Вяжущие материалы

ВВЕДЕНИЕ

Строительные материалы  составляют более 50 % от общей сметной  стоимости строительства. Поэтому  при возведении здании и сооружений необходимо учитывать свойства строительных материалов, их экономическую целесообразность и техническую обоснованность использования  
Материалы, применяемые в строительном производстве, подразделяются на отдельные группы по своему происхождению, строению, составу, особым свойствам, назначению и области применения.  
Строительные материалы могут быть природные — естественные (лесные, каменные плотные, пористые, рыхлые, горные породы, гравий, песок, глина и т.д.) и искусственные (вяжущие материалы — цемент, известь, искусственные камни — кирпич, блоки, растворы, бетоны, керамические изделия, металлы, тепло и гидроизоляционные материалы, краски, лаки и многие другие материалы на полимерной основе).  
На строительные материалы, изготовляемые предприятиями, существуют Государственные стандарты — ГОСТы и технические условия — ТУ. В стандартах приведены основные сведения о строительном материале, дано его определение, указаны сырье, области применения, классификация, деление на сорта и марки, методы испытания, условия транспортирования и хранения.  
Номенклатура и технические требования к строительным материалам и деталям, их качеству, указания по выбору и применению в зависимости от условий эксплуатации возводимого здания или сооружения изложены в «Строительных нормах и правилах» СНиП-ах  
Для правильного применения того или иного материала в строительстве необходимо знать физические, механические и другие свойства Показатели свойств строительных материалов устанавливают лабораторными испытаниями образцов, отобранных в установленном порядке. 

Вяжущие материалы  — вещества, способные затвердевать в результате физико-химических процессов. Переходя из тестообразного в камневидное состояние, вяжущее вещество скрепляет между собой камни либо зёрна песка, гравия, щебня. Это свойство вяжущих используется для изготовления: бетонов, силикатного кирпича, асбоцементных и других необожжённых искусственных материалов; строительных растворов — кладочных, штукатурных и специальных.

Вяжущие вещества по составу делятся  на

1. неорганические (известь, цемент, строительный гипс, магнезиальный цемент, жидкое стекло и др.), которые затворяют водой (реже водными растворами солей). Включают: вяжущие воздушные, вяжущие гидравлические, вяжущие автоклавного твердения.

2. органические (битумы, дёгти, животный клей, полимеры), которые переводят в рабочее состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических жидкостях.

ГЛАВА 1. ТЕХНАЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Портландцемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция (3СаО∙SiO₂ и 2СаО∙SiO₂ 70-80 %).

Самые распространённые методы производства портландцемента так называемые «сухой» и «мокрый». Всё зависит  от того, каким способом смешивается  сырьевая смесь — в виде водных растворов или в виде сухих смесей.

При измельчении клинкера вводят добавки: 1,5…3,5 % гипса СaSO₄∙2H₂O (в перерасчёте на ангидрид серной кислоты SO₃) для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок — для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Сырьём для производства портландцемента  служат смеси, состоящие из 75…78 % известняка (мела, ракушечника, известнякового туфа, мрамора) и 22…25 % глин (глинистых сланцев, суглинков), либо известняковые мергели, использование которых упрощает технологию. Для получения требуемого химического состава сырья используют корректирующие добавки: пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы.

При мокром способе производства уменьшается  расход электроэнергии на измельчение  сырьевых материалов, облегчается транспортирование и перемешивание сырьевой смеси, выше гомогенность шлама и качество цемента, однако расход топлива на обжиг и сушку составляет на 30-40 % больше чем при сухом способе.

Обжиг сырьевой смеси проводится при  температуре 1 470°C в течение 2…4 часов в длинных вращающихся печах (3,6х127 м, 4×150 м и 4,5х170 м) с внутренними теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические процессы. Вращающуюся печь мокрого способа условно можно поделить на зоны:

• сушки (температура материала 100…200 °C — здесь происходит частичное испарение воды);
• подогрева (200…650 °C — выгорают органические примеси и начинаются процессы дегидратации и разложения глинистого компонента). Например, разложение каолинита происходит по следующей формуле: Al₂O₃∙2SiO₂∙2H₂O → Al₂O₃∙2SiO₂ + 2H₂O; далее при температурах 600…1 000 °C происходит распад алюмосиликатов на оксиды и метапродукты.
• декарбонизации (900…1 200 °C) происходит декарбонизация известнякового компонента: СаСО₃ → СаО + СО₂, одновременно продолжается распад глинистых минералов на оксиды. В результате взаимодействия основных (СаО, MgO) и кислотных оксидов (Al₂O₃, SiO₂) в этой же зоне начинаются процессы твердофазового синтеза новых соединений (СаО∙ Al₂O₃ — сокращённая запись СА, который при более высоких температурах реагирует с СаО и в конце жидкофазового синтеза образуется С₃А), протекающих ступенчато;
• экзотермических реакций (1 200…1 350 °C) завершется процесс твёрдофазового спекания материалов, здесь полностью завершается процесс образования таких минералов как С₃А, С₄АF (F — Fe₂O₃) и C₂S (S — SiO₂) — 3 из 4 основных минералов клинкера;
• спекания (1 300→1 470→1 300 °C) частичное плавление материала, в расплав переходят клинкерные минералы кроме C₂S, который взаимодействуя с оставшимся в расплаве СаО образует минерал АЛИТ (С₃S);
• охлаждения (1 300…1 000 °C) температура понижается медленно. Часть жидкой фазы кристаллизуется с выделением кристаллов клинкерных минералов, а часть застывает в виде стекла.

Узнать данный вид  цемента можно по внешнему виду — это зеленовато-серый порошок. Как и все цементы, если к нему добавить воду, он при высыхании принимает камнеобразное состояние и не имеет существенных отличий по своему составу и физико-химическим свойствам от обычного цемента.

ГЛАВА 2. РАЗНОВИДНОСТИ ПОРТЛАНЦЕМЕНТА

Для более полного  удовлетворения специфических требований отдельных видов строительства  промышленность выпускает особые виды портландцемента.

При получении портландцементов с заданными специальными свойствами используют следующие основные пути: 1) регулирование минерального состава и структуры цементного клинкера, оказывающих решающее влияние на строительно-технические свойства цемента; 2) регулирование тонкости помола и зернового состава цемента, влияющих на скорость твердения, прочность, тепловыделение и другие важнейшие свойства вяжущего; 3) изменение вещественного состава портландцемента введением в него активных минеральных и органических добавок, позволяющих направленно изменять свойства вяжущего, экономить клинкер и расход цемента в бетоне. 

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) отличается от обычного более интенсивным набором прочности в первые 3 сут. В соответствии с требованиями   ГОСТ 10178—85 БТЦ М400 должен иметь через 3 сут 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 портландцемента М400 и 500.

Быстрое твердение БТЦ  достигается повышенным содержанием  в клинкере активных минералов (содержание C3S+C3A составляет 60...65%) и более тонкого помола цемента  (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 цемента). 

Разновидностью быстротвердеющего  цемента является особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ), который характеризуется не только большой скоростью твердения в начальный период, но и высокой маркой (М600...700). Его изготовляют тонким измельчением клинкера, содержащего C3S 65...68% и СзА не более 8 %, совместно с добавкой гипса, до удельной поверхности 4000...4500 см2/г и более. Введение минеральных добавок не допускается. 

Разработан также сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ) специального минерального состава, который обеспечивает интенсивное нарастание прочности уже в первые сутки его твердения (через 6 ч — 10 МПа).

Интенсивность роста  прочности бетона на быстротвердеющих цементах 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  портландцементы целесообразно применять при массовом производстве сборных железобетонных изделий, а также при зимних бетонных работах. Их применение дает возможность сократить расход цемента, длительность тепловлажностной обработки или даже отказаться от нее, тем самым увеличить оборот форм и сэкономить металл. Нельзя применять такие цементы для бетонов массивных конструкций и подвергающихся сульфоалюминатной коррозии. 

Сульфатостойкий портландцемент (СПЦ) отличается от обычного портландцемента не только более высокой стойкостью к сульфатной коррозии, но и пониженной экзотермией при твердении и повышенной морозостойкостью. Клинкер для изготовления СПЦ должен содержать не более 50 % QS, не выше 5 % С3А и не более 22 % C3A+C4AF. Сульфатостойкий портландцемент выпускают 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. 

Белый и цветные портландцементы — это декоративные вяжущие материалы, использование которых в строительстве позволяет улучшить эстетический вид зданий и сооружений при меньших затратах, чем с другими отделочными материалами.

Белый портландцемент получают путем измельчения белого клинкера совместно с добавками гипса  и белого диатомита (до 6 %). Чтобы  получить белый клинкер, необходимо для приготовления сырьевой смеси применять карбонатные породы и глины с ничтожно малым содержанием оксидов железа (до 0,4...0,5 %) и марганца (до 0,005...0,15 %). Для повышения белизны клинкера его подвергают отбеливанию, сущность которого заключается в восстановлении присутствующего в клинкере Fe2C>3 до Fe3O4, обладающей малой красящей способностью.

Основным показателем  качества белого цемента как декоративного  материала является степень его  белизны. По степени белизны белый портландцемент разделяют на три сорта (первый, второй и третий), а по прочности при сжатии — на М400 и 500.

Цветные цементы  изготовляют путем совместного  помола белого клинкера и свето- и  щелочестойких пигментов или  непосредственно из цветного цементного клинкера. Цветные клинкеры, по предложению П. И. Боже-нова, 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.). 

Портландцементы с органическими поверхностно-активными добавкамиполучают путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и небольшого количества (0,1...0,3 % от массы цемента) добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ). В соответствии с ГОСТ 10178—85 допускается по согласованию с потребителем выпускать не только портландцемент, но все цементы с поверхностно-активными добавками, не выделяя их в особый класс. Основное назначение добавок   ПАВ (см. гл. б) сводится к повышению пластичности цементного теста, растворных и бетонных смесей при том же содержании в них воды, либо к снижению водопотребно-сти смеси и расхода цемента при сохранении заданной подвижности и проектной прочности бетона. Вместе с тем ПАВ оказывают положительное влияние на формирование структуры цементного камня и способствуют повышению морозостойкости, водонепроницаемости и других свойств бетона, а также повышают производительность мельниц (на 10...15 %) при одновременном снижении расхода электроэнергии.

Поверхностно-активные вещества в зависимости от их влияния на свойства цементов и цементного камня подразделяют на гидрофильно-пластифицирующие, повышающие смачиваемость цементного порошка . водой, и гидрофобно-пластифицирующие, понижающие смачиваемость. В соответствии с этим портландцемента с гидрофильными добавками называют пластифицированными, а с гидрофобными добавками — гидрофобными. 

Пластифицированный портландцемент получают при помоле клинкера с добавкой гидрофильно-пластифицирующих веществ (0,15...0,25 % массы цемента). 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  цемента, 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 цементного теста, а следовательно, и бетонной смеси и их устойчивость к расслоению. Другие свойства пластифицированного портландцемента (сроки схватывания, скорость твердения, прочность) примерно те же, что и у обычных портландцементов. Применение пластифицированного портландцемента дает возможность снизить трудоемкость укладки бетонной смеси, уменьшить расход цемента или (при том же расходе цемента и равной подвижности смеси) снизить водоцементное отношение и тем самым увеличить плотность, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Этот цемент широко используют в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве. 

Гидрофобный портландцемент, предложенный М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевьш, получают, вводя при помоле клинкера 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 цементных зерен, ориентируясь полярной группой к поверхности цементного зерна, а углеводородным радикалом наружу, придавая цементу гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. Поэтому гидрофобный цемент в отличие от обычного портландцемента при длительном хранении даже в очень влажных условиях не комкуется и сохраняет активность. Адсорбированные на поверхности цементных зерен весьма тонкие (практически в одну молекулу) гидрофобные пленки в процессе перемешивания смесей легко снимаются и не препятствуют нормальному течению процессов твердения цемента. Оставаясь в смеси, гндрофобизиру-ющие вещества адсорбируются на поверхности новообразований, оказывая смазывающее действие и уменьшая трение между частицами смеси, вследствие чего повышаются ее пластичность и однородность. В затвердевшем цементном 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 цементе имеют более высокую водо- и морозостойкость и водонепроницаемость, чем бетоны на обычном цементе.

Гидрофобный цемент целесообразно использовать при изготовлении бетонов для гидротехнического, дорожного, аэродромного строительства, а также в случаях, когда цемент необходимо длительно хранить и перевозить на дальние расстояния.

ГЛАВА 3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ  ЦЕММЕНТЫ

3.1 Прочие портландцементы

Среди многих специальных  цементов представляет интерес цемент для защиты от бактериологических воздействий — противобактериальныи цемент, получаемый совместным тонким измельчением портландцементного клинкера с противобактериальной добавкой, которая препятствует микробиологической ферментации. Бактериологическому воздействию подвергаются бетонные полы фабрик пищевой промышленности, где выщелачивание цемента кислотами сопровождается ферментацией, вызываемой бактериями в присутствии влаги. Противобактериальныи цемент может быть также успешно использован в плавательных бассейнах, o6щественных банях и других местах, где возможно присутствие бактерий или плесени.

Еще одним типом специального цемента является так называемый гидрофобный цемент, который сохраняет  свои свойства при длительном хранении в неблагоприятных условиях. Гидрофобный цемент получают совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и олеиновой кислоты в количестве 0,1—0,4*. В качестве гидрофобизующей добавки могут быть также использованы стеариновая кислота или пен-тахлорфенол. Эти добавки создают лучшие условия для помола клинкера, чему, возможно, способствуют электростатические силы, возникающие в результате полярной ориентации молекул кислоты на поверхности цементных частиц.

Олеиновая кислота взаимодействует  с щелочами цемента с образованием вспенивающих продуктов — олеатов кальция и натрия, что создает воздухововлечение. При помоле клинкера целесообразно добавлять трибутилфосфат, если воздухововлечение нежелательно.

Гидрофобные свойства цемента  объясняются образованием водоотталкивающих пленок на поверхности цементных зерен. При перемешивании бетонной смеси эти пленки снимаются и происходит нормальная гидратация цемента. Однако прочность этого цемента в раннем возрасте понижена.

Гидрофобный цемент аналогичен по внешнему виду обычному портландцементу, он имеет характерный запах плесени. При транспортировании этот цемент кажется более подвижным, чем портландцемент.

Гидрофобные цементы  не следует отождествлять с гидроизоляционными цементами, назначение которых —  придать бетону водонепроницаемость. Имеются различные мнения об эффективности применения водонепроницаемых цементов.

Кладочные цементы, применяемые  для приготовления строительных растворов для каменной кладки, получают совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, известняка и воздухововлекаю-щей добавки или портландцементного клинкера, гашеной извести, гранулированного доменного шлака или инертного заполнителя и воздухо-вовлекающей добавки. Строительные растворы на кладочных цементах характеризуются большей пластичностью, водоудерживающей способностью и меньшей усадкой, чем на портландцементе. Прочность кладочного цемента ниже, чем у обычного портландцемента, но это не является недостатком при применении цемента для каменной кладки.

Романцемент

Так называют природные цементы, получаемые тонким измельчением обожженных известняковых мергелей, содержащих около 25% глинистых примесей. Этот цемент занимает промежуточное положение между портландцементом и гидравлической известью.

Так как температура  обжига значительно ниже температуры спекания, романцемент не содержит практически C3S и, следовательно, характеризуется замедленным твердением. Различные романцементы в значительной мере отличаются друг от друга по своим свойствам, так как корректировка их состава путем добавки тех или иных недостающих компонентов не производится. По этой причине, а также по ряду экономических причин романцементы в настоящее время производятся в незначительных количествах. В США производство романцемента составляет не более 1% общего производства портландцементов.

Расширяющиеся цементы

Во многих случаях  является желательным применение цемента, который не уменьшал бы свой объем  в результате усадочных деформаций или даже в особых случаях расширялся при твердении.

Во Франции цементы  этого типа разработаны Лосье, который использовал смесь портландцемента, расширяющегося компонента и стабилизатора 1.

Расширяющийся компонент  получают обжигом смеси гипса, бокситов и мела, в результате образуются сульфат кальция и алюминат кальция (в основном С5А3). В присутствии воды эти компоненты взаимодействуют друг с другом с образованием гидросульфоалюмината кальция, что сопровождается расширением цементного камня. Стабилизатор, в качестве которого применяют доменный гранулированный шлак, медленно нейтрализует избыток сульфата кальция и способствует постепенному прекращению расширения. Для получения требуемой величины расширения необходимо очень тщательно выдерживать соотношение между отдельными составляющими цемента. Обычно примерно 8—20% весовых частей сульфоалюминатного клинкера перемешивают со 100 весовыми частями портландцемента и 15 частями стабилизатора.

Так как расширение цемента  происходит только во влажных условиях, уход за бетоном в период твердения  должен тщательно контролироваться, а использование расширяющегося цемента требует мастерства и опыта.

Строго говоря, использование  расширяющегося цемента в бетоне не делает бетон безусадочным, так  как усадка имеет место после  того, как влажностное твердение  уже прекратилось, но величина расширения может быть установлена такой, чтобы расширение и последующая усадка были одинаковыми.

Другой тип расширяющегося цемента, так называемый высокоактивный расширяющийся цемент, получают совместным помолом порт-ландцементного клинкера, клинкера глиноземистого цемента и гипса в соотношении 65:20: 15. Расширение происходит благодаря образованию гидросульфоалюмината кальция, как в цементе Лосье, и развивается в течение 2—3 суток после затворения цемента водой.

Высокоактивный расширяющийся  цемент является быстросхватыва-ющимся и быстротвердеющим вяжущим, достигающим прочности свыше 70 кгс/см2 через бчи 490 кгс/см2 через 28 суток. Цемент характеризуется высокой стойкостью к сульфатной коррозии.

Расширяющиеся цементы  применяют в довольно ограниченном масштабе, и прежде, чем они найдут более широкое распространение, необходимо дальнейшее усовершенствование этих цементов.

Глиноземистый цемент

В начале этого столетия исследование способов защиты бетонных конструкций на портландцементах от действия вод, содержащих гипс, привело Жюля Бида во Франции к открытию глиноземистого цемента. По своему составу и некоторым свойствам этот цемент значительно отличается от портландцемента, но техника бетонирования такая же.

В состав цемента входит примерно 40% окиси алюминия (глинозема), 40% окиси кальция, до 5% двуокиси кремния (кремнезема), а также некоторое количество окислов железа.

Следует отметить, что  производство глиноземистого цемента  отличается от получения портландцемента  тем, что сырьевая шихта в первом случае полностью расплавляется в печи. Поэтому во Франции один из видов глиноземистого цемента получил название «плавленый цемент». Это же торговое название цемента распространено теперь и в Англии. Глиноземистый цемент выпускается также под другими фирменными' названиями, например, «Лайтнинг-цемент» (Англия) и «люмнит» (США).

Химико-минералогический состав

Химический состав глиноземистого цемента, выпускаемого в Англии, характеризуется  содержанием следующих окислов (в %): SiO2— 3,5—5,5; А12О3—37—41; СаО—35—39; Fe2O3—9—10; FeO—5—6; ТЮ2— 1,5—2; MgO — 1; нерастворимый остаток—1. В соответствии с BS 915: 1947 минимальное содержание глинозема должно составлять 32%, а отношение глинозем : известь—0,85—1,3. Минералогический состав глиноземистого цемента изучен значительно меньше, чем состав портландцемента. Основными минералами глиноземистого цемента являются низкоосновные алюминаты кальция: СА и С5А3. В настоящее время считают, что состав последнего точнее характеризуется формулой С12А7. В цементе также содержатся следующие соединения: C6A4-FeO-S и изоморфический C6-A4-Mg0-S. Количество C2S или C2AS в глиноземистом цементе составляет несколько процентов. В небольшом количестве присутствуют и некоторые другие компоненты. В глиноземистом цементе свободная известь отсутствует, поэтому определение равномерности изменения объема цемента при твердении не является важным, для глиноземистых цементов, хотя BS 915: 1947 предусмотрено проведение стандартных испытаний по методу Ле Шателье.

Гидратация

Однокальциевый алюминат характеризуется повышенной интенсивностью роста прочности. Его гидратация происходит с образованием САН10, небольшого количества С2АН8 и глиноземистого геля (А12О3 aq).

Со временем эти гексагональные гидраты, неустойчивые как при нормальных, так и при повышенных температурах, переходят в кубические кристаллы С3АН6 и гель гидрата окиси алюминия. Процесс перекристаллизации ускоряется при повышении температуры и концентрации извести или возрастании щелочности 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(ОН)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 50% 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(ОН)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 схватывание и твердение цемента, по-видимому, вследствие образования хлоралюминатов. По этой же причине хлористый кальций ни при каких условиях не следует добавлять к глиноземистому цементу.

Еще одним важным достоинством глиноземистого цемента является высокая  скорость нарастания его прочности. Около 80% 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.