8. Глинозёмистый цемент: состав, принципы производства, твердение, технические требования, применение в строительстве.

• Глинозёмистый цемент – быстротвердеющий гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким

помолом, обожжённый до спекания или до плавления сырьевой смеси состоящей из бокситов и известняка.

Состав:

Основа глинозёмистого цемента – это алюминаты кальция. Основной минерал – моноалюминат кальция С5А3, С12А7, СА2.

Принцип производства:

• Способы: до спекания, до плавления.

1) По первому способу тонкоизмельченная и тщательно перемешанная смесь боксита и известняка обжигается до спекания при температуре 1150-1250°С; полученный продукт обжига размалывается в тонкий порошок. Обжиг до спекания можно вести во вращающихся, шахтных, кольцевых, камерных, туннельных печах и на спекательной решетке.

2) При получении глиноземистого цемента методом плавления можно, использовать сырье с большим количеством примесей и менее тонко размалывать сырьевую смесь. Указанные трудности препятствуют распространению метода спекания, несмотря на меньший расход топлива и более легкую размалываемость клинкера. Глиноземистый цемент можно получать плавлением в вагранках, электрических, доменных печах, а также в конвертерах. Температура при плавлении 1500-1700°С.

Твердение:

При контакте с водой частицы цемента растворяются и идет химическая реакция:

2(CaO*Al2O3) +11H2O -> 2CaO*Al2O3*8H2O+2(Al(OH)3) +Q

Если в процессе твердения температура поднимается выше 40 градусов, то реакция идет по другой схеме и образуется C3A – он все испортит и прочность будет ниже. Это не удобно тем, что ГЦ твердеет быстро и все тепло выделяется в малые сроки, следовательно, при использовании ГЦ или ВГЦ применяют замедлители твердения или даже системы охлаждения.

После затвердевания ГЦ камень нагрева не боится и обладает огнеупорными свойствами, держит температуру до 1400 градусов.

• Технические требования:

По содержанию оксида алюминия делят на:

- Глиноземистый (ГЦ) – Al2O3 больше 35%

- Высокоглиноземистый (ВГЦ): ВГЦ-60, ВГЦ-70, ВГЦ-75, ВГЦ-80 (цифра минимальное содержание Al2O3)

- Особочистый (ОВГЦ) – Al2O3 больше 80%

Допускается введение добавок до 2%, для высокоглиноземистого до 0,5%

• По прочности цемент делится на классы: для ГЦ – 40,50,60; для ВГЦ – 25,35; для ОВГЦ – 25

У ГЦ прочность регламентируется в возрасте 6 часов, 1 и 3 дня.

У ВГЦ 1,3 дня.

Начала схватывание меньше 45 минут, конец менее 10 часов.

НГЦТ: ГЦ=23-28%, ВГЦ=30-32%.

Тонкость помола через 008: ГЦ=90%, ВГЦ=92%.

Применение в строительстве:

Применяют в ремонтных составах, т.к. хорошо твердеет при пониженных температурах. ГЦ основа для производства некоторых видов нерасширяющихся и безусадочных цементов. ГЦ и ВГЦ используют в жаростойких бетонах.

9. Безусадочные, расширяющиеся и напрягающие цементы: состав, твердение, применение в строительстве.

Виды расширяющихся цементов:

Высокоглиноземистый расширяющийся цемент (ВРЦ) – быстро схватывающееся вяжущее. Основные компоненты: ГЦ – 70%, гипс – 20%, высокоосновные гидроалюминтаты кальция – 10%.

Высокоглинистый безусадочный цемент (ВБЦ) – имеет малое расширение, компенсирует только усадку. Компоненты: ГЦ – 75%, гипс – 7%, высокоосновные гидроалюминтаты кальция – 18%. Схватывается быстрее ВРЦ. Рекомендуется для торкретирования. (нанесение р-ра под давлением)

Гипсоглинистый расширяющий цемент (ГГРЦ). Компоненты: высоко глинистый доменный шлак, гипсовый камень. Расширение к 3 дню от 0,1% до 0,7%. Начало схватывание от 10 минут, конец до 4 часов. Прочность через 3 дня более 28 МПа.

Напрягающийся цемент (НЦ). Получают совместным тонким помолом ПЦ клинкера, глиноземистого шлака, гипса и извести. Компоненты: ПЦ – 68%, шлак – 18%, гипс – 14%, известь есть в ПЦ. Марки: НЦ-5, НЦ-10, НЦ-20, НЦ-30.

НЦ-5 – цемент с низкой энергией самонапряжения (расширяется до 0,3%)

НЦ-10 – цемент с малой энергией самонапряжения (расширяется до 1%)

НЦ-20 – цемент со средней энергией самонапряжения (расширяется до 1,5%)

НЦ-30 – цемент с высокой энергией самонапряжения до 3МПа (расширяется до 2%)

НЦ чувствительны к режиму твердения. В отличии от безусадочных, расширяющихся цементов, они расширяются после набора высокой прочности, но колебания условия твердения, состава бетона приводит к существенному изменению как величины расширения, так и энергии расширения.

Применение в строительстве: НЦ нужен для предварительного напряжения ЖБ изделий, тут удлинение арматуры идет за счет расширения бетона. НЦ-5 и 10 применяют при получении бетона высокой водонепроницаемости и морозостойкости.