Получение смешанных композиционных цементов на основе ферритного клинкера

Abstract

Рассмотрена возможность применения ферритного клинкера в качестве компонента вяжущих материалов, обладающих специальными эксплуатационными свойствами. Подобные виды цементов способны решить проблемы обеспечения строительной отрасли высокопрочными, стойкими к внешнему агрессивному воздействию и относительно дешевыми вяжущими материалами. Однако механизм твердения и набора прочности цементного камня, полученного при использовании ферритных клинкеров, достаточно сложен и зависит от ряда параметров. Посредством калориметрического анализа, проведенного при гидратации разработанных специальных вяжущих композиций, установлено, что наибольший тепловой эффект (более 70 %) при гидратации полученного ферритного клинкера с вводом различных добавок (известь и гипсовый камень) достигается до 4 часов с момента затворения вяжущих композиций, что соответствует протеканию индукционного периода гидратации используемого портландцемента, в момент возникновения первичных контактов между кристаллогидратами и достаточной подвижности цементной массы. В данный временной интервал прочность цементного камня недостаточно велика и образующиеся железосодержащие продукты гидратации способны заполнить пространство цементной матрицы, делая ее более плотной и менее дефектной. Формирование железосодержащих кристаллогидратов из ферритного клинкера может протекать в несколько этапов: гидролиз двухкальциевого феррита в начальной стадии протекания реакции и дальнейшее взаимодействие ее продуктов с портландитом в период от 7 до 14 суток с момента затворения вяжущих составов. Основными кристаллогидратами, формируемыми из ферритного клинкера, являются железосодержащие эттрингит и гидрогранат. Исследование физико-механических характеристик цементного камня показало, что оптимальным содержанием ферритного клинкера в составе вяжущих композиций является 5 %. При данном количестве прочность цементного камня при сжатии и изгибе превышает аналогичные показатели для контрольного образца на 11,5 %. Ввод 15 и 30 % ферритного клинкеры в состав специальных вяжущих композиций снижает прочностные характеристики на 15–20 %.