Что такое цемент? Это связующее, используемое для изготовления бетона или раствора. Как правило, под цементом подразумевают портландцемент, который получают из определенной породы путем обжига и измельчения. Он бывает разных марок, с разными добавками.
Раньше узнать о портландцементе на мешке можно было проще. Был ГОСТ 10178-85 и обозначение выглядело так:
Расшифровка простая, ПЦ 400 – Д20 означает портландцемент марки М400 с добавками. Буква Д указывает на процентный объем добавок в цементе. В примере выше 20% добавок. Как правило – это гранулированный шлак от металлургического производства, известь или микрокремнезем.
Потом появился ГОСТ 31108-2003, обозначение по которому приблизили к европейскому. Вот так сейчас обозначается цемент на Красноярском цементном заводе, который строили в свое время для строительства Красноярской ГЭС.
Расшифровка ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б: портландцемент с минеральными добавками от 6% до 20% в виде металлургического шлака. Цемент марки М400 (класс прочности на сжатие 32,5 МПа). Скорость набора прочности: быстротвердеющий.
Про эти обозначения была статья здесь:
Но промышленность выпускает и другие связующие, на основе обжига других мирералов, которые и твердеют с другой скоростью и бетон на его основе имеет другие свойства. Например, магнезиальный цемент Сореля. Он уже не на основе соединений кальция, а на основе оксидов магния.
Какие реакции происходят при твердении в портландцементе и какие в магнезиальном цементе – рассказывалось в этой статье:
Еще одной разновидностью связующего для бетона является глиноземистый цемент, который тоже отличается от портландцемента как при наборе прочности, так и по свойствам получаемого бетона.
ГЦ-35 или ГЦ-40 – это марка цемента по ГОСТ 969-2019 (ранее ГОСТ 969-91). Цифра в названии означает, что глиноземистый цемент (ГЦ) содержит не менее 35% или 40% оксида алюминия.
Иногда в название добавляют указание на прочность, например: ГЦ-35 40. Последняя цифра означает прочность через 72 часа в МПа.
Этот цемент производится на основе известняка и бокситов (руд, содержащих алюминий). Оксид алюминия Al₂O₃ принято называть глиноземом, от этого термина и происходит название цемента. Еще его иногда его называют алюминатным.
Процентное содержание элементов в цементе: Al – от 30 до 50 %, Si – от 5 до 15 %, Сa – от 35 до 45, Fe – от 5 до 15 %. Часто в глиноземистый цемент вводят добавку - двухкальциевый силикат Ca2[SiO4]. Он нужен для увеличения рабочего времени готового раствора или бетона. Без этого минерала бетон быстро схватится.
Глиноземистый цемент выглядит как порошок с желтовато-коричневым, зеленовато-серым или черным оттенком – все зависит от содержания железа в изначальных минералах. Цемент похож на мелкодисперсную глину:
Свойства глиноземистого цемента
1. Главное свойство глиноземистого цемента заключается в способности быстро схватываться в течение нескольких часов и быстро набирать прочность. Такая скорость связана с высоким содержанием алюминатов кальция CaAl2O4. В отличии от времени созревания портландцемента (28 суток), глиноземистый цемент твердеет всего за 12 часов, а на 100% этот процесс завершается через 3 суток.
2. При этом происходит выделение большого количества тепла за короткое время. За первые сутки такой бетон выделяет от 70 до 80 % тепла в процессе набора прочности - это в 10 раз больше, чем у портландцемента.
Это важно в зимних условиях, позволяет вести работы при отрицательных температурах воздуха без тепляков и подогрева бетона греющими кабелями или греющими матами. Однако при жаре выше +30 °С с глиноземистым цементом работать нельзя – это приведет к снижению прочности бетона в 2-3 раза.
3. Инертность к агрессивным газовым и жидким средам (кроме щелочных). Его не разъедают кислоты, как бетон на портландцементе.
4. Очень высокая адгезия к металлам, образуются более монолитные железобетонные изделия.
5. В отличие от портландцемента, имеющие пористую структуру, в бетонах на основе глинозема почти полностью отсутствуют пустоты. И такой бетон получается более морозостойкий.
6. Стойкость к нагреву (как постоянному, так и циклическому), жаростойкость до +1500 °С. Его еще называют керамикой без обжига. По цвету изделия из глиноземистого цемента получаются как из глины.
У этого цемента тоже есть разновидности. Глиноземистый (ГЦ), Высокоглиноземистый (ВГЦ), Особочистый высокоглиноземистый (ОВГЦ). При этом содержание Al₂O₃ в % от массы: ≥35, ≥60-75, ≥80 соответственно. Прочность может достигать до 60 МПа.
Изготавливают глиноземистый цемент так же, как и портландцемент – путем обжига и измельчением минералов. Хотя, существует и технология плавления в доменных или электрических печах.
Применение глиноземистого цемента
Специфические свойства, такие как жаростойкость, прочность и способность быстро набирать прочность, обеспечили глиноземистому цементу применение в ряде областей:
- при восстановлении высоконагруженных конструкций: акведуков, мостов, а также тоннелей и т. п.;
- для изготовлении колец, труб и других емкостей и резервуаров для хранения или транспортировки химически агрессивных жидкостей или топлива;
- при возведении срочных строительных объектов (особенно в тех случаях, когда требуется ввести их в эксплуатацию в сжатые сроки до 3-х суток);
- для закрепления арматуры или анкеров в условиях повышенной влажности (выступает в качестве замены гипсовых клеев);
- для гидроизоляционного оштукатуривания водопроводных коммуникаций (в том числе работающих под давлением до 10 атмосфер);
- при сооружении и ремонте различных конструкций в системах отопления, дымоходах, воздуховодных каналах и др.;
- при изготовлении железобетона непосредственно на строительной площадке и на ЗЖБИ;
- при строительстве гидротехнических сооружений, которые предполагается эксплуатировать в условиях прямого контакта с морской водой;
- для заделывания течей в морских судах;
- для создания огнеупорного бетона, специальных клеев, устойчивых к воздействию химических веществ, сульфатостойких составов и др.
В индивидуальном строительстве этот цемент применяют редко. Из-за его высокой стоимости. Мешок 50 кг стоит 3600 руб. Поэтому, в продаже этот цемент встречается крайне редко. Фундамент, отмостку или еще что-то из этого цемента заливать слишком дорого. Но его можно применить для быстрой заливки душевых поддонов, когда через сутки на поверхность уже можно класть плитку.