Строительные материалы и изделия

Глиноземистый цемент

• Глиноземистым цементом называют быстротвердеющее (но нормально схватывающееся) гидравлическое вяжущее вещество, получаемое при тонком измельчении обожженной до плавления (или спекания) сырьевой смеси бокситов и извести с преоблада­нием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция. Для интенсификации процесса помола клинкера допускается введение технологических добавок до 2%, которые не ухудшают качество цемента и снижают его стоимость. Глиноземистый цемент производят трех марок: 400, 500 и 600.

В состав клинкера цемента входят низкоосновные алюмина­ты, при этом главной составной частью является однокальцие­вый алюминат СаО-А12Оз. При затворении порошка глинозе­мистого цемента водой образование пластичного теста, последую­щее его уплотнение и твердение протекают аналогично обыкно­венному портландцементу. Однокальциевый клюминат при взаи­модействии с водой гидратируется, образуя в конечном итоге двухкальциевый восьмиводный гидроалюминат 2СаО • А120з • 8Н20 и гидрат оксида алюминия.

В дальнейшем происходят уплотнение геля двухкальциевого гидроалюмината и кристаллизация продуктов гидратации. Уплот­нение и кристаллизация геля глиноземистого цемента протекают очень интенсивно, что обеспечивает быстрое нарастание проч­ности. Примерно через 5...6 ч прочность глиноземистого цемента может достичь 30% и более от марочной, через сутки тверде­ния — выше 90%, а в 3-суточном возрасте — марочной проч­ности.

По величине предела прочности при сжатии глиноземистый цемент делят на три марки: 400, 500 и 600. Для определения марки испытывают на сжатие половинки образцов-балочек раз­мером 40X40X160 мм, твердеющие 3 сут в нормальных усло­виях. Глиноземистый цемент является быстротвердеющим, но не быстросхватывающимся вяжущим веществом. Начало схватыва­ния его должно наступать не ранее 30 мин, а конец не позднее 12 ч.

Наиболее благоприятными для твердения глиноземистого це­мента являются влажные условия и нормальная температура (20±5)°С. Нарастание прочности цемента в условиях темпера­туры выше 25°С уменьшается. Возможны даже падение достиг­нутой прочности и разрушение бетона в результате перекристал­лизации двухкальциевого гидроалюмината в трехкальциевый. Это называют болезнью глиноземистого цемента. Поэтому про­паривание изделий на глиноземистом цементе не допускается. При температуре ниже нормальной и близкой к нулю твердение глиноземистого цемента происходит удовлетворительно, что объ­ясняется его высокой экзотермией. В течение 1...3 сут твердения глиноземистый цемент выделяет в 1,5...2 раза больше тепла, чем портландцемент. Большое тепловыделение ограничивает примене­ние глиноземистого цемента в массивных конструкциях, так как разогрев бетона внутри массива и охлаждение его снаружи вы­зывают растягивающие напряжения в наружных слоях и обра­зование трещин.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 008, которого должно быть не более 10% массы пробы.

Бетоны на глиноземистом цементе водо-, воздухо - и морозо­стойки, а также стойки в условиях пресных и сульфатных вод, однако разрушаются в щелочных водах. Высокая воздухостой­кость глиноземистого цемента объясняется уплотнением и крис­таллизацией продуктов гидратации цемента и их незначительной деформативной способностью при изменении влажности воздуха. Бетоны на глиноземистом цементе обладают значительной плот­ностью, что и определяет их высокую морозостойкость. Повы­шению плотности способствует гель гидрата оксида алюминия, образующийся при гидратации однокальциевого алюмината, ко­торый имеет плотное строение.

Применение глиноземистого цемента существенно ограничи­вается его стоимостью (он в 3...4 раза дороже портландцемен­та), хотя по своим физико-химическим свойствам (скорости твер­дения, стойкости в различных средах) он превосходит все другие вяжущие вещества, в том числе и портландцемент. Применяют глиноземистый цемент в тех случаях, когда наиболее рациональ­но используются его специфические свойства, например при сроч­ных восстановительных работах (ремонт плотин, дорог, мостов, при срочном возведении фундаментов). Химическая стойкость глиноземистого цемента делает целесообразным его использова­ние для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на пред­приятиях пищевой промышленности, на травильных и красиль­ных предприятиях, для футеровки шахтных колодцев и туннелей. Глиноземистый цемент по сравнению с другими вяжущими обла­дает стойкостью против действия высоких температур (1200... 1400°С и выше), что позволяет использовать его для изготовле­ния жаростойких бетонов, применяемых в качестве футеровки тепловых аппаратов.