Глинозёмистый цемент (ГЗЦ) по минеральному составу и техническим свойствам существенно отличается от ПЦ. ГЗЦ – это быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция.
Однокальциевый алюминат CaO*Al2O3 определяет быстрое твердение и другие свойства ГЗЦ. В небольших количествах в клинкере также содержатся другие алюминаты кальция (например, CaO*2Al2O3, ) и алюмосиликат кальция – геленит 2CaO*Al2O3*SiO2 ) Силикаты кальция представлены небольшим количеством белита.
Для получения клинкера ГЗЦ сырьевую смесь, составленную из известняка CaCO3 и боксита Al2O3*nH2O
подвергают спеканию (t ~1300*C) или плавлению (to=1400*C).
Трудность помола клинкера (требуются большие энергозатраты), а также ценность бокситов обуславливают высокую стоимость ГЗЦ и ограничивают его выпуск.
ГЗЦ обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной температуре (не более 25*C), поэтому его нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке.
В процессе твердения ГЗЦ образуется высокопрочное вещество – двухкальциевый гидроалюминат:
2(CaO*Al2O3)+11H2O=2CaO*Al2O3*8H2O+2Al(OH)3

ГЗЦ обладает очень быстрым твердением. Марки ГЗЦ устанавливаются по результатам испытаний образцов трехсуточного возраста и имеют значения 400, 500 и 600. Уже через 1 сутки прочность на сжатие превышает половину марочного значения. При этом ГЗЦ обладает нормальными сроками схватывания: начало – не ранее чем через 30 минут, а конец – не позднее чем через 12 часов после затворения. Тепловыделение ГЗЦ при твердении в 1,5 больше, чем у ПЦ (250 – 370 кДж/кг).
В продуктах гидратации ГЗЦ не содержится Ca(OH)2 и трехкальциевого шестиводного гидроалюмината (если t твердения не превышает 25*C), поэтому бетон на ГЗЦ обладает высокой коррозионной стойкостью в сульфатной, морской и углекислой водах. Однако сильные кислоты и концентрированные растворы щелочей могут разрушить этот цемент.
ГЗЦ обычно применяют в специальных сооружениях, при быстрых ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Кроме того, он входит в состав многих разновидностей расширяющихся цементов.

8. Расширяющиеся и безусадочные цементы

8.1. Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) – является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Его получают путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (~70%), гипса (~20%) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция (~10%). ВРЦ впервые был применен для зачеканки швов тюбингов Московского метрополитена взамен свинца.
8.2. Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГГРЦ) – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистого клинкера или шлака и природного двуводного гипса (до 30%). ГГРЦ обладает свойствами расширения при твердении в воде; при твердении на воздухе он проявляет безусадочные свойства.
Применяется для омоноличивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок, плотных бетонов в железобетонном судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.
8.3. Расширяющийся ПЦ (РПЦ) – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера (58–63%), глиноземистого шлака или клинкера (5 – 7%), доменного гранулированного шлака или других АМД (23–28%). РПЦ отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня, а также способностью расширяться в водных условиях или на воздухе при постоянном увлажнении в течение первых 3 суток.
8.4. Напрягающий цемент (НЦ) – состоит из 65 – 75% ПЦ, 13 – 20% глиноземистого цемента, 6 – 10% гипса. Имеет высокую тонкость помола (удельная поверхность свыше 3500 см2/г). В процессе расширения в определенных условиях твердения этот цемент создает в арматуре предварительное напряжение. НЦ быстро твердеет, прочность за 1 сутки более 15 МПа, на 28-е сутки – 50МПа.
Самонапряженные железобетонные конструкции на НЦ отличаются повышенной трещиностойкостью, поэтому этот цемент применяется для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений, спортивных объектов (например, каток Медео).