61.Глиноземистый ц.

Состав глиноземистого Ца: Глиноземистый Ц представляет собой быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, из низкоосновных алюминатов кальция и получаемое тонким измельчением обожженной до плавления или спекания сырьевой смеси извести (известняка) и бокситов. (Боксит - продукт разрушения базальтов, гнейса и других горных пород). Химический состав колеблется, основной окисел – глинозем до 40-75%. Хим состав: Al₂O₃ - 30-50%; CaO - 35-45%; SiO₂ - 5-10%; Fe₂O₃ - 5-15%

Глинозем в бокситах представлен в моногидратах (диаспора) и тригидрата (гидрогиллита). Главные примеси SiO₂ и Fe₂O₃.) и рассчитанной на преобладание в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция, можно вводить до 1% добавок. Для твердения глиноземистого Ца наиболее благоприятны водные условия. Бы на его основе характеризуются высокой водостойкостью, Мрзю, жаростойкостью. Мрз. объясняется тем, что он обладает повышенной плотностью Цного камня. Стоек в растворах сульфата Са, Mg. Глиноземистый Ц применяют в стр-ве в чистом виде и в качестве компонента расширяющихся, быстротвердеющих, огнеупорных и других спец-ных вяжущих веществ. Иногда в глиноземистый Ц вводят до 20-30% кислого доменного гранулированного шлака. Это способствует улучшению некоторых тех-гических свойств глиноземистого Ца (снижению экзотермии, уменьшению усадки и др.), а также удешевляет продукт. Глиноземистый Ц в 5-6 раз дороже портландЦа, поэтому применять его следует лишь в тех случаях, когда его ценные качества используются наиболее полно. Например, при возведении Бных и ЖБных конструкций, если необходимо получить высокую прочность в очень сжатые сроки, особенно при пониженных tах окружающей среды; в конструкциях, подвергающихся систематическому замерзанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию, особенно при службе конструкций в морской воде, в водных растворах некоторых сульфатов и т.п. Широко применяют глиноземистый Ц при изготовлении жароупорных Бов и различных видов расширяющихся Цов, а также при выполнении аварийных и ремонтных работ. Нельзя использовать глиноземистый Ц там, где при твердении tа может быть увеличена выше 25-30^оС, и там, где может быть агрессия сульфатными водами. Химический состав глиноземистых Цов подвержен значительным колебаниям. Сод-ние основных оксидов: СаО – 35-45%, Al₂O₃ – 30-50%, SiO₂ – 2-10%, Fe₂O₃ – 5-15%. Минеральный состав: преимущественно представлен низкоосновными алюминатами кальция и , которые и обуславливают его свойства как БТЦ. Главная роль принадлежит СА. Произ-во глиноземистого Ца: Из боксита и известняка (вместо боксита иногда используют алюминиевые шлаки). О бжиг до спекания или плавления. До спекания t = 1150-1250^оС во вращающихся, шахтных и других печах на газообразном и жидком топливе. Обжиг до tы плавления 1380-1600^оС – в эл. и доменных печах, выпускают в виде расплава определенного химического состава с t = 1600-1700^оС. Боксит берут по коэффициенту качества не ниже 5-6. Охлаждают разливом на площадке, затем дробят в 2 стадии, помол в трубных шаровых мельницах до остатка на сите 008 не более 10%. При изготовлении ангидритоглиноземистого и шлакоглиноземистого Цов осуществляется совместный помол всех материалов. Ангидрит и шлак в начале дробят и сушат до влажности 1-2%.

Твердение глиноземистых Цов основано главным образом на взаимодействии с водой с образованием гидратных соединений.

В смеси СА с вольским песком 1:3 и водой образуются в основном САН₁₀ и C₂AH₈. СА схватывается медленнее, но твердеет быстро. C₅A₃ (или С₁₂А₇) +Н₂О – схватывается через несколько минут, образуются С₄АН₁₄ и С₃АН₁₂ С₂АН₈.

Процесс затвердевания теста глиноземистого Ца и последующее упрочнение Цного камня аналогичен портландЦу. Кристаллогидраты САН₁₀, С₄АН₈, CFH, C₂FH обеспечивают Цному камню высокую начальную прочность через 24 часа. R = 0,75-0,9R_конеч. Рост прочности через 3 суток практически завершается за счет образования гидроалюминатов кальция. При tе больше 25-30^оС наблюдается переход гексагонального С₂АН₈ в кубический С₃АН₆, что сопровождается упадком прочности. Поэтому ТВО для глиноземистых Цов запрещена, кроме того перестройка из САН₁₀ в С₃АН₆ сопровождается выделением воды, уменьшается объем воды на 52,6% и резко увеличивается пористость со всеми отрицательными последствиями для прочности, воздухо- и водонепроницаемости, а также для стойкости во времени. В естественных условиях это может протекать десятилетиями, а при tе выше 50^оС за 1 сутки. Начало и конец схватывания в пределах 15-25 минут, гипс удлиняет схватывание до 45-50 минут. Свойства глиноземистого Ца Цвет – от серого до черного. Истинная плотность 3,1-3,3 г/см³, нормальная густота 24-28%. Начало схватывания не ранее 30 минут, конец не позднее 10 часов. Выпускают марок 400, 500 и 600 (растворы с песком 1:3), балочки 4×4×16 см. Цы, полученные плавлением активнее, чем спеканием. Благоприятные условия для твердения – водная среда и tа 15-20^оС, при пониженных tах 5-10^оС твердение значительно, т.к. у глиноземистого Ца большое тепловыделение. Бы на глиноземистом Це высокой водо-, морозо- и паростойкости, т.к. нет Са(ОН)₂, плотные Бы, пористость ниже в 1,5-2 раза по сравнению с портландЦом. Стоек в растворах CaSO₄ и MgSO₄, а также в растворах и парах неорганических кислот, благодаря выше перечисленным хар-кам и образованию пленки Al(OH)₃, которая не позволяет воздействовать сульфатам. Эта пленка защищает и от углекислых вод, слабых растворов минеральных кислот, различных пром-ных вод. Но глиноземистый Ц уступает портландЦу при воздействии щелочных соединений, т.к. они вступают в реакцию с Al(OH)₃, образуя растворимые соединения: .

Постепенно пленки разрушаются и Цный камень подвергается коррозии. Нужно избегать заполнителей, содержащие щелочные соединения. Известны гидротехнические соор-ния, возведенные на глиноземистом Це, которые уже в течение 20-30 лет не подвергаются коррозии в морской воде. Жаро- и огнестоек до 1200-1400^оС и выше, а с добавлением хромитов – t = до 1400-1600^оС – жаростоек и огнеупорен.

Смешанные вяжущие вещества со спец-ными свойствами. При смешение различных чистых вяжущих веществ с добавками можно получить вяжущие со спец-ными свойствами. 1. Безусадочные Цы – группа расширяющихся Цов и напрягающих (НЦ) быстросхватывающихся и быстротвердеющих. Напрягающие Цы – продукты тонкого измельчения смеси, состоящей из 65-70% портландЦного клинкера (силикатный компонент), 16-20% высокоглиноземистого шлака (алюминатный компонент) и 14-16% гипса (сульфатный компонент). Основные свойства. = не менее 20 МПа. Начало схватывания – 2-8 мин., конец схватывания – 6-15 мин. Расширение 3-4%. Применяется для предварительного напряжения арм-ры.

Расширяющиеся Цы в зависимости от параметров расширения различают: а) Цы с малой величиной расширения 0,03-0,01%, называемые безусадочными; б) самонапрягающие Цы с расширением свыше 0,25%.

Процесс увеличения линейных и объемных размеров твердеющих систем происходит под действием образования гидросульфоалюминатов кальция. Главные соединения – образуется эттрингит . Все компоненты должны быть в наличии в системе и достаточна степень насыщения жидкой среды известью и сульфатными ионами. Цы с сульфоалюминатным расширением делятся на: 1) Цы, представляющие комбинации традиционных компонентов: пц или глиноземистого клинкера, доменных и высокоглиноземистых шлаков, различных форм CaSO₄, извести (гипсоглиноземистый Ц ГГЦ, расширяющийся портландЦ РПЦ, напрягающий Ц НЦ). 2)Цы, содержащие спец-ные синтезируемые расширяющие добавки – высокоосновный гидроалюминат кальция (водонепроницаемый Ц), сульфоалюминатный клинкер + (Ц Лосье, К-Ц), обожженный алунит до 15% в Це. Сульфоалюминатное расширение может обеспечить изменение линейных размеров Цного камня до 4-5%. Главные средства управления расширения связаны: а) с регулированием количества образующегося эттрингита, б) с регулированием кинетики образования эттрингита, в) с управлением морфологией эттрингита. Основные приемы управления: а) дозировка компонентов, б) варьирование тонкости помола, в) управление степенью поглощения жидкой среды известью и гипсом. Глиноземистый Ц дороже ПЦ в 5-6 раз, поэтому применять его следует лишь в случаях наиболее полного исп-ния его ценных качеств. Недопустимо его применение в Бных конструкциях подвергающихся щелочной агрессии.