Расширяющиеся цементы. Существенным недостатком портландцементов является усадка, нередко приводящая к образованию трещин. Её причины заключены в самой структуре цементного камня (наличие геля и капиллярных пор). Поэтому избавиться от нее невозможно. Но ее можно компенсировать, обеспечив некоторое расширение твердеющего цементного камня. Процессом, могущим его вызвать, является образование гидро-сульфоалюмината при взаимодействии алюмината и гипса. Его кристаллы по сравнению с исходным алюминатом увеличиваются в объеме примерно в 5 раз. Именно поэтому добавка гипса в цементы строго ограничивается, чтобы он весь был израсходован на реакцию в течение одних-двух суток. В это время цементный камень еще весьма порист и пластичен и рост кристаллов не разрушает его.
При значительно большей дозировке гипса время образования кристаллов увеличивается, и их рост может привести к разрушению цементного камня. Это происходит и при сульфатной коррозии. Но можно подобрать такую дозировку гипса, при которой будет происходить некоторое расширение, не приводящее к разрушению камня, но превышающее его усадку (это только принцип получения, а не рецепт). Цементы состоят из основы (глиноземистый цемент или портландцемент) и расширяющегося компонента. Его часто получают обжигом специально составленных композиций.
Существуют:
- безусадочные цементы (расширение примерно равно дальнейшей усадке);
- расширяющиеся цементы (расширение превышает усадку);
- напрягающий цемент (расширение начинается после набора некоторой прочности и сопровождается растяжением находящейся в бетоне арматуры);
- расширяющиеся добавки, выпускаемые в последнее время, могут вводиться непосредственно в бетоны на обычных цементах, степень расширения регулируется их дозировкой.
Эти группы цементов характеризуются ускоренным твердением, повышенной плотностью и техническими свойствами, например водонепроницаемостью и морозостойкостью. При применении расширяющихся цементов обеспечивается монолитность конструкций, например распластанных, и не требуется устройства противоусадочных швов.
В то же время расширяющиеся цементы быстро схватываются, что может создать сложности при монолитном бетонировании. Их расщирение зависит от режима влажностного ухода. Поэтому их использование является более сложным и требует повышенной технологической культуры производства.
Глиноземистый цемент В отличие от портландцементов, состоящих преимущественно из силикатов, глиноземистый цемент является алюминатным (это его второе название). Получают обжигом смеси бокситов и известняка, при этом образуется основной минерал цемента — однокальциевый алюминат. В отличие от трехкальциевого алюмината, который содержится в портландцементе, он образует при гидратации прочные структуры. При этом связывается химически значительное количество воды. Камень затвердевшего глиноземистого цемента более плотный, чем у портландцемента, с высокими техническими характеристиками (водонепроницаемость, коррозионная стойкость, морозостойкость). Твердеет быстро. Стандартная прочность (40-60 МПа) достигается в возрасте 3 сут, при этом уже в суточном возрасте он имеет прочность 30-40 МПа.
Глиноземистый цемент обладает высокой жаростойкостью: до 1200—1300 °С. Высокоглиноземистые цементы (с высоким содержанием А1203) являются огнеупорными, выдерживая температуры до 1580-1750 °С.
Применение глиноземистого цемента ограничивается его высокой стоимостью. Используется при аварийных работах, для получения жаростойких и огнеупорных бетонов.
