Cementy bezskurczowe i ekspansywne

Obydwie omówione wyżej właściwości użytkowe cementów hutniczych powodują, że cementy te kwalifikują się do wznoszenia masywnych budowli hydrotechnicznych, pracujących w warunkach stałego kontaktu z dużymi ilościami płynących wód, zawierających nieraz pewne ilości szkodliwych dla betonu jonów. Jako przykład można podać, że tak odpowiedzialne dzieła inżynierskie, jak hydroelektrownie: Dnieprowska, Kachowska i wiele innych, wzniesione zostały z betonu na cemencie hutniczym (program uprawnienia budowlane na komputer).

Zjawisko skurczu spowodowanego wysychaniem swobodnej wody znajdującej się w kapilarach stwardniałego zaczynu należy uważać za podstawową wadę cementu jako materiału budowlanego. Skurcz jest przyczyną powstawania rys i pęknięć, musi więc być uwzględniany przy konstruowaniu budowli, gdyż stanowi zagrożenie jej trwałości, a także pogarsza wodoszczelność betonu. Nic więc dziwnego, że nie brak usiłowań skierowanych na wyprodukowanie cementu bezskurczowego, a nawet cementu ekspansywnego, który wykazywałby korzystne do niektórych celów specjalnych, opanowane i regulowane pęcznienie.
Metoda wytwarzania cementów bezskurczowych i ekspansywnych opiera się na procesie powstawania ettryngitu po stwardnieniu zaczynu cementowego.

Jedna z pierwszych recept wytwarzania takiego cementu została opracowana przez H. Lossiera we Francji. Była to mieszanina cementu portlandzkiego. czynnika pęczniejącego i stabilizatora. Czynnik pęczniejący uzyskiwano przez wypalanie mieszaniny gipsu, boksytu i kredy (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Zasadniczym materiałem wiążącym wchodzącym w skład cementów bezskurczowych jest zazwyczaj klinkier portlandzki lub glinowy. Nośnikami jonów siarczanowych mogą być gips lub anhydryt. Jony glinowe są wprowadzane bądź z zasadniczym materiałem wiążącym, np. C3A z klinkieru portlandzkiego, CA + C12A7 z klinkieru glinowego, lub pochodzą ze związków specjalnie syntezowanych oddzielnie, takich jak C.,A3S i C4AH„ (uprawnienia budowlane).

Cementy typu K są produkowane w USA na skalę przemysłową wg technologii opracowanej przez A. Kleina i G. Troxella. Składniki tego cementu podobne są do stosowanych przez Lossiera, lecz dobór składników i warunki klinkieryzacji (maksymalna temperatura ok. 1300°C) powodują powstawanie bezwodnego siarczano-glinianu wapniowego CIA3S, którego reakcja z gipsem w środowisku wodnym z utworzeniem ettryngitu przebiega ze stałą szybkością. Zapewnia to równomierną ekspansję betonu, co stanowi bardzo pożądaną właściwość technologiczną.
W klinkierach ekspansywnych produkowanych w USA zawartość C4A3S wynosi 8-50% zawsze zawierają one znaczne ilości CS oraz wolny CaO w ilości 1-5%.

Cementy ekspansywne

Cement ekspansywny typu K otrzymuje się przez wspólny przemiał klinkieru portlandzkiego, klinkieru ekspansywnego zawierającego C4A3 S i gipsu. W cementach bezskurczowych zawartość C4A3S jest. rzędu 3-4%, a S03 6-7%. Cementy ekspansywne mają podwyższoną zawartość tych składników (program egzamin ustny).
W Japonii produkuje_się dwa rodzaje klinkieru ekspansywnego o zawartości 15-20% C4A3S i 45-50% CS oraz 20 i 30% CaO. Klinkiery te miele się do powierzchni właściwych rzędu 2200 cm2/g. Tak otrzymany dodatek ekspansywny wprowadza się do betonu w ilości 7-8% wraz z cementem portlandzkim.
W Rosji opracowano sposób otrzymywania dodatku ekspansywnego zawierającego C4A3S z mieszaniną wapna i ałunitu KA18(0H)„(S04)2 (opinie o programie).

Przemysłowa produkcja różnych odmian omawianych cementów jest szczególnie rozwinięta w Związku Radzieckim. Pionierem tych badań i wdrożeń był akademik P. P. Budników [20]. W ostatnim okresie w Związku Radzieckim dominuje w tej dziedzinie produkcja dwóch odmian normowanych cementów ekspansywnych: ekspansywnego cementu wodoszczelnego W. M. Michajłowa i gipsoglinowego cementu ekspansywnego zaproponowanego przez J. B. Krawczenkę (segregator aktów prawnych).

Ekspansywny cement wodoszczelny jest hydraulicznym materiałem szybkowiążącym i szybkotwardniejącym, stosowanym do specjalnych robót uszczelniających. Cement ten wytwarza się drogą wspólnego zmielenia w odpowiednich proporcjach cementu glinowego, półwodnego gipsu i odrębnie syntezowanego w warunkach hydrotermalnych Uwodnionego glinianu wapniowego C4AH13 (promocja 3 w 1).