Неорганические вяжущие материалы в строительстве

Минеральными вяжущими веществами называются материалы, которые при смешивании с водой способны переходить из жидкого или тестообразного состояния в камневидное.

По условиям твердения и водостойкости продуктов твердения неорганические вяжущие вещества делят на воздушные и гидравлические. К воздушным относятся вяжущие вещества, которые после затворения водой твердеют и сохраняют прочность только на воздухе. Гидравлические вяжущие вещества после замешивания с водой и начального твердения на воздухе в дальнейшем могут твердеть и под водой, набирая при этом прочность.

Вяжущие материалы, полученные искусственным обжигом природных минералов, начали использовать в строительстве еще в глубокой древности. Воздушную известь и гипс применяли в Древнем Египте при строительстве пирамид. На Руси вяжущие строительные материалы начали использовать в X в., на известковом растворе сложены стены Московского кремля (XV в.). Гидравлические вяжущие — гидравлическая известь и романцемент — появились в XVIII в. Способ получения портландцемента был описан Е. Г. Челиевым (1817—1825 гг.). Однако его открытие часто приписывают англичанину Д. Аспдину, который за схожесть с камнем запатентовал это название. На самом деле англичанин не спекал полностью смесь извести с глиной, и его цемент был подобен романцементу.

Современная теория твердения вяжущих веществ, обобщившая все предшествующие, была предложена в 1923 г. академиком А. А. Байковым. Согласно его теории, твердение — это сложный физико-химический процесс, состоящий из нескольких стадий.

Первая стадия — затворение водой и образование пластичного теста. На этой стадии протекают процессы гидратации и гидролиза, в результате которых возникают пересыщенные растворы.

Вторая стадия — схватывание, за счет кристаллизации продуктов гидратации, образующихся на первой стадии, и образования коллоидально-дисперсной фазы.

Третья стадия — твердение, в процессе которого нарастает механическая прочность за счет полимеризации, перекристаллизации мелких кристаллов и упрочнения гелей.