|
| |
  |
Перейти на главную Журналы Со временем эти гексагональные гидраты, неустойчивые как при нормальных, так и при повышенных температурах, переходят в кубические кристаллы СзАНб и гель гидрата окиси алюминия. Процесс перекристаллизации ускоряется при повышении температуры и концентрации извести или возрастании нхелочности в растворе. Полагают, что продуктом гидратации С5А3 является С2АН8, а продуктом гидратации c2s будет CSH. Известь, образованная при гидролизе, взаимодействует с избытком глинозема, поэтому Са(0Н)2 отсутствует среди продуктов гидратации. Реакции гидратации прочих составляющих, в частности железосодержащих соединений, пока еще недостаточно изучены, однако известно, что железо в составе стекла является инертным компонентом. Для полной гидратации глиноземистого цемента необходимо 507о воды от веса сухого цемента, что примерно в два раза превышает количество воды, требуемой для гидратации портландцемента. Поэтому смеси с водоцементным отношением менее 0,5 еще в недавнем прошлом не рекомендовались для применения. Однако в последнее время применение высоких водоцементных отношений признано нецелесообразным и наиболее предпочтительными считают смеси состава 1:7 или даже 1:9 с водоцементным отношением 0,35. Уплотнение бетонной смеси путем вибрации является необходимым. Поскольку глиноземистый цемент при гидратации химически связывает большее количество воды, чем портландцемент, то при одинаковых составах бетон на глиноземистом цементе характеризуется более низкой пористостью и, следовательно, более высокой непроницаемостью. Химическая стойкость Как отмечалось ранее, глиноземистый цемент был впервые разработан как сульфатостойкий цемент, и он действительно является таковым. Повышенная стойкость к сульфатной агрессии объясняется отсутствием Са(0Н)2 в гидратированном глиноземистом цементе, а также защитным влиянием сравнительно инертного геля и гидрата окиси алюминия, образованного в процессе гидратации. Следует отметить, что смеси более тощего состава, чем 1 : 8, характеризуются значительно меньшей сульфатостойкостью. Глиноземистый цемент не подвергается воздействию растворенного в воде углекислого газа, и, следовательно, его применение целесообразно в производстве труб. Этот цемент не является кислостойким, однако он может довольно хорошо противостоять действию слабых растворов ряда кислот (рН более 3,5-4), содержащихся в промышленных сточных водах, за исключением хлорноватой, фтористой и азотной кислот. С другой стороны, едкие щелочи, даже в слабых растворах, оказывают сильное агрессивное действие на глиноземистый цемент, растворяя гелеобразный глинозем. Химическая стойкость этого цемента к воздействию различных химических соединений изучена Хасси и Робсоном. Следует отметить, что, хотя глиноземистый цемент очень хорошо противостоит действию морской воды, ее не следует применять в качестве воды затворения. Морская вода отрицательно влияет на схватыва-  4 6 Возраст 6 W 12 5 сцтках ние и твердение цемента, по-видимому, вследствие образования хлоралю-минатов. По этой же причине хлористый кальций ни при каких условиях не следует добавлять к глиноземистому цементу. Физические свойства бетонов на глиноземистом цементе Еще одним важным достоинством глиноземистого цемента является высокая скорость нарастания его прочности. Около 807о конечной прочности цемента достигается в возрасте 24 ч. Уже в возрасте 6-8 ч бетон на глиноземистом цементе достаточно прочен для того, чтобы произвести распалубку и проводить подготовку к следующему этапу бетонирования. На рис. 2.6 приведены кривые роста прочности во времени опытных образцов-цилиндров, изготовленных из бетона с различными водоцементными отношениями и твердевших при комнатной температуре. Бетон на глиноземистом цементе с заполнителем - глиноземистым клинкером при водоцементном отношении 0,5 - может достичь прочности 980 кгс1см за 24 ч и 1260 кас/смР- за 28 суток. Такая чрезвычайно высокая прочность достигается благодаря вяжущим свойствам заполнителя, однако стоимость этого заполнителя очень высокая. Следует подчеркнуть, что ускоренное твердение не вызывает ускоренного схватывания. В действительности, глиноземистый цемент - это медленно схватывающееся вяжущее, хотя интервал между концом и началом схватывания у глиноземистого цемента меньше, чем у портландцемента. Например, средние значения сроков начала и конца схватывания у глиноземистых цементов соответственно составляют: у цемента А -4 «/40 мин и 5 30 мин, у цемента В - 5 «{ 20 мин и 5 «i 35 мин. BS 915: 1947 предусматривает, чтобы срок начала схватывания находился в пределах 2-6 ч, а срок конца схватывания наступал Рис. 2.6. Рост прочности опытных цилиндров, изготовленных из бетона на глиноземистом цементе с различными водоцементными отношениями и твердевших при температуре 18° С и относительной влажности 95%
10 20 3D Время с /момента пере-метибания Ь мин Рис. 2.7. Изменение коэффициента уплотнения во времени для бетона на глиноземистом цементе состава 1:2:4 с Б/Д=0,55 не позднее чем через два часа после начала схватывания. Из минералов клинкера глиноземистого цемента С5А3 схватывается в течение нескольких минут, в то время как СА схватывается значительно медленнее. Поэтому чем выше для цемента отношение С/А, тем быстрее происходит схватывание. С другой стороны, чем выше содержание стеклообразных фаз в цементе, тем медленнее он схватывается. На сроки схватывания глиноземистого цемента существенно влияют добавки гипса, извести, портландцемента и органических веществ, поэтому их не следует использовать в качестве добавок. Вероятно, быстрое схватывание С5А3 является в некоторых случаях причиной потери удобоукладываемости бетонными смесями на глиноземистом цементе, которая наступает в пределах 15-20 мин после начала перемешивания смеси. На рис. 2.7 показано изменение коэффициента уплотнения во времени для бетона состава 1:2:4 с водоцементным отношением 0,5. Измерение подвижности бетонной смеси по осадке конуса не рекомендуется, поскольку в отличие от портландцемента глиноземистый цемент не дает эффекта «жирной» смазки. Можно отметить, что при одинаковых составах бетона бетонные смеси на глиноземистом цементе обладают лучшей удобоукладываемостью, чем смеси на портландцементе. Это объясняется, по-видимому, меньшей суммарной поверхностью зерен глиноземистого цемента, который в результате полного расплавления сырьевой шихты при его производстве приобретает более гладкую (остеклованную) поверхность зерен, чем портландцемент. Ползучесть бетона на глиноземистом цементе мало отличается от ползучести бетона на портландцементе, если ее сравнивать при одинаковой степени напряженности. Влияние температуры Высокая интенсивность нарастания прочности глиноземистого цемента является следствием его быстрой гидратации, которая в свою очередь вызывает интенсивное тепловыделение. Оно может составить 9 кал1г на 1 ч твердения, в то время как у быстротвердеющего портландцемента тепловыделение за тот же период не превышает 3,5 кал/г. Однако общее тепловыделение находится в одних и тех же пределах у обоих типов цемента. Высокая скорость тепловыделения бетона на глиноземистом цементе обусловливает необходимость укладки бетона лишь малыми объемами и не позволяет бетонировать на этом цементе массивные конструкции. Это требование является особенно важным, так как, во-первых, температурные деформации вызывают трещинообразование, что характерно также для бетонов на портландцементе, и, во-вторых, повышенная температура сама по себе отрицательно влияет на прочность глиноземистого цемента. Влияние температуры очевидно из данных табл. 2.3, где приведены значения прочности бетонов, твердевших в течение первых 24 ч при температуре 21,1 и 37,8° С и твердевших в дальнейшем при температуре 21,1° С. Эти данные подтверждают значительное снижение прочности при повышенных температурах. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 |
