99. Глиноземистый цемент. Теоретические основы получения. Производство. Твердение. Особенности свойств. Применение.

ГЦ – быстртвердеющее в воде и на воздухе высокопрочное вяжущее вещество, получаемое путем обжига до спекания или плавления смеси материалов, богатых глиноземом и окисью кальция (бокситы и известняки или известь), и последующего тонкого помола продукта обжига. ГЦ содержит преимущественно низкоосновные алюминаты кальция.

Допускается введение в цемент при помоле до 1% добавок различных веществ, улучшающих его свойства. В зависимости от вида сырья и выбранного способа производства химический состав ГЦ может колебаться.

Высоким содержанием железа в виде Fe2O3 характризуются цементы, полученные плавлением или спеканием в окислительной срде, а малым содержанием железа, г.о. в виде FeO или Fe3O4 – цементы, полченные плавлением в сильновосстановительной среде; в цементах, полученных в слабовосстановительной среде, железо может присутствовать в виде FeO, Fe3O4, Fe2O3.

Минералогический состав глиноземистого цемента изменяется в зависимости от его химического состава и технологии получения цемента. Наибольшее влияние на свойства цемента оказывает моноалюминат кальция.

Физические свойства. Глиноземистые цементв, полученные методом электроплавки, имеют коричневатый, черный или серый цвета; полученные способом спекания – коричневый; полученные доменной плавкой – светлый, голубовато-серый цвет.

Сроки схватывания ГЦ могут быть существенно изменении при введении добавок. Ускоряют схватывание: гидрат окиси кальция, гидрат окиси натрия, карбонат натрия, двууглекислая сода, сульфат натрия, сульфаты кальция, сульфат железа, серная кислота, хлористый литий, ПЦ. В малых количествах замедляют, а в больших – ускоряют схватывание: хлористый магний, хлористый кальций, азотнокислый барий, уксусная кислота, уксуснкислый кальций. Замедляют схватывание: хлористый натрий, хлоричтый калий, хлористый барий, отнокислый натрий, соляная кислота, глицерин, сахар, уксуснокислый натрий, борая кислота, бура.

При взаимодействии ГЦ с водой образуются гидроалюминаты кальция различно состава и гидрат окиси глинозема. Елси в составе глиноземистого уемента присутсвуют окислы железа, возможно, кроме того, образование гидроалюмоферрритов кальция.

Для ГЦ характерно «пилообразное» изменение его прочности во времени. Сбросы прочности происходят как при сжатии, так и при растяжении и изгибе. После 3 суток твердения дальнейшее аростание прочности идет медленно. Изменение прочности цемента зависит главным образом от его химического состава, В/Ц и температуры окружающей среды.

Для ГЦ характерно быстрое выделение тепла за короткий отрезок времени, начинающееся через 5-8часов после схватывания.

Железистый ГЦ, полученный спеканием, по величине тепловыделения занимает промежуточное место мжду бежелезистым ГЦ и БТЦ.

Усадка ГЦ меньше, чем ПЦ. Термическое расширение, теплопроводность, сцепление с арматурой имеют примерно те же значения, что и у ПЦ. Пористость цементного камня ГЦ в 1,5 раза меньше, чем ПЦ. Водонепроницаемость ГЦ выше, чем ПЦ. Коррозиеустойчивость ГЦ выше чем ПЦ. ГЦ более более стоек в растворах сульфатов кальция, магния, хлористых соединений; в слабых растворах сахра, молочной, яблочной, муравьиной кислот, гипосульфита натрия, фотореактивнах, сернистых газах; в морской воде, дистиллированной и дождевой воде, углекислых водах, торфяных, болотных и сточных водах, водах, содержащих отходы бумажной и целлюлозной промышленности; в животных и растительных маслах; на контатке с алюминиевыми и свинцовыми сплавами. Он менее стоек в крепких растворах свободных неорганических кислот, щелочей, солей аммония, в растворах сульфатов щелочных металлов.

Морозостойкость. Бетоны и растворы на ГЦ достаточно морозостойки.

Огнеупорность. ГЦ обычного состава и особенно с повышенным содержанием Аl2O3 (lj 71-73%) широко применяется для приготовления огнеупорных растворов и бетонов.

Поскольку ГЦ в 3-4 раза дороже ПЦ, в строительстве он применяется только в тех случаях, когда его специфические особенности – высокая прочность в короткие сроки твердения, стойкость против агрессивного воздействия таких веществ, которые разрушают обычый ПЦ, большое тепловыделение за короткий отрезок времени, огнеупорность, а также хорошее сцепление с арматурой – экономически оправдывают его применение вместо обычного ПЦ. Также необходимо учитывать возможное снижение прочности на 50-60% в возросте 15-20 лет, а также температурно-влажностные условия службы сооружений.