Для студентов обучающихся по специальности «Производство строительных изделий и конструкций»

Минеральные вяжущие вещества

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Глиноземистым цементом называется быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, состоящее преимущественно из низкобсновных алюминатов кальция и получаемое тонким измельчением обожженной до плавления или спекания сырьевой смеси извести   (известняка) и бокситов. По ГОСТ 969—77, в глиноземистый цемент можно вводить до 1 % добавок, не ухудшающих его качество.

Глиноземистый цемент все чаще применяют в строительстве как в чистом виде, так и в качестве компонента расширяющихся, быстротвердеющих, огнеупорных и других специальных вяжущих веществ.

По предложению П. П. Будникова, можно получать ангидритоглиноземистый цемент с 25—30 % ангидрита. Иногда в глиноземистый цемент вводят до 20—30 % кислого доменного гранулированного шлака. Это способствует улучшению некоторых технических свойств глиноземистого цемента (уменьшению экзотермии, усадки и др.), а также снижает его стоимость. Разновидностью глиноземистого цемента является также глиноземисто-белитовый цемент.

Химический состав глиноземистых цементов подвержен значительным колебаниям. Так, содержание основных оксидов колеблется в следующих пределах, %: А1203 —30—50; СаО — 35—45; SiO, —5—10; Fe203 — 5—15.

Минеральный состав глиноземистых цементов представлен преимущественно низкоосновными алюминатами кальция СаО-А1203 и СаО-2А1203, которые и обусловливают его свойства как быстротвердеющего вяжущего вещества. При этом главная роль принадлежит однокаль-циевому алюминату СА; количество 12СаО-7А1203 и СА2 в обычных цементах невелико; первый из них присутствует в высокоизвестковых цементах, второй —- в малоизвестковых, используемых в производстве огнеупорных бетонов и изделий.

Однокальциевый алюминат в смеси с водой гидрати-руется и, твердея, дает камень высокой прочности. Двенадцатикальциевый семиалюминат, который иногда представляют формулой 5СаО-ЗА1203, в смеси с водой быстро схватывается и твердеет. Прочность его достигает вначале значительной величины, а с течением времени снижается. Однокальциевый двухалюминат, содержащийся в обычных цементах примерно в пределах 20— 30 °/о, при твердении характеризуется высокой прочностью, но нарастающей относительно медленно.

Обычно в глиноземистых цементах содержится небольшое количество p-C2S, характеризующегося, как известно, медленным твердением, а также геленит 2СаО Al203-Si02, практически не взаимодействующий с водой при обычных температурах. Эти компоненты ухудшают вяжущие свойства глиноземистого цемента, и особенности гелеыит, который связывая глинозем з инертное вещество, уменьшает содержание активных алюминатов кальция в вяжущем, поэтому содержание SiCh » сырье должно ограничиваться минимальными пределами (до 4—5 %).

Оксиды железа в глиноземистых цементах представлены обычно в виде твердых растворов от C,;A2F до C2F. Нежелательно присутствие CaO-Fe203 и свободных оксидов железа, не обладающих вяжущими свойствами.

Наконец, в глиноземистом цементе присутствует небольшое количество оксида магния, обычно в виде магнезиальной шпинели MgO-Al203, а иногда периклаза MgO или окерманита 2Ca0-Mg0-2SiQ2. При образовании шпинели качество цемента ухудшается, так как оксид алюминия связывается в неактивное соединение. Нежелательно также присутствие щелочных и сернистых соединений, ухудшающих свойства цемента.