21.Разновидности портландцемента.

В строительстве любого объекта главным вяжущим веществом является портландцемент. Это гидравлическое вяжущее вещество из портландцемнтного клинкера, гипса и прочих добавок. По своему составу (с добавками, без добавок) принято различать следующие виды портландцемента:

• шлакопортландцемент;

• быстротвердеющий;

• сульфатостойкий;

• с умеренной экзотермией;

• гидрофорбный;

• пластифицированный;

• белый портландцемент.

Данное вяжущее вещество является обладателем таких положительных качеств, как огнестойкость, морозостойкость и жаростойкость. Помимо этого он отличается высокой твердостью после затвердевания. В силу того, что портландцемент не всегда удовлетворяет отдельным специальным требованиям, предъявляемым к бетонам и строительным растворам при различных условиях их применения, промышленность начала выпуск различных видов портландцемента, имеющих свое предназначение.

Шлакопортланцемент - это бесклинкерный цемент, изготавливаемый при совместном помоле гранулированных доменных шлаков с добавлением активизаторов (строительный гипс, известь, ангидрит и т. д.).

Быстротвердеющий портландцемент - это цемент тонкого помола, содержащий в большом количестве трехкальциевый силикат и трехкальциевый алюминат. Этот вид портландцемента способен интенсивно наращивать прочность в первый период твердения.

Сульфатостойкий портландцемент - это цемент, изготовленный из клинкера содержащего 5% трехкальциевого алюмината и 50% трехкальциевого силиката.

Портландцемент с умеренной экзотермией - это вид портландцемента, изготавливаемый из клинкера содержащего 50% трехкальциевого силиката и 8% трехкальциевого алюмината.

Гидрофобный портландцемент - это цемент, изготавливаемый из клинкера 0,1 - 0,2% мылонафта, асидола, окисленного петролатума с добавлением синтетических жирных кислот.

Пластифицированный портландцемент - это цемент, получаемый при введении клинкера около 0,25% сульфитно-спиртовой барды от веса цемента.

Белый портландцемент - это вид портландцемента, изготавливаемый из клинкера с малым содержанием железа (серый цвет цемента, как правило, обусловливается присутствием соединений железа в сырье).\

22.Глиноземестый цемент. Расширяющиеся цементы.

Глинозёмистый цемент.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, состоящее преимущественно из моноалюмината кальция (СаО * А1203). Свое название этот цемент получил от технического названия оксида алюминия А1203 — глинозем.

Сырьем для глиноземистого цемента служат, как уже было сказано, бокситы и чистые известняки. Бокситы — горная порода, состоящая из гидратов глинозема (А1203 * лН20) и примесей (в основном Fe203, Si02, СаО и др.). Бокситы широко используются в различных отраслях промышленности: для получения алюминия, абразивов, огнеупоров, адсорбентов и т. п., а месторождений с высоким содержанием А1203 очень немного.

Производство глиноземистого цемента более энергоемко, чем производство портландцемента. Клинкер глиноземистого цемента получают либо плавлением в электрических или доменных печах (при 1500…1600 °С), либо спеканием (при 1200…1300 °С). Размол клинкера затруднен из-за его высокой твердости. В целом из-за того, что производство глиноземистого цемента очень энергоемко, а сырье (бокситы) — дефицитно, его стоимость в 8… 10 раз выше, чем стоимость портландцемента.

Состав. Химический состав глиноземистого цемента, получаемого разными методами, находится в следующих пределах: СаО — 35…45 %; А1203 – 30…50 %; Fe203 – 0…15 %; Si02 – 5…15 %. В минеральном составе клинкера глиноземистых цементов преобладает однокальциевый алюминат СаО * А1203 (СА), определяющий основные свойства этого вяжущего. Кроме того, в нем присутствуют: алюминаты — СА2, С12А7; двухкальциевый силикат C2S, отличающийся, как известно, медленным твердением, и в качестве неизбежной балластной примеси алюмосиликат кальция — геленит — 2СаО * А1203 * 2Si02, не способный к твердению.

Области применения. Глиноземистый цемент целесообразно использовать при аварийных и срочных работах, при зимних работах и в тех случаях, когда от бетона требуется высокая водостойкость и водонепроницаемость. Кроме того, глиноземистый цемент является компонентом многих расширяющихся цементов.

Специальная область использования глиноземистых цементов — жаростойкие бетоны. Объясняется это тем, что, во-первых, в продуктах твердения этого цемента нет Са(ОН)2, и, во-вторых, при температуре 700…800 СС между продуктами твердения цемента и заполнителями бетона начинаются реакции в твердой фазе, по мере протекания которых прочность бетона не падает, а повышается, так как бетон превращается в керамический материал (опасность присутствия Са(ОН)2 заключается в том, что при нагреве он переходит в СаО, который при любом контакте с водой гасится, разрушая при этом бетон).

Расширяющиеся цементы

Расширяющиеся цементы на основе портландцемента также представлены и рядом других разновидностей. А. Лосье (Франция) один из первых предложил цемент, содержащий 70—80 % портландцемента, 15—20% доменного шлака и б—15 % расширяющегося компонента, который получают обжигом смеси двуводиого гипса (50%), красного боксита (25%) и мела (25%). Чем больше этого компонента, тем сильнее расширяется цемент, что является следствием образования трехсульфатной формы гидросульфоалюмината кальция. Роль доменного шлака сводится к связыванию избыточного сульфата кальция на определенном этапе твердения всей смеси и к ее стабилизации. Предложено также получать расширяющиеся цементы, смешивая портландцемент, глиноземистый и сульфатно-шлаковый цемент или вводя в портландцемент различные расширяющиеся добавки.

По данным И. В. Кравченко и Ю. Ф. Кузнецовой, интересными свойствами характеризуется расширяющийся портландцемент (РПЦ), получаемый совместным помолом цементного клинкера (60—65%), высокоглиниземи-стых доменных шлаков (5—7 %), двуводиого гипса (7—> 10 %) и активной минеральной добавки (20—25 %). Для этого смешанного вяжущего начало схватывания должно наступать не ранее 30 мин, а конец — не позднее 12 ч. В зависимости от качества исходного портландцемента выпускают РПЦ марок 400, 500 и 600, определяемых по показателям прочности на сжатие образцов, изготовленных по МРТУ 21-44-66 из раствора 1 : 3 и испытанных через 28 сут твердения в воде. Твердение этого вяжущего обусловлено взаимодействием портландцемента с водой с образованием преимущественно иизкоосновмых гидросиликатов кальция группы CSH(B). Вместе с тем повышенное количество гипса и добавка высокоглиноземистого шлака обеспечивают интенсивное образование в начальной стадии твердения также и гидросульфоалюмина-тов кальция (преимущественно в виде трехсульфатиой формы), что вызывает некоторое расширение системы. Гидравлическую добавку следует рассматривать, по-видимому, как стабилизатор.

Образцы из теста расширяющегося портландцемента (РПЦ) при твердении в воде в течение суток расширяются не менее чем на 0,15 %, а через 28 сут — на 0,3— 1 %. При водно-воздушном твердении 28 сут расширение должно быть не менее 0,1 %. Характерен для этого цемента интенсивный рост прочности в процессе пропаривания при 70—80 °С. Это позволяет при производстве бетонных и железобетонных изделий на этом цементе ограничиваться тепловлажностной обработкой в течение 4—6 ч. Ценное свойство бетонов на РПЦ — их высокая водонепроницаемость, которая характеризуется отсутствием фильтрации воды при давлении 1,1 МПа и более.

Этот цемент можно применять в тех же областях строительства, что и другие расширяющиеся цементы. Иногда используют его в производстве сборных бетонных и железобетонных изделий; при этом создается возможность сократить продолжительность тепловлажностной обработки.

В. В. Михайлов с Л. С. Литвером и другими сотрудниками [33] разработали теоретические основы и рекомендации по производству, оценке свойств и применению цемента расширяющегося с самонапряжением (ТУ 21-20-43-80) и цемента напрягающего (ТУ 21-20-43-82). Первый предназначен для изготовления безусадочных бетонов, твердеющих как в нормальных условиях так и с применением тепловой обработки. Цемент готовится марок 400 и 500, определяемых по ГОСТ 310.4—81. Линейное расширение образцов через 28 сут твердения должно быть не более 1,5% первоначальной величины. Оно определяется на образцах 40X40X160 мм, изготовленных из раствора 1 : 1 по массе (цемент: песок), характеризующегося расплывом конуса не менее 160 мм. Начало схватывания должно наступать не ранее 20 мин, конец— не позднее 4 ч от начала затворения. В цемент при изготовлении вводят гипс в количестве 3,5—6 % по массе в расчете на серный ангидрид.