Раствор известковый кладочный: состав, применение, прочность, виды раствора на основе извести

состав, применение, прочность, виды раствора на основе извести

Растворы, в которых функции вяжущего выполняет известь, – традиционный вариант, ранее широко применяемый при проведении кладочных и штукатурных работ. Со временем цементно-песчаные растворы в кладочных работах практически вытеснили известковые смеси, но сохранили свои позиции в отделочных мероприятиях.

Известь представляет собой вяжущий материал, который получают путем обжига известковых пород с последующим их измельчением. При соединении негашеной извести с водой образуется известковое тесто, используемое при приготовлении строительных штукатурных и побелочных растворов. Материал поступает в продажу в негашеном виде (комками или порошком) или уже после гашения.

Основные характеристики известковых растворов

Популярность известковых растворов обеспечивают их полезные свойства, среди которых:

• хорошая пластичность;
• хорошие антисептические характеристики, которые особенно актуальны при обработке древесины;
• качественная адгезия к различным видам основании;
• устойчивость к появлению трещин.

По прочности известковые растворы уступают цементно-песчаным составам.

Правила гашения извести

Если в качестве исходного продукта для отделочных смесей используется негашеная известь, то для приготовления качественного строительного материала необходимо правильно провести процесс ее гашения. В кустарных условиях без использования специального оборудования можно погасить только небольшие порции продукта.

Прежде всего, необходимо позаботиться о собственной безопасности – надеть плотную одежду, перчатки, очки и респиратор, поскольку реакция проходит очень интенсивно и сопровождается выделением значительного количества тепла и углекислого газа.

Емкость для проведения работы должна выдерживать повышение температуры примерно до +150°C. Для этой цели обычно используют металлические ящики, ведра, бочки, деревянную тару, установленную в земляную яму. Работы необходимо проводить в хорошо проветриваемом подсобном помещении или затененном месте.

Емкость наполняют негашеной известью не более чем на половину объема. Воду наливают постепенно, постоянно перемешивая известь. Время, требуемое для гашения, и пропорции компонентов указываются на упаковке. Реакция с выделением большого количества тепла длится от 10 минут до получаса. Для полного гашения понадобится до полутора суток.

Для применения теста с целью приготовления кладочного раствора его рекомендуется выдержать после затворения в течение двух недель, для штукатурных работ – 30 дней и более. Емкость должна стоять в затененном месте. Готовое известковое тесто представляет собой продукт плотностью 1,35-1,4 кг/л и со средней влажностью 50%. Его используют для приготовления строительного раствора или известкового молока.

Приготовление строительного раствора на основе извести

Известковая штукатурка в соответствии со строительными нормами не применяется для проведения внутренних и наружных работ, если поверхности будут эксплуатироваться при влажности более 65%.

Для приготовления штукатурного материала понадобятся:

• известковое тесто;
• очищенный карьерный или речной песок, крупность зерна для основных слоев штукатурки – не более 2,5 мм, для накрывочного слоя – до 1,25 мм;
• вода.

Пропорции компонентов в растворе зависят от планируемой области его применения: для первого штукатурного слоя (набрызга), второго (грунта) или третьего (накрывочного).

После замешивания проверяют качество продукта. Для этого на мастерок набирают порцию смеси. Если она соскальзывает со слегка наклоненного инструмента, то в состав известкового раствора требуется добавить известь, если сильно прилипает – песок. Срок годности приготовленного штукатурного состава составляет 48-60 часов. 

Таблица приблизительных составов отделочных известковых растворов

Такие пропорции компонентов являются приблизительными, поскольку разные сорта извести имеют разную жирность.

Виды сложных растворов

Широкое применение имеют не только простые, но и сложные известковые растворы, в которых известь сочетается с цементом, глиной или алебастром.

Цементно-известковые штукатурные составы

Такие строительные смеси универсальны. Они используются для проведения практически всех видов штукатурных работ на фасадах, в подвалах, помещениях с повышенной влажностью. Для этой продукции применяют портландцемент марок М400 и М500. Пропорции компонентов зависят от области применения штукатурных составов.

Таблица примерных пропорций компонентов цементно-известковой штукатурки

Цементно-известковую смесь готовят в три этапа:

• 2/3 объема воды смешивают с цементом и известковым тестом;
• добавляют песок, перемешивают;
• добавляют остаток воды, перемешивают.

Для улучшения характеристик штукатурки в нее добавляют жидкое мыло в количестве 200 г на 20 л раствора или ПВА в количестве 0,5 л на 20 л.

Известково-глиняные смеси

Этот вид известковых растворов применяется редко, в основном для оштукатуривания печей и каминов. Такие составы подходят для отделки помещений только с низким уровнем влажности. Прочность известково-глиняной штукатурки невысокая. Для приготовления смеси глину замачивают, перетирают через сито, смешивают с известковым тестом и песком в пропорции 1:0,4:5.

Гипсово-известковые составы

Известково-цементные смеси с добавлением гипса применяются для оштукатуривания карнизов и деревянных элементов. Для бетонного основания такие растворы не используют. Особенность этого состава – быстрое схватывание, до полного высыхания нанесенного на поверхность слоя достаточно 0,5 часа. Поэтому продукт готовят в малых количествах непосредственно перед применением.

Для приготовления смеси 1 часть гипса смешивают с водой до состояния густой сметаны, далее добавляют 4 части известкового теста. Наличие или отсутствие песка диктуются условиями применения смеси. Полученный продукт должен быть густым, держаться на шпателе.

В современном строительстве простые и сложные известковые растворы, несмотря на появление новых материалов, остаются востребованными, благодаря антибактериальным характеристикам, антигрибковому эффекту, доступности и невысокой стоимости компонентов.

Цементно-известковый раствор — технические характеристики

Несмотря на стремительный технологический прогресс, цементно-известковый раствор продолжает использоваться в строительстве. И это связано не с дефицитом других решений, а с массой преимуществ подобного состава. Он соответствует всем современным стандартам и требованиям, а еще обладает увеличенным сроком службы.

Содержание

• 1 Преимущества
• 2 Проникающая способность
• 3 Технические характеристики
• 4 Свойства
• 5 Плотность и марки
• 6 Разнообразие
• 7 Сухая смесь или состав, сделанный своими руками
• 8 Способ гашения извести
• 9 Известковый раствор: виды и применение
  • 9. 1 Для штукатурки стен
  • 9.2 Расход на 1 м2

Преимущества

Известково-цементный раствор представляет собой особый строительный материал с повышенной прочностью и эластичностью. Его можно применять как в качестве связующего вещества при возведении построек, так и при проведении работ по отделке.

К основным преимуществам относят следующие пункты:

1. Раствор можно использовать в роли кладочного раствора или основы для штукатурки. В первом случае он обеспечивает надежное сцепление блоков или кирпичей. Во втором — используется для наружных или внутренних отделочных мероприятий.
2. С помощью раствора можно заливать монолитные полы, поскольку известь продлевает срок затвердевания и повышает прочностные свойства. Это снижает риск появления трещин и способствует равномерному распределению шпаклевки.

Проникающая способность

Цементно-известковая смесь характеризуется отличным сцеплением с поверхностью, поэтому она полностью заполняет мелкие углубления и трещины, обеспечивая высокую прочность фиксации.

За счет улучшенных прочностных свойств, пластичности и устойчивости к влаге смесь подходит для любых работ по отделке построек, причем как внутри, так и снаружи. Она востребована при отделочных работах в ванной, на фасадах или фундаменте в месте его прилегания к отмостке.

Технические характеристики

Качественный раствор создается на основе следующих компонентов:

1. Цементная смесь.
2. Песок.
3. Гашеная известь.
4. Вода.

Используя известь, важно выбирать только гашеный вариант. Если не сделать это, гашение будет происходить в растворе после добавления жидкости, образуя пузырьки. В результате оштукатуренная поверхность начнет растрескиваться. Подобный процесс снижает качество конечного раствора и делает его хрупким.

Известь препятствует развитию болезнетворных бактерий и грибков, а также защищает помещение от грызунов и вредителей. Состав и свойства современных строительных смесей регулируются стандартами ГОСТа. Это позволяет стандартизировать их технические характеристики и проверять соответствие требованиям.

Еще в документе указываются показатели качества, особенности укладки и условия для перемещения растворов. Он регламентирует свойства кладочных растворов, материалов для нанесения штукатурки и внутренней отделки в зависимости от среды использования.

Свойства

Растворы из цемента и извести характеризуются следующими свойствами:

1. Подвижность.
2. Устойчивость к воздействию воды от 90%.
3. Степень расслаиваемости до 10%.
4. Рабочий температурный режим до 0°C.
5. Средняя плотность.
6. Степень влажности (этот показатель характерен для сухих смесей).

Создавая цементно-известковый раствор, пропорции выбираются с учетом типа поверхности, на которую он будет наноситься, а еще с условиями их применения. В строительной сфере есть такое понятие, как жирность смеси.

В зависимости от жирности выделяют 3 группы растворов:

1. Нормальные. К ним относится материал с универсальной пластичностью, который может использоваться в разной среде. Подобные растворы лишены проблемы усадки и растрескивания покрытия.
2. Тощие. Характеризуются минимальной усадкой и могут применяться для любых мероприятий по облицовке помещений.
3. Жирные. Представляют собой высокопластичные составы с большим содержанием вяжущих элементов. Раствор предназначается для кладки.

Для изменения степени жирности в состав добавляют особые компоненты, которые влияют на пластичность. Это может быть пористый песок, который понижает параметр, или известь, действующая в обратном направлении.

Плотность и марки

Раствор цементно-известковый может обладать разной плотностью. Она зависит от исходного сырья и соотношения компонентов. Наиболее часто применяются следующие виды материалов:

1. С низкой плотностью — до 1500 кг/м³.
2. С высокой плотностью — от 1500 кг/м³.

С учетом пропорций материалы разделяются на разные марки. Это может быть раствор известковый М50, М75, раствор М100 и др. Последние 2 марки 50 и 100 характеризуются повышенной прочностью и устойчивостью к воздействию влаги. Добавки из состава обладают однородной структурой, т.к. они не содержат щебня.

Марки 100 и 75 используются при строительстве объектов промышленного и гражданского назначения. Составы создают на основе цемента, песка и извести, соединенных в разных пропорциях.

Проводить оштукатуривание поверхностей можно растворами М25 и М50. Они отличаются доступной стоимостью и простотой изготовления.

Такие решения востребованы при влажности выше 75%, из-за чего их применяют при возведении бань и других построек с повышенной влажностью. Еще известь борется с грибковыми проявлениями на стенах.

Разнообразие

Штукатурные известковые растворы разделяются на несколько разновидностей:

1. Базовые. Подходят для черновой обработки поверхностей и заделывания изъянов и углублений.
2. Декоративные. Разработаны для окрашивания поверхностей, изменения их внешнего вида и создания мерцающего эффекта. В составе подобных штукатурок присутствуют особые добавки, пластификаторы и гидрофобные элементы.
3. Специальные. Предназначаются для повышения эксплуатационных качеств обработанных построек, выполняют влагозащитную, звукоизоляционную и теплоизоляционную функции.

Сухая смесь или состав, сделанный своими руками

Ключевым плюсом цементно-известковых составов является доступная стоимость. Они дешевле смесей на основе цемента и песка, что обуславливается меньшим расходом материала при нанесении на разные конструкции.

При этом варианты с песком обладают меньшей пластичностью, поскольку в составе присутствуют его разные фракции и не предусмотрено наличие пластификаторов. Еще материал плохо заполняет поры и требует дополнительного выравнивания.

Растворы из цемента и извести продаются в виде сухих смесей и выпускаются разными производителями. При этом их несложно создать своими руками.

В продаже в Москве доступно большое разнообразие продукции от разных брендов, которая отличается различными эксплуатационными свойствами и средой эксплуатации. Чтобы выбрать подходящий тип, необходимо руководствоваться маркировкой на упаковке.

В процессе нанесения раствора важно разбавлять его водой в таких пропорциях, которые указаны на упаковке. Для более эффективного замеса лучше воспользоваться строительным миксером. При отсутствии электрического оборудования используется примитивный мастерок и лопата.

Если производство выполняется своими руками, то нужно подготовить исходное сырье и соединить его в правильных пропорциях, руководствуясь требуемой маркой. В процессе создания цементно-известковой смеси нужно использовать только гашеную известь. Если она отсутствует, придется погасить ее самостоятельно.

Способ гашения извести

Начиная приготовление извести, важно соблюдать пошаговое руководство и позаботиться о средствах индивидуальной безопасности.

К ним относятся защитные очки и маска:

1. В емкости следует замешать известь и воду в пропорции 1:1.
2. Когда смесь закипит, что будет подтверждаться сильной реакцией, понадобится внести еще небольшое количество жидкости, чтобы она покрыла сырье полностью.
3. После этого состав тщательно замешивается и накрывается крышкой.
4. В течение 14 часов материал выдерживается без применения. Такой процесс не требует больших усилий, но занимает много времени.

Поэтому большинство строителей покупает гашеную известь в магазине.

Если необходимо гасить известь методом медленного и среднего гашения, то нужно придерживаться такого руководства:

1. В первую очередь необходимо выкопать яму и поставить возле нее емкость из деревянного ящика с размерами 1,5х2 м. На дне помещается заслонка с небольшой сеткой.
2. Комовая известь укладывается на ¼ объема. Потом добавляется небольшое количество воды. Когда комья развалятся на небольшие куски, понадобится внести еще немного жидкости и тщательно размешать все.
3. После благополучного гашения смеси ее нужно разбавить до густой консистенции, достать заслонку и слить раствор через сито.
4. Для предотвращения быстрого высыхания массу накрывают чистым песком.

Независимо от используемых способов гашения, действия лучше выполнять в защитном костюме из брезентового материала, перчатках и очках. Смесь не должна проникать на открытые участки кожных покровов, поскольку это может привести к появлению ожогов.

Известковый раствор: виды и применение

Известковый раствор представляет собой особую смесь на основе гашеной извести и песка, соединенных в пропорции 1:4. Подобные значения можно менять с учетом степени жирности извести. Основная сфера применения — выравнивание неровностей на стенах или перегородках при низкой прочности.

Если производится отделка несущих или ключевых элементов постройки, задействуются особые типы раствора, которые поднимают устойчивость к деформациям. Среди ключевых разновидностей растворов на основе извести выделяют:

1. Известковый.
2. Известково-гипсовый.
3. Цементно-известковый.

Для штукатурки стен

Нанесение штукатурки на поверхность стен является ответственным процессом, требующим особых навыков и подготовки. Качество покрытия определяется соблюдением пропорций и правил производства.

Большой выбор штукатурных составов позволяет найти такой вариант, который максимально подходит под условия эксплуатации. Если штукатурка создается в домашних условиях, то в качестве исходного сырья можно использовать цемент, песок, глину и известь.

Известковая разновидность создается на основе известкового теста и 1-5 частей песка. Точные пропорции зависят от требуемой жирности. В процессе размешивания необходимо исключить появление комков, поэтому песок добавляется небольшими порциями. Смесь можно считать готовой только получения оптимальной жирности.

При изготовлении известково-гипсовой основы нужно подготовить следующие компоненты:

1. Гипс.
2. Песок.
3. Известь.

Гипсовый состав вносится в емкость с водой и тщательно размешивается до тестообразной консистенции. После этого смесь разбавляется с известковым «тестом». Процесс готовки занимает до 2 минут. Последующая обработка выполняется грунтовкой СТ 17 или другим материалом с подобными свойствами.

Добавлять ингредиенты нужно небольшими порциями, поскольку известково-гипсовый состав характеризуется быстрым схватыванием (5 минут) и твердением (30 минут). Если использовать больше жидкости, чем можно, слой штукатурки приобретет рыхлость. Дефицит воды приведет к появлению быстросхватывающего материала.

Чтобы приготовить качественный цементно-известковый состав, понадобится взять известь, песок и цемент. Для начала соединяется песок с цементом, а потом к ним добавляют «тесто» извести, разведенное до консистенции молока. Оптимальное соотношение компонентов выглядит следующим образом 1:1:10 (цемент, известь, песок).

Расход на 1 м2

Что касается расхода штукатурки из цемента и извести на 1 м², то средний показатель достигает 7 кг. Если толщина слоя составляет 5 мм, потребуется 5-6 л. Соблюдение правильных пропорций позволит сократить расход материала и сделать качественную отделку.

Известковые растворы и другие типы кладочных вяжущих

известково-цементный цикл

Джессика (Фохт) Аквилайн, MSHP, Известь Works .us Специалист по консервации

Вяжущие материалы, которые действуют как связующие материалы что при смешивании с заполнителем и водой образуется раствор, который используется для соединения различных блоков кладки вместе, играя структурную и декоративную роль в здании. На протяжении всей истории каменной кладки использовались четыре основных вяжущих: известь, гидравлическая известь, натуральный цемент и портландцемент, все они получены из известняка. Вяжущие вещества влияют на физические и химические свойства раствора, включая его прочность, скорость затвердевания или схватывания и реакцию с окружающими материалами. Ниже приводится краткая история каждого типа связующего, химическая реакция их производства и их физические свойства.

История использования известкового раствора в качестве связующего для каменной кладки

История использования извести в архитектурных целях восходит к четвертому тысячелетию до нашей эры в Анатолии и Палестине, где она использовалась в качестве средства для окраски стен. Самый ранний из сохранившихся известных примеров использования извести в качестве связующего в растворах находится в Кносских дворцах минойской эпохи, около 1700 г. до н.э., где она применялась в качестве штукатурки. Известковый раствор, используемый в качестве структурного компонента, не задокументирован до третьего века до нашей эры в Риме, что совпадает с добавлением пуццолановых материалов, изменяющих химический состав раствора. ¹

Известковый раствор получают из известняка, состоящего в основном из карбоната кальция (CaCO ₃ ), который обжигают в печи при температуре выше 700°C (процесс кальцинирования) и гасят водой для получения извести, который затем смешивают с песком, чтобы сделать раствор. При обжиге известняк разлагается, теряя углекислый газ и 40% своего веса с образованием негашеной извести (CaO).

CaCO ₃ → CaO + CO ₂ ( г )

Затем негашеную известь добавляют в воду во время процесса гашения, что приводит к экзотермической реакции, в результате которой образуется гидроксид кальция (Ca(OH) ₂ ), известный как гашеная известь.

CaO + H ₂ O → Ca(OH) ₂ + тепло

Этот процесс традиционно проводился в яме, вырытой в земле, где негашеная известь оставлялась для созревания, позволяя гидроксиду кальция разрушиться. медленно и тщательно, чтобы добиться характерной гладкости, удобоукладываемости и липкости тонкой известковой замазки. ² Сегодня гашение производится путем продувки паром негашеной извести, в результате чего получается порошок, известный как гашеная известь.

На этом этапе гашеную известь смешивают с песком в соотношении 1:2-3 по объему для получения известкового раствора, который затем можно использовать для кладки каменных блоков или в качестве штукатурки или штукатурки. Если используется гашеная известь, необходимо добавить воду, однако объем воды не должен значительно превышать объем извести. Известковый раствор схватывается при контакте с углекислым газом, присутствующим в воздухе, в процессе, известном как карбонизация, и снова превращается в карбонат кальция.

Ca(OH) ₂ + CO ₂ → CaCO ₃ + H ₂ O

Известковые растворы обычно классифицируются как растворы, твердеющие на воздухе. Когда вода в свежем растворе испаряется, воздух может проникать в теперь открытые поры, позволяя CO ₂ реагировать с известью внутри раствора, достигая полного затвердевания. Поскольку для схватывания и затвердевания известковых растворов требуется CO ₂ , существуют некоторые ограничения в отношении того, где их можно и где нельзя использовать. Они не затвердевают должным образом в очень влажной среде, потому что вода не оставляет поры открытыми для проникновения воздуха. Их также нельзя использовать в массе или в сердцевине толстых стен, потому что карбонизация не произойдет за разумное время, позволяющее раствору затвердеть. Непрореагировавший Ca(OH) ₂ часто встречается в сердцевине древних стен. ³

Использование известкового раствора в кладочной системе имеет несколько преимуществ. Они обладают более высокой паропроницаемостью, позволяя системе дышать, предотвращая попадание влаги и делая систему более долговечной. Известковый раствор обеспечивает гибкость кладочной системы, позволяя ей приспосабливаться к движениям, возникающим в результате воздействия окружающей среды и структурных нагрузок. Низкая прочность раствора обеспечивает любые подвижки конструкции вдоль швов между элементами кладки, предохраняя их от растрескивания и разрушения. Известковые растворы также считаются автогенными или самовосстанавливающимися. Трещины и трещины заживают в процессе растворения, транспорта и повторного осаждения соединений кальция, CaCO ₃ и Ca(OH) ₂ в растворе. Вода позволяет соединениям, содержащим кальций, переходить в раствор, а затем переносит их из зоны, богатой связующим, в пустоты и трещины, имеющиеся в растворе. Затем повторно осажденные соединения кальция могут заполнить тонкие трещины. ⁴

Гидравлическая известь

Вяжущее считается гидравлическим, если оно может схватываться и набирать прочность за счет химического взаимодействия с водой. Гидравлические извести получают из смесей известняка с глинами, которые могут встречаться в природе в виде нечистого известняка (природные гидравлические извести, НГЛ) или быть получены искусственно (гидравлическая известь, ГЛ) путем добавления глины и других материалов к гидроксиду кальция. Нечистый или загрязненный глиной известняк содержит кремнезем и глинозем, а часто и другие материалы, которые могут обеспечивать гидравлические свойства. ⁵ Эти примеси образуют материалы, подобные тем, которые содержатся в портландцементе, такие как двухкальциевый силикат, алюминат и фазы железа. Гидравлические известковые растворы прочнее и схватываются быстрее, чем известковые растворы, но при этом они воздухопроницаемы, позволяют влаге выходить из кладочной системы и могут затвердевать под водой.

Реакция кремнезема и глинозема глины с теплом, водой и известью обеспечивает гидравлический компонент вяжущего. Существует два основных типа гидравлических компонентов: алит (трехкальциевый силикат, C ₃ S) и белит (двухкальциевый силикат, C ₂ S). Алит образуется только при температуре обжига выше 1260°С и поэтому не присутствует в гидравлической извести, где исходный материал обжигается при температуре от 600 до 1200°С. Алит является основным гидравлическим компонентом портландцемента. Белит образуется при температурах от 900 до 1200°C, что соответствует диапазону обжига извести. ⁶ Анализ показал, что гидравлическая известь использовалась в средневековых сооружениях до современного открытия этого процесса в результате обжига богатого глиной известняка при соответствующих температурах для получения белита, в результате чего была получена природная гидравлическая известь. ⁷

Природная гидравлическая известь производится из известняка (карбоната кальция, ГК), содержащего 5-20% глины (мергелистого известняка), который при обжиге при высокой температуре (1000-1100°С) приводит к реакции кремнезема с известью с образованием белит или двухкальциевый силикат (C ₂ S), известь (оксид кальция, C), оксид алюминия (A) и диоксид углерода (C).

CC + AS → C ₂ S + C + A + C

Поскольку в известняке больше карбоната кальция, чем в глине, при обжиге образуется значительное количество негашеной извести (CaO). Затем обожженный камень гасят расчетным количеством воды, превращая его в порошок, как видно из приведенной выше реакции.

Гидравлическая известь сначала затвердевает в результате реакции двухкальциевого силиката с водой (H) при комнатной температуре с образованием гидратированного силиката кальция (CSH) и некоторого количества свободной извести (гидроксида кальция, CH).

C ₂ S + H → CSH + CH

Как и известь, гидравлическая известь подвергается карбонизации. Углекислый газ из атмосферы проникает в раствор после его высыхания, превращая гашеную известь в карбонат кальция и расщепляя гашеный силикат кальция на карбонат кальция и аморфный кремнезем (SH).

CSH + CH + C → CC + SH + H

В процессе затвердевания вяжущее претерпевает некоторую усадку, и для уменьшения усадки и улучшения механических свойств вяжущего требуется добавление безусадочного инертного наполнителя, песка. характеристики. Типичное соотношение для гидравлического известкового раствора по объему составляет 1 часть порошка гидравлической извести на 1-3 части песка на 1/3-½ части воды.

Натуральный цемент

В восемнадцатом веке впервые со времен римлян произошли существенные изменения в понимании вяжущих материалов. В 1796 преподобному Джеймсу Паркеру был выдан патент на изобретение «римского цемента», природного цемента, отличавшегося быстрым схватыванием. Затем на рынке стали появляться многие другие типы природного цемента, все с различными характеристиками. Природные цементы производятся из глинистых известняков, таких как мергели и септариум, с содержанием глины более 25%. Они классифицируются как натуральные, потому что все необходимые материалы уже присутствуют в известняке. Известняк обжигают в печи при таких же низких температурах, 1000-1100°С, которые используются для обжига гидравлической извести. Кальций в известняке соединяется с алюмосиликатами в глине, образуя гидравлические минералы. ⁸ После обжига кальцинированная порода измельчается в мелкий порошок, в отличие от извести, природный цемент не гасится.

Натуральный цемент представляет собой гидравлическое вяжущее с быстрым схватыванием за счет образования гидратов алюмината кальция. ⁹ В качестве вяжущего натуральный цемент обладает более высокой прочностью на сжатие по сравнению с известковыми растворами, но при этом проницаем для водяного пара. Быстрое схватывание и гидравлические свойства природного цемента сделали его популярным раствором для строительных проектов, а также для общего строительства в девятнадцатом веке до появления портландцемента в середине девятнадцатого века. Свойства природного цемента являются прямым результатом количества и состава глины, присутствующей в известняке.

Портландцемент

Портландцемент был запатентован Джозефом Аспдином в 1827 году, который утверждал, что его изобретение может производить искусственный камень не хуже портландцемента. Однако его изобретение еще не было сравнимо с тем, что используется сегодня. Материал, сравнимый с современным цементом, был произведен И. К. Джонсоном в 1845 году путем обжига известняка и глины при таких высоких температурах, что конечный продукт представлял собой застеклованную массу. ¹⁰ По мере развития технологии печей в девятнадцатом веке они могли обжигать при более высоких температурах в течение более длительных периодов времени, что позволяло полностью остекловывать силикаты, присутствующие в глине.

Портландцемент получают путем обжига смеси известняка (CC) и глины (AS), около 22%, при высоких температурах (1450°C), при которых происходит почти полное плавление, превращая смесь известняка и глины в их гидравлические минеральные разновидности, в результате чего после охлаждения образуется клинкер. Затем клинкер тонко измельчают в порошок и смешивают с 5% гипса, что необходимо для уменьшения скорости схватывания, которое начинается при смешивании порошка с водой. Обжиг исходного продукта при этой температуре приводит к получению трехкальциевого силиката (C ₃ S, алит), двухкальциевый силикат (C ₂ S, белит, единственное активное соединение в гидравлической извести), трехкальциевый алюминат (C ₃ A) и алюмоферрит кальция (C ₄ AF) .

CC + AS → C ₃ S + C ₂ S + C ₃ A + C ₄ AF

Затем к продуктам добавляют воду (H), что приводит к образованию гидратированного кальция силикат (CSH), гидратированный алюминат кальция (CAH) и свободная известь, гидроксид кальция (CH). Эта реакция вызывает затвердевание цемента и придает ему его гидравлические свойства, а также высокую прочность.

C ₃ S + C ₂ S + C ₃ A + H → CSH + CAH + CH

По мере старения материала и карбонизации свободная известь снова превращается в карбонат кальция и преобразует гидратированный силикат кальция и алюминат в аморфный кремнезем и глинозем. Реакция карбонизации очень незначительна и не снижает механической прочности цементного раствора.

CSH•CAH•CH + C → CC + SH + AH

Физические свойства портландцемента в первую очередь определяются трехкальциевым силикатом (C ₃ S). C ₃ S – это то, что придает портландцементу быстрое время затвердевания и высокую прочность. Во время отверждения C ₃ S будет гидратироваться с образованием гидратированного силиката кальция (CSH), так же как и двухкальциевый силикат (C ₂ S), но C ₃ S будет производить в три раза больше гидроксида кальция (CH), чем C ₂ S делает. Образование гидроксида кальция начинается, как только к порошкообразному клинкеру добавляется вода, и кристаллизуется в порах строительного раствора, изменяя структуру пор. ¹¹ Это приводит к плохой структуре пустот в строительном растворе, что делает его довольно плотным и снижает паропроницаемость до точки, где он в четыре раза менее паропроницаем, чем натуральная гидравлическая известь. Кристаллизация гидроксида кальция также изменяет эластичность строительного раствора, делая его более жестким, что подвергает строительный раствор более высокому риску образования долговременных трещин.

1 Торрака, Джорджио. Лекции по материаловедению для архитектурной консервации . (Лос-Анджелес: Институт сохранения Гетти, 2009 г.). 50.

2 Броклебанк, Ян. Строительная известь в консервации . (Шефтсбери: Донхед, 2012). 23.

3 Торрака. 53.

4 Любелли, Б., Т.Г. Ниджланд и Р.П.Дж. Ван Хис. «Самовосстановление растворов на основе извести: наблюдения под микроскопом и тематические исследования». HERON 56.1/2 (2011): 76.

5 Брохлебанд. 48.

6 Броклбэнк. 24.

7 Торрака. 58.

8 Лоури, Ричард М. П. «В защиту природного цемента: критическое исследование эволюции технологии бетона в Форт-Тоттен, Нью-Йорк». (Диссертация. Колумбийский университет, 2013) 6.

9 Броклбэнк. 11.

10 Торрака. 61.

11 «Минералогия вяжущих и влияние содержания свободной извести и добавок цемента в известковые растворы». Испытания и исследования продуктов из натуральной гидравлической извести из Сент-Астье, Великобритания . (Сент-Астье, 2006 г.). 8 ноября 2013 г. http://www.stastier.co.uk/nhl/testres/mineralogy.htm

Известь Works .us

Преимущества цементно-известкового раствора | Graymont

Известь уже более 2000 лет является важным компонентом строительных растворов. Характеристики гашеной извести обеспечивают уникальные преимущества при применении в каменной кладке, которые отличают цементно-известковые растворы от других материалов для кладочных растворов. Основные преимущества:

Прочность сцепления при изгибе

Цементные и известково-гашеные растворы типа S показали высокие уровни прочности сцепления при изгибе. Высокая прочность сцепления при растяжении повышается за счет следующих свойств цементно-известковых растворов:

1. Прочность сцепления при растяжении  — это прочность раствора, скрепляющего элементы кладки. Высокая прочность на растяжение достигается за счет следующих характеристик раствора:
   • Известь обеспечивает высокую водоудерживающую способность, что обеспечивает максимально раннее отверждение цементных материалов.
   • Высокая начальная текучесть, позволяющая легко и полностью покрывать элементы кладки.
   • Низкое содержание воздуха в цементно-известковом растворе увеличивает прочность сцепления.
2. Степень сцепления  — Степень сцепления представляет собой процент кирпича, к которому прилипает раствор. Низкое содержание воздуха, тонкость и липкость частиц гашеной извести увеличивают степень сцепления раствора с кирпичом. Эти факторы позволяют цементно-известковым растворам глубоко проникать в кирпич и герметизировать границу раздела кирпич/раствор.
3. Долговечность связи  – (см. раздел «Долговечность» ниже)

Ряд исследований демонстрирует превосходную прочность сцепления цементно-известковых растворов. Для получения копий этих исследований, пожалуйста, свяжитесь с Graymont.

Утечка воды

Исследования показали, что цементно-известковые растворы можно использовать для сведения к минимуму возможности проникновения воды в каменные стены.

1. Степень схватывания  — Низкое содержание воздуха, мелкий размер частиц, высокая пластичность и водоудерживающая способность обеспечивают превосходную степень схватывания цементно-известковых растворов. Это устраняет легкие пути миграции для проникновения воды.
2. Автогенное заживление  — Когда в растворе образуются микротрещины, гашеная известь вступает в реакцию с углекислым газом в атмосфере. В результате этой реакции образуется известняк, который помогает заделывать трещины и заполнять пустоты в растворе. Это объясняет повышенную влагостойкость, отмеченную после шести месяцев отверждения в двух исследованиях.

Долговечность

Кирпичная конструкция представляет собой долговечную систему, не требующую особого ухода. Использование извести в строительных растворах способствует долговечности этой системы. Стойкость известкового раствора подтверждается следующим:

1. Эластичность  — Исследования показали , что растворы с высоким содержанием извести медленно затвердевают и остаются эластичными или гибкими. Таким образом, известь повысила способность конструкции выдерживать напряжения, вызванные движением здания и циклическими изменениями, без чрезмерного растрескивания.
2. Автогенное заживление  — Когда в растворе образуются микротрещины, гашеная известь вступает в реакцию с углекислым газом в атмосфере. В результате этой реакции образуется известняк, который помогает заделать трещину.
3. Проверенная эффективность  — До начала 1930-х годов все каменные здания строились с использованием извести или смеси цемента и извести. Портландцемент не производился в Соединенных Штатах до 1871 года. До этого известь использовалась в качестве основного ингредиента всех строительных растворов. Долговечность этих конструкций служит свидетельством долговечности известковых растворов.

Прочность на сжатие

ASTM C270 позволяет определять строительные растворы по пропорциям или свойствам. Цементно-известковые (CL) растворы, смешанные в соответствии со спецификацией пропорций, обычно имеют достаточную прочность на сжатие, чтобы соответствовать следующей самой высокой спецификации свойств C270. Например, цементно-известковый раствор типа N, как определено спецификацией пропорций, будет иметь достаточную прочность, чтобы соответствовать спецификациям свойств раствора типа S. Указание смесей CL по пропорции обеспечивает запас прочности в отношении прочности на сжатие. Если высокая прочность на сжатие нежелательна, можно увеличить содержание извести и использовать спецификации свойств. В любом случае уровни прочности на сжатие цементно-известкового раствора являются регулируемыми и предсказуемыми.

Гашеная известь повышает прочность раствора за счет нескольких механизмов:

1. Карбонизация  — Гашеная известь реагирует с углекислым газом в атмосфере с образованием известняка.