схоплівання цэменту таксама можа быць рознай - павольнай, нармальнай альбо хуткай. Сапраўды гэтак жа ў залежнасці ад хуткасці цвярдзення любы цэмент можа быць звычайным, хуткацвярдзельных або асаблiва хуткацвярдзельных.

У якасці прыкладу ў дадзенай групе можна назваць портландцемент, які існуе ў выглядзе дробнага парашка шэрага колеру з лёгкім зелянявым адценнем з магчымым увядзеннем дабавак, якія могуць быць з грануляванага дзындры (шлакопортландцемент).

Аб хуткасці цвярдзення

Выпрабаванне якасці (як і вытворчасць) звязальных рэчываў вядзецца з захаваннем шматлікіх стандартаў. Для кожнай з існуючых груп распрацаваны абмежаванні, якія вызначаюць нарматыўнае час пачатку і заканчэння схоплівання, лічачы ад моманту воднага зачыненыя.

Іншы цэмент - глиноземистый - адносіцца да хуткацвярдзельных гідраўлічным звязальным. На выгляд гэта дробны парашок карычневага, шэрага, зелянявага альбо чорнага колеру (у залежнасці ад метаду апрацоўкі і зыходных складнікаў). Па тонкасці памолу ён злёгку перавышае портландцемент і патрабуе некалькі большага аб'ёму вады.

Змешаныя віды звязальных рэчываў - тыя, што могуць цвярдзець і ў паветранай, і водным асяроддзі і ўжываюцца пры вытворчасці толькі неармированных бетонаў або будаўнічых раствораў.

Бітумы і сфера іх ужывання

Што ж тычыцца самых папулярных арганічных звязальных, то сямейства іх ўключае ў сябе мноства бітумаў і дзёгцем, якія маюць колеру ад чорнага да цёмна-карычневага. Традыцыйная сфера, у якой выкарыстоўваюцца такія звязальныя рэчывы, - работы па гідраізаляцыі. Гэты будаўнічы матэрыял водатрывалы, воданепранікальны, устойлівы да атмасферных уплываў і вельмі эластычны. Размягчыць і перавесці ў вадкі стан дадзеную групу звязальных можна награваннем. Пры паніжэнні тэмпературы глейкасць іх узрастае і можа быць цалкам страчаная.

Дадзеная група, перш за ўсё, складаецца з бітумаў прыроднага паходжання, а таксама атрыманых пры нафтавай перапрацоўцы. Хімічны склад іх - злучэнні малекул кіслароду, вадароду, серы і азоту. У будаўніцтве запатрабаваныя нафтавыя бітумы (вадкія, цвёрдыя і паўцвёрдыя).

Па сваім прызначэнні іх таксама можна прылічыць да адной з трох груп - дахавым, будаўнічым альбо дарожным. З дахавых рыхтуюць пропиточный склад, вырабляюць руберойд і мноства самых розных масцік.

Прамысловыя бітумы цвёрдых і пругка-цвёрдых гатункаў вырабляюць высоковакуумным метадам з дадатковымі прыступкамі перапрацоўкі, на якіх масла кіпіць пры высокіх тэмпературах. Асабліва устойлівымі да перападу цяпла і холаду лічацца аксідаваным. Існуюць таксама сумесі бітумаў палімерамі, якія ўплываюць на ступень іх глейкасці. Характэрнай асаблівасцю ўсіх відаў служыць здольнасць да змены кансістэнцыі ў залежнасці ад тэмпературы, прычым розныя фазы могуць чаргавацца неаднаразова. На ёй жа заснаваныя клеючыя ўласцівасці сямейства бітумных звязальных.

Чым яны каштоўныя

Ступень пашырэння бітумаў пад уздзеяннем высокіх тэмператур у параўнанні з мінеральнымі матэрыяламі больш у 20-30 разоў. Каштоўныя якасці іх - вадаўстойлівасць, ўстойлівасць да солям, шчолачаў, агрэсіўным кіслот і сцёкаў. У якасці прыкладу можа служыць соль, якой пасыпаюць снег зімой на вуліцах для раставання.

Паніжаецца стойкасць бітумаў арганічнымі растваральнікамі, алеямі і тлушчамі, ад святла, цяпла і паветранага кіслароду, якія акісляюць іх складнікі часткі. Пры награванні мяккія часціцы выпараюцца, і паверхня бітумаў цвярдзее.

Вартасцямі іх з'яўляецца нізкая ўзгаральнасць, то ёсць дадзены матэрыял не адносіцца да вогненебяспечныя. Нафтавыя бітумы не зьяўляюцца шкоднымі для здароўя рэчывамі і ня класіфікаваны як такія. У якасці іншых іх уласцівасцяў можна казаць пра термовязкости, высокай цеплаізаляцыі, добрым змочванні.

Цвёрдасць бітумаў усталёўваюць глыбінёй пранікнення апускацца ў іх іголкі (вымяраецца яна ў сотых міліметра) пры нармаванай нагрузцы за пэўны час ва ўмовах канкрэтнай тэмпературы. Пераход паміж цвёрдым і вадкім станам у іх носіць слізгальны характар і вызначаецца кропкай размякчэння пры нізкіх тэмпературах. Акрамя таго, яны характарызуюцца, так званай кропкай разбурэння - гэта тэрмін, які пазначае тэмпературу, пры якой выгінайце пласт бітуму трэскаецца альбо руйнуецца.

іншыя матэрыялы

Якія яшчэ звязальныя рэчывы арганічнага паходжання можна назваць? Каменнавугальнымі пеками, якія прадстаўляюць сабой глейкую альбо цвёрдую чорную субстанцыю і службоўцамі прадуктам перагонкі дзёгцю, прамакаюць толь. Гэты матэрыял даволі небяспечны і пры кантакце са скурай можа выклікаць апёк. Працаваць лепш за ўсё з ім пахмурнае надвор'е або пры нізкім асвятленні.

Каменнавугальным дзёгцем называюць рэчыва, якія вылучаюцца ў якасці пабочнага прадукта пры коксохимическом вытворчасці. Ён знайшоў сваё прымяненне ў вырабе масцікі для даху і дарожным будаўніцтве.