Глиноземистые цементы

Глиноземистые цементы — это сверхбыстротвердеющие гидрав­лические вяжущие вещества, являющиеся продуктами помола обожженной до плавления или спекания сырьевой смеси, состав­ленной из бокситов (А1₂0₃- лН₂0) и известняков (СаС0₃). В зави­симости от содержания А1₂0₃ глиноземистые цементы подразделяются на глиноземистый цемент (ГЦ) с содержанием А1₂0₃ не менее 35 % и высокоглиноземистые цементы (ВГЦ) с содержа­нием А1₂0₃ не менее: для вида ВГЦ I — 60, ВГЦ II — 70 и ВГЦ III - 80%.

Получение ГЦ.Получение ГЦ возможно либо плавлением, либо спеканием сырьевых смесей. В России ГЦ производят в основном путем бокситной плавки чугуна в доменной печи.

При получении глиноземистого клинкера и чугуна в доменной печи сырьевая смесь составляется из железистого боксита, известня­ка, металлического лома и кокса. Шлак и чугун образуют в печи два слоя и удаляются из нее раздельно. Температура удаляемого шлака составляет 1 600... 1 700 "С.

Количество выходящего из доменной печи чугуна примерно рав­но количеству получающегося цемента. Помол глиноземистого клин­кера сопровождается высоким расходом электроэнергии из-за высокой твердости (7...7,5 по шкале Мооса).

Минералогический состав ГЦ.Минералогический состав ГЦ характеризуется преобладанием низкоосновных алюминатов каль­ция, главным образом, однокальциевого алюмината СаО • А1₂0₃ (СА). Однако часто присутствуют C₂AS, С5А₃, СзА₅, СА₂, C₂S.

Твердение.Однокальциевый алюминат схватывается медленно, но твердеет очень быстро. В процессе гидратации СА из пересы­щенного раствора выкристаллизовывается гидроалюминат каль­ция СаОА1₂0₃- 10Н₂О, с течением времени переходящий в пла­стинчатые кристаллы С₂АН₈ и гель А1(ОН)₃. Одновременно из ра­створа кристаллизуются С₂АН₈, С4АН₁₂, С₃АН_]2.

Свойства ГЦ.Плотность (2,8... 3,2 г/см³), водопотребность (23...28 %) и сроки схватывания ГЦ имеют близкие к ПЦ значе­ния. Отличительной особенностью ГЦ и ВГЦ является очень быс­трое нарастание прочности при твердении. Уже к суточному воз­расту прочность изделий из ГЦ составляет 50...90 % от марочной. ГЦ выпускается трех марок: 40, 50 и 60, а ВГЦ — двух марок: 25 и 35. Марка показывает нижний предел прочности при сжатии, МПа, при стандартном испытании в возрасте 3 сут. Стойкость ГЦ в суль­фатных и пресных водах выше, чем ПЦ и других вяжущих ве­ществ, причиной чего считают образование на кристаллах гидро­алюминатов кальция защитной пленки из А1(ОН)₃ и отсутствие в цементном камне Са(ОН)₂. ГЦ характеризуется значительным теп­ловыделением при твердении, причем теплота выделяется с вы­сокой скоростью, что препятствует использованию глиноземис­того цемента для бетона массивных сооружений. Бетоны на ГЦ имеют высокую морозо- и жаростойкость.

Применение ГЦ.Применение ГЦ ограничивается его стоимос­тью, которая в 3 — 4 раза выше, чем ПЦ. Он применяется в тех случаях, когда необходимы его специфические свойства, напри­мер при проведении аварийных и срочных работ, для тампонирования нефтяных и газовых скважин, получения огнеупорного бе­тона. Используется ГЦ также в составе смешанных вяжущих ве­ществ.