Строительные материалы и изделия стр.109
Получение ГЦ. Получение ГЦ возможно либо плавлением, либо спеканием сырьевых смесей. В России ГЦ производят в основном путем бокситной плавки чугуна в доменной печи.
При получении глиноземистого клинкера и чугуна в доменной печи сырьевая смесь составляется из железистого боксита, известняка, металлического лома и кокса. Шлак и чугун образуют в печи два слоя и удаляются из нее раздельно. Температура удаляемого шлака составляет 1 600... 1 700 "С.
Количество выходящего из доменной печи чугуна примерно равно количеству получающегося цемента. Помол глиноземистого клинкера сопровождается высоким расходом электроэнергии из-за высокой твердости (7...7,5 по шкале Мооса).
Минералогический состав ГЦ. Минералогический состав ГЦ характеризуется преобладанием низкоосновных алюминатов кальция, главным образом, однокальциевого алюмината СаО • А1203 (СА). Однако часто присутствуют C2AS, С5А3, С3А5, СА2, C2S.
Твердение. Однокальциевый алюминат схватывается медленно, но твердеет очень быстро. В процессе гидратации СА из пересыщенного раствора выкристаллизовывается гидроалюминат кальция Са0А1203- 10Н20, с течением времени переходящий в пластинчатые кристаллы С2АН8 и гель А1(ОН)3. Одновременно из раствора кристаллизуются С2АН8, С4АН12, С3АН]2.
Свойства ГЦ. Плотность (2,8...3,2 г/см3), водопотребность (23...28 %) и сроки схватывания ГЦ имеют близкие к ПЦ значения. Отличительной особенностью ГЦ и ВГЦ является очень быстрое нарастание прочности при твердении. Уже к суточному возрасту прочность изделий из ГЦ составляет 50...90 % от марочной. ГЦ выпускается трех марок: 40, 50 и 60, а ВГЦ — двух марок: 25 и 35. Марка показывает нижний предел прочности при сжатии, МПа, при стандартном испытании в возрасте 3 сут. Стойкость ГЦ в сульфатных и пресных водах выше, чем ПЦ и других вяжущих веществ, причиной чего считают образование на кристаллах гидроалюминатов кальция защитной пленки из А1(ОН)3 и отсутствие в цементном камне Са(ОН)2. ГЦ характеризуется значительным тепловыделением при твердении, причем теплота выделяется с высокой скоростью, что препятствует использованию глиноземистого цемента для бетона массивных сооружений. Бетоны на ГЦ имеют высокую морозо- и жаростойкость.
Применение ГЦ. Применение ГЦ ограничивается его стоимостью, которая в 3 — 4 раза выше, чем ПЦ. Он применяется в тех случаях, когда необходимы его специфические свойства, например при проведении аварийных и срочных работ, для тампониро вания нефтяных и газовых скважин, получения огнеупорного бетона. Используется ГЦ также в составе смешанных вяжущих веществ.
8.11. Расширяющиеся цементы
Многие вяжущие вещества при твердении дают усадку. Этого можно избежать применением расширяющихся цементов, которых насчитывается более 50 разновидностей. В большинстве случаев расширение при твердении цементного камня связано с образованием гидросульфоалюмината кальция (ГСАК), объем которого значительно превышает объем исходных твердых продуктов реакции. Образование ГСАК происходит в системе, содержащей алюминаты кальция (соединения с общей формулой «СаО • wAl203) и CaS04 в присутствии воды. Такие вещества содержатся, в частности, в портландцементе. При гидратации портландцемента ГСАК образуется по реакции: