Ústav stavebního zkušebnictví Středisko radiační defektoskopie
STAVEBNÍ LÁTKY Pojiva a malty I. Ing. Lubomír Vítek, Ph.D.
Pojiva - důležité místo ve stavebnictví - podstatná složka kompozitů – staviv
Pojiva jsou organické nebo anorganické látky, které se mísí s plnivy na směsi, mající vhodnou tvárnost a po zatvrdnutí dostatečnou pevnost spolu s dalšími požadovanými a potřebnými vlastnostmi. Ve stavebnictví pro stavební pojiva je pojem „maltoviny“ anorganické stavební pojivo, připravené z vhodných surovin, obvykle pálením za vysoké teploty, po následném rozemletí či vyhašení, s vodou a plnivem dává zpracovatelnou směs – tuhne a tvrdne za vzniku nových chemických sloučenin na stavivo o dostatečné pevnosti
Pojiva kriterium dělení podle vazby mezi částicemi:
Mechanická nedochází ke změně základní chemické podstaty ( hlína , asfalt, lepidla )
Chemická
dochází ke změně základní chemické podstaty (sádra, vápno vzdušné i hydraulické, cementy)
Zvláštní
vyznačují se některými speciálními vlastnostmi ( žáruvzdorná, chemická odolnost atd. )
Pojiva
Vzdušná pojiva po rozmísení s vodou tuhnou a tvrdnou a jsou stálé jen ve vzdušném prostředí ( vzdušné vápno, sádra, sádrová pojiva, hořečnatá maltovina atd. )
Hydraulická pojiva po částečném zatuhnutí na vzduchu na vzduchu, tuhnou a tvrdnou a mají tvarovou stálost jak na vzduchu tak i pod vodou ( hydraulické a vápno a cementy)
Pojiva Při výrobě pojiv se používají různé přísady upravující vlastnosti:
Hydraulické přísady ( pucolány )
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 ( obsažené v tufech, tufitech, trasu, spongilitu, popílku )
Latentně hydraulické přísady projevující hydraulicitu až po přidání budiče např. CaO ( vysokopecní granulovaná struska )
Pojiva vzdušná Sádra
Sádra – užívána již ve starém Egyptě definice: maltovina získaná odvodněním CaSO4.2H2O sádrovce částečným = půl(hemi)hydrát = rychletuhnoucí nebo úplným = anhydrit (též přírodní) = pomalutuhnoucí vlastnosti: jen pro interiérové aplikace, lehce zpracovatelná a formovatelná, dobře izoluje zvukově i tepelně, příznivě ovlivňuje relativní vlhkost v interiéru suroviny: sádrovec, energosádrovec, sádrové střepy nebo přírodní anhydrit
Pojiva vzdušná Sádra Mineralogické složení Určuje vlastní hydrataci a tuhnutí - půlhydrát CaSO4.1/2H2O - [α] nenarušená vnitřní struktura - [β] narušená vnitřní struktura základ rychle tuhnoucí sádry - anhydrit CaSO4 – III. Vzniká při 200°C, rozpustný v H2O
- anhydrit CaSO4 – II. Vzniká při 500°C, nerozpustný v H2O - anhydrit CaSO4 – I. Vzniká při 800°C základ pomalu tuhnoucí sádry
Pojiva vzdušná Sádra
Výroba
- vařáky – mletý sádrovec se za míchání profukuje ostrou parou = rychletuhnoucí [β] sádra - autoklávy – mletý sádrovec se odvodňuje v přetlaku syté páry při 124 °C = rychletuhnoucí [α] sádra - šachtové pece – drcený sádrovec až 800 °C = [pomalutuhnoucí] sádra - sušící mlýny – výše teploty = [β] nebo pomalutuhnoucí
Pojiva vzdušná Sádra
Sádru a sádrové maltoviny rozdělujeme na: Sádru rychle tuhnoucí Sádru pomalu tuhnoucí Sádrovou maltovinu Anhydritovou maltovinu
Pojiva vzdušná Sádra Rychletuhnoucí sádra – složení: čisté formy [α] či [β] nebo směs i s nízkým obsahem anhydritu III. - modelářská s. > 90% [α] poč. tuh. 4-6 min. celk. 9 min. - štukatérská s. > 70% [α] mezi - stavební s. pouze [β] poč. tuh.~ 20 min. celk.~ 30 min. vodní součinitel w / s nízký pro [α] 0,2 ~ 0,6 vysoký pro [β] 0,7 ~ 1,7 Pevnosti obvykle v rozsahu 2 ~ 25 MPa v tlaku (G-2ažG-25) Nepříznivý vliv vlhkosti (1% vlhkosti sníží pevnost až o 40%) Urychlovače (NaCl, KCl), zpomalovače (klih, Ca(OH)2,) Nižší schopnost pojit plniva, pH 6,5 - 7,5, rozpínání až 1%
Pojiva vzdušná Sádra
Pomalutuhnoucí sádra - Pálením sádrovce nad 800°C vzniká anhydrit I. a II a volné CaO, který působí jako budič - Počátek tuhnutí 2 – 5hod, doba 6-12 hod a více - Pevnost v tlaku až 30 MPa , ohybu cca 1/7 - Výroba obkladových desek, omítky, umělý mramor
Pojiva vzdušná Sádra - výrobky Podle EN se sádrová pojiva dělí: • Pro přímé použití na stavbě • Pro další procesy Sádrové malty pro vnitřní použití (B1-7) Sádrová malta pro vnitřní omítky pro speciální použití (C1-6, pro vláknité výrobky, pro zdění, zvukovou a tepelnou izolaci, ohnivzdorné, tenkovrstvé) Průmyslově vyráběné výrobky (sádrokarton, sádrové tvárnice, výrobky pro vnitřní omítání vyztužené vlákny, stropní pohledové prvky, směsi, tmely, lepidla)
Pojiva vzdušná Sádrové maltoviny
- Společné mletí sádry s přídavkem PC, VPstrusky nebo hydraulických látek De Wyldova – sádra + vodní sklo Scotova – anhydrit + CaO do slinutí Pariánská – anhydrit + borax Keenova – sádrovec + kamenec Anhydritová – anhydrit mletý s budičem (alkalický síran) – podlahy, vnitřní omítky Vlastnosti podobné PC , pevnosti cca 35 MPa
Pojiva vzdušná Hořečnatá maltovina Sorelova (hořečnatá) maltovina patentována 1867 def: pálená magnésie + roztok chloridu či síranu Mg, podle koncentrace rozt. vzniká: x.MgO.MgCl2.y.H2O oxichlorid hořečnatý hydrát – je elektricky vodivý, čím koncentrovanější roztok tím pomaleji tuhne a má vyšší pevnosti v tlaku až 100 Mpa plniva: mletý kř. písek – základy pod stroje, mlýnské kameny SiC – brusné prvky piliny – (xylolit) podlahoviny korek, pemza – izolační materiály
Pojiva vzdušná Křemičitany alkalických kovů Křemičitany alkalických kovů se jako pojivo používají ve formě koloidního vodného roztoku nazývaného vodní sklo (tavení uhličitanu sodného s křemičitým pískem při 1400 °C) • • •
• •
Pojivo kyselinovzdorných tmelů Pojivo žáruvzdorných materiálů Minerální vláknité materiály pojené vodním sklem (protipožární ochrana ocelových konstrukcí) Silikátové nátěry ( propustnost pro vodní páru) Silně alkalické vodní sklo, kombinované s přírodními nebo umělými hlinitokřemičitany – nové materiály Geopolymery
Pojiva vzdušná Vzdušné vápno – historické použití, déle než 5 tis.let – technický název pro CaO – pálené vápno suroviny: vysokoprocentní vápenec ~ 75 % uhličitanu vápen. případně mírně dolomitický vápenec (max. 7 % MgO) výroba: pálení pod mez slinutí ~ 1050 °C měkce pálené pro stavební účely nebo tvrdě pálené ~1200°C pro chem.prům. hašení: – mokré 240 ~ 320 l. vody/100 kg CaO – vzniká suspenze „hašené“ vápno – suché 60 ~ 70 l. vody/100 kg CaO – v uzavřeném reaktoru vzniká „vápenný hydrát“ jako práškový produkt
Pojiva vzdušná Vzdušné vápno technické názvy: bílé X dolomitické (max. 7% MgO) pro „bílé“ však barva není podmínkou – Čebín-růžové vlastnosti: vydatnost – litry kaše z 1 kg, aktivita – teplota po 15 min. hašení, je-li > 60°C = měkce pálené výrobní technol.: kruhové pece – historie šachtové pece – dosud, hrubé drcení suroviny rotační pece – posledních 60 let, jemné drcení suroviny použití: – mleté pálené vápno – pórobetony – vápenný hydrát – suché maltové směsi, nátěry
Pojiva vzdušná Karbidové vápno
Sekundární produkt při výrobě acetylenu z CaC2 Ekvivalent čistého hašeného vápna Jen „kosmetické nevýhody“ ( barva, zápach) Ekonomicky velmi výhodné Výroba malt pro zdění
Pojiva hydraulická – hydraulické vápno – portlandský cement – speciální cementy charakter: CaO + MgO hydraulický modul MH = ------------------------------SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 - vzdušné vápno (min. 85% CaO) MH nad 9 - hydraulické vápno MH pod 6 až k 1,7 - románský cement MH 1,7 až 1,1 - portlandský cement MH pod 2,5 - hlinitanový cement MH pod 1,5
Pojiva hydraulická Hydraulické vápno – minimum 10% hydraulických složek slabě hydraulické 10 ~ 15% hyd. sl., MH 9~3; 1,5 MPa/28 silně hydraulické > 15% hyd. sl., MH 3~1,7; >4 MPa/28 přírodní – pálení vápenců s příměsí jílů umělá – mletí vzdušného vápna + vhodné přísady s obsahem hydraulických oxidů hašení – nutné jen u slabě hydraulických vlastn.: – pevnosti v tlaku v rozmezí 1,5 ~ 15 MPa/28 dní – podstatně rychleji tuhne a tvrdne než vzdušné, proto někdy přídavek regulátoru (sádrovec) použití: – malty pro rychlé zdění – zdění i omítky do vlhkého prostředí (sklepy)
Pojiva hydraulická Románský cement
Obdoba hydraulického vápna Výroba: výpal slinků s více jak 25% jílovina na 1100°C Vlastnosti: MH 1,1 – 1,7 pevnost v tlaku až 15 MPa Použití: obdoba hydr. Vápna, ale lepší při střídání vlhkého a suchého prostředí, výroba betonů nižších tříd, nevyztužené bloky urychlované UTB
