Иссиқликка чидамли бетонлар

2. Aлюмина ва юқори алюминали цементлар асосидаги иссиқликка чидамли бетон.
Aлюмина цемент - бундай таркибдаги хом ашё аралашмасини еритиш ёки куйдириш йўли билан тайёрланган клинкерни майда майдалаш натижасида олинадиган тез қотиб қоладиган гидравлик боғловчи бўлиб, бу тайёр маҳсулотда паст асосли калций алуминатларининг устунлигини таъминлайди. Портленд цементидан фарқли ўлароқ, асосий таркибий қисмлар калций силикатлари, яъни, алюмина цементида, оҳак ва кремний кислотасидан таркибланган моддалар, алюминатлар устунлик қилади. Шунга кўра, алюумина цемент ишлаб чиқариш учун хом ашё сифатида оҳактош ва алуминага бой моддалар, асосан, боксит ишлатилади.
Aлюмина цемент ва портленд цементининг кимёвий таркиби, 3.2-
жадвалда берилган.
Al₂О₃ ўз ичига олган цемент; 30 - 50% ва CаО - 35 - 40% миқдорида алюмина цементига киритилади.
Унинг асосий таркибий минерали калций моноалюминат (CA) бўлиб, у нормал боғланиши билан қаттиқлашувнинг дастлабки босқичларида юқори мустаҳкамлик беради. CA билан бир қаторда цемент таркибида 5СаО·3Аl₂О₃ -(C₅A₃) мавжуд бўлиб, у жуда тез боғланиши билан ажралиб туради ва гидратацияланганда қаттиқлашувнинг дастлабки босқичларида юқори мустаҳкамлик беради. схватывании.
Aлюмина цемент ва портленд цементининг кимёвий таркиби. 3.2- жадвал.

Цемент тури	Оксидлар миқдори, % оғирлигидан
	СаО	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃
Алюмина	35…45	5…10	35…55	0…15
Портландцемент	60…66	22…23	6…7	2…3

Юқори алюминали цемент таркибида 50% дан ортиқ Аl₂О₃ мавжуд бўлиб, унинг асосий таркибий минерали калций диалюминатдир (CA₂).
Юқори алуминали цемент таркибида алумина цементига қараганда камроқ калций моноалюминат мавжуд, шунинг учун у мустаҳкамликни секин ўсиши билан тавсифланади. Бироқ, узайган қаттиқлашув жараёнида у алумина цементига қараганда юқори мустаҳкамликга ега бўлади.
Aлумина ва юқори алуминали цементнинг ўтга чидамлилиги асосан ундаги Аl₂О₃ миқдорига боғлиқ ва 1450 - 1720°C оралиғида туради.
Иссиқликга чидамли бетон ишлаб чиқариш учун алумина ва юқори алюминий оксидли цементлардан фойдаланишнинг афзаллиги унинг ҳидрацияси пайтида калций оксиди ҳосил бўлмаслигидир. Шу туфайли, бетонни исиш вақтида еркин калций оксидини боғлаш учун майда майдаланган қўшимчаларни киритишнинг ҳожати боилмайди.
Aлюмина цементини қаттиқлаштирганда қисқа вақт ичида катта миқдорда иссиқлик ажралиб чиқади, бунинг натижасида қаттиқлашувнинг биринчи босқичларида унинг ҳарорати сезиларли даражада кўтарилади.
Иссиқлик чиқиши шунчали кучликки, иссиқликнинг умумий миқдорининг 70-80% гача бир суткада (портленд цемент учун, 7 кунлик вақтига уша фоиз) чиқарилади.
Массив иншоотларни қуришда бетоннинг ўз-ўзидан исиши унинг қаттиқлашиши жараёнига сезиларли таъсир кўрсатиши мумкин. 15 - 25°C ҳароратда алюмина цементининг гидратацияси қуйидаги реакцияга мувофиқ давом этади:
. 2(СаО·Аl₂О₃) + 10Н₂О = СаО· l₂О₃·7Н₂О + Аl₂О₃·5Н₂О.
Реакция натижасида ҳосил бўлган еттигидрат калций гидроалюминати бу ҳароратда етарлича барқарор бўлиб, цемент тошига юқори мустаҳкамлик беради.
Aгар алумина цементининг ҳидрацияси 25°C дан юқори ҳароратда содир бўлса, у ҳолда 2CаО·Аl₂О₃ билан бирга 3СаО·Аl₂О₃·6Н₂О ҳосил бўлади - Торвалдсон гидроалюминати деб аталадиган олтисувли учкалций алюминати.
Қаттиқлашув ҳарорати қанчалик юқори бўлса, Торвалдсон гидроалюминати шунчалик кўп ҳосил бўлади. Кубик тизимнинг кристалларида олтисувли учкалсий алуминат бўлиб чиқади, у олти бурчакли калций гидроалюминатларига нисбатан қотиб қолган цемент массасининг қолган қисмига камроқ ёпишқоқлигига ега бўлади.
Aгар алумина цементининг қаттиқлашиши Торвалдсон гидроалюминатининг шаклланиши билан 30°C дан юқори ҳароратларда содир бўлса, у ҳолда В.Н. Юнг ва бошқа тадқиқотчилар ҳулосасига кўра, қотиб қолган цемент тошининг мустаҳкамлиги 3 - 4 марта камаяди.
Қаттиқлаштирилган алумина цемент қиздирилганда гидроалюминатлар сувсизланиши кузатилади. Микроскопик тадқиқотлар шуни кўрсатадики, алумина цементидан тайёрланган цемент тоши 200°C гача қиздирилганда, юпқа кесмада корродирланган доналари СаО·Аl₂О₃; 5СаО·3Аl₂О₃; 3СаО·5Аl₂О₃; β = 2СаО·SiO₂ ва изотроп модда кузатилади.
Қаттиқлаштирилган алумина цемент қиздирилганда гидроалюминатлар сувсизланиши кузатилади. Микроскопик тадқиқотлар шуни кўрсатадики, алумина цементидан тайёрланган цемент тоши 200°C гача қиздирилганда, юпқа кесмада корродирланган доналари СаО·Аl₂О₃; 5СаО·3Аl₂О₃; 3СаО·5Аl₂О₃; β = 2СаО·SiO₂ ва изотроп модда кузатилади.
400°C гача қиздирилганда гидроалюминатларнинг сувсизланиши деярли якунланади. 600 дан 1200°C гача қиздирилганда, асосий қисми оз миқдорда 3СаО·5Аl₂О₃ ва γ = 2СаО·SiO₂ бўлган изотроп моддадан иборат. 1200 ° C дан юқори қиздирилганда 3СаО·5Аl₂О₃ кристаллари сони ортади. Эркин калций оксиди пишган қотиб қолган алюмина цементининг юпқа бўлакларида (шлифларда) топилмайди.
Баъзи тадқиқотчилар томонидан иситишнинг турли тўлдирувчилар билан алумина цементига иссиқликга чидамли бетоннинг мустаҳкамлиги ўзгаришига таъсирини ўрганиш бўйича олинган маълумотлар, 100 - 400 ° C ҳарорат оралиғида мустаҳкамликни сезиларли даражада пасайишини ва 1000 - 1100 °C ҳароратгача қиздирилганда мустаҳкамликни пасайиши кейинчалик давом етиши мумкинлигини кўрсатди.
Ҳароратнинг янада ошиши (1200 - 1300 °C гача) бетоннинг қисман пишиши (спекание) туфайли мустаҳкамликнинг сезиларли даражада ошишига олиб келади (3.12-расм).
Aлумина ва юқори алуминали цемент асосида иссиқликка чидамли бетон тайёрлаш технологияси ушбу боғловчи асосида оддий бетон тайёрлаш технологиясидан фарқ қилмайди. Aлумина цементидаги бетонларнинг қаттиқлашув ҳарорати 25°C дан ошмаслиги керак. Қаттиқлашув учун қулай шароитлар 7 - 20°C ҳарорат ва 3 кун давомида қаттиқлашув пайтида нам муҳитдир.
Ушбу даврдан кейин иситиш мосламасининг қопламасини иситиш мосламасининг конатрукциясига мувофиқ маълум бир режимда қуритилиши ва биринчи иситишига дучор қилиш мумкин.
Юқори алуминали цемент асосидаги бетонлар учун тавсия етилган қаттиқлашув шартлари 7 кун давомида нам муҳитда 15°C дан юқори ҳароратда сақлаш ёки буғлаш камераларида иссиқлик-намлик билан ишлов беришдир.