1. История развития производства вяжущих

осадочного происхождения, образованные в результате осаждения в водоемах остатков некоторых растений или в результате природного обжига глинистых пород;
вулканического происхождения, образовавшиеся в результате извержения магмы.
В качестве добавок осадочного происхождения в цементном производстве применяются:диатомиты - горные породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомовых микроорганизмов и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоя.нии;трепелы - горные породы, состоящие из микроскопических округлых зерен и содержащие, главным образом, аморфный кремнезем. Трепелы и диатомиты по своим физическим свойствам сходны с глинами: они пластичны, вязки и легко распускаются в воде; опоки - уплотненные диатомиты и трепелы; глиежи - горные породы, образовавшиеся в результате природ.ного обжига глины при подземных пожарах в угольных пластах.
Добавками вулканического происхождения являются:
пеплы вулканические - представляющие собой рыхлые продукты извержения вулканов и содержащие в основном алюмосиликаты;туфы вулканические - уплотненные и сцементированные (склеенные) застывшей магмой вулканические пеплы;трассы - видоизмененные разновидности вулканических туфов;пемза - камневидные породы, характеризирующиеся пористым губчатым строением.
Назначение активных минеральных добавок в портландцементе состоит в том, чтобы связать в нерастворимые в воде соединения свободный гидрат окиси кальция, выделяющийся при твердении цемента. В соответствии с этим основным показателем качества гидравлической добавки является способность ее связывать Са(ОН)2. Эта способность добавки характеризуется ее активностью.
За показатель активности гидравлической добавки, принимается количество извести в миллиграммах, поглощаемой из известкового раствора 1 г добавки в течение 30 сут
В качестве искусственных активных минеральных добавок используют:
доменные гранулированные шлаки, которые состоят в основном из CaO, SiO2, A12O3 и MgO;
кремнеземистые отходы - вещества, богатые активным кремнеземом, получаемые при извлечении глинозема, из глины при производстве алюминия (сиштоф);
топливные золы и шлаки - остаточный продукт, образующийся при определенном температурном режиме сжигания некоторых видов топлива; он состоит из кислотных окислов (кремнезема, глино.зема) ;
обожженные глины - продукт искусственного обжига глинистых пород, а также самовозгорающиеся в отвалах пустые шахтные породы (глинистые и углекислые сланцы).
Оценка качества искусственных активных минеральных добавок, за исключением доменных шлаков, производится так же, как и природных
50
51
52 Шлакопортландцементом называется гидравлическое вяжущее, получаемое путем тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гранулированным доменным или электротермофосфорным шлаком, а также с двуводным гипсом.
Доменные гранулированные шлаки - основной вид сырья при производстве шлаковых цементов. Их получают в качестве побочного продукта при выплавке чугуна из железной руды в доменной печи. Так же как и чугун их выпускают из печи в расплавленном состоянии, причем на 1 т чугуна получается 0,6 - 0,7 т шлака.
Основные составляющие доменного шлака - кварц, оксиды алюминия, кальция и магния, на которые приходится 90% всего состава шлака. Остальные 10% - марганец, соединения железа и серы и следовое количество других элементов. Однако, следует отметить, что основные оксиды, входящие в состав шлака не встречаются в свободной форме. В доменном шлаке, охлажденном воздухом, оксиды объединяются в различные силикаты и алюмосиликатные минералы, такие как мелилит, мервинит, волластонит, которые также существуют в виде природных пород. В дробленом и молотом шлаках, данные элементы присутствуют в виде стекла. Грануляция доменного шлака осуществляется путем быстрого охлаждения шлакового расплава с применением (либо без) механического раздробления еще жидкого или полузатвердевшего шлака. Цель грануляции не только превратить доменной шлак в мелкозернистый материал, что облегчает его дальнейшую переработку, но и значительно повысить гидравлическую активность - это важнейшее свойство шлака как компонента шлаковых цементов и как добавки к портландцементу. Гидравлическая активность применяемого гранулированного шлака оказывает существенное влияние на качество шлакопортландцемента. Она тем выше, чем выше основность шлака и чем больше содержится в нем окиси алюминия.
53 Производственный процесс получения шлакопортландцемента заключается в предварительном высушивании доменного гранулированного шлака в сушильном барабане до влажности, не превышающей 1%, загрузке высушенного шлака, портландцементного клинкера и гипса в бункерах цементных мельниц, их точном дозировании и помоле. Как уже упоминалось, размол компонентов может быть совместным или раздельным (при последующем тщательном их смешивании). В настоящее время применяют только схему совместного помола компонентов шлакопортландцемента, более простую и технологическую.
Строгое соблюдение установленных нормативов по тонкости помола шлакопортландцемента предопределяет его качество.
· согласно стандарту тонкость помола шлакопортландцемента должна быть такой, чтобы при просеивании через сито №008 проходило не менее 85% навески.
Тонкоизмельченный гранулированный шлак обладает главным образом скрытой (потенциальной) гидравлической активностью. Возбуждается она гидратом окиси кальция, выделяющимся при гидролизе трехкальциевого силиката портландцементной составляющей (известковое возбуждение), и добавляемым при помоле сульфатом кальция (гипсовое возбуждение).
Схематически твердение шлакопортландцемента можно себе представить как результат ряда процессов, протекающих одновременно, а именно:
· гидролиза и гидратации клинкерных минералов;
взаимодействие гидрата окиси кальция с глиноземом и кремнеземом, находящимися в шлаковом стекле, с образованием гидросиликатов, гидроалюминатов, а также гидросиликоалюминатов кальция;
· взаимодействие трехкальциевого гидроалюмината кальция клинкера с сульфатом кальция с образованием гидросульфоалюмината кальция по реакции
В случае применения основного шлака, богатого окисью кальция, когда в его составе, наряду со стеклом, содержится кристаллическая фаза в виде силикатов кальция, помимо перечисленных процессов протекает также реакция гидратации этих минералов с образованием гидросиликатов кальция. Процесс взаимодействия трехкальциевого гидроалюмината с гипсом в отсутствии шлака, т. е. при твердении обычного портландцемента, протекает иначе, чем при твердении шлакопортландцемента. В данном случае четырехкальциевый гидроалюминат не может образоваться, так как известь непрерырвно связывается шлаком, и концентрация ее в жидкой фазе может не достигнуть предельной для четырехкальциевого гидроалюмината (1,08 г/л). Вследствие пониженной концентрации извести при твердении шлакопортландцемента гидросульфоалюминат кальция образуется главным образом в результате взаимодействия реагирующих компонентов в жидкой фазе; кроме того, образуются гидросиликаты более низкой основности, чем при твердении портландцемента.
Шлакопортландцемент твердеет несколько медленнее, чем портландцемент, в особенности при пониженных положительных температурах. Это объясняется значительным содержанием шлака. Однако при тончайшем помоле, в особенности двухступенчатом, и содержании шлака около 30-35% скорость твердения шлакопортландцемента такая же.Строительно-технические свойства шлакопортландцемента обусловливают и области его практического применения – те же, что и портландцемента аналогичных марок. Его целесообразно использовать для производства монолитных и сборных железобетонных конструкций и деталей, в особенности с применением тепловлажностной обработки, а также для изготовления строительных растворов. Шлакопортландцемент предназначен в основном для бетонных и железобетонных наземных, а также подземных и подводных конструкций, подвергающихся воздействию пресных, а также минерализированных вод с учетом норм агрессивности воды – среды.
Вследствие пониженного тепловыделения при твердении и малой усадки шлакопортландцемента его можно весьма эффективно применять для внутримассивного бетона гидротехнических сооружений. В силу пониженной морозостойкости шлакопортландцемента его нельзя применять для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся систематическому попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию.
54 Белый ПЦ –получают на основе белого клинкера.
Грязноватый серый цвет клинкера обусловлен высоким содержанием в нем окиси железа, окиси марганца, окиси хрома. Клинкер содержит повышенное количество кремнезема (23,5-25,5%) и глинозема (5,5-7) и незначительное количество окиси железа (до 0,4-0,5%). В лучших образцах окиси железа до 0,35 и окиси марганца до 0,015%. Минералогический состав белого клинкера: С3S 35-50, С2S 35-45, С3А 14-17, С4АF – 0,9-1,4.
Белый клинкер изготовляют из чистых известняков или мела и белых глин или каолина. Для повышения силикатного модуля вводят белые кварцевые пески.
Производство белого клинкера принципиально не отличается, но сложнее и имеет особенности:
- при дроблении и обогащении сырья отделяют рыхлые породы, чаще содержащие железистые примеси.
- дробилки и мельницы футеруют трудноистираемой стальюи и фарфоровыми, базальтовыми и др плитами. Мелющие тела чаще уралитовые – иск материал.
- Обжиг ведут на беззольном (газ или мазут) топливе.
- температура обжига выше 1600-1650 оС, для облегчения обжига вводят минерализаторы: кремнефторид натрия и др.
- после обжига клинкер отбеливают, т.к. он имеет зеленоватый оттенок, восстанавливая окись F2o3 до окиси-закиси Fе3О4. Применяют 2 способа отбеливания: водяное (клинкер из печи с температурой 1300 выгружают в бассейн с водой, затем высушивают в сушильном барабане) либо газовое (клинкер охлаждают в восстановительной газовой среде от 1100-1200 до 200 в специальном холодильнике).
Белый ПЦ получают измельчением белого клинкера с и гипсом. Допускается введение АМД (белый диатомит).
Бывают марок 400 и 500. Тонкость помола по ост на сите № 008 не более 12%.
Основная качественная характреистика – степень белизны. Коэффициент отражения света в процентах абсолютной шкалы должен быть не менее:
Д я 1-го сорта - 80,
2-го - 75,
3-го - 70;


55 Цветные ПЦ получают совместным помолом белого клинкера в соответствующими минеральными пигментами (охра, железный сурик и др.) и гипсом.
Пигменты минеральные вводятся до 15% по массе, орг – до 0,3%. Пг должны обладать высокой красящей способностью, высокой щелочестойкостью, свето и атмосферостойкостью.
Можно получать цветные цементы из цветных клинкеров, вводя в сырьевые смеси соединения охра(желгый пигмент),ультрамарин(синий пигмннт), кобальта, окись хрома(зеленый пигмент), сурик свинцовый(красный пигмент),сурик железный(коричневый оттенок),двуоксид марганца,пиролюзит и углеродистые пигменты(черный) и др.
Применяют такие цементы для отделочных составов, для изготовления облицовочных плит, плит для полов, ступеней, скульптур, имитаций природного камня.
Такие цементы имеют повышенную усадку при твердении, пониженную коррозионную стойкость, пониж мрз.


56 ПЦ для бетона дорожных и аэродромных покрытий
Имеет повышенную мрз, повышенную стойкость против истирающих и ударных воздействий, малую усадку, повышенную прочность на растяжение и изгиб. Это достигается :

• 
  Применением клинкера нормированного состава по содержанию С3А не более 8%
  
• 
  Допускается добавка только доменного шлака не более 15%
  
• 
  Начало схватывания не ранее 2 ч
  

Бывает марок 400 и 500. Рекомендуется введение в бетон на таких цементах пластиф, воздухововл, гидрофобиз добавок.


57 ПЦ для производства асбестоцементных изделий
При производстве асбестоцементых изделий есть особенности:
Начальная гидратация протекает при очень высоком В/Ц, , затем из асбестоцементной массы отфильтровывается, отсасывается, отжимается значительное количество воды.
Частички цемента должны быть достаточно тонкими, чтобы удержаться на волокнах асбеста. Вместе с тем излишняя дисперсность может вызвать повышеннуд водопотребность вяжущего, отрицательно отражающуюся на обезвоживании и уплотнении изделий. Поэтому тонкость помола должна быть от 2200 до 3200см2/г
Клинкер должен содержать С3S не менее 52, С3А не менее 3 и не более 8 %. Допускается введение добавок не более0,5%от массы цемента
Начало схватывания не ранее 1,5 ч,а конец не позднее10часов. Марки 400 и 500.Отличается более интенсивным твердением и ростом прочности в начальные сроки.
58 Тампонажный цемент является одной из разновидностей портландцемента и предназначен для изоляции нефтяных скважин от действия грунтовых вод. тампонажный цемент выпускается двух видов: а) для «холодных» скважин; б) для «горячих» скважин. Общее требование к тампонажным цементам – хорошая текучесть при минимальном количестве воды и минимальной усадке. Начало схватывания должно наступать не ранее закачки в скважину. Интервал между началом и концом схватывания должны быть минимальны. Тампонажные цементы должны обладать стойкостью против солевой агрессии. Большое значение имеет плотность раствора, которая должна быть такой, чтобы цементный раствор легко вытеснял глинистый раствор из скважин. Клинкеры тампонажного цемента для холодных скважин характеризуются:
а) повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (до 12-13%) при содержании алита около 50%, что обеспечивает требуемую скорость схватывания и повышенную прочность цемента в ранние сроки твердения;
б) повышенным содержанием трехкальциевого силиката (57-60%) при пониженном содержании С3А (4-7%). При таком клинкере, если он достаточно тонко измельчен, также обеспечивается требуемая скорость схватывания и высокая активность цемента в ранние сроки твердения. Для горячих скважин, чтобы замедлить сроки схватывания и сохранить требуемую текучесть цементного раствора, применяют цемент с низким содержанием С3А. При производстве клинкера тампонажного портландцемента применяют те же сырьевые компоненты, что и для обычного портландцемента.
Процессы твердения и гидротации тампонажного цемента ускоряются с повышением температур в скважине. Одновременно прочность цемента повышается, а время начала схватывания сокращается.


59 Глиноземистый цемент -- быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, состоящее преимущественно из моноалюмината кальция (СаО*А12О3). Свое название этот цемент получил от технического названия оксида алюминия А12О3 -- «глинозем». Сырьем для глиноземистого цемента служат бокситы и чистые известняки. Химический состав бокситовпределах: А12О3 - 40...75 %; Fe2O3 - 5...30 %; SiO2 - 2...15 %?TiO2 35...45 %;. Бокситы -- горная порода, состоящая из гидратов глинозема (А12О3 * nН2О) и примесей (в основном Fe2O3, SiO2, СаО и др.). Бокситы широко используются в различных отраслях промышленности: для получения алюминия, абразивов, огнеупоров, адсорбентов и т.п., а месторождений с высоким содержанием А12О3 очень немного. Важнейшим глиноземосодержащим сырьевым компонентом в производстве глиноземистого цемента являются сравнительно мало распространенные бокситы. Это дефицитное сырье, используемое, главным образом, для получения металлического алюминия. Боксит содержит гидраты глинозема в виде бемита, гидраргиллита и редко диаспора с примесями кремнезема, оксидов железа, магния, титана и др. Содержание глинозема в бокситах может достигать 70 %.
Качество боксита характеризуется содержанием А1о03 и коэффициентом качества — отношением количества глинозема по массе к соответствующему количеству оксида железа. Для производства глиноземистого цемента применяют бокситы, главным образом, марок Б-2, Б-3 и Б-7, с коэффициентом качества соответственно 7; 5 и 5,6; содержание глинозема в них должно быть не менее чем 46 и 30 %. Используют также бокситы марки Б-1 с коэффициентом качества 9, содержащие не менее 49 % глинозема.
Количество оксида железа хотя и не регламентируется ГОСТ, но из изложенного выше видно, что оно исключительно важно для технологии производства глиноземистого цемента.
60
Химический состав глиноземистого цемента, получаемого разными методами, находится в следующих пределах: СаО - 35...45 %; А12О3 - 30...50 %; Fe2O3 - 0...15 %; SiO2 - 5...15 %. В минеральном составе клинкера глиноземистых цементов преобладает однокальциевый алюминат СаО * А12О3 (СА), определяющий основные свойства этого вяжущего. Кроме того, в нем присутствуют алюминаты -- СА2, С12А7; двухкальциевый силикат C2S, отличающийся, как известно, медленным твердением, и в качестве неизбежной балластной примеси -- геленит - 2СаО * А12О3 * 2SiO2. Внешние параметры глиноземистого цемента - это тонкий порошок серо-зеленого, коричневого или черного цвета. одержание глинозема (Al2O3) в цементе должно быть не ниже 35 %.
61
Химический состав бокситов характеризуется следующим предельным содержанием главнейших оксидов, считая на безводное вещество, %: А1203 40—75; Fe203 5—30; SiO;> 2—15; ТЮ2 3,5.
Основной показатель качества бокситов при изготовлении из них глиноземистого цемента — процентное отношение Ah03/Si02 (коэффициент качества). Чем боль-•ще этот коэффициент, тем выше качество бокситов. Отношение Al203/Si02 у бокситов удовлетворительного качества не ниже 5—6. Содержание в них более 5—8 % кремнезема нежелательно. В известняках, предназначенных для производства глиноземистого цемента, содержание кремнезема и оксида магния не должно превышать соответственно 1,5 и 2 %.
Наряду с бокситами для получения глиноземистого цемента применяют иногда алюминиевые шлаки и материалы, вырабатываемые обжигом высокоглиноземистых глин. Но из этих материалов получается глиноземистый цемент пониженного качества,
Для обжига сырьевых материалов применяют тепловые установки различных конструкций. Выбор их определяется качеством сырьевых материалов, в частности, содержанием вредных оксидов кремния, магния и отчасти железа.
Обжиг можно вести до спекания или до плавления. При обжиге до спекания применяют обычно вращающиеся, шахтные и другие печи, а также спекательные ре-щетки, работающие на газообразном и жидком топливе, а также на малозольном угле. Обжиг до плавления ведут в вагранках, электрических и доменных печах, одновременно получая в доменной печи чугун и глиноземистый цемент. Выпускают его из печи в виде расплава строго определенного химического состава.
При производстве цемента обжигом исходной смеси компонентов до спекания в тех или иных печах или обжигом до плавления в вагранках требуются высококачественные бокситы с небольшим содержанием кремнезема (до 8 %) и оксида железа (до 10 %). Месторождений таких бокситов немного, и используют их для производства алюминия. Плавка в электрических и доменных печах позволяет использовать бокситы с повышенным содержанием примесей. Это обусловило преимущественное применение таких способов производства глиноземистого цемента. ри получении глиноземистого цемента плавлением в доменную печь загружают железистый боксит, известняк, железный скрап и кокс. В результате восстановления оксидов железа под действием углерода и оксида углерода образуется чугун, скапливающийся в нижней части горна. Одновременно в горне над расплавом чугуна появляется расплав глиноземистого шлака. Оба расплава периодически выпускают из домны, при этом температура шлакового расплава 1600—1700 °С. Его направляют в изложницы или разливают на площадке охлаждения материала.
При производстве глиноземистого цемента плавкой в доменных печах используются бокситы с показателем коэффициента качества не менее 7. Это вызывается незначительным восстановлением в этих печах кремнезема и образованием ферросилиция. Вместе с тем получение в доменных печах чугуна и глиноземистого цемента обуславливает пониженную его стоимость.
Охлажденный материал подвергают обычно двустадийному дроблению. Помол ведут в трубных шаровых мельницах до остатка на сите № 008 не более 10 % (ГОСТ 969—77). При изготовлении ангидритоглииоземи-стого и шлакоглиноземистого цементов осуществляется совместный помол всех материалов. Ангидрит и шлак предварительно дробят и высушивают до влажности не более 1—2 %
Глиноземисто-белитовый цемент получают обжигом тонкоизмельчеиных смесей, содержащих некондиционные бокситы с коэффициентом качества меньше 3, известняк, гипс (около 10%) и минерализатор CaFa. В процессе обжига при 1250—1300°С получается клинкер, содержащий СА, |3-C2S, С!2А7 и 3(CaO.Al203)-CaS04. Значение добавки гипса заключается в том, что в процессе обжига вместо гидравлически инертного геленита C2AS образуется активный сульфоалюминат кальция 3(CaO-Al203)CaS04. Одновременно получается повышенное количество белита f}-C2S.
Исследования этих систем, проведенные вначале П. П. Будни-ковым и Т. А. Р.агозиной, в последующем были продолжены Л. А. Захаровым. Он изучил возможность получения глиноземисто-белитово-го цемента из многих видов сырья, содержащих не менее 25 °/о глинозема и не более 45—50 % кремнезема (латериты, каолины, анортиты, алунитовые породы, золы от сжигания горючих сланцев и др.).
Глиноземистый цемент отправляют потребителю в бумажных мешках или навалом в специально оборудованном транспорте.
62Процесс твердения глиноземистого цемента и прочность образующегося цементного камня существенно зависят от температуры твердения. При нормальной температуре (до + 25° С) основной минерал цемента -- СА взаимодействует с водой с образованием кристаллического гидроалюмината кальция и гидроксида алюминия в виде гелевидной массы:
2(СаО * А12О3) + 11Н2О = 2СаО * А12О3 * 8Н2О + 2А1(ОН)3 + Q
При твердении глиноземистого цемента основное соединение -- однокальциевый алюминат, подвергается гидратации, в результате чего образуется двухкальциевый гидроалюминат. При взаимодействии глиноземистого цемента с водой не образуется гидрата окиси кальция, благодаря чему цементный камень, бетоны и растворы на глиноземистом цементе значительно лучше противостоят действию минерализованных вод; отсутствие трехкальциевого гидроалюмината повышает стойкость к сульфатной коррозии. Однако бетоны па глиноземистом цементе корродируют в кислых агрессивных средах, концентрированных.растворах сернокислого магния и в щелочных средах при концентрации щелочей более 1%. С повышением температуры твердения глиноземистого цемента сверх 25--30° С прочность цементного камня понижается, вследствие перекристаллизации двухкальциевого гидроалюмината в трех-кальциевый. Поэтому пропаривание и автоклавную обработку изделий на глиноземистом цементе не производят.
При пониженных положительных температурах твердение происходит менее интенсивно, но все же значительно быстрей, чем портландцемента.
При охлаждении массы цемента (бетона) ниже -2 °С твердение его с водой практически прекращается.Поэтому для твердения необходимо обеспечить оптимальные температурные условия.
63Истинная плотность глиноземистого цемента 3,1 — 3,3 г/см3, плотность в рыхлонасыпном состоянии — 1000—1300, в уплотненном — 1600—1800 кг/м3.
Водопотребность этого цемента при получении теста нормальной густоты 24—28 %. По ГОСТ 969—77, он должен характеризоваться равномерным изменением объема при испытании образцов из него кипячением и обработкой в парах воды.
Начало схватывания теста должно наступать не ранее 30 мин, а конец не позднее 10 ч. Обычно же начало и конец схватывания наступают соответственно через 1 — 1,5 и 4—6 ч. При необходимости замедлить схватывание применяют хлористые натрий и кальций, буру и др. Ускоряют схватывание введением небольших добавок извести, портландцемента и др.
Глиноземистый цемент по прочности (ГОСТ 969—77) разделяют на марки 400, 500 и 600, определяемые по результатам испытаний на сжатие половинок призм размером 4X4X16 см, изготовленных из малопластичного раствора 1:3 (ГОСТ 310.1—76 с изм.) и испытанных через 3 сут твердения. Через 1 сут твердения цемент достигает 80—90 % трехсуточной прочности.
Для твердения глиноземистого цемента наиболее благоприятны водные условия. Как воздушное, так и комбинированное воздушно-влажное хранение сопровождается значительным падением прочности бетонов на этом цементе в отдаленные сроки твердения (на 50— 60 % через 10—20 лет). Прочность снижается иногда ив первый месяц твердения. По ГОСТ 969—77 не допускается снижение прочности на растяжение образцов 28-су-точного возраста по сравнению с прочностью образцов трехсуточного возраста более чем на 10 %. При пониженных температурах (5—10°С) глиноземистый цемент твердеет достаточно интенсивно вследствие значительного выделения теплоты, на что указывалось ранее.

Бетоны на глиноземистом цементе характеризуются высокой водостойкостью, морозостойкостью и жаростойкостью. Водостойкость этого цемента объясняется, в частности, отсутствием в продуктах его гидратации гидроксида кальция, характеризующегося, как известно, значительной растворимостью в воде (1,2 г/л СаО при обычной температуре). Бетоны на глиноземистом цементе более морозостойки, чем на обыкновенном портландцементе, что обусловливается в большей мере повышенной плотностью цементного камня. Известно, что при прочих равных условиях пористость затвердевшего глиноземистого цемента примерно в 1,5 раза меньше пористости портландцемен-тного камня. Этим же объясняется и более низкая водопроницаемость затвердевшего глиноземистого цемента по сравнению с портландцементом. Пониженная пористость цементного камня объясняется высокой степенью гидратации, повышенным вовлечением воды в гидратные соединения, а также образованием значительного количества гелевидных масс гидроксида алюминия.

Глиноземистый цемент, более чем портландцемент, стоек в растворах сульфата кальция и магния (но не сульфатов калия, натрия и аммония), а также в слабых растворах и парах неорганических кислот. Стоек он и в водных растворах хлоридов щелочных металлов, кальция и магния, в морской воде, в углекислых и болотных водах, в растворах молочной и других подобных кислот, в животных и растительных маслах.
Глиноземистый цемент и бетоны на его основе разрушаются в растворах щелочей и солей аммония. Сульфатостойкость глиноземистого цемента при переходе C2AHg в C3AHG резко снижается.
Бетоны на глиноземистом цементе хорошо сопротивляются действию температур до 1200—1400 °С и выше. В этом случае не возникают разрушающие деформации (как у бетонов на портландцементе) при увлажнении их после воздействия высоких температур. Это объясняется тем, что в глиноземистом цементе нет гидроксида кальция, который, присутствуя в затвердевшем портландцементе, при нагревании до 500 °С и выше переходит в СаО гидратирующий при повторном увлажнении, увеличиваясь в объеме и разрушая цементный камень.
Глиноземистый цемент значительно дороже (в 5— 6 раз) портландцемента, поэтому применять его следует лишь в случаях наиболее полного использования его ценных качеств. В соответствии с этим такой цемент целесообразен для производства бетонных и железобетонных конструкций при необходимости получения высокой прочности бетона в очень короткие сроки, особенно при пониженных температурах окружающей среды, а также в конструкциях, подвергающихся систематическому замерзанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию, особенно при службе их в морской воде, в водных растворах некоторых сульфатов и т. п. Широко применяется данный цемент при изготовлении жароупорных бетонов и различных видов расширяющихся цементов, а также при выполнении аварийных и ремонтных .работ.

Нельзя использовать глиноземистый цемент в тех случаях, когда температура бетона во время его твердения может подняться выше 25—30 °С. Недопустимо его применение в бетонных конструкциях, подвергающихся щелочной агрессии.

64. Расширяющиеся и безусадочные цементы

Твердение всех гидравлических вяжущих веществ в воздушной среде сопровождается уменьшением объема цементного камня (усадкой). Усадочные деформации могут привести к образованию трещин в бетонах, что нарушает монолитность конструкций и снижает их долговечность. Для расширяющихся и безусадочных цементов характерно равномерное приращение объема цементного камня в начальный период твердения, что компенсирует усадочные явления. Линейное расширение у расширяющихся цементов обычно составляет 0,3... 1 %, у безусадочных — 0,01 ...0,1 %. Многочисленные виды расширяющихся цементов, в разработку которых большой вклад внесли советские ученые (В. В. Михайлов,, Б. Г. Скрамтаев, И. В. Кравченко, П. П. Будников и др.), представляют собой смешанные цементы, состоящие из основного вяжущего вещества (глиноземистый или портландцемент) и компонентов, обеспечивающих увеличение объема цементного камня в начальный период твердения (в большинстве случаев гипс, высокоосновные гидроалюминаты кальция, глиноземистые шлаки). Наибольшее применение в нашей стране нашли следующие расширяющиеся цементы: на основе глиноземистого цемента — водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ), гиперглиноземистый цемент; на основе портландцемента— расширяющийся портландцемент (РПЦ), а на основе портландцемента и глиноземистого цемента— напрягающий цемент (НЦ).