Для глинозёмистого цемента основным минералом, определяющим комплекс его строительно-технических свойств, является моноалюминат кальция (СаО*Аl2О3), обеспечивающий как быстрое нарастание прочности цементного камня, так и высокую марочную прочность: от 40 МПа для ГЦ-40 до 60 МПа для ГЦ-60, причём марочная прочность устанавливается по результатам испытаний образцов в 3-х суточном возрасте.

Для ГЦ нормируется также суточная прочность в пределах от 22,5 МПа для ГЦ-40 до 32,5 МПа для ГЦ-60.

Для ВГЦ основными минералами, наряду с СаО*Аl2О3, являются алюминаты кальция с ещё более низкой основностью: СаО*2Аl2О3 и CaO*6Аl2О3, в результате чего скорость набора прочности и марочная прочность таких цементов снижается по сравнению с ГЦ. Однако, определяющим свойством для высокоглинозёмистых цементов является не прочность камня, а его огнеупорность, которая составляет от 1580°С для ВГЦ1, содержащего не менее 60% Al203, до 1750°С для ВГЦШ, содержащего не менее 80% Аl2О3.

Отличительная особенность гидратации и твердения глинозёмистых цементов, по сравнению с портландцементом, определяется более низкой щёлочностью системы, вследствие чего при гидратации глинозёмистых цементов не образуется гидроксид кальция Са(ОН)2, а фазовый состав затвердевшего цементного камня представлен гидроалюминатами кальция и гидроксидом алюминия (Al(OH)3).

Глинозёмистый цемент - нормально схватывающееся (начало схватывания не ранее 45 мин.), быстротвердеющее, высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество. По скорости набора прочности и величине прочности в начальные сроки твердения ГЦ, как правило, превосходит быстротвердеющие портландцементы. Для глинозёмистого цемента характерен быстрый набор прочности после окончания схватывания, завершающийся обычно к 3-м суткам, падение ранней прочности, если твердение происходит при повышенных температурах (более 25°С), снижение прочности в длительные сроки (до 10 лет и более). Глинозёмистый цемент менее чувствителен, чем портландцемент, к влиянию низких температур (положительных) на скорость набора прочности. Цементный камень из ГЦ характеризуется высокой водонепроницаемостью, морозостойкостью, а также высокой химической стойкостью, в частности, к сульфатной и углекислотной коррозии, однако не стоек к действию щелочей и свободных кислот. Применяют глинозёмистый цемент, чаще всего, при проведении аварийных и ремонтных работ, а также для производства конструкций и материалов в тех случаях, когда требуется быстрое обеспечение прочности.

Для высокоглинозёмистых цементов характерны сокращенные сроки начала схватывания (30 мин.), однако их твердение происходит медленнее, чем твердение ГЦ, а образующийся камень, как правило, характеризуется сравнительно невысокой прочностью (25-35 МПа в 3-х суточном возрасте, причём впоследствии прочность не возрастает).

Основной областью применения глинозёмистых и высоко глинозёмистых цементов является производство жаростойких и огнеупорных бетонов.

При производстве сухих строительных смесей глинозёмистый цемент используется в качестве вяжущего вещества в тех составах, для которых темп набора прочности является определяющим свойством: это ремонтные составы, самонивелирующиеся смеси и стяжки для устройства полов и, в некоторых случаях, материалы для облицовочных плиток (затирки). Распространение в качестве быстросхватывающихся и быстротвердеющих получили смеси глинозёмистого (высокоглинозёмистого) и портландцемента, однако применение таких смесей имеет ряд особенностей: ускорение схватывания и твердения смеси цементов неизбежно сопровождается потерей конечной прочности, поэтому в каждом конкретном случае соотношение глинозёмистого и портландцемента должно быть подобрано экспериментально, исходя из необходимости получения заданного срока схватывания растворной смеси и прочности раствора.

Глинозёмистые и высокоглинозёмистые цементы применяются при производстве жаростойких сухих строительных смесей.

1.3 Кислотоупорный цемент

Кислотоупорный цемент - специальный цемент, представляющий собой смесь совместно или раздельно молотых кварцевого песка и кремнефтористого натрия (Na2SiF6), которая при затворении водным раствором силиката натрия или калия (жидкого стекла) образует кислотостойкий камень. Такой цемент применяется для связи штучных химически стойких материалов при защите корпусов химической аппаратуры, оборудования или строительных конструкций кислотоупорными замазками и растворами, а также для приготовления кислотоупорных бетонов или изделий из них. Содержание кремнефтористого натрия в кислотоупорном кварцевом кремнефтористом цементе составляет 4% в цементах, предназначенных для изготовления замазок и 8% - для растворов и бетонов (ГОСТ 5050). В качестве кислотоупорного заполнителя в растворах и бетонах используется кварцевый песок, могут применяться и другие кислотостойкие измельчённые породы: базальт, гранит, андезит, кварцит и др. Кремнефтористый натрий является химическим отвердителем жидкого стекла, образующим при взаимодействии с последним гель кремнезёма, обеспечивающий формирование плотной и кислотоустойчивой структуры камня. Содержание технического кремнефтористого натрия в составе кислотостойкого раствора составляет 15% от массы жидкого стекла. Кислотостойкость кислотоупорного цемента определяется кипячением стандартных образцов в 40% растворе серной кислоты с последующим их испытанием на прочность.

Ограничения применения кислотоупорного цемента распространяются на воздействие щелочей, HF, H2SiF6, кипящей воды и водяного пара, а также связаны с токсичностью кремнефтористого натрия.

Кислотоупорные цементы, растворы и бетоны могут быть приготовлены в виде сухих смесей, при этом в качестве вяжущего вещества применяются порошки гидратированных силикатов натрия или калия. В качестве жидкости затворения таких сухих смесей вместо жидкого стекла используется вода.

1.4 Кладочные цементы

Кладочные цементы - группа низкоклинкерных многокомпонентных цементов, содержащих не менее 20% портландцементного клинкера, активные минеральные и инертные добавки (наполнители), предназначенных, преимущественно, для приготовления кладочных и штукатурных растворов. Для производства цементов используют доменные гранулированные шлаки, кварцевый песок, известняки, мраморы и др. Требования к таким цементам, в частности, нормируются ГОСТ 25328 ("Цемент для строительных растворов").

В современной номенклатуре эти цементы рассматриваются как композиционные. В их состав, в соответствии с предложениями европейского стандарта, предусматривается возможность совместного введения доменного шлака, природной или искусственной пуццолановой добавки и золуноса тепловых станций при минимальном содержании клинкера - 20% масс.

Для кладочных цементов, из-за низкого содержания портландцементного клинкера, характерны длительные сроки схватывания, медленный темп нарастания прочности, низкое значение марочной прочности (~20 МПа).

Требуемая пластичность и водоудерживающая способность цементов обеспечиваются введением в их состав тонкомолотых шлаков, пуццолановых добавок, золуноса, а также специальных пластифицирующих и воздухововлекающих добавок. При приготовлении растворных смесей в большинстве случаев используют минеральные пластификаторы: как правило, гидратную известь, а в отдельных случаях - глину. В некоторых странах нормируются смешанные цементы, содержащие в своём составе известь.