Глиноземистый и расширяющийся цементы

Глиноземистым цементом называют быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом клинкера, который изготовляют обжигом (до спекания или сплавления), сырьевой смеси, состоящей из бокситов и известняков.

Сырьем для производства глиноземистого цемента служат бокситы и известняки. Бокситы представляют собой горные породы, имеющие в своем составе до 80 % глинозема. Известняк должен быть чистым, а суммарное количество специальных добавок не должно превышать 1 %.

Обжиг сырьевой смеси ведут в электрических вращающихся печах или в вагранках при температуре до 1450 °С.

В отличие от портландцемента содержаться химическое соединение только однокальцевый алюминат .

Объемный вес в рыхлом состоянии 1000–1400 кг/м³, тонкость помола больше чем у портландцемента, остаток на сите № 008 составляет не более 10 %.

Сроки схватывания – начало не ранее 30 мин., а конец схватывания – не позднее 12 час. с момента затворения.

Твердение. При затворении водой глиноземистого цемента однокальцевый алюминат гидратируется по реакции:

Образующееся гидратное соединение служит главной составной частью затвердевшего глиноземистого цемента.

При твердении выделяется много тепла – до 70–90 ккал/кг. Портландцемент высоких марок выделяет 70–80 % тепла в течении 7 суток вместо одних у глиноземистого цемента. Свойство ограничивает применение этого вяжущего в массивных бетонных конструкциях. Глиноземистый цемент выпускают трех марок: 400, 500 и 600. Уже через сутки после изготовления образцы обладают прочностью на 80–90 % от марочной. Антикоррозийная способность глиноземного цемента значительно выше, чем у портландцемента. Глиноземистый цемент – дорогостоящий цемент, поэтому их используют при ремонтно-аварийных работах и жаростойких бетонов.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых доменных шлаков и природного двуводного гипса или тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно.

Этот цемент обладает свойством расширяться при твердении в воде. При твердении на воздухе (если в первые три дня обеспечивается достаточное увлажнение бетона или раствора) цемент является безусадочным или меньше расширяется, чем при твердении в воде.

Расширение цемента происходит в результате образования гидросульфатоалюмината кальция, который (в закрытом объеме) способствует уплотнению структуры и получению полной водонепроницаемости изделий на расширяющемся цементе. Начало схватывания наступает не ранее 20 мин. и конец – не позднее 4 час.

Расширяющийся цемент выпускают трех марок (активностью): 300, 400 и 500 (30, 40 и 50 МПа) при сжатии образцов из раствора жесткой консистенции состава 1 : 3, испытанных в возрасте 3 сут.

Не допускается применять расширяющийся цемент для конструкций, работающих в эксплуатационных условиях при температуре более + 80 °С.

Лекция № 11 Тема: Пуццолановые цементы

В эту группу гидравлических вяжущих входят цементы, изготовляемые путем совместного помола портландцементного клинкера или извести с активной минеральной добавкой или тщательным смешиванием компонентов после тонкого измельчения каждого из них в отдельности.

Активные минеральные добавки. Такими добавками называют вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с воздушной известью придают ей способность продолжать твердеть в воде после предварительного твердения на воздухе.

Активные минеральные добавки разделяют на две группы: природные и искусственные.

К природным активным добавкам относят некоторые горные породы осадочного и вулканического происхождения. Из осадочных пород сюда входят диатомиты, трепелы, опоки и глиежи. Глиежи – это породы, образовавшиеся в результате природного обжига глины – подземного горения угольных пластов. К породам вулканического происхождения, которые служат активными добавками, относят пеплы, туфы, пемзы и трассы.

Искусственными активными добавками являются: кремнеземистые отходы такие как: глиниты – обожженные при температуре 600–800 °С, золы и шлаки.

Пуццолановый портландцемент – получаемое измельчением портландцементного линкера с активной минеральной добавкой. При помоле для регулирования сроков схватывания добавляют до 5 % гипса. Добавка с пониженной активностью способна связать меньше количества гидрата окиси кальция, поэтому ее требуется больше. Обычно активной минеральной добавки вводится 20–40 % от веса портландцемента. Тонкость помола и сроки схватывания почти такие же, что и портландцемента.

При твердении пуццоланового портландцемента происходят два процесса: гидратация минералов портландцементного клинкера и взаимодействие активного кремнезема , содержащегося в добавке с гидроокисью кальция, выделяющейся при твердении портландцемента. В результате свободная известь связывается в гидросиликат кальция почти нерастворимый портландцемент стоек в пресных и проточных водах, чем портландцемент.

Выпускают 4 вида: 200, 300, 400 и 500 марки пуццолановых портландцементов. Используют этот цемент для канализационных, водопроводных и в морских гидротехнических сооружениях.