Специальные виды цемента
Глиноземистый цемент — это особо быстротвердею- щий высокопрочный цемент, получаемый обжигом и последующим тонким помолом сырьевой смеси известняков СаС03 и бокситов А1203. В состав глиноземистого цемента входят только алюминаты кальция.
Марки глиноземистого цемента 400, 500 и 600. Марочную прочность он достигает через трое суток твердения, набирая в первые сутки более 50% марочной прочности. При этом сроки схватывания глиноземистого цемента почти такие же, как у портландцемента: начало схватывания не ранее 30 мин, конец схватывания не позднее 12 ч.
Глиноземистый цемент при твердении выделяет много теплоты. Но нагрев свыше 25…30°С во время твердения сильно снижает его прочность (до 50%), поэтому его нельзя применять для бетонирования массивных конструкций особенно в условиях жаркого климата. Однако после полного затвердевания может выдерживать нагрев до 900 °С и поэтому его применяют для жаростойких бетонов. Глиноземистый цемент более коррозионностоек, чем портландцемент. Широкое применение глиноземистого цемента ограничивается его высокой стоимостью: в шесть раз выше, чем у портландцемента. Используют его для ремонтных и срочных работ и работ в зимнее время.
Смешивать глиноземистый цемент и портландцемент нельзя, так как может произойти полное разрушение такого смешанного вяжущего во время твердения.
Расширяющиеся и безусадочные цементы. Большинство цементов при твердении уменьшается в объеме. В некоторых случаях от вяжущих требуется, чтобы они расширялись или хотя бы не давали усадки (например, для получения водонепроницаемых бетонных покрытий или заделки стыков сборных конструкций). В настоящее время разработано много видов расширяющихся и безусадочных цементов. В основе механизма расширения лежит образование в твердеющем цементе сложных соединений (гидросульфо- алюминатов кальция), связывающих большое количество воды и за счет этого увеличивающих объем всей твердеющей системы. Наиболее широко распространены гипсоглинозе- мистый расширяющийся цемент и расширяющийся портландцемент.
Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент при влажном твердении через сутки увеличивается в размерах до 0,15%, а к 28-м суткам до 1%; при твердении на воздухе не дает усадки. Сроки схватывания: начало не ранее 20 мин, а конец не позднее 4 ч.
Расширяющийся портландцемент получают совместным тонким помолом портландцементного клинкера, высокоглиноземистого шлака, гипса и доменного гранулированного шлака. Объемное расширение этого цемента 0,5…1%; скорость твердения выше, чем у обычного портландцемента.
Кислотоупорный цемент. Для облицовочных работ в конструкциях, подвергающихся воздействию кислот, в качестве вяжущего применяют специальный кислотоупорный цемент. Основной компонент этого цемента — жидкое стекло. Жидкое стекло, кроме того, используют как связующее в силикатных красках, клеящих составах, кислотоупорных замазках.
Жидкое стекло — водный раствор силиката натрия (Na20-nSi02) или калия (K20-nSi02). В зависимости от вида силиката его называют натриевым и калиевым жидким стеклом. Качество жидкого стекла характеризуется двумя показателями — модулем и плотностью. Модуль жидкого стекла — отношение количества оксида кремния к оксиду металла. Чем больше модуль, тем выше качество стекла. Для строительных целей используют обычно натриевое жидкое стекло модулем 2,5…3,0 (калиевое, имеющее модуль 3…4, применяют реже — главным образом в силикатных красках). Плотность жидкого стекла обычно 1300…1500 кг/м3 характеризует его концентрацию.
Силикат натрия (или калия) получают, сплавляя кварцевый песок (Si02) с содой (Na2C03) или поташем (К2С03) в стекловаренных печах. Расплав при охлаждении распадается на прозрачные хрупкие куски растворимого стекла, называемого «силикат-глыба». Их растворяют в воде при температуре 120…150°С в автоклавах. При этом образуется густая желто- или коричневато-зеленая жидкость — жидкое стекло.
Твердение жидкого стекла идет по мере испарения воды, при этом у натриевого жидкого стекла могут появиться белые высолы соды (Na2C03). Ускорить процесс твердения и изменить его химические свойства в сторону образования водонерастворимых продуктов можно добавкой кремнефто- ристого натрия (Na2SiF„). Взаимодействуя с жидким стеклом, кремнефтористый натрий образует водонерастворимый фторид натрия (NaF) и гидроксид кремния (Si02-яН20). На этой реакции основано твердение кислотоупорного цемента.
Кислотоупорный цемент — смесь тонкомолотого кислотоупорного порошка (обычно молотого кварцевого песка) с небольшим количеством (4…14%) кремнефтористого натрия. Цемент затворяют жидким стеклом плотностью 1360…1380 кг/м3 и модулем 2,8…3,0. Схватывается кислотоупорный цемент быстро: начало схватывания в зависимости от содержания кремнефтористого натрия наступает через 20…60 мин. Для твердения цемента необходимы воз- душно-сухие условия и положительная температура. Через 28 сут прочность цемента при растяжении должна быть не менее 2 МПа.
Растворы на кислотоупорном цементе используют для футеровки химических аппаратов, укладки кислотостойких полов и т. п. Необходимо помнить, что кремнефтористый натрий — ядовитое вещество. Поэтому, работая с кислотоупорным цементом, необходимо строго соблюдать требования техники безопасности, избегая попадания порошка цемента в дыхательные пути и на слизистые оболочки.
Кроме портландцемента и его разновидностей к числу гидравлических вяжущих относятся еще ряд специальных цементов, а также смешанное вяжущее — гипсоцементно-пуццолановое. Для строительных конструкций, работающих в условиях воздействия кислот (химические заводы и т. п.), используют кислотоупорный цемент.
Глиноземистый цемент — особо быстротвердеющий высокопрочный цемент, получаемый обжигом и последующим тонким помолом сырьевой смеси, состоящей из известняков СаСОз и бокситов А1203. Поэтому в состав глиноземистого цемента входят только алюминаты кальция.
Марки глиноземистого цемента 400, 500 и 600. Марочной прочности он достигает через трое суток твердения, набирая в первые 24 ч более 50 % марочной прочности, при этом сроки схватывания почти такие же, как у портландцемента: начало схватывания не ранее 30 мин, конец схватывания не позднее 12 ч.
Глиноземистый цемент при твердении выделяет много теплоты. Но нагрев свыше 25…30 °С во время твердения сильно снижает его прочность (до 50 %), поэтому его нельзя применять для бетонирования массивных конструкций особенно в условиях жаркого климата. Однако после полного затвердевания он может выдерживать нагрев до 900 °С и поэтому его применяют для жаростойких бетонов. Глиноземистый цемент более коррозионностоек, чем портландцемент. Широкое применение глиноземистого цемента ограничивается его высокой стоимостью: в шесть раз выше, чем у портландцемента. Используют его для ремонтных и срочных работ и работ в зимнее время.
Смешивать глиноземистый цемент и портландцемент нельзя, так как может произойти полное разрушение такого смешанного вяжущего во время твердения.
Расширяющиеся и безусадочные цементы. Большинство цементов при твердении уменьшаются в объеме. В некоторых случаях от вяжущих требуется, чтобы они расширялись или хотя бы не давали усадки (например, это необходимо для получения водонепроницаемых бетонных покрытий или заделки стыков сборных конструкций). В настоящее время разработано много видов расширяющихся и безусадочных цементов. В основе механизма расширения лежит образование в твердеющем цементе сложных соединений (гидросульфоалюминатов кальция), связывающих большое количество воды и за счет этого увеличивающих объем всей твердеющей системы. Наиболее широко распространены гипсоглиноземистый расширяющийся цемент и расширяющийся портландцемент.
Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент при влажном твердении через сутки увеличивается в размерах до 0,15 %, а к 28 сут — до 1 %; при твердении на воздухе не дает усадки. Сроки схватывания: начало не ранее 20 мин, а конец не позднее 4 ч.
Расширяющийся портландцемент получают совместным тонким помолом портландцементного клинкера, высокоглиноземистого шлака, гипса и доменного гранулированного шлака. Объемное расширение этого цемента 0,5… 1 %, скорость твердения выше, чем у обычного портландцемента.
Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) изготовляют, смешивая строительный гипс (50…70 мае. ч.), портландцемент (15…25 мае. ч.), активную минеральную («пуццолановую») добавку (10…25 мае. ч.). Сроки схватывания таких вяжущих близки к срокам схватывания гипса; они довольно быстро твердеют: через 2…3 ч их прочность при сжатии 10…15 МПа, а через 10…15 сут — 30… 40 МПа. Прочность ГЦПВ набирают только во влажном состоянии.
Применяют ГЦПВ для изготовления санитарно-тех-нических кабин, блоков вентиляционных каналов, блоков и панелей стен жилых и общественных зданий в сельском строительстве.
Кислотоупорный цемент представляет собой смесь измельченного кварцевого песка с кремнефтористым натрием, затворяемую жидким стеклом.
Жидкое стекло — водный раствор силиката натрия (реже калия), известный в быту под названием «силикатный клей» — получают, сплавляя сульфат натрия с кварцевым песком и растворяя получившийся стеклообразный продукт в горячей воде.
Смесь жидкого стекла с кремнефтористым натрием в результате физико-химических процессов, протекающих между компонентами, постепенно затвердевает и превращается в камень, стойкий по отношению к минеральным и органическим кислотам. Молотый песок служит кислотостойким микронаполнителем в этом вяжущем.
Сроки схватывания кислотоупорного цемента: начало не ранее 30 мин, конец не позднее 6 ч. Для получения максимальной прочности и кислотостойкости материалы из кислотоупорного цемента обрабатывают кислотой. В воде кислотоупорный цемент разрушается.
Кислотоупорный цемент применяют для кладки кислотоупорных конструкций в химической промышленности.
Выбор стройматериалов - Специальные виды цемента
Остались вопросы по теме - "Специальные виды цемента", задайте их на