Изготовление особо плотного бетона
Применение защитных покрытий.
Применение портланда. Изделия и конструкции, изготовленные на основе портланда, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, до рожном строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портланд не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать ы специальных видов (сульфатостойкие, ы с добавками).
Портланд, являющийся высококачественным и дефицитным материалом, необходимо расходовать экономно, заменяя его, где это технически возможно, более дешевыми вяжущими веществами — известью, гипсовыми вяжущими, смешанными ами.
Хранение портланда должно осуществляться в закрытых складах раздельно по видам и маркам, смешивание разных ов не допускается. При длительном хранении а даже в оборудованных складах все же происходит частичная его гидратация, в результате чего теряет активность (что равносильно потери части а).
Разновидности портланда
При получении ов с заданными специальными свойствами используют следующие основные пути:
1. регулирование минерального состава и структуры ного а;
2. регулирование тонкости помола и зернового состава а (влияют на скорость твердения, прочность, тепловыделение и др. свойства);
3. введение в состав а минеральных и органических добавок.
56. Быстротвердеющий портланд
(БТЦ) отличается от обычного портланда более интенсивным набором прочности в первые 3 суток твердения. Согласно требованиям стандартов БТЦ М400 должен иметь через 3 суток твердения в нормальных условиях предел прочности при сжатии не менее 24,5 МПа, а БТЦ М500 — не менее 27,5 МПа. В дальнейшем рост прочности замедляется ,и к 28 сут прочность БТЦ такая же, как обычного портланда М400 и 500.
Быстрое твердение БТЦ достигается повышенным содержанием в е активных минералов (содержание C3S С3А составляет 60...65%) и более тонкого помола а (удельная поверхность 3500...4000 см2/г). При помоле БТЦ допускается введение активных минеральных добавок осадочного происхождения (не 'более 10 %) или доменных гранулированных шлаков (до 20 % от массы а).
Разновидностью быстротвердеющего а является особо быстротвердеющий портланд (ОБТЦ), который характеризуется не только большой скоростью твердения в начальный период, но и высокой маркой (М600...700). Его изготовляют тонким измельчением а, содержащего C3S 65...68 % и С3А не более 8 %, совместно с добавкой гипса, до удельной поверхности 4000...4500 см2/г и более. Введение минеральных добавок не допускается.
Разработан также сверхбыстротвердеющий (СБТЦ) специального минерального состава, который обеспечивает интенсивное нарастание прочности уже в первые сутки его твердения (через 6 часов — 10 МПа).
Интенсивность роста прочности бетона на быстротвердеющих ах возрастает в условиях тепловлажностной обработки изделий при температуре 70...80°С. При этом через 4...6 ч удается получить изделия с прочностью, соответствующей 70...80 % 28-суточной.
Быстротвердеющие портланда целесообразно применять при массовом производстве сборных железо бетонных изделий, а также при зимних бетонных работах. Их применение дает возможность сократить расход а, длительность тепловлажностной обработки или даже отказаться от нее, тем самым увеличить оборот форм и сэкономить металл. Нельзя применять такие ы для бетонов массивных конструкций и подвергающихся сульфоалюминатной коррозии.
62. Сульфатостойкий портланд
(СПЦ) отличается от обычного портланда не только более высокой стойкостью к сульфатной коррозии, но и пониженной экзотермией при твердении и повышенной морозотойкостью. для изготовления СПЦ должен содержать не более 50 % C3S, не выше 5 % С3А и не более 22 % C3A C4AF. Сульфатостойкий портланд вы пускают М400. Его целесообразно применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения в пресной или слабоминерализованной воде.
61. Белый и цветные портланды
— это декоративные вяжущие материалы, использование которых в строительстве позволяет улучшить эстетический вид зданий и сооружений при меньших затратах, чем с другими отделочными материалами.
Белый портланд получают путем измельчения белого а совместно с добавками гипса и белого диатомита (до 6 %). Чтобы получить белый , не обходимо для приготовления сырьевой смеси применять карбонатные породы и глины с малым содержанием оксидов железа (до 0,4...0,5 %) и марганца (до 0,005...0,15 %). Для повышения белизны а его подвергают отбеливанию, сущность которого заключается в восстановлении присутствующего в е Fе2O3до Fe3O4, обладающей малой красящей способностью.
Основным показателем качества белого а как декоративного материала является степень его белизны. По степени белизны белый портланд разделяют на три сорта (первый, второй и третий), а по прочности при сжатии — на марки М 400 и М 500.
Цветные ы изготовляют путем совместного помола белого а и свето- и щелочестойких пигментов или непосредственно из цветного ного а. Цветные ы, по предложению П. И. Боженова, получают, вводя в сырьевые смеси небольшое количество (0,05...1%) оксидов некоторых металлов (кобальта— коричневый цвет, хрома — желто-зеленый, марганца — голубой и бархатно-черный и др.).
Портланды с органическими поверхностно-активными добавками получают путем совместного помола портландного а, гипса и небольшого количества (0,1...0,3 % от массы а) добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ). Допускается по согласованию с потребителем выпускать не только портланд, но все ы с поверхностно-активными добавками, не выделяя их в особый класс. Основное назначение добавок ПАВ сводится к повышению пластичности ного теста, растворных и бетонных смесей при том же содержании в них воды, либо к снижению водопотребности смеси и расхода а при сохранении заданной подвижности и проектной прочности бетона. Вместе с тем ПАВ оказывают положительное влияние на формирование структуры ного камня и способствуют повышению морозостойкости, водонепроницаемости и других свойств бетона, а также повышают производительность мельниц ных заводов (на 10...15 %) при одновременном снижении рас хода электроэнергии.
Поверхностно-активные вещества в зависимости от их влияния на свойства ов и ного камня под разделяют на гидрофильно-пластифицирующие, повышающие смачиваемость ного порошка водой, и гидрофобно-пластифицирующие, понижающие смачиваемость. В соответствии с этим портланда с гидрофильными добавками называют пластифицированными, а с гидрофобными добавками — гидрофобными.
57 Пластифицированный портландполучают при помоле а с добавкой гидрофильно-пластифицирующих веществ (0,15...0,25 % массы а). В качестве такой добавки используют лигносульфонат технический (ЛСТ), который получают, как отход при сульфитной варке целлюлозы. ЛСТ состоит в основном из лигносульфонатов кальция. Адсорбируясь на поверхности зерен а, лигносульфонат кальция улучшает их смачивание водой. Образующиеся адсорбционно-гидратные слои воды обеспечивают гидродинамическую смазку зерен, уменьшая трение между ними, и одновременно препятствуют их слипанию в хлопья (флокулы), благодаря чему повышается пластичность ного теста, а следовательно, и бетонной смеси и их устойчивость к расслоению. Другие свойства пластифицированного портланда (сроки схватывания, скорость твердения, прочность) примерно те же, что и у обычных портландов. Применение пластифицированного портланда дает возможность снизить трудоемкость укладки бетонной смеси, уменьшить расход а или (при том же расходе а и равной подвижности смеси) снизить водоное отношение и тем самым увеличить плотность, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Этот широко используют в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.
58 Гидрофобный портланд, предложенный М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевым, получают, вводя при помоле а 0,1...0,3 % мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок.
Молекулы гидрофобизирующих веществ имеют асимметрично-полярное строение и состоят из полярной группы (например, СООН или COONa) и неполярной (углеводородного радикала). Эти молекулы в процессе помола адсорбируются на поверхности ных зерен, ориентируясь полярной группой к поверхности ного зерна, а углеводородным радикалом наружу, придавая у гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. Поэтому гидрофобный в отличие от обычного портланда при длительном хранении даже в очень влажных условиях не комкуется и сохраняет активность. Адсорбированные на поверхности ных зерен весьма тонкие (практически в одну молекулу) гидрофобные пленки в процессе перемешивания смесей легко снимаются и не препятствуют нормальному течению процессов твердения а. Оставаясь в смеси, гидрофобизирующие вещества адсорбируются на поверхности новообразований, оказывая смазывающее действие и уменьшая трение между частицами смеси, вследствие чего повышаются ее пластичность и однородность. В затвердевшем ном камне эти вещества располагаются на поверхности пор и капилляров камня и способствуют уменьшению водопоглощения и капиллярного подсоса. Благодаря указанным свойствам бетоны и растворы на гидрофобном е имеют более высокую водо- и морозостойкость и водонепроницаемость, чем бетоны на обычном е.
Гидрофобный целесообразно использовать при изготовлении бетонов для гидротехнического, дорожного, аэродромного строительства, а также в случаях, когда необходимо длительно хранить и перевозить на дальние расстояния.
63. Портланды с активными минеральными добавками
^ Активные минеральные (иначе гидравлические) добавки могут быть природными и искусственными. К природным активным минеральным добавкам относят некоторые осадочные горные породы (диатомит, трепел, опоку, глиежи — естественно обожженные глинистые породы), а также породы вулканического происхождения (вулканический пепел, туф, пемзу, трасс). В качестве искусственных активных минеральных добавок используют побочные продукты и отходы промышленности: быстроохлажденные (гранулированные) доменные и электротермофосфорные шлаки, топливные золы и шлаки, нефелиновый шлам (побочный продукт производства глинозема, состоящий на 80 % из двухкальциевого силиката), обожженные при температуре до 800 °С глины (глиниты, цемянка) и др.
В составе минеральных добавок в значительном количестве содержатся химически активные составляющие: аморфный водный диоксид кремния (диатомиты, трепелы и другие осадочные породы); аморфный диоксид кремния и алюмосиликаты (вулканические и искусственные добавки); метакаолинит и активный глинозем (в добавках, содержащих обожженное глинистое вещество — глиниты, глиежи, зола-унос и топливные шлаки). Если такие добавки тонко измельчить, то в присутствии влаги, даже при обычной температуре, они способны взаимодействовать с гидроксидом кальция, находящимся в извести или выделившимся при твердении портланда, образуя практически нерастворимые продукты реакции. В простейшем виде этот процесс можно выразить уравнением
т Са(ОН)2 SiO2 nН2О = (0,8... 1,5) CaO ·SiO2 рH2O
В результате воздушная известь приобретает гидравлические свойства, а портланд — специальные свойства и более низкую себестоимость.
В зависимости от вида активной минеральной добавки и ее количества портланда с минеральными добавками разделены на три вида: портланд с минеральными добавками (ПЦД), пуццолановый портланд (ППЦ) и шлакопортланд (ШПЦ).
^ Портланд с минеральными добавками (ПЦД) получают измельчением а, минеральных добавок и гипса. Предельно допустимое содержание минеральных добавок в е не должно превышать 20 %. При этом практически сохраняются все свойства портланда, кроме морозостойкости (она несколько ниже), а некоторые свойства улучшаются (больше водостойкость, меньше тепловыделение, более высокая сопротивляемость коррозии первого вида). При его получении экономится портландный , что способствует снижению себестоимости а. Марки такого а те же, что и у портланда: 400, 500, 550 и 600. По специальному разрешению допускается на отдельных заводах выпускать ПЦД М 300. ПЦД успешно применяют в строительстве вместо портланда, за исключением случаев, когда требуется высокая морозостойкость.
Портланд с минеральными добавками имеет разновидности: быстротвердеющий портланд и сульфатостойкий портланд с минеральными добавками. Для получения указанных ов используют , состав которого аналогичен у со ответственно быстротвердеющего и сульфатостойкого портланда, и минеральные добавки — гранулированный шлак (не более 10...20%) или трепел, опоку, диатомит (не более 5...10 %). Такие ы вы пускают М400 и 500 и применяют практически наравне с быстротвердеющим и сульфатостоиким портландом.
64. Пуццолановый портланд
изготовляют путем совместного топкого помола а, содержащего не более 8 % СзА, необходимого количества гипса и актив ной минеральной добавки 20...40 %, или тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно. Содержание активных минеральных добавок устанавливают с учетом активности минеральной добавки и минерального состава а. В соответствии с ГОСТ 22266—76 он отнесен к группе сульфатостойких ов и выпускается М 3ОО и M 400.
66. Шлакопортланд (ШПЦ)
изготовляют так же, как и пуццолановый портланд, но в качестве активной минеральной добавки используют доменные гранулированные шлаки, содержание которых должно быть не менее 21 % и не более 80 % от массы а.
65. Доменные шлакипредставляют собой продукт сплавления веществ, находящихся в пустой породе руды и топлива в основном в виде глины с флюсами (плавнями), которыми обычно являются известняк и доломит. При выплавке 1 т чугуна в среднем получается 0,6...0,75 т шлака. По химическому составу доменные шлаки в основном
состоят из CaO, SiO2, А12О3 и отчасти MgO, суммарное содержание которых достигает 90...95%. При высокой температуре в доменной печи диоксид кремния и оксид алюминия глинистых минералов взаимодействуют с оксидом кальция. При этом образуются малоосновные силикаты и алюминаты кальция. Структура и состав соединений в шлаках зависят не только от его химического состава, но и от условий охлаждения. Медленно охлажденный шлаковый расплав успевает закристаллизоваться, и образующийся шлак представляет собой конгломерат различных устойчивых соединений в кристаллическом виде, сированных тем или иным количеством шлакового стекла. При быстром охлаждении расплав не успевает закристаллизовываться и шлак образуется в стекловидном состоянии. В этом случае он имеет большую химическую активность. Поэтому для изготовления вяжущих веществ используют шлаки, которые получают быстрым охлаждением расплава водой. Такие шлаки имеют вид зерен (гранул) размером до 10 мм, отсюда их название —гранулированные.
Качество доменных гранулированных шлаков характеризуют модулями основности М0 и активности Ма:
Если модуль основности равен или больше единицы шлак называют основным, при модуле меньше единицы— кислым. Гидравлическая активность доменных шлаков в большинстве случаев с увеличением М0 и особенно Ма возрастает. Если основные шлаки измельчить и смешать с водой, то они схватываются и затвердевают, т. е. обладают самостоятельными вяжущими свойствами особенно в присутствии активизаторов (например, извести или гипса). Такие шлаки можно вводить в шлакопортланд до 50...80 %. Кислые шлаки не обладают самостоятельными вяжущими свойствами, но при наличии гидроксида кальция, выделяющегося при твердении ной части шлакопортланда, твердеют, образуя низкоосновные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. Во избежание значительного снижения морозостойкости и водонепронцаемости бетонов их дозировка должна быть умеренной — не более 40 %.
Шлакопортланд выпускают трех марок- 300, 400, 500. Он имеет две разновидности: быстротвердеющий шлакопортланд и сульфатостойкий шлакопортланд .
Быстротвердеющий шлакопортландизготовляют из высококачественных ов и активных гранулированных шлаков, размалывая их до 4000... 5000 см2/г. 3 сут БШПЦ должен приобрести прочность при сжатии не менее 13,6 МПа, при изгибе — не менее 3,4 МПа.
Сульфатостойкий шлакопортландвходит в группу сульфатостойких ов. Повышенная сульфатостойкость этого а обеспечивается применением а и гранулированного шлака, в которых А12О3 не более 8%. Другие минеральные добавки, кроме шлака, не допускаются. При таком составе вяжущего в затвердевшем камне преобладают низкоосновные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция и практически отсутствует свободный гидроксид кальция, что и способствует повышению сульфатостойкости шлакопортланда по сравнению с портландом.
^ Твердение ов с активными минеральными добавками
Процесс твердения пуццоланового и шлакопортланда более сложен, чем у портланда, поскольку в нем участвуют оба их компонента — и активная минеральная добавка. При затворении этих ов водой вначале преимущественное развитие получают гидролиз и гидратация ных зерен. В результате образуются те же соединения, что и при затворении портланда. Затем возникают вторичные процессы — взаимодействие продуктов гидратации и прежде всего гидроксида кальция с активной минеральной добавкой с образованием в зависимости от вида добавки нерастворимых в воде гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Вторичные процессы при обычной темпера туре протекают продолжительное время и требуют влажных условий. Поэтому пуццолановый и обычный шлакопортланды по сравнению с портландом характеризуются относительно медленным нарастанием прочности в начальные сроки твердения, но марочная прочность их примерно одинакова.
Твердение пуццоланового и шлакопортландов сопровождается меньшей экзотермией, что позволяет использовать эти ы для бетонирования массивных сооружений (плотины, фундаменты и т. п.). Использование их в зимних условиях вызывает трудности, так как при температуре ниже 10 °С процессы схватывания и твердения резко замедляются, а при температуре ниже 5°С совсем прекращаются. Наоборот, при повышенных температурах пуццолановый и шлакопортланды твердеют более интенсивно, чем портланд, поэтому изделия из бетона на этих ах целесообразно подвергать тепловлажностной обработке.
Свойства. Стойкость пуццоланового и шлакопортландов при воздействии пресных, особенно мягких, и сульфатных вод выше, чем портландов. В кислых и углекислых водах эти ы, как и портланды, недостаточно стойки.
^ Водопотребность пуццолановых портландов выше, чем у портландов, так как на смачивание развитой поверхности минеральных добавок требуется значительный объем воды (нормальная густота пуццоланового портланда 28...35%, а обычного портланда 22...26 %). Вследствие повышенной водопотребности и, следовательно, пористости ного камня бетоны на пуццолановом портланде менее морозостойки, чем на портланде.Водопотребность шлакопортланда существенно не отличается от водопотребности обычных портландов, но химически связывается воды меньше, чем при гидратации портланда. Это приводит к снижению плотности бетона на шлакопортланде и, как правило, морозостойкости по сравнению с бетоном на портланде.
Бетоны на пуццолановых ах характеризуются значительными деформациями усадки и набухания, что связано с повышенным содержанием в ном камне гелевидных новообразований и развитой сетью мельчайших капилляров. При твердении в воздушно-сухих условиях бетон на пуццолановом портланде теряет прочность, что объясняется большой усадкой и «выветриванием» воды из гидратных соединений, т. е. он обладает пониженной воздухостойкостью.
^ Усадка и набухание шлакопортланда приблизительно такие, как и у портланда. Воздухостойкость шлакопортланда выше, чем пуццоланового портланда, но уступает портланду.
^ Жаростойкость бетонов на шлакопортланде значительно выше, чем на портланде. Это объясняется главным образом, пониженным содержанием в них свободного гидроксида кальция и наличием шлаков. Вследствие меньшего содержания ной части в пуццолановом и шлакопортландах их себестоимость ниже, чем портландов той же марки.
Пуццолановый портланд и шлакопортланд применяют для массивных бетонных и железобетонных конструкций подводных и подземных частей сооружений (плотин, шлюзов туннелей, канализационных и водопроводных сетей, фундаментов и т. п.). Широко используют эти ы в производстве сборных изделий с тепловлажностной обработкой (ТВО).
Не эффективны эти ы, в особенности пуццолановый портланд, в наземных конструкциях в районах с сухим климатом или в цехах с пониженной влажностью воздуха, а также в частях сооружений, подвергающихся систематическому попеременному замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высушиванию.
Другие вяжущие с активными минеральными добавками
Кроме портландов с активными минеральными добавками в сравнительно небольших количествах изготовляют гидравлические вяжущие вещества на основе активных минеральных добавок и извести и гипса, тонко размазывая их совместно или раздельно, а затем смешивая. Таким путем получают известково-шлаковые, гипсо-шлаковые, известково-пуццолановые, известково-зольные и другие вяжущие. Вещественный состав этих вяжущих зависит от вида и активности минеральной добавки и условий применения вяжущего. Гидравлическое твердение обусловлено взаимодействием извести и гипса с активными составляющими гранулированных доменных шлаков (низкоосновные силикаты и алюминаты кальция) или минеральных добавок (активный кремнезем) с образованием относительно прочных и водостойких гидросиликатов и гидроалюминатов кальция.
Эти вяжущие характеризуются замедленным твердением и значительно меньшими марками по прочности и морозостойкости, чем портланд и его разновидности. Рациональное их применение, когда не требуется высокая прочность бетонов и растворов, приводит к экономии ных ов. Особенно целесообразно их использовать при изготовлении сборных изделий в автоклаве.
^ Гипсоно-пуццолановые вяжущие вещества (ГЦПВ) — продукт тщательного смешивания гипсового вяжущего (50...75%) с портландом или шлакопортландом (15...25%) и пуццолановой добавкой— трепелом, диатомитом, опокой и др. (10...25 %). Они предложены проф. А. В. Волженским. У этих вяжущих выгодно сочетаются быстрый рост прочности, обусловленный наличием полуводного гипса, и способность в отличие от гипса твердеть во влажных условиях подобно гидравлическим ам. Необходимость введения в ГЦПВ активной минеральной добавки вызвана тем, что при твердении смеси гипса с ом (без этой добавки) образуется камень, который через несколько месяцев может разрушиться. Причиной этого явления служит образование высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция — эттрингита 3СаО·А12О3х3CaSO4·(31...32)хН2О —с большим увеличением объема. Если в такой твердеющей системе концентрацию гидроксида кальция сильно понизить, а это достигается введением активной минеральной добавки, связывающей Са(ОН)2 в гидросиликаты, то эттрингит практически не образуется. В этом случае возникает низкоосновный гидросульфоалюминат кальция без заметного увеличения объема, который способствует гидравлическому твердению указанной системы.
Гипсоно-пуццолановые вяжущие быстро схватываются и твердеют, что дает возможность изготовлять строительные изделия при сокращенной тепловлажностной обработке или без нее. На основе ГЦПВ можно получать бетоны прочностью 15...20 МПа и выше. Бетоны на ГЦПВ имеют коэффициент размягчения 0,6...0,8, морозостойкость,— 25...50 циклов. По сульфастойкости ГЦПВ равноценны сульфатостойкому портланду.
Гипсоно-пуццолановые вяжущие вещества используют для изготовления санитарно-технических кабин, панелей основания пола, вентиляционных блоков, изделий Для малоэтажных жилых домов и зданий сельскохозяйственного назначения.
Глиноземистый
Глиноземистый — гидравлическое вяжущее вещество, обеспечивающее получение ного камня высокой прочности в очень короткие сроки (1...3 суток). Этот иногда называют алюминатным, так как в его составе преобладают низкоосновные алюминаты кальция (80...85%).
Сырье и производство
Сырьем для производства глиноземистого а служит смесь пород с высоким содержанием глинозема, чаще бокситов (А12О3·n Н2О) и известняков или извести, а также и более дешевое сырье — алюминиевые шлаки и материалы, получаемые обжигом высокоглиноземистых глин.
Глиноземистый изготовляют плавлением сырьевой смеси в электрических печах, вагранках, конверторах при температуре выше 1500°С. Реже применяют обжиг до спекания при температуре около 1300°С во вращающихся печах или на агломерационной ленте.
Получившийся сплав или охлаждают и размалывают в порошок, как и при производстве портланда. Сплав и глиноземистого а отличаются высокой твердостью. Поэтому глиноземистый трудно размалывается, требует высокого расхода электроэнергии, вызывает сравнительно быстрый износ мелющего оборудования. Это является одной из причин его высокой стоимости (он в несколько раз дороже портланда).
^ Состав и особенности твердения
Основным минералом глиноземистого а как по количественному содержанию, так и по вяжущим свойствам является однокальциевый алюминат СаОхА12О3 (СА). В сравнительно небольших количествах в нем содержатся другие низкоосновные алюминаты кальция (5СаОх3А12Оз и СаОх2А12О3). Силикаты кальция обычно представлены небольшим количеством белита 2CaOхSiO2.
Процесс твердения глиноземистого а протекает по схеме, аналогичной твердению портланда. Главный минерал глиноземистого а — однокальциевый алюминат, реагируя с водой, вначале образует СаО·Аl2O3· 10·Н2О (САН10), который сравнительно быстро (в течение нескольких часов) переходит в гель, не обладающий существенной прочностью. В этот период происходит схватывание глиноземистого а приблизительно с такой же скоростью, как и у портланда. Получающийся гель десятиводного гидрата (САН10) неустойчив и, кристаллизуясь, быстро переходит в более устойчивый 2СаОхА12O3х8Н2О (С2АН8) в кристаллической форме с одновременным выделением гидроксида алюминия в виде гелевидной массы. Переход СА в конечные продукты гидратации можно представить следующей схемой:
2 (СаО·А12О3) 11·Н2О = 2СаО ·А12О3 ·8Н2О 2А1(ОН)3
Твердение глиноземистого а протекает настолько интенсивно, что уже через сутки достигается около 90 % конечной прочности, рост которой к 3 суткам практически завершается.
Глиноземистый образует ный камень высокой плотности, пористость которого почти в 2 раза меньше, чем портландного. Это связано с тем, что при твердении он химически связывает воды примерно в 2 раза больше, чем портланд, а промежутки между кристаллами двухкальциевого гидроалюмината заполнены гидроксидом алюминия, который имеет плотное строение.
Глиноземистый приобретает и длительно сохраняет высокую прочность только в том случае, если он твердеет при умеренных температурах. Если же температура превысит 25...30 °С, то происходит перекристаллизация двухкальциевого гидроалюмината (С2АН3) в трехкальциевый гидроалюминат (СзАН6), сопровождающаяся уменьшением объема новообразований примерно на 25...30 % и возникновением вредных напряжений в ном камне, влекущих снижение прочности в 2...3 раза.
Твердение глиноземистого а сопровождается интенсивным выделением теплоты, достигающим через 1 сут 70...80 % полной зкзотермии. Поэтому глиноземистый нельзя применять в условиях жаркого климата и при тепловлажностиой обработке изделий, и при бетонировании массивных конструкций.
Свойства и применение
Глиноземистый должен иметь тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 008 не более 10 %. Марки глиноземистого а, определяемые по ГОСТ 310.4—81, через 3 суток 400, 500, 600. Сроки схватывания глиноземистого а: начало—не ранее 30 мин, конец — не позднее 12 ч.
Бетоны на глиноземистом е морозостойки и более стойки по сравнению с портландом против выщелачивающей коррозии, а также к растворам сульфата кальция и магния, морской и болотной воде, растворам сахара; животным и растительным маслам. Однако глиноземистый быстро разрушается даже слабыми растворами солей аммония и щелочей. Его нельзя применять в щелочных средах и смешивать с известью или портландом.
Учитывая дефицитность сырья (бокситов) и значительную стоимость глиноземистого а, его выпускают в сравнительно небольших количествах (менее 1 % от общего выпуска а), а применяют при возведении бетонных конструкций, которые необходимо быстро ввести в эксплуатацию, для срочных аварийных и ремонтных работ, а также для тампонирования нефтяных и газовых скважин, футеровки шахтных колодцев и туннелей и т. п.
На основе глиноземистого а в смеси с жаростойкими заполнителями изготовляют бетоны, которые хорошо сопротивляются действию высоких температур (1000оС и выше). Глиноземистый используют также для получения расширяющихся ов.