ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ (ГОСТ 969—66)

Глиноземистый цемент — быстр отвердеющее в во­де и на воздухе высокопрочное вяжущее вещество, получаемое путем обжига до спекания или плавления смеси материалов, богатых глиноземом и окисью каль­ция (бокситы и известняки или известь), и последу­ющего тонкого помола продукта обжига. Глиноземи­стый цемент содержит преимущественно низкооснов­ные алюминаты кальция.

Допускайся введение в цемент при помоле до 1% добавок различных веществ, улучшающих его свойст­ва. В зависимости от вида сырья и выбранного способа производства химический состав глиноземистых це­ментов может колебаться. Фактическое содержание окислов в промышленных глиноземистых цементах приведено в табл. І-І1.

Высоким содержанием железа в виде Fe2D3 харак­теризуются цементы, полученные плавлением или спе­канием в окислительной среде, а малым содержанием железа, главным образом в виде FeO или Fe304, —- це­менты, полученные плавлением в сильновосстановитель­ной среде; в цементах, полученных в слабовосстанови­тельной среде, железо может присутствовать в виде FeO, Fe3D4 и Fe203.

Минералогический состав глиноземистого цемента изменяется в зависимости от его химического состава и технологии получения цемента. Наибольшее влия­ние на свойства цемента оказывает моноалюминат кальция.

Физические свойства. Глиноземистые цементы, нолученные методом электроплавки, имеют коричне­Вый, черный или серый цвета; полученные способом спе­кания—коричневый; полученные доменной плавкой—■ светлый, голубовато-серый цвет. Физико-механические свойства этих цементов приведены в табл. 1-12 и 1-13.

Физико-механические испытания глиноземистого цемента производят по ГОСТ 310—60 со следующими изменениями. Изготовленные для испытания лепешки и образцы-призмы в формах первые 6 ч с момента из­готовления хранят в воздушно-влажных условиях (на­пример, в ванне с гидравлическим затвором) при тем­пературе 20 ± 3° С, после чего их вместе с формами по­гружают в воду и хранят в ней при той же темпера­туре. Через 24 ± 2 ч призмы извлекают из форм, часть испытывают, а остальные оставляют в воде до следу­ющих испытаний.

Сроки схватывания глиноземистого цемента могут быть существенно изменены при введении добавок. Уско­ряют схватывание: гидрат окиси кальция, гидрат окиси натрия, карбонат натрия, двууглекислая сода, сульфат натрия, сульфаты кальция, сульфат железа, серная кис­лота, хлористый литий, портландцемент. В малых ко­личествах замедляют, а в больших — ускоряют схва­тывание: хлористый магний, хлористый кальций, азотнокислый барий, уксусная кислота, уксуснокислый

ТЛЕЛИ цл Г-11. Химический состав некоторых промышленных глинтечистых цементов

Цемент и способ производства

Содержание окислов в % по массе

FesO,

FeO

Т10г

MgO

So9

S10s

‘Л12СЧ

СаО

5

Советский, электроплавленый….

5,3

41 ,2

36,8

5,1

8,9

1 ,5

Советский, полученный спеканием во

1 ,07

0,62

Вращающейся печн…………………………….

5,6

50,34

31 ,4

9,2

2

Советский, выплавленный в вагранке

8

39 ,3

43,9

2,9

1 ,8

Советский, выплавленный в домне, .

9,25

47,17

39,07

■ —

‘ ,28

1 ,5

1

0 ,9 1

Венгерский, полученный спеканием

3,68

37 ,21

12,97

2, 1

0,72

1,28

В кольцевой печн………………………………………………..

42 ,05

Венгерский, выплавленный в домне.

14,82 10,05

38,52

34 ,56

8,58

0,59

0,89

0,44

Чехословацкий…………………………………………………

42,88

37,12

7 ,58

0,66

0 ,38

Чехословацкий, полученный спекани­

38,28

14 ,96

0,32

0,32

Ем в кольцевой печи…………………………………………..

4,14

4 1 ,54

■—

—■

Польский…………………………………………………………..

4,58 7 ,47

40,06

35,93

18.26

Австрийский………………………………………………………

46,34

38,7

6,5

1 ,2

8,4

39,29

43,8

9,44

—•

Французский……………………………………………………..

5,19

41 ,64

36,73

18,06

0,23

8,41

40, 86

40,68

9,38

6,6

45

38,3

7

0,94

Следы

10,37

45,36

38,96

4,48 2,15

0, 1G

»…………………………………………….

9,01

42,44

43,8

1 ,25

0 ,4

Итальянский’ …………………………………………………….

9,9

39,4

42,4

0,7

4,2

2,2

0,7

Шведский…………………………………………………………..

5,7

42, 1

38,3

9,7

2

1,1

8,25

42,37

41 ,75

1,13

3,17 7

2,28

0,67

0,7

6,9

39,4

41 ,2 36,6

3,3

1 ,7

0,2

0,03

5,1

38,9

11

5,8 6

1 ,7

0,2

0,19

6,2

44,2 36,5

36,9

4,6

2,2

V

40,3

4

9,52

ТАБЛИЦА 1-12. Физические свойства глиноземистого цемента

Плот­ность, г/см®

Насыпная плотность, кг/м3

Угол естественного откоса, град (рад)

В рыхлом состоянии

П уплотненном состоянии

3 — 3,3

1100

1700

45 — 46 (0.765 — 0,822)

Продолжение табл. 1-12

Сроки схватывания

Тонкость

Нормальная

Помола, %

Густота, %*

Начало

Конец

Прохода через

Сито N° 008

23 — 28

Не ранее

Не позднее

90

30 мнн

12 ч

* При повышении температуры окружающей среды нормаль­ная густота увеличивается.

ТАБЛИЦА 1-13. Прочность глиноземистого цемента в растворе состава 1:3, кгс/см® (МПа)

Марка цемента

Предел прочности

При изгибе через

Нрн сжатии через

1 сут

| З сут

1 сут

3 сут

400

35

ББ

200

400

(3,5)

(Б. Б)

(20)

(40)

Б00

40

60

275

Б00

(4)

(6)

(27.Б)

(Б0)

600

45

350

600

(4. Б)

(6,Б)

(ЗБ)

(60)

Примечание. Предел прочности образцов при сжа­тии через 28 сут дол же л быть не ниже чем через 3 сут. Предел прочности при изгибе через 28 сут может быть ни­же чем через 3 сут, но не более чем на [0%.

Кальций. Замедляют схватывание: хлористый натрий, хлористый калий, хлористый барий, азотнокислый нат­рий, соляная кислота, глицерин, сахар, уксуснокислый натрий, борная кислота, бура.

При взаимодействии глиноземистого цемента с во­дой образуются гидроалюминаты кальция различного состава и гидрат окиси глинозема. Если в составе глино­земистого цемента присутствуют окислы железа, воз­можно, кроме того, образование гидроалюмоферритов кальция.

Для глиноземистого цемента характерно «пилооб­разное» изменение его прочности во времени. Сбросы прочности происходят как при сжатии, так и при растя­жении и изгибе. После 3 сут твердения дальнейшее нарастание прочности идет медленно. Изменение проч­ности цемента зависит главным образом от его хими­ческого состава, водоцементного отцошения и темпера­туры окружающей среды.

Сравнительные данные о прочностных показате­лях бетонов, изготовленных на глиноземистом цементе и других цементах, приведены в табл. І-І4. Изменение прочности этих бетонов за продолжительные отрезки времени отражено в табл. І-І5.

Отношение показателей прочности при сжатии к прочности при растяжении для различных сортов глино­земистого цемента колеблется в пределах от 20 до 35; отношение показателен прочности при сжатии к проч­ности при изгибе — от 3 до 9.

Для глиноземистого цемента характерно быстрое выделение тепла за короткий отрезок времени, начина­ющееся через 5—8 ч после" схватывания (табл. І-І6).

Железистый глиноземистый цемент, полученный спеканием, по величине тепловыделения занимает про­межуточное место между безжелезистым глиноземистым цементом и БТЦ (табл. 1-16),

ТАБЛИЦА I-14. Прочность бетона в зависимости от вида цемента и В/Ц

Вщ

Прочность бетона на глиноземистом цементе, кгс/ем» (МПа), через

Прочность бетона на БТЦ, кгс/см1 (МІІа), через

1 сут

3 сут

7 сут

I сут

3 сут_

7 сут

0,5

С15 (6.15)

650 (6.50)

700 (70)

98 (9.8)

257 (25,7)

369 (36,9)

0,6

516 (Б.16)

600 (60)

694 (69,4)

51 (5,1)

166 (16,6)

248 (24,9)

0,7

330 (3,30)

460 (46)

464 (46,4)

29 (2.9)

97 (Э.7)

158 (15.8)

0.8

249 (24.9)

330 (33)

338 (33.8)

17

(1.7)

47 (4.7)

91 (9,1)

Цемент и вид бетона

В/Ц

Расход цемеш Кг/м»

Условия твердения

28 сут

Портландцемент. .

0.4

271

Воздушио — влажныс

414 (41.4)

(Жесткий бетон)

0.4

271

Воздушные

Глиноземистый цемент..

0.4

271

Воздушно — влажные

636 (63.6)

(Жесткий бетон)

0.4

271

Воздушные

Портландцемент. .

0.64

269

Воздущно — влажные

299 (29.9)

(Пластичный бетон)

0,64

269

Воздушные

Глиноземистый цемент………………………………………. • .

0.64

269

Воздушно — влажные

Б6Б (56.Б)

(Пластичный бетон)

0.64

269

Воздушные

ТАБЛИЦА

І-1Б.

Изменение прочности бетонов на в зависимости

Глиноземистом и портлендском цементах от ряда условий

Предел прочности при сжатии, кгс/см* (МПа), через

3 Мес

6 Мес

1 год

2 года

3 года

Б лет

10 лет

21 год

458 (45.8)

526 (Б2.6)

542 (54,2)

532 (S3.2)

542 (54.2)

565 (56,Б)

575 (57,Б)

594 (59,4)

452 (45,2)

509 (50,9)

БЗЗ (БЗ. З)

Б5І (ББ.1)

Б42 (54,2)

Б98 (59,8)

Б70 (57,0)

Б38 (53,8)

646 (64,6)

674 (67.4)

693 (69,3)

698 (69,8)

660 (66,0)

Б6Б (56.Б)

454 (4Б.4)

386 (38.6)

631 (63.1)

617 (61,7)

664 (66.4)

607 (60.7)

593 (59,3)

499 (49.9)

385 (38.5)

203 (20,3)

328 (32.9)

353 (35,3)

348 (34,8)

353 (ЗБ. З)

348 (34,8)

377 (37.7)

362 (36.2)

358 (35.8)

322 (32.2)

339 (33.9)

ЗБ8 (ЗБ,8)

382 (38.2)

414 (41.4)

428 (42.8)

412 (41.2)

381 (38,1)

612 (61,2)

617 (61,7)

669 (66.9)

636 (63,6)

617 (61.7)

547 (54.7)

410 (41.0)

27 2 (27,2)

Б6Б (56.Б)

518 (51.8)

Б80 (58.0)

490 (49)

471 (47.1)

396 (39,6)

248 (24,8)

13Б (13.Б)

Усадка глиноземистого цемента меньше, чем порт — ландекого. Термическое расширение, теплопроводность, сцепление с арматурой имеют примерно те же значения, что и у портландцемента. Пористость цементного камня глиноземистого цемента в 1,5 раза меньше, чем порт- ландского. Водонепроницаемость глиноземистого це­мента выше, чем портландского. Коррозиеустойчивость глиноземистого цемента выше, чем портландцемента. Глиноземистый цемент более стоек в растворах суль­фатов кальция, магния, хлористых соединений; в сла­бых растворах и парах неорганических кислот; в раст­ворах сахара, молочной, яблочной, муравьиной кис­лот, гипосульфита натрия, фотореактивах, сернистых газах; в морской воде, дистиллированной и дождевой воде, углекислых водах, торфяных, болотных и сточ­ных водах, водах, содержащих отходы бумажной и цел­люлозной промышленности; в животных и раститель­ных маслах; на контакте с алюминиевыми и свинцо­выми сплавами. Он менее стоек в крепких растворах свободных неорганических кислот, щелочей, солей ам­мония, в растворах сульфатов щелочных металлов.

Морозостойкость. Бетоны и растворы на глинозе­мистом цементе достаточно морозостойки.

ТАБЛИЦА I-I6. Тепловыделение при твердении различных цементов

Цемент

Теплота гидратации, кал/100 (кДж/кг), через

Г

1 сут

2 сут

3

Сут

Глиноземистый

Цемент……………………..

77

-93

78 — 95

78

-95

(3

.23

— 3,91)

(3,28 — 3.99)

(3,28

-3,99)

Обычный порт­

Ландцемент. . .

28

-46

42 — 65

47

-75

(1

,18

— 1,93)

(1.76 — 2.73)

(1,97

-3.15)

Быстротвердею­

Щий портландце­

-94

Мент………………………..

35

-71

45 — 89

51-

(1

,47

— 2,98)

(1,89 — 3.74)

(2.14

— 3,95)

Шл акопортл аи д-

33-

-67

Цемент……………………..

18

-28

30 — 51

(0

76

— 1,18)

(1.26—2,14)

(1 ,39

— 2,82)

Огнеупорность. Глиноземистый цемент обычного состава и особенно с повышенным содержанием А1203 (до 71—73%) широко применяется для приготовления Огнеупорных растворов и бетонов (табл. 1-17).

ТАБЛИЦА 1-17. Свойства огнеупорных Бетонов на глиноземистом цементе

Компоненты

Расход на 1 м* бетона, кг

Температура нагрепа, °С

Возможные марки бетона

Температура деформации иод нагруз­кой. °С

При 4%

При 40%

Глиноземистый

Цемент…………………….

300 — 350

1

Хромитовый

Песок………………………..

1300

>1400

150 — 400

1350

1450

Хромнтовый

1100 —

І

Щебень……………………..

1050

J

Глиноземистый

Цемент…………………….

300 — 350

)

.

Шамотный

Песок1……………………….

800

М300

100 — 300

1250

1350

Шамотный

Щебень…………………….

700 — 650

)

1 Огнеупорность шамота должна быть не менее 1750°С.

В период гидравлического твердения огнеупорного бетона на глиноземистом цементе правила ведения бе­тонных работ и ухода за уложенным бетоном такие же, как и при использовании обычного бетона на глиноземи­стом цементе. Бетон может подвергаться действию огня через 24 ч после укладки. До 500°С нагрев произво­дится со скоростью 20—50° в 1 ч, а далее — любыми темпами.

Поскольку глиноземистый цемент в 3—4 раза до­роже портландцемента, в строительстве он применяется только в тех случаях, когда его специфические особен­ности — высокая прочность в короткие сроки твердения, стойкость против агрессивного воздействия таких ве­ществ, которые разрушают обычный портландцемент, большое тепловыделение за короткий отрезок времени, огнеупорность, а также хорошее сцепление с армату­рой-— экономически оправдывают его применение вместо обычного портландцемента.

Во всех этих случаях применения глиноземистого цемента необходимо обязательно учитывать: сроки служ­бы сооружения, отсутствие нарастания прочности бе­тонов и растворов на этом цементе в отдаленные сроки твердения и возможное снижение их прочности на 50— 60% в возрасте 15—20 лет, а также температурно-влаж — ностные условия службы сооружений.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *