Специальные цементы

Специальные цементы отличаютс от портландцемента и его разновидностей видом исходного сырья, технологией производства, химическим и минералогическим составами, свойствами и областями применения. В эту группу гидравлических вяжущих входят глиноземистый, расширяющийся, безусадочные цементы и гипсоцементно-пуццолановое вяжущее вещество, напрягающий цемент.

Глиноземистый цемент (ГОСТ 969-77) по минералогическому составу и техническим свойствам отличается от портландцемента. Глиноземистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое обжигом и последующим тонким измельчением сырьевой смеси известняков СаСO₃ и бокситов (Аl₂О₃) и состоящее преимущественно из алюминатов кальция (ГЦ) часто называют алюминатным), придающих вяжущие свойства.

Сырьем для его производства служит смесь известняка или извести и пород с высоким содержанием гидрата глинозема Аl₂О₃·пН₂О, чаще бокситов. Сырье обжигают до плавления в электрических дуговых или доменных печах при температуре более 1500 °С или реже до спекания при 1200-1300°С во вращающихся печах. В процессе твердения, протекающего аналогично твердению ПЦ, образуется высокопрочное вещество двухкальциевый гидроалюминат 2СаО·Аl₂О₃·8Н₂0 в кристаллической форме и гелевидная масса гидроксида алюминия А1(ОН)₃.

Полученный продукт после охлаждения размалывают в порошок. Тонкость помола глиноземистого цемента должна быть такой, чтобы остаток при просеве на сите с сеткой № 008 не превышал 10% массы пробы. Вследствие высокой твердости помол сплава(клинкера) требует больших затрат электроэнергии, что является причиной, наряду с дефицитностью бокситового сырья, высокой стоимости и ограниченного производства глиноземистого цемента(он в 4-5 раз дороже портландцемента).

Химический состав ГЦ определяет быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента. Уже в первые сутки твердения глиноземистый цемент набирает более 50% марочной прочности. При столь быстром твердении он обладает нормальными сроками схватывания: начало схватывания не ранее 30 мин., конец – не позднее 12 ч от начала затворения. Марки ГЦ, определяемые по результатам испытания образцов 3-х суточного возраста по прочности на сжатие: 400, 500 и 600. Портландцемент набирает такую прочность только через 28 суток нормального твердения.

Преимущества:

· ГЦ по сравнению с ПЦ дает искусственный камень, более плотный и более стойкий в большинстве агрессивных сред: в растворах сульфатов кальция и магния, в морской и болотной воде;

· после полного затвердения он может выдерживать нагрев до 900°С, поэтому его применяют для приготовления жаростойких бетонов, выдерживающих нагрев до 1200°С;

· коррозионностоек в сульфатных, морских и углекислых водах.

Недостатки:

· ГЦ обладает высокой экзотермией — тепловыделение при твердении в 1,5 раза больше тепловыделения портландцемента, поэтому применять его для бетонирования массивных конструкций не рекомендуется;

· смешивать глиноземистый цемент с известью или портландцементом нельзя, так как кроме снижения его прочности, может произойти разрушение этого смешанного вяжущего под действием щелочей при твердении;

· широкое применение ограничивается его высокой стоимостью (он в 4 раза дороже портландцемента).

Применение – в специальных сооружениях, для изготовления быстротвердеющих и жаростойких бетонов и строительных растворов, при аварийно-ремонтных и монтажных работах, а также зимнем бетонировании, для изготовления расширяющегося и безусадочного цементов.

Расширяющиеся и безусадочные цементы (расширение 0,2...1,0%) – цементы, способные, в отличие от других видов цементов, обеспечить водонепроницаемость при заполнении швов между панелями, заделке трещин, гидроизоляции туннелей, стволов шахт и других работах. Кроме того, эти цементы отличаются способностью при твердении во влажных условиях незначительно расширяться или не давать усадки при твердении на воздухе.