Материаловедение и технология конструкционных материалов (стр. 3 из 4)
Модуль основности – отношение содержащихся в шлаке основных оксидов к сумме кислотных, %:
В зависимости от модуля основности различают основные шлаки; их
, и кислые, имеющие 
. Более активные основные шлаки.Гидравлическая активность доменных шлаков возрастает при увеличении модуля активности, определяемого по формуле, %:
.Шлак, применяемый в качестве добавки к цементу, обязательно подвергается быстрому охлаждению водой или паром. Эта операция называется грануляцией, т.к. в процессе быстрого охлаждения шлаковый расплав распадается на мелкие зерна (гранулы). Процесс твердения шлакопортландцемента значательно ускоряется при тепловлажностной обработке, поэтому его эффективно применять в сборных изделиях, изготовляемых с пропариванием.
Незначительное содержание в цементном камне
повышает стойкость шлакопортландцемента в мягких и сульфатных водах по сравнению с портландцементом. Тепловыделение при твердение шлакопортландцемента в 2-2,5 меньше, чем портландцемента, поэтому он является самым подходящим цементом для бетона массивных конструкций. Шлакопортландцемент выгодно отличается от пуццоланового портландцемента умеренной водопотребностью, более высокой воздухостойкостью и морозостойкостью. Он успешно применяется для надземных, подземных и подводных частей сооружений. Стоимость его на 15-20% ниже стоимости портландцемента. Его недостаток – он медленно набирает прочность в первое время твердения, в особенности при пониженных температурах.Быстротвердеющий шлакопортландцемент марки 400 за 3 сут твердения должен приобрести предел прочности при сжатии не менее 20 МПа, при изгибе – не менее 3,5 МПа. этот вид цемента эффективно применять в производстве бетонных и железобетонных изделий, изготовляемых с применением тепловлажностной обработки.
5. Белый и цветные портландцементы.
Основой декоративных цементов является белый клинкер. Клинкер белого цемента изготовляют из чистых известняков и белых глин, почти не содержащих оксидов железа и марганца, которые придают обычному портландцементу зеленовато-серый цвет. Обжигают сырьевую смесь на беззольном (газовом) топливе. При помоле клинкера предохраняют цемент от попадания в него частиц железа.
Важный показатель качества белого цемента – степень его белизны. В качестве эталона для определения степени белизны применяют молочное матовое стекло МС-14 с коэффициентом отражения не менее 95%. Степень белизны, определяемая коэффициентом отражения (в % абсолютной шкалы) должна быть для белого портландцемента первого сорта не ниже 80, второго сорта 75, третьего сорта 68; такой цемент выпускают марок 400 и 500.
Цветные портландцементы (желтый, розовый, красный и др.) получают совместным помолом белого клинкера с соответствующими минеральными пигментами (охрой, железным суриком и др.).
Белые и цветные цементы применяют для индустриальной отделки стеновых панелей, при изготовлении лестничных ступеней, подоконных плит, в дорожных работах для цементно-бетонных покрытий площадей, разделительных полос на автомагистралях, а также для других нужд архитектурно-художественного оформления зданий и сооружений.
Цементы для строительных растворов (кладочные цементы) изготовляют совместным помолом клинкера и минеральных добавок (трепел, опока и известняка), взятых примерно в равных количествах или при соотношениях до 30% клинкера и 70% минеральной добавки. При помоле могут вводиться пластификаторы. Получаются низкомарочные цементы: их активность в среднем в 2-3 раза меньше активности портландцемента, но достаточна для кладочных и штукатурных работ. Расход наиболее дорогой и энергоемкой клинкерной части в этих цементах сравнительно невелик.
6. Тампонажный портландцемент.
Его изготовляют измельчением клинкера, гипса и добавок. Он предназначен для цементирования нефтяных и газовых скважин. Цемент для холодных скважин испытывают при температуре 22
2 
С, для горячих скважин – при 75 3 С. Основная прочностная характеристика цемента – предел прочности при изгибе образцов-балочек размером 4х4х16 см, изготовленных из цементного теста с В/Ц=0,5. предусматривается выпуск специальных разновидностей тампонажного портландцемента: утяжеленного, песчанистого, солестойкого низкогигроскопичного.7. Глиноземистый цемент.
Глиноземистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Однокальциевый алюминат
определяет быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты кальция 
и алюмосиликат кальция – геленит 
. Силикаты кальция представлены небольшим количеством белита.Для получения клинкера глиноземистого цемента сырьевую смесь, составленную из известняка
и боксита 
, подвергают спеканию ( при температуре около 1300 С или плавлению (при 1400 С). Глиноземистый клинкер размалывается труднее, чем клинкер портландцемента, поэтому на помол затрачивается больше электроэнергии. Кроме того, бокситы представляют собой ценное сырье, используемое для производства алюминия. Эти и другие обстоятельства повышают стоимость глиноземистого цемента и ограничивают его выпуск.Глиноземистый цемент обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной температуре (не выше 25
С), поэтому глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке.Если же температура бетона превысит 25-30
С, то наблюдается переход двухкальциевого гидроалюмината в кубический трехкальциевый гидроалюминат 
, который сопровождается возникновением внутренних напряжений в цементном камне и понижением прочности бетона в 2-3 раза.Замечательным свойством глиноземистого цемента является его необычно быстрое твердение. Марки глиноземистого цемента, определяемые по результатам испытания образцов 3-суточного возраста: 400, 500 и 600. уже через 1 сут глиноземистый цемент набирает высокую прочность.
Т А Б Л И Ц А. показатели прочности глиноземистого цемента.
| Марка глиноземистого цемента | Предел прочности при сжатии, кг/см  (МПа), не менее | |
| Через 1 сут | Через 3 сут | |
| 400 | 230 (23) | 400 (40) |
| 500 | 280 (28) | 500 (50) |
| 600 | 330 (33) | 600 (60) |
Начало схватывания глиноземистого цемента должно наступать не ранее чем через 30 мин (портландцемента не ранее чем через 45 мин), а конец – не позднее чем через 12 ч от начала затворения.
Тепловыделение глиноземистого цемента при твердении примерно в 1,5 раза больше тепловыделения портландцемента (250-370 кДж/кг).
Глиноземистый цемент применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Кроме того, он входит в состав многих расширяющихся цементов.
8. расширяющиеся и безусадочные цементы.
Портландцементный камень при твердении на воздухе высыхает и претерпевает усадку, которая нередко является причиной усадочных трещин. Чтобы плотно заделать шов между сборными элементами конструкций и получить практически непроницаемый раствор, или бетон, необходимо использовать вяжущее вещество, способное после затворения в начальный период твердения увеличивать свой объем без структурных нарушений. Расширяющиеся цементы обладают контролируемым расширением, которое, проявляясь в стесненных условиях, вызывает самоуплотнение цементного камня (и бетона). Растворы и бетоны на расширяющихся цементах проктически непроницаемы для воды и нефтепродуктов (керосина, бензина и др.), которые вследствие малого поверхностного натяжения легко просачиваются через капиллярные поры портландцементного камня.
Водонепроницаемый расширяющийся цемент (разработан В.В.Михайловым) являетсябыстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Его получают путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (~70 %), гипса (~20 %) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция (~10 %).