A kötőanyagok arról ismertek, hogy az építőiparban széles körben használják épületek, építmények és egyéb építmények építéséhez használt betonok és habarcsok elkészítéséhez. Sokféle változatuk létezik, és ma röviden érintjük a meglévő főbb alcsoportokat.
A kötőanyagok osztályozása
Származásuk szerint szerves vagy szervetlen csoportba tartozhatnak. Az elsőbe mindenféle bitumen, gyanta, kátrány és szurok tartozik. Fő alkalmazási területük a hengerelt vagy darabos tetőfedés, aszf altbeton és sokféle vízszigetelő anyag gyártása. Fő megkülönböztető tulajdonságuk a hidrofóbitás, vagyis az a képesség, hogy melegítés közben vagy bármilyen szerves folyadékkal való kölcsönhatás során meglágyulnak és működőképes állapotba kerüljenek.
A második csoport – a szervetlen kötőanyagok – mészből, gipszből és cementből áll. Mindegyikre van kereslet a beton és a különféle habarcsok előkészítésének folyamatában. A szervetlen kötőanyagok megjelenéseFinomra őrölt anyag képviseli, amely a vízzel való keveredés során folyékony-műanyag pépes masszává alakul, amely tartós kő állapotára keményedik.
Mi jellemzi őket?
A szervetlen eredetű kötőanyagok fő tulajdonságai a hidrofilitás, a vízzel való kölcsönhatás során kialakuló plaszticitás és az a képesség, hogy a félig folyékony pépből szilárd állapotba kerülhetnek. Ebben különböznek az első csoport képviselőitől.
Az edzés módszere szerint a szervetlen kötőanyagok levegős, hidraulikus, savas és autokláv keményedésnek minősülnek. Ez a felosztás attól függ, hogy képes-e hosszú ideig ellenállni a természetes éghajlati tényezőknek.
A légkötőanyagok vízzel való kölcsönhatás hatására megkeményednek, és miután tartós követ képeztek, hosszú ideig ebben az állapotban maradhatnak a levegőben. De ha a felhasználásukkal készült termékeket és épületszerkezeteket rendszeresen nedvesítik, akkor ez az erő elég gyorsan elveszik. Az ilyen típusú épületek és építmények könnyen elpusztulnak.
Mit tartalmaz ez a csoport? Ez hagyományosan magában foglalja a gipsz-magnézia kötőanyagokat - agyagot, levegős mészt. Ha figyelembe vesszük kémiai összetételüket, akkor ez az egész csoport további négyre osztható. Ez azt jelenti, hogy az összes levegő megkötőanyag vagy mész (kalcium-oxid alapú), vagy magnézia (amely tartalmaz maró magnezitet), vagy gipsz.kalcium-szulfát alapú kötőanyag, vagy folyékony üveg - kálium- vagy nátrium-szilikát, amelyek vizes oldat formájában léteznek.
A „vizes” anyagokhoz megyek
Most nézzünk egy másik csoportot – a hidraulikus kötőanyagokat. Hajlamosak arra, hogy megkeményedjenek, és hosszú ideig megtartsák szilárdsági jellemzőiket környezetben, nemcsak levegőben, hanem vízben is. Kémiai összetételük meglehetősen összetett, és különféle oxidok kombinációja.
Ez a nagy csoport pedig a szilikát eredetű cementekre osztható, amelyek körülbelül 75% kalcium-szilikátot tartalmaznak (főleg a portlandcement fajtáival együtt, ez a csoport képezi a modern építőanyag-paletta alapját) ill. egy másik alcsoport - a kalcium-aluminát alapú aluminát cementek (a leghíresebb képviselők az alumínium cement összes fajtája). A romantika és a hidraulikus mész a harmadik csoportba tartoznak.
Mely kötőanyagok savállóak? Ez egy saválló kvarccement, amely kvarchomok és szilícium finomra őrölt keverékeként létezik. Az ilyen keveréket nátrium- vagy kálium-szilikát vizes oldatával zárják le.
A saválló kötőanyagok csoportjának jellemző tulajdonsága, hogy a levegőben történő keményedés kezdeti szakaszán túlmenően képesek kellően hosszú ideig ellensúlyozni a különféle savak agresszív hatását.
Organika az építőiparban
A másik nagy alcsoport szervesA kötőanyagok (amelyek, mint már említettük, főleg aszf alt- és bitumenes anyagokból állnak) teljesen más jellegűek. Ugyanaz az aszf alt lehet mesterséges vagy természetes. Ennek részeként a bitument ásványi anyagok képviselőivel keverik össze mészkő vagy homokkő formájában.
Az építőiparban az aszf altot széles körben használják az útépítésben és a repülőtér-építésben homok, kavics vagy zúzott kő és bitumen keverékeként. Ugyanebben az összetételben aszf altot használnak vízszigetelésként.
Mi az a bitumen? Ez egy szerves anyag (természetes vagy mesterséges), amely nagy molekulatömegű szénhidrogéneket vagy ezek nitrogént, oxigént és ként tartalmazó származékait tartalmazza. A bitumen alkalmazási köre nagyon széles, és az út- és lakásépítéstől a vegyipari és festék- és lakkipari vállalkozásokig terjed.
A kátrány alatt szerves eredetű összehúzó anyagokat értünk, amelyek magukban foglalják az aromás, nagy molekulájú szénhidrátokat és származékaikat – kénsavas, savas és nitrogéntartalmú.
Jonos tulajdonságaik
A szerves kötőanyagcsoporttal szemben támasztott fő követelmény, hogy a szilárd felülettel való érintkezés pillanatában megfelelő fokú viszkozitás legyen, amely lehetővé teszi a magas nedvesítési és burkoló tulajdonságokat, hogy vízálló filmet képezzenek. Egy másik követelmény a minőségi adatok hosszú távú megőrzésének képessége.
Ezeket a kötőanyagokat utak és városi utcák fektetésére használták,repülőtereken és autópályákon, a pincékben és az ipari épületekben járdákat és padlókat rendezni.
Tekintsük most a felsorolt két csoportba tartozó építőanyagok főbb típusait. Emlékezzünk vissza: a szervetlen csoportot főként a levegőben megkeményedőkre és azokra, amelyek vízi környezetben képesek megszilárdulni.
Kötőanyagok – építőanyagok
A jól ismert agyag az egyik legelterjedtebb levegőn kikeményedő kötőanyag. Különféle épületek építésében találta meg alkalmazását. Ez egy agyag üledékes kőzet, amely mikroszkopikus méretű porszerű részecskék homok és kis agyagzárványok keverékeként létezik. Közülük a legkisebbet finoman diszpergáltnak nevezik. Jelenlétük teszi lehetővé, hogy nedves környezetbe kerülve pépes anyaggá alakuljon át. Száradás után ez a műanyag massza könnyen megkeményedik a neki adott formában.
Ha egy ilyen formát elégetünk, akkor a keletkező mesterséges eredetű kő kellően nagy szilárdságú. A többi ásványi kötőanyaghoz hasonlóan az agyag eltérő összetétele miatt sokféle árnyalat lehet. Az ezekre épülő megoldásokból kandallókat, kályhákat raknak, és téglákat is öntenek. Lehetnek soványak, kövérek és közepesek. Az agyag samott tűzálló tulajdonságokkal rendelkezik, ezért nélkülözhetetlen kandallók és kályhák építéséhez.
Mi az a mész
Egy másik nagyon híres és széles körben használta kötőanyagot légépítő mésznek nevezik, és kőzetekből nyerik, nevezetesen krétából, dolomitokból, mészkövekből, kagylókőzetből. A benne lévő fő oxid eltérő lehet, ettől függően a levegő meszet általában dolomitra, magnéziumra, kalciumra osztják. Mindhárom fajtát a megfelelő eredetű mészkő égetésével nyerik.
Levegős mész lehet égetett vagy oltott (vagy hidratált). Ez utóbbi a fenti három egyikének kioltása során keletkezik.
Ha a meglévő mészfrakciót nézi, csomósnak vagy porszerűnek tulajdoníthatja. Az oltott mész meglehetősen nagy porózus csomók. A vízzel való oltás során mészpaszta képződik belőle. A porított mész „kivonásához” a rögös mészből el kell végezni a hidratálási (oltás) folyamatot, vagy a csomókat le kell őrölni. Használható adalékanyagokkal vagy anélkül. Adalékként salakok, aktív ásványok és kvarc eredetű homok szolgálnak.
Mindent a gipszről
A következő anyag az alabástrom, más néven gipsz. Zúzott gipszkő hőkezelésével nyerik. A gipsz három közbenső lépésen keresztül keményedik, ami a feloldódásból, majd a kolloidációból, majd a kristályosodásból áll. Az első szakasz áthaladásakor kétvizes gipsz telített oldata képződik. Megkeményedik, megnövekszik a térfogata és sima fehér felületet kap.
Színező pigmentek használatával lehetséges adnigipsz termékek bármilyen színárnyalatban. Ennek a kötőanyagnak a megkötése általában a keverés kezdetétől számított 4 perccel kezdődik. A kikeményedés 6 és 30 perccel később következik be.
A kötés folyamatában a gipsz és víz keverékét nem szabad keverni és tömöríteni, hogy elkerüljük az összehúzó tulajdonságok elvesztését. A gipsznek jó néhány fajtája van, ezeket a nyomószilárdság mértékét jellemző számokkal jelöljük.
Különböző méretű zacskókba csomagolva kerül forgalomba. A gipsz a legszélesebb körben alkalmazható a lakóépületek és középületek belsőépítészetében. Régóta szokás sokféle göndör formát önteni belőle. Kizárólag száraz helyiségben szabad tárolni, és az eltarthatósága korlátozott az esetleges szilárdságvesztés miatt, mint fő hasznos minőség.
És még többet a gipszről
A gipsz vakolat úgy néz ki, mint egy szürkés vagy élénk fehér por. Ha vízzel keverjük, jellegzetes reakció indul be, és a keverék felmelegszik. A gipszhez szokás speciális anyagokat, úgynevezett retenciós adalékokat adagolni, amelyek célja a vakolás során a konzisztencia és a felülethez való tapadás javítása, valamint a kötési idő kismértékű meghosszabbítása.
Az anyag térfogatának növelése érdekében a munkatulajdonságok elvesztése nélkül töltőanyagokat vezetnek be (például expandált perlitből vagy csillámból). A speciális nagyszilárdságú gipszet magas hőmérsékleten égetik ki, ennek során a kristályvizet eltávolítják belőle. Kikeményedési ideje 20 órára nőtt, illkeménysége sokkal nagyobb, mint a többi fajtáé.
A vakolat gipszet impregnálják és márványozzák (világos fehér, lassan keményedő, belső felületek vakolására használják), és a gyártás során különféle töltőanyagokat és tartó adalékokat visznek bele. A legtöbb ilyen adalék fő célja a kötődés lassító szerepe. A belső vakolat előállításához vakológépekben készítik elő bizonyos töltőanyagok, például homok hozzáadásával.
Száraz vakolatot vagy gipszkarton építőlemezeket is nyernek belőle, és a köztük lévő hézagokat is gipsszel töltik ki. Van hasonló tulajdonságú gitt gipsz is.
Beszéljünk a cementekről
Milyen egyéb tulajdonságokkal rendelkeznek a hidraulikus kötőanyagok? A levegőben megindult keményedési folyamatuk a vízben is folytatódik, erejük megmarad, sőt növekszik. A hidraulikus kötőanyagok családjának jellegzetes és legismertebb képviselői természetesen a cementek. Szilárdságtól függően vannak jelölve, és egy adott minta márkáját a hajlítási és összenyomási végső terhelés meghatározása határozza meg. Ezenkívül minden mintát a cement és homok elfogadott arányában kell elkészíteni, és egy bizonyos 28 napig tartó teszten át kell menni.
A cement kötési sebessége is eltérő lehet – lassú, normál vagy gyors. Hasonlóképpen a kikeményedés mértékétől függően bármilyen cement lehet hagyományos, gyorskötésű, illkülönösen gyors keményedés.
Ebbe a csoportba tartozik például a portlandcement, amely enyhén zöldes árnyalatú, finom szürke por formájában létezik, adalékok hozzáadásával, amelyek granulált salakból (portlandi salakcement) származhatnak.
A kötési sebességről
A kötőanyagok minőségi vizsgálata (valamint a gyártás) számos szabványnak megfelelően történik. A meglévő csoportok mindegyikére korlátozásokat dolgoztak ki, amelyek meghatározzák a beállítás kezdetének és befejezésének standard idejét, a víz összekeverésének pillanatától számítva.
Egy másik alumíniumtartalmú cement egy gyorsan keményedő hidraulikus kötőanyag. Megjelenésében barna, szürke, zöldes vagy fekete színű finom por (a feldolgozási módszertől és a kezdeti összetevőktől függően). Valamivel finomabb, mint a portlandcement, és valamivel több vizet igényel.
Vegyes típusú kötőanyagok – olyanok, amelyek levegőn és vízben is megkeményednek, és csak nem vasbeton vagy habarcs gyártásához használják.
Bitumenek és hatókörük
Ami a legnépszerűbb szerves kötőanyagokat illeti, családjukban sokféle bitumen és kátrány található, a feketétől a sötétbarnáig terjedő színben. Az ilyen kötőanyagok használatának hagyományos területe a vízszigetelés. Ez az építőanyag vízálló, vízálló, időjárásálló és rendkívül rugalmas. Lágyítsuk és cseppfolyósítsuka kötőanyagcsoport állapota melegíthető. A hőmérséklet csökkenésével viszkozitásuk nő, és teljesen elveszhet.
Ez a csoport elsősorban a természetes eredetű, valamint az olajfinomítás során nyert bitumenből áll. Kémiai összetételük oxigén-, hidrogén-, kén- és nitrogénmolekulákból áll. A kőolaj-bitumen (folyékony, szilárd és félszilárd) az építőiparban keresett.
Céljuk szerint három csoportba is besorolhatók - tetőfedés, építés vagy út. Tetőfedő anyagokból impregnáló kompozíciót készítenek, tetőfedő filct és sokféle masztixet gyártanak.
A kemény és rugalmas-kemény minőségű ipari bitumeneket nagyvákuum-módszerrel állítják elő, további feldolgozási lépésekkel, amelyek során az olaj magas hőmérsékleten felforr. Különösen ellenáll a hőnek és a hidegnek oxidálódnak. Vannak bitumen és polimerek keverékei is, amelyek befolyásolják a viszkozitás mértékét. Minden fajra jellemző, hogy a hőmérséklettől függően változtathatja a konzisztenciát, és a különböző fázisok ismétlődően váltakozhatnak. A bitumenes kötőanyagok családjának tapadó tulajdonságai azon alapulnak.
Milyen értékesek
A bitumen tágulási foka magas hőmérséklet hatására 20-30-szor nagyobb, mint az ásványi anyagoké. Értékes tulajdonságaik a vízállóság, a sóknak, lúgoknak, agresszív savaknak és a lefolyókkal szembeni ellenállása. Példa erre a só, amelyet télen az utcán a hóra szórnak, hogy elolvadjon.
A bitumen ellenállását a szerves oldószerek, olajok és zsírok, a fény, a hő és a levegő oxigénje csökkentik, amelyek oxidálják az alkotórészeiket. Melegítéskor a puha részecskék elpárolognak, és a bitumen felülete megkeményedik.
Előnyük az alacsony gyúlékonyság, vagyis ez az anyag nem gyúlékony. A petróleum-bitumen nem jelent veszélyt az egészségre, és nem minősül ilyennek. Egyéb tulajdonságaikként termikus viszkozitásról, magas hőszigetelésről, jó nedvesítésről beszélhetünk.
A bitumen keménységét a beléjük merített tű behatolási mélysége határozza meg (ezt századmilliméterben mérik) normalizált terhelés mellett, meghatározott ideig, meghatározott hőmérsékleten. A szilárd és a folyékony halmazállapot közötti átmenet csúszó jellegű, és az alacsony hőmérsékleten kialakuló lágyulási pont határozza meg. Ezenkívül jellemző rájuk az úgynevezett töréspont – ez az a hőmérséklet, amelyen a hajlítandó bitumenréteg megreped vagy eltörik.
Egyéb tartalom
Milyen egyéb szerves kötőanyagokat tud megnevezni? A kőszénkátrány szurkot, amely viszkózus vagy szilárd fekete anyag, és kátránylepárlás termékeként szolgál, tetőfedővel impregnálják. Ez az anyag meglehetősen veszélyes, és égési sérüléseket okozhat, ha a bőrrel érintkezik. Borús napokon vagy gyenge fényviszonyok mellett működik a legjobban.
A kőszénkátrány olyan anyag, amely a kokszgyártás során melléktermékként szabadul fel. Megtaláltafelhasználása tetőfedő és útépítési masztix gyártásában.
