Свойства ангидритового цемента

Механическая прочность этого вяжущего находится в зависимости от химического состава исходного сырья, размеров его кусков, режима обжига гипса, тонкости помола ангидрита, водоцементного фактора, а также от природы и количества катализатора. Из данных табл. 2 о результатах испытаний ангидритового цемента, изготовленного из искусственного ангидрита, можно видеть, что для получения его могут быть использованы различного типа катализаторы. Пригодны, например, такие катализаторы, как окись кальция, которая добавляется к ангидриту при его помоле, доломит, обожженный при температуре около 900°, бой известково-силикатного кирпича, доменные шлаки, бисульфат натрия, алюминиевые квасцы. Результаты испытаний ангидритового цемента в смеси с нормальным песком в пропорции 1:3 (табл. 3) показывают, что добавка к! ангидриту около 10% основного доменного шлака при комбинированном хранении позволяет получать цемент с прочностью на сжатие до 170 кг/см². При добавке к ангидрито-шлаковому цементу 1,5% негашеной извести предел прочности при сжатии цемента в возрасте 28 дней в условиях водного хранения достигает 195 кг/см² и воздушного — 258 кг/см². Таким образом, добавка к ангидритовому цементу доменного шлака придает ему повышенную водостойкость.

В табл. 4 приведены данные о результатах испытаний безобжигового ангидритового цемента, полученного из природного ангидрита Охлебининского месторождения.

Химический состав этого ангидрита оказался таким: потеря при прокаливании 6,30%, СаО — 34,40%, R₂O₃ — 1,05%, MgO — 4,38%, SO₃ — 49,15%; нерастворимый остаток — 5,01%. Влажность его — 0,20%; объемный вес — 2,80%; пористость (водопоглощение) — 0,4—1,8%; предел прочности при сжатии — 376—482 кг/см². В ангидрите имеются небольшие прослойки известняка. Сухой ангидрит размалывается до тонкости, при которой он полностью, без остатка, просеивается сквозь сито № 0063 (10 000 отв/см²). Нормальная густота теста 20%. Приведенные данные (см. табл. 4) показывают, что в результате совместного тонкого помола сухого природного ангидрита с катализаторами получается цемент (безобжиговый) с пределом прочности при сжатии до 197 кг/см², если введено 5% доломита, обожженного при 800°; 175 кг/см², если введено 3% извести и 173 кг/см², если добавлено около 10% портландцемента марки «400».

Прочность цемента тем выше, чем чище природный ангидрит и чем тоньше его помол. Прочность цемента значительно растает, если природный ангидрит предварительно просушивают.

В качестве добавки может быть также использована мелочь, получаемая при дроблении гипсового камня (двуводного гипса). В табл. 5 приведены данные о результатах испытаний ангидритового цемента с такой добавкой. Ангидритовый цемент был взят заводского производства: катализаторами служили сульфат натрия и железный купорос.

Результаты испытаний показывают, что применение такой добавки вполне целесообразно. Так, предел прочности при сжатии ангидритового цемента одной из партий после добавки 20% двуводного гипса повысился со 143 до 166,9 кг/см²; величина предела прочности при растяжении не изменилась (28,4 кг/см²). С дальнейшим повышением содержания гипса в ангидритовом цементе прочность последнего снижалась.

Характерны также результаты сравнительных испытаний ангидритового цемента и других воздушных вяжущих веществ — эстрих-гипса, строительного гипса, смеси строительного гипса с глиной, смеси строительного гипса с известью, каустического магнезита и доломита, а также известково-зольного цемента (табл. 6).

Как это видно из табл. 6, предел прочности при сжатии ангидритового цемента (1:0) в возрасте 28 дней в зависимости от природы введенного катализатора, чистоты исходного сырья (гипсового камня), температуры обжига и тонкости помола колеблется в пределах от 220 до 650 кг/см² и в смеси с нормальным песком (1:3) — от 100 до 220 кг/см²; соответственно предел прочности при растяжении — от 28 до 45 кг/см² и от 20 до 35 кг/см².

Эстрих-гипс, для получения которого природный двуводный гипсовый камень требуется обжигать при повышенной температуре (900—1100°), приобретает прочность при сжатии до 200 кг/см². Вместе с тем, он характеризуется медленными сроками схватывания (начало — через 4—5 час., а конец — 15—25 час. и даже через более продолжительное время). Твердеет эстрих-гипс также медленно.

Более дорогим вяжущим, но обладающим высокой прочностью (предел прочности при сжатии до 600 кг/см²), является каустический магнезит, получаемый обжигом магнезита при температуре около 800°. Для затворения каустического магнезита требуется раствор хлористого магния в 22° Вё и выше или растворы других солей. Применять песок для получения каустического магнезита не допускается. Сырье (магнезит) менее доступно, чем гипс.

Высокопрочный гипс (при правильном его изготовлении) может быть получен значительной прочности (предел прочности при сжатии 400 кг/см² и выше), но он дорог и, кроме того, отличается быстрыми сроками схватывания, что в ряде случаев может затруднять правильное его применение. В связи с этим приходится применять замедлители схватывания. При увлажнении же гипсобетонных изделий из высокопрочного гипса возникают нежелательные явления ползучести.

Ангидритовый цемент отличается стойкостью к действию ряда химических агентов. Стойкость эта зависит от концентрации, продолжительности воздействия и температуры кислот, щелочей и солей.

Минеральные кислоты (серная, соляная, азотная, фосфорная) в 10-процентных растворах оказывают на ангидритовый цемент разрушающее действие только при продолжительной его обработке. При непродолжительном хранении образцов ангидритового цемента в слабом растворе серной кислоты прочность их после высушивания частично даже повышается, так как серная кислота по отношению к ангидриту является катализатором, а добавка ее в слабых растворах «оживляет» обожженный намертво гипсовый камень.

Органические кислоты (виннокаменная, щавелевая, лимонная, муравьиная, молочная) в 10-процентных растворах при длительной обработке ангидритового цемента оказывают на него такое же разрушающее действие, как и минеральные.

Влияние на прочность ангидритового цемента щелочей (аммиака, едкого натра) в 10-процентных растворах незначительно; соли (сульфат, селитра, хлористый и сернокислый аммоний) в 10-процентных растворах не оказывают на него разрушающего действия.