6.4. Специальные вяжущие

Специальные виды цементов отличаются от портландцемента используемым сырьем, технологией изготовления и, как след­ствие, наличием специфических свойств. К этому классу относят глиноземистый, безусадочный, напрягающий, расширяющийся и шлакощелочной цементы.

Глиноземистый цемент получают обжигом до плавления смеси бокситов или высокоалюминатных шлаков и известняка при температуре 1500...1600 °С. Вследствие преобладания в его составе высокоактивных алюминатов кальция, цемент в первые сутки твердения набирает до 90 % марочной прочности, а спустя трое суток — марку 400, 500, 600. Применение этого гидравли­ческого вяжущего приводит к высокому тепловыделению при твердении, морозо-, коррозионно- и термостойкости (до 1400 °С). Поэтому глиноземистый цемент используют при выполнении аварийных бетонных работ, получении долговечных конструк­ций, работающих в сложных условиях действия мороза и агрес­сивных сред, и жаростойких бетонов с температурой эксплуата­ции до 1200 °С. Этот цемент нельзя использовать при бетонирова­нии в жарком климате, термообработке и возведении массивных монолитных конструкций из-за опасности растрескивания бетона.

В зависимости от соотношения компонентов составы на глино­земистом цементе с добавками гипса и гидроалюминатов кальция используют для получения безусадочного, напрягающего и расши­ряющегося цементов. Первый используют для омоноличивания стыков в крупнопанельном домостроении, второй — при полу­чении труб и изготовлении емкостей для хранения жидкостей, третий — при производстве преднапряженных железобетонных конструкций, что связано со способностью многокомпонентного вяжущего при гидратации расширяться в свободном состоянии на 3...4 %. Если этот процесс происходит в замкнутом объеме, ограниченном формой, бетону передается определенное напря­жение, что приводит его в сжатое (преднапряженное) состояние, позволяющее повысить его прочность на изгиб и растяжение.

Шлакощелочной цемент получают путем помола доменного шлака и щелочесодержащего компонента или затворением тонкомолотого шлака концентрированным щелочным раствором. При измельчении шлака возможно введение добавок стеклобоя (до 40 %) или глинистых материалов в естественном или обож­женном состоянии (до 25 %). Вследствие высокой щелочности составы на этом гидравлическом вяжущем могут твердеть при отрицательных температурах, в автоклавах и пропарочных ка­мерах нормального давления. Активность (марка) цемента со­ставляет 400...1000 кгс/см². Бетоны на этом цементе обладают повышенной водо-, морозо- и коррозионной стойкостью, а также способностью увеличивать прочность при эксплуатации во влаж­ной среде, поэтому наиболее рационально применение их в дорож­ном и гидротехническом строительстве.

Согласно стандарту качество цементов оценивают по основным и рекомендуемым показателям.

К основным относятся:

• химический, вещественный и минералогический состав;

• предел прочности на сжатие и изгиб через 28 суток естест­венного твердения;

• нормальная густота цементного теста (НГ) — водоцементное отношение (%), при котором достигается нормируемая пластичность, необходимая для определения сроков схватывания и равномерности изменения объема;

• равномерность изменения объема в процессе гидратации;

• активность цемента при пропаривании (для портландцементов с минеральными добавками);

• удельная эффективная активность естественных радионук­лидов.

К рекомендуемым относятся показатели общего характера (сроки схватывания, тонкость помола) и специального назначе­ния (коррозионная стойкость, содержание свободного СаО, тер­мостойкость, гидрофобность и т.д.).

На основании полученных результатов, которые должны со­ответствовать требованиям стандарта, цементу присваивают марку (М300, М400, М500, М600) - численно равную среднеарифметической ве­личине предела прочности на сжатие (кгс/см²) с учетом прочно­сти на изгиб, а также класс цемента по прочности на сжатие при гарантированной обеспеченности 95%, который должен быть соответственно равным 22,5; 32,5; 42,5; 52,5 (МПа).

ЛЕКЦИЯ 7. Бетоны