§ 43. Специальные цементы

Эта группа гидравлических вяжущих веществ резко отличается от цементов, изготовленных на основе порт- ландцементного клинкера, видом исходного сырья, тех­нологией производства, химическим и минералогическим составом, свойствами, а также областями применения. В нее входят глиноземистый, расширяющийся и безуса­дочный цементы, а также гипсоцементно-пуццолановое вяжущее.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее гидрав­лическое вяжущее вещество, получаемое тонким измель­чением обожженной до спекания или сплавления сырье­вой смеси, богатой глиноземом. В качестве сырьевых ма­териалов для получения глиноземистого цемента исполь­зуют известняк или известь и породы с высоким содержа­нием глинозема AI2O3, например бокситы. Минералоги­ческий состав глиноземистого цемента характеризуется большим содержанием низкоосновных алюминатов каль­ция, главным из которых является однокальциевый алю­минат СаО • А1₂0з.

Глиноземистый цемент имеет вид тонкого порошка серо-зеленого, коричневого или черного цвета. Плотность его в рыхлом состоянии — 1000—1300, а в уплотненном — 1600—1800 кг/м³; нормальная густота обычно 23—28 %. Тонкость помола несколько выше тонкости помола порт­ландцемента; при просеивании глиноземистого цемента через сито № 008 должно проходить не менее 90 % про­бы (по массе). Сроки схватывания глиноземистого цемен­та: начало—не ранее чем через 30 мин, конец—не позд­нее 12 ч с момента затворения цемента водой.

Процесс твердения глиноземистого цемента сопровож­дается значительным тепловыделением, что ограничивает его применение в массивных бетонных конструкциях, является весьма полезным при производстве строитель­ных работ в зимнее время.

Глиноземистый цемент выпускают марок 400, 500 и 600. Марку цемента устанавливают по пределу прочнос­ти при сжатии образцов-кубов в возрасте 3 сут после твердения в нормальных условиях. Цемент характеризу­ется интенсивным набором прочности в начальные сроки твердения: через 24 ч он набирает 80—90 % марочной прочности.

Бетоны на глиноземистом цементе водонепроницаемы, стойки в условиях пресных и сульфатных вод, а также морозостойки. Они хорошо твердеют во влажной среде при 15—20%. При повышении температуры выше 25 °С прочность бетона значительно снижается, поэтому бето­ны на глиноземистом цементе нельзя подвергать пропа­риванию и другим методам искусственного нагрева. Нельзя смешивать глиноземистый цемент с портландце­ментом, так как при этом снижается его прочность.

Применение глиноземистого цемента ограничено его высокой стоимостью (он в 3—4 раза дороже портландце­мента). Его используют при срочных ремонтных и ава­рийных работах, производстве работ в зимних условиях, для бетонных и железобетонных сооружений, подвергаю­щихся воздействию сильно минерализованных вод, по­лучения жаростойких бетонов, а также изготовления рас­ширяющегося и безусадочного цементов.

Расширяющиеся и безусадочные цементы отличаются способностью при твердении во влажных условиях не­сколько увеличиваться в объеме или не давать усадки. Промышленность выпускает водонепроницаемый расши­ряющийся цемент, гипсоглйноземистый расширяющийся цемент, а также водонепроницаемый безусадочный це­мент.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) представляет собой быстросхватывающееся и быстро- твердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получае­мое путем совместного помола и тщательного смешива­ния измельченных глиноземистого цемента, гипса и высо­коосновного гидроалюмината кальция. Цемент характе­ризуется быстрым схватыванием: начало — ранее 4 мин, конец — не позднее 10 мин с момента затворения. Линей­ное расширение образцов из цементного теста, твердею­щих в воде в течение 1 сут, должно быть в пределах 0,3— I %. Физико-химическая сущность процесса расширения цемента заключается в том, что в результате взаимодей­ствия алюминатов кальция и гипса происходит образо­вание гидросульфатоалюмината кальция, сопровождаю­щееся увеличением объема.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ)' применяют для зачеканки и гидроизоляции швов тюбин­гов, раструбных соединений, создания гидроизоляцион­ных покрытий, заделки стыков и трещин в железобетон­ных конструкциях и т.д. Его нельзя применять в конст­рукциях, эксплуатируемых при температуре выше 80°С.

Водонепроницаемый безусадочный цемент (ВВЦ)'— быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравли­ческое вяжущее вещество, получаемое путем тщательно­го смешивания глиноземистого цемента, полуводного гип­са и гашеной извести. Начало схватывания цемента дол­жно наступать не ранее 1 мин, а конец — не позднее 5 мин с момента затворения. Величина относительного линейного расширения образцов из цементного теста че­рез 1 сут их твердения в воде должно находиться в пре­делах 0,01—0,1 %•

Цемент применяют для устройства гидроизолирующей торкретной оболочки бетонных и железобетонных под­земных сооружений, эксплуатируемых в условиях повы­шенной влажности (туннели, фундаменты и т. п).

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) по­лучают смешением 50—75 % полуводного (строительно­го или высокопрочного) гипса, 15—25 % портландцемен­та и 10—25 % пуццоланической (гидравлической) добав­ки. Вместо портландцемента целесообразно применять пуццолановый портландцемент с необходимым количест­вом активной добавки, а также шлакопортландцемент¹.

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее выпускают ма­рок 100 и 150. Оно характеризуется быстрым твердением \\ повышенной водостойкостью. Прочность бетонов на ГЦПВ 15—30 МПа, причем уже через 2—3 ч после их приготовления прочность достигает 30—40 % марочной, коэффициент размягчения 0,6—0,8; морозостойкость— 25—50 циклов. Для ускорения твердения бетонов на ГЦПВ их пропаривают при 70—80 °С, при этом через 5— 8 ч прочность бетона достигает 70—90 % конечной.

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее применяют для изготовления панелей основания пола, санитарно­технических кабин, вентиляционных блоков и других из-

делии.