Гидравлические известьсодержащие вяжущие

Низкая водостойкость извести всегда побуждала людей искать пути ликвидации этого недостатка. Еще в Древнем Риме был най­ден способ получения водостойкого вяжущего на основе извести.
Помог римлянам в этом вулкан Везувий. Они обнаружили, что при добавлении вулканического пепла к извести образующаяся смесь после твердения на воздухе в течение 7...14 дней далее могла твер­деть в воде (более того, именно влажные условия были обязательны для набора прочности!). Это было первое гидравлическое вяжущее. Добавки из вулканических пород (пепла, туфа и т. п.) впоследствии получили название гидравлические или пуццолановые (по названию местечка у подножия Везувия, где они добывались). Римские по­стройки (мосты, акведуки, бани-термы и т. п.) на таких смешанных вяжущих сохранились до сих пор.

В Древней Руси проблема придания извести водостойкости бы­ла решена несколько иным путем. Там в роли гидравлической до­бавки использовали молотый бой кирпича; такую смесь на Руси на­зывали цемянкой.

Механизм твердения этих вяжущих заключается в образовании из смеси извести, активных кремнезема и глинозема (пепла, моло­того кирпича и т. п.) и воды водонерастворимых гидросиликатов и гидроалюминатов:

Другой путь получения водостойких вяжущих на основе извести также был найден очень давно. Он базировался на обжиге известня­ков, имеющих примесь глины от 6 до 20 %. В этом случае в обож­женном продукте помимо СаО появлялись низкоосновные силика­ты и алюминаты (например, 2СаО • SiO₂), способные к твердению в воде. Естественно, механизм твердения этих вяжущих был расшиф­рован только в XX в. Все эти вяжущие в несколько измененном ви­де применяют до сих пор.

Современные известьсодержащие вяжущие гидравлического твердения — группа низкомарочных (малопрочных) так называе­мых местных вяжущих. В эту группу входят смешанные вяжущие (известково-пуццолановые и известково-шлаковые), а также гид­равлическая известь и романцемент.

Смешанные вяжущие получают совместным измельчением нега­шеной извести (10...30 %), гидравлической добавки (85...70 %) и гипса (до 5 %). В качестве добавки используют горные породы, со­держащие активный кремнезем: вулканический пепел, пемзу, туф, диатомит, трепел и др. Такие вяжущие называют известково - пуццо-лановыми. Если в качестве добавки взят доменный гранулирован­ный шлак, такие вяжущие называют известково-шлаковыми.

Известьсодержащие гидравлические вяжущие на начальной ста­дии (около 10...7 дн) должны твердеть в сухих условиях, а затем во влажных. По пределу прочности при сжатии стандартных образцов через 28 сут твердения известьсодержащие вяжущие делятся на мар­ки 50; 100; 150 и 200 (кг/см²).

Известьсодержащие гидравлические вяжущие применяют для приготовления растворов для кладки подземных частей зданий и

бетонов. Срок хранения таких вяжущих из-за наличия в них нега­шеной извести не должен превышать 30 сут, причем во время хра­нения их тщательно предохраняют от увлажнения.

Строительная гидравлическая известь — продукг умеренного об­жига при температуре 900...1100 °С мергелистых известняков (со­держание глины 8...20 %). В состав гидравлической извести входят свободные оксиды кальция и магния (50...65 %) и низкоосновные силикаты и алюминаты кальция, которые и придают извести гид­равлические свойства.

Гидравлическая известь, смоченная водой, полностью гасится, образуя пластичное тесто. В отличие от воздушной она быстрее твердеет, приобретая со временем водостойкость. Однако первые 1...2 недели гидравлическая известь должна твердеть в воздуш­но-влажных условиях, и только после этого ее можно помещать в воду.

Предел прочности при сжатии затвердевшей гидравлической из­вести 2...5 МПа. Применяют ее для низкомарочных растворов и бе­тонов, используемых в том числе и во влажных условиях.

Романцемент (сокр. от римский цемент) — старинное гидравли­ческое вяжущее, получаемое умеренным (не до спекания) обжигом известняков со значительной (более 20 %) примесью глины (напри­мер, известняковых мергелей). Температура обжига 1000... 1200 "С. Состав продуктов обжига — низкоосновные силикаты и алюминаты кальция и некоторое количество свободных оксидов СаО и MgO. В отличие от гидравлической извести романцемент не гасится, а раз­малывается в тонкий порошок, который до применения необходи­мо выдерживать на воздухе для гашения свободных оксидов, чтобы избежать неравномерности изменения объема вяжущего при твер­дении.

В Европе и США такой цемент называют «натуральным цемен­том», подчеркивая этим, что он готовится из природных известня­ковых мергелей.

По внешнему виду романцемент представляет собой порошок желтоватого или красно-бурого цвета. При смешивании с водой ро­манцемент схватывается. Сроки схватывания зависят от состава, но начало не должно быть ранее 15 мин, а конец — не позднее 24 ч.

При твердении романцемент желательно выдерживать его до 7 сут на влажном воздухе, после чего он может твердеть и в воде, иначе говоря на протяжении всего срока твердения романцемент должен находиться во влажном состоянии. Прочность романцемен­та (после 28 сут твердения) составляет 12... 15 МПа; но при дальней­шем твердении она может существенно увеличиться.

Из романцемента можно получать водостойкие кладочные и штукатурные растворы, а также бетоны различного назначения, в том числе и для фундаментов (бетоны желательно формовать трам­бованием для получения повышенной плотности и прочности). Ма­териалы на романцементе отличаются повышенной коррозионной стойкостью.

В России романцемент начал применяться с XVIII в., но особен­но активно с середины XIX до начала XX в. В настоящее время вновь появился интерес к романцементу и, в частности, как к мате­риалу для реставрационных работ