Kőműves anyagismeret Kötő anyagok
Fogalma • Kémiai, fizikai folyamatok következtében képesek folyékony, vagy pépszerű állapotból szilárd állapotba kerülni
Csoportosítása • Természetes, mesterséges • Szerves, szervetlen • Folyékony, szilárd
Nem hidraulikus kötőanyagok • Csak levegőn szilárdulnak meg, vízben nem
Építési mész • Az építő ipar alapvető kötő anyaga • Alapanyaga mészkő • Habarcs kötő anyaga, felhasználható festési célra
Előállítása • Égetés: 900-1100co A mészkőből a széndioxid eltávozik, égetett mész keletkezik • CaCo3 + hevítés = CaO + CO2
Oltás • Az égetett mészhez vizet adagolnak a víz reakcióba lép az égetett mésszel és oltott mész keletkezik • CaO + H2O = Ca(OH)2 • Az oltás hő fejlődéssel és térfogat növekedéssel jár
Megszilárdulás • Az oltott mész a levegővel érintkezve vissza alakul mészkővé • Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
Munkavédelmi szempontok • Oltásnál a bőrre kerülő mész égési sebeket okoz • Mész felhasználásánál a lúgos kémhatás miatt bekövetkező maró hatásra kell figyelni
Minőségi követelmény • Vegyi összetétel • Portartalom • Oltási maradék • Mészpép terülése
Építési gipsz • A gipsz alapanyaga a természetben kristályos alakban előforduló, vegyileg kötött vizet tartalmazó kalcium-szulfát, amelyet porrá őrölve forgókemencében kiégetnek. • A hevítés során víztartalmát elveszíti, ha azonban ismét vizet kap, újfent gipszkővé alakul.
Gipsz gyártása • A gipszkő alacsony hőmérsékleten (110-180 °C) történő égetésekor félhidrátgipsz, azaz építési gipsz jön létre. • CaSO4۰2H2O CaSO4۰1/2 H2O + 3/2 H2O
Jellemzője • Az építési gipsz jellemzője, hogy gyorsan köt és gyorsan szilárdul, szilárdsága 2-25 N/mm2 közötti.
Esztrich gipsz • Nagyobb hőmérsékleten (600-1200 °C) történő égetéskor a gipszkő hidrátvize nagy résztét elveszíti, túlnyomó részt anhidritté alakul. Az így előállított termék az esztrich gipsz, mely lassabban köt és szilárdul mint az építési gipsz, de végső szilárdsága jóval nagyobb lesz (28 napos végszilárdsága minimum 30 MPa). Az esztrichet elsősorban beltéri aljzatok készítésére használják.
Tulajdonságai • Előnyös tulajdonsága, hogy hővezetési tényezője alacsony, sűrűsége kicsi • Hátránya, hogy vízben oldódik és fagyérzékeny, továbbá alacsony pH értéke miatt vasalás esetén a korrózióvédelemről külön gondoskodni kell.
Kötéslassítók • Mész • Enyv • Foszfátok
Gipszkarton • Gipszmag • Karton réteg
A gipszkarton legfőbb alkalmazási területei: • Válaszfalak, térelválasztó szerkezetek, alkalmazásuk itt a legelterjedtebb • Falazott és monolit falszerkezetek szárazvakolata • Álmennyezetek készítése • Tetőtéri borítások • Szárazpadlók és üreges padlók készítése • Tűzvédelmi borítások készítése • Speciális borítások (sugárzásvédő) készítése • Tűzvédelmi aknafal készítése
Vízüveg • A vízüveg megnevezés vízben oldott nátrium és kálium szilikátok gyűjtőneve. • A nátronvízüveget kvarchomoknak nátrium-karbonáttal (szóda) ~ 1500 C-on való összeolvasztása útján állíthatjuk elő: • SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2
Felhasználása • A vízüveg kötőanyag megfelelő adalékanyagokkal (pl. kvarchomok) alkalmas saválló habarcsok és fugaanyagok előállítására is. Üveg és porcelántárgyak vízüveggel jól összeragaszthatók. Papíripari alkalmazása napjainkra háttérbe szorult.
Festékek kötőanyaga • Szilikátfestékek kötőanyagaként általában a kálivízüveget használják. Alkalmazása már a XVIII. sz. végétől ismert. A kálivízüveget szintén kvarchomokból, illetve hamuzsírból állítják elő ~ 1500 oC hőmérsékleten. A folyamat reakcióképlete az alábbi: • SiO2 + K2CO3 -> K2O(SiO2)4 + CO2
Hidraulikus kötőanyagok • A levegőn és víz alatt is képesek megszilárdulni
Cement • Mesterséges úton előállított, finomra őrölt kötőanyag mely vízzel összekeverve mind levegőn mind pedig a levegőn megszilárdul
Feladata • Szilárdulás közben a cementhez adagolt különféle adalékanyagokat megkötik és vízben oldhatatlan kőszerű anyaggá tapasszák össze
Portlandcement A portlandcement 75-80% mészkő és 20-25% agyag zsugorodásig történt égetésével előállított klinkerből, illetve ehhez kötéslassítóként hozzáadott néhány százalék gipszkőből áll. (agyag helyett használnak löszt, pernyét, kohósalakot és homokot is).
Cementpép • A vízzel összekevert cementet nevezzük cementpépnek, ahol a víz-cement tényező a két anyag tömegének hányadosa. Minél nagyobb e tényező annál folyékonyabb lesz a kötőanyag, bedolgozása ezáltal egyszerűsödik, azonban a fölös víz helyén később pórusok, légbuborékok keletkeznek.
Kötése, szilárdulása • A portlandcement kötése és szilárdulása bonyolult kémiai és fizikai folyamatok útján megy végbe. Első lépésben a kötési folyamat játszódik le. Ez addig tart, míg a felület körömmel még karcolható. Szabványos cementeknél a kötés 1 órán belül elkezdődik és 12 óránál nem hosszabb. Ezt követi a szilárdulás, mely általában 28 nap alatt megy végbe. A 28 napon túli szilárdulás az utószilárdulás.
Szemcseméret • Gyorsítja a folyamatot, a cement szemcséinek finomőrlése. A hidratáció a felületen indul meg, durva szemcsék esetében a kötéshez szükséges víz csak lassan jut el a szemcse belsejéig. 20 μm-nél nagyobb szemcsék belseje nem is vesz részt a kötésben. A magyarországi cementek fajlagos felülete 300-350 m2/kg.
A A cementpép kötése a hőmérséklet függvényébenforrás: Balázs Gy., Építőanyagok és kémia
A cement szilárdulása a hőmérséklet függvényében
A cement fajlagos felülete és a kötés ideje közti összefüggés
cement szilárdsága porozitása fügvényében
Különleges cementek: • Szulfátálló cementek: nátrium- és magnéziumszulfát tartalmú talajvizek esetén is alkalmazható • Fehér portlandcement: tiszta nyersanyagokból előállított cement, minimális mennyiségben tartalmaz Fe2O3-ot, illetve más szennyező anyagokat. • Színes portlandcement: díszítőmunkákhoz használt színezett cement. • Aluminát cement: kizárólag tűzálló betonok készítéséhez használják, tűzállósága elérheti az 1600 °C is.
Portlandcementek szabványos jelölése: • pl.: CEM II/A-S 32,5 N • CEM jelölés utal az európai szabványok szerinti minőségű cementre, az ezt követő szám pedig összetételére: • I jelűek homogén cementek, amelyek gyakorlatilag teljes mennyiségben őrölt portlandcement klinkerből állnak. • II Jelűek heterogén cementek, melyekben a portlandcement klinkeren kívül más a szilárdulás szempontjából hasznos anyag is található.
Cement jelölése • A következő betű a cementbe a klinkeren kívül adagolt anyag mennyiségére utal: • A 5-20 % • B 20-35 %
A kötőjel utáni betű ezen anyag fajtáját jelzi: • S Kohósalak • V Pernye • P Trassz vagy puccolán • L Mészkőliszt • M Kompozit vagy multikompozit cement
Jelölés • A betűk után a cement három szilárdsági osztályára utaló szám következik. Végül az utolsó betű a szilárdulás ütemére utal. • R gyorsan szilárduló „rapid” cement • N normál szilárdulású cement
Cement tárolása • Zsákban (papír, műanyag) • Zsákban háromhónapig lehet tároni, az 52,5-t 1hónapig • Ömlesztve lól zárható tartájban • Ömlesztve 12 hónapig , az52,5-t 6hónapig
