- •Введение
- •1. Общие сведения и классификация строительных материалов и изделий
- •2. Связь состава, строения и свойств строительных материалов
- •3. Основные свойства строительных материалов
- •3.1. Физические свойства
- •3.2. Механические свойства
- •3.3. Химические свойства
- •3.4. Технологические свойства
- •3.5. Долговечность и надежность
- •4. Природные каменные материалы
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Классификация по основным свойствам
- •4.3. Основные виды природных каменных материалов
- •4.4. Защита природных каменных материалов от разрушения
- •5. Древесные материалы и изделия
- •5.1. Строение и состав древесины
- •5.2. Древесные породы, применяемые в строительстве
- •5.3. Основные свойства древесины
- •5.4. Лесоматериалы и изделия из древесины
- •5.5. Защита древесины от гниения и возгорания
- •5.6. Хранение древесины
- •6. Строительная керамика
- •6.1. Классификация керамических материалов
- •6.2. Производство керамических изделий
- •6.3. Структура и общие свойства керамических изделий
- •6.4. Основные виды керамических изделий
- •7. Стекло и другие материалы на основе минеральных расплавов
- •7.1. Стекло и его свойства
- •7.2. Производство стекла
- •7.3. Структура и свойства стекла и стеклоизделий
- •7.4. Стеклянные материалы
- •7.5. Ситаллы, шлакоситаллы и ситаллопласты
- •7.6. Изделия из каменных расплавов
- •8. Металлические материалы
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Строение и свойства металлов и сплавов
- •8.3. Основы получения чугуна и стали
- •8.4. Получение готовых металлических изделий
- •8.5. Свойства сталей
- •8.6. Модифицирование структуры и состава стали
- •8.7. Углеродистая сталь
- •8.8. Легированная сталь
- •8.9. Основные требования к конструкционным строительным сталям
- •8.10. Цветные металлы и сплавы
- •8.11. Соединение металлических конструкций
- •8.12. Сварка металлов
- •8.13. Коррозия металлов и способы защиты
- •9. Неорганические вяжущие вещества
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Воздушная известь
- •9.3. Гипсовые вяжущие вещества
- •9.4. Магнезиальные вяжущие вещества
- •9.5. Жидкое стекло и кислотоупорный цемент
- •9.6. Гидравлическая известь
- •9.7. Романцемент
- •9.8. Портландцемент
- •Минеральный состав клинкера Основные минералы клинкера: алит, белит, трехкальциевый алюминат и целит (см. Табл. 9.1).
- •9.9. Долговечность цементного камня. Основные виды коррозии
- •9.10. Специальные виды цемента
- •9.11. Глиноземистый цемент
- •9.12. Расширяющиеся и безусадочные цементы
- •9.13. Вяжущие автоклавного твердения
- •10. Органические вяжущие вещества
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Основные свойства битума
- •10.3. Асфальтовый бетон
- •11. Бетоны
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Классификация бетонов
- •11.3. Основные требования к бетонам
- •11.4. Выбор цемента для бетона
- •11.5. Вода для приготовления бетонной смеси
- •11.6. Заполнители для бетона
- •11.7. Добавки к бетонам
- •11.8. Бетонная смесь и ее характеристики
- •11.9. Свойства тяжелого бетона
- •11.10. Подбор состава тяжелого бетона
- •11.11. Приготовление и транспортирование бетонной смеси
- •11.12. Уплотнение бетонной смеси
- •11.13. Уход за твердеющим бетоном
- •11.14. Особые виды бетона
- •11.15. Гидротехнический бетон
- •12. Железобетон
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Арматура
- •12.3. Монолитный железобетон
- •12.4. Сборный железобетон
- •12.5. Основные виды сборных железобетонных изделий
- •13. Строительные растворы
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Свойства строительных растворов
- •13.3. Виды строительных растворов
- •14. Полимерные материалы
- •14.1. Общие сведения
- •14.2. Основные свойства пластмасс
- •14.3. Виды полимерных материалов
- •15. Геосинтетические материалы
- •16. Композиционные материалы
- •17. Теплоизоляционные материалы
- •18. Гидроизоляционные материалы
- •19. Лакокрасочные материалы
- •Список литературы
- •Оглавление
9.11. Глиноземистый цемент
Глинозёмистый цемент по минеральному составу и техническим свойствам существенно отличается от портландцемента. Глиноземистый цемент – это быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция.
Для получения клинкера глинозёмистого цемента сырьевую смесь, составленную из известняка CaCO3 и боксита Al2O3nH2O подвергают спеканию (температура около 1300oC) или плавлению (1400oC).
Трудность помола клинкера (требуются большие энергозатраты), а также ценность бокситов обуславливают высокую стоимость глинозёмистого цемента и ограничивают его выпуск.
Глинозёмистый цемент обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной температуре (не более 25oC), поэтому его нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке.
В процессе твердения глинозёмистого цемента образуется высокопрочное вещество – двухкальциевый гидроалюминат:
2(CaOAl2O3) + 11H2O = 2CaOAl2O38H2O + 2 Al(OH)3.
Глинозёмистый цемент обладает очень быстрым твердением. Марки глинозёмистого цемента устанавливаются по результатам испытаний образцов трехсуточного возраста и имеют значения 400, 500 и 600. Уже через 1 сутки прочность на сжатие превышает половину марочного значения. При этом глинозёмистый цемент обладает нормальными сроками схватывания: начало – не ранее чем через 30 минут, а конец – не позднее чем через 12 часов после затворения. Тепловыделение глинозёмистого цемента при твердении в 1,5 больше, чем у портландцемента (250 – 370 кДж/кг).
В продуктах гидратации глинозёмистого цемента не содержится Ca(ОН)2 и трехкальциевого шестиводного гидроалюмината (если температура твердения не превышает 25oC), поэтому бетон на глинозёмистом цементе обладает высокой коррозионной стойкостью в сульфатной, морской и углекислой водах. Однако сильные кислоты и концентрированные растворы щелочей могут разрушить этот цемент.
Глинозёмистый цемент обычно применяют в специальных сооружениях, при быстрых ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Кроме того, он входит в состав многих разновидностей расширяющихся цементов.
9.12. Расширяющиеся и безусадочные цементы
Водонепроницаемый расширяющийся цемент – является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Его получают путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (~70%), гипса (~20%) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция (~10%). Впервые был применен для зачеканки швов тюбингов Московского метрополитена взамен свинца.
Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистого клинкера или шлака и природного двуводного гипса (до 30%). Обладает свойствами расширения при твердении в воде; при твердении на воздухе он проявляет безусадочные свойства. Применяется для омоноличивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок, плотных бетонов в железобетонном судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.
Расширяющийся портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера (58–63%), глиноземистого шлака или клинкера (5–7%), доменного гранулированного шлака или других АМД (23–28%). Отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня, а также способностью расширяться в водных условиях или на воздухе при постоянном увлажнении в течение первых 3 суток.
Напрягающий цемент – состоит из 65–75% портландцемента, 13– 20% глиноземистого цемента, 6 – 10% гипса. Имеет высокую тонкость помола (удельная поверхность свыше 3500 см2/г). В процессе расширения в определенных условиях твердения этот цемент создает в арматуре предварительное напряжение. Напрягающий цемент быстро твердеет, прочность за 1 сутки более 15 МПа, на 28-е сутки – 50МПа.
Самонапряженные железобетонные конструкции на напрягающем цементе отличаются повышенной трещиностойкостью, поэтому этот цемент применяется для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений, спортивных объектов (например, каток Медео).