• kötőanyagok

A szervetlen kötőanyagok megkötésének alapjai

Annak ellenére, hogy egyes kötőanyagok kémiai és ásványi összetételüket tekintve nagymértékben különböznek, bizonyos párhuzamok figyelhetők meg a kötőanyagok kötési/megszilárdulási mecha­nizmusában.

A megszilárdulás szempontjából döntő jelentő­ségűek a kristályosodási folyamatok. A finom por­szerűre őrölt, leggyakrabban már kristályokból álló kiindulási termékből víz hozzáadásával új és más kristályos vegyületek keletkeznek.

Ez a folyamat a következő szakaszokra bontható:

• A massza felvitele és a habarcs megkeményedése a víz eltávozásának hatására. Ez bekövet­kezhet egyrészt azáltal, hogy a víz elpárolog, másrészt, hogy behatol az alapfelületbe, de végbemehetnek egyéb, az adott anyagra jellemző köztes folyamatok, amelyeknél szükség van vízre vagy nedvességre.
• Szilárdulási fázis, amikor végbemegy a kötési folyamat, a massza annyira megszilárdul, hogy elveszti feldolgozhatóságát. Lényegé­ben ezt a folyamatot az határozza meg, hogy a keletkező kristályok egymással összekap­csolódnak vagy egymásba főgázodnak.
• Kötési fázis, amikor a szilárdság eléri a szab­ványban meghatározott értéket.
• Kötés utáni fázis. A különböző körülmények hatására bekövetkező változások a kötőanyag szilárdságában, ilyen körülmények például az eltelt idő, ez tarthat évekig, évtizedekig vagy akár évszázadokig is. A kötőanyagok nagy ré­szében a kötés után még hosszú időn keresztül változnak a szilárdsági tulajdonságok.

Anélkül, hogy ismernénk a megszilárdulás – és ezzel a kristályképződés – alapvető mechanizmusát és a keletkező kristályos szilárd anyag tulajdon­ságait, a szervetlen kötőanyagok megítélése és megítéltetése nehezen lehetséges.

A következőkben általános érvényű dolgokról lesz szó, amelyek szem előtt tartása nagyon fontos! A vízzel bekevert massza megkötése kristály­képződés útján következik be (egyetlen kivétel az agyag). Legvégül bizonyos egyéni tulajdonságok­kal rendelkező kapillárporózus szilárdtest alakul ki.

Kristályosodás alatt az atomok, ionok és molekulák szabályszerű, kristályrácsban történő lerakódását értjük. A kristályrács felépítése megfelel a szim­metria törvényeinek. A kristályosodás folyamata elvileg addig tart, amíg további atomok, ionok vagy molekulák vannak nem kristályos állapotban és rendelkezésre áll megfelelő mennyiségű transz­portközeg (pl. a víz).

Minden szervetlen kötőanyag por formában vagy őrleményként fordul elő, amelynek finomsága a 2000-25 000 cm2 fajlagos felületű tartományba esik. A kötőanyag mindig hegyes szemcsékből áll, eltekintve a nagyon finomra őrölt, 0,1 mm-nél ki­sebb szemcseméretű poroktól. Minden szervetlen kötőanyagot vízzel kevernek be. Ebben a sűrűn folyó „ásványvízpépben” új kristályok keletkeznek.

Az új kristályok keletkezhetnek azokon a helyeken, ahol kötőanyagszemcse van jelen, de kialakulhatnak más helyeken is, ahol a kötőanyagszemcse először feloldódik és a töményedő túltelített oldatból újabb kristályok válnak ki. Gél állagú fázisok csak nagyon ritkán, speciális esetekben, kis mennyiségben ala­kulhatnak ki mint közti termékek.

Szilárdság kialakulása

A szilárdság kialakulása lényegében háromdi­menziós, egymással összekapcsolódó pálcika és tű alakú kristályok keletkezésével történik, amelyek hosszúsága az <1-100 μ mérettartományba esik. A kristályok hosszúságának és szélességének egy­máshoz képesti aránya 1:3-tól egészen az 1:1000-ig terjedhet. Emellett vannak lemezes kristályok is, ezek hatszögletű tábla alakúak. Ahhoz, hogy a szilárdság korlátok nélkül kialakulhasson, arra van szükség, hogy a kristályképződés folyamata mechanikailag zavartalanul mehessen végbe.

A szilárdság kialakulásakor előforduló mechanikai behatások, mint például az érintés, az átvágás, szétroncsolják az épülő kristályvázat, és ezzel je­lentősen csökkentik a szilárdságot. Minél sűrűbb a kristályok összekapcsolódása és minél teljesebb a térkitöltés, annál nagyobb szilárdsági fok érhető el. A nagy térkitöltés és az erősen összekapcsolódó, tűszerű kristályképződmények a nagy szilárdságú megkötött kötőanyag jellemzői. A durva, tűszerű képződmények (pl. a megkötött gipsz) kisebb szi­lárdságúak, mint a finom, tű alakú kristályok (pl. a megkötött portlandcement).

Végül rá kell mutatni arra, és figyelembe kell venni, hogy a szervetlen kötőanyagok hajlítószilárdsága minden esetben lényegesen a nyomószi­lárdság alatt van. Minden szilárd kristályos anyag markáns ismertetőjegye, hogy a hajlítószilárdság gyenge pontnak tekinthető. Ezenkívül a szervet­len kötőanyagok abban is kitűnnek, hogy mindig lényegesen több vizet igényelnek, mint amennyire ténylegesen szükség van a kötési folyamatban.

A szükséges víz két csoportba osztályozható:

A reakcióhoz szükséges víz, ezt keverővíznek vagy elreagálóvíznek nevezzük, ill. van az alakítható­sághoz szükséges adalékvíz. Itt feltétlenül figyelni kell arra, hogy az adalékvíz azzal együtt, hogy könnyebben alakíthatóvá, formázhatóvá teszi a habarcsot, mindig csökkenti a térkitöltést és ezzel a szilárdságot, mivel általa járulékos pórusrendszer alakul ki. Mint ahogyan már említettük, a kötési folyamat mindig kristályosodási folyamatot jelent, amely végbemehet igen egyszerű módon, mint pél­dául a gipsz és a mész esetében, de jelenthet nagyon bonyolult folyamatot is, mint például a hidraulikus kötőanyagok megkötése.