Tpc-setka.ru

ТПЦ Сетка
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Глиноземистый цемент состав свойства применение

Глиноземистый цемент состав свойства применение

В 1908 г. американец Шпэкман приготовил цемент, названный им «алка-лейм», основной составляющей которого являлись алюминаты кальция.

В то время этот цемент в США имел определенное признание и довольно сильно рекламировался. Однако в Европе он не получил распространения в силу конкуренции. Так, в 1913 г. председатель германского общества портландцементных заводчиков на одном многолюдном собрании во всеуслышание предостерегал от пользования таким цементом.

По существу «алка-лейм» являлся прототипом глиноземистого цемента, с которым германцам пришлось в скором времени встретиться, правда, совсем в иных условиях. Именно это случилось во время войны, когда немцы заметили, что французы, занимая разрушенные неприятельские позиции, быстро восстанавливали платформы для орудий и уже через несколько часов производили обстрел их позиций. Или, продвигаясь вперед, восстанавливали за одну ночь железобетонные мосты, и к утру по ним двигалась военная техника. Уже после войны выяснилось, что французы использовали такой же цемент при защите Вердена, и когда немцы разрушали крепостные стены, то в течение ночи французы их восстанавливали, ликвидируя таким образом последствия бомбардировки.

Оказывается, что перед войной, а именно в 1908 г., известная французская фирма «Ляфарж» изготовляла этот цемент, но все производство держалось в строгом секрете. Производство цемента было поставлено на основе результатов многолетних исследований Бида, который производил их независимо от Шпэкмана. Бид в своих исследованиях исходил из указаний Вика, сделанных еще в 50-х гг. ХГХ в., а именно, что если бы удалось получить цемент, в котором отношение суммы весовых количеств кремнекислоты и глинозема к извести было бы больше единицы, т. е.
(А12О3 + SiО2) %
_______________ >1,
СаО %
то цемент этот бы не разрушался в минерализованных водах и, в первую очередь, морской воде. Бид задался целью получить такой цемент, и он действительно получил его, тем самым подтвердилась блестящая идея Вика.

Но вместе с тем оказалось, что открытый Видом цемент обладает чрезвычайно важным свойством: очень большой механической прочностью, причем достигает он ее уже в первоначальные сроки твердения. Открытый Видом цемент является не чем иным, как глиноземистым цементом.

Что же представляет собой глиноземистый цемент? Глиноземистым цементом называется быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, вещество, представляющее собой продукт тонкого измельчения сплава или клинкера, который получается расплавлением или спеканием сырьевой смеси, состоящей из бокситов и извести или известняка и обеспечивающей преобладание в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция.

В состав портландцемента, как известно, входит четыре минерала. Глиноземистый цемент таких минералов не имеет, в своем составе он содержит:
СаО·А12О3 — однокальциевый алюминат, 5СаО·ЗА12О3 — пятикальциевый трехалюминат, ЗСаО·5А12О3 — трехкальциевый пентаалюминат и др.

Основным носителем гидравлических свойств глиноземистого цемента является однокальциевый алюминат, который при твердении в обычных температурных условиях подвергается гидратации и гидролизу по следующей реакции:
2(СаО·А12О3) + 4Н2О = 2СаО·А12О3·8H2О + 2А1(ОН)3.

При температурах выше 25 °С (обычно в больших бетонных массивах) вместо двухкальциевого образуется трехкальциевый гидроалюминат, что вызывает значительное снижение прочности.

Сырьем для получения глиноземистого цемента служат бокситы и известняк. Бокситы представляют горную породу разнообразного цвета от белого до темно-красного, являющуюся продуктом разрушения базальтов, гнейса и других горных пород. Основным оксидом бокситов является глинозем, который содержится в них в виде водного окисида алюминия, общая формула которого А12О3.nН2О. Содержание глинозема в бокситах колеблется в довольно широких пределах от 40 до 90 %. Такой разброс вызывает необходимость обогащения бокситов путем флотации пустой породы.
Обжиг сырья производится либо до спекания во вращающихся печах, либо до плавления в электропечах.
Готовый продукт обладает следующими свойствами:
— плотность колеблется в пределах 3,0-3,3 г/см 3 , а насыпная 1,1-1,Зг/см 3 ,т.е. такие же, как и у обычного портландцемента;
— водопотребность 24-28 %;
— начало схватывания не ранее 30 мин, а конец не позднее 10 ч обычно начало 1—1,5 ч, а конец 4-6 ч;
— выпускается марок 400, 500 и 600. Марка глиноземистого цемента определяется в возрасте трех суток с момента изготовления образцов. Через сутки твердения прочность этого цемента достигает 80-90 % от марочной;
— температура окружающей среды при твердении не должна превышать +30 °С, в противном случае С2АН8 преобразуется в С3АН6 , что приводит к снижению прочности затвердевшего камня. Изделия на этом цементе нельзя пропаривать в силу указанной причины. При пониженных температурах (5-10 °С) он твердеет интенсивно за счет большого выделения тепла;
— высокая морозостойкость и водостойкость. Объясняется это большой плотностью цементного камня. При прочих равных условиях пористость его в 1,5 раза меньше, чем у портландцементного камня, за счет более глубокой гидратации;
— высокая жаростойкость. Бетоны на его основе сопротивляются температурам 1 200-1 400 °С;
— стоек против всех видов коррозии, за исключением щелочной;
— утрачивает свойства при смешении с другими вяжущими веществами.

Глиноземистый цемент обладает одним существенным недостатком, он очень дорогой, т. к. для его приготовления используют ценнейшее сырье — бокситы. По стоимости он в 5-6 раз превосходит портландцемент.

Используется этот цемент в основном для военных целей и в случае аварийных работ. Кроме того, он служит основным компонентом при получении водонепроницаемых расширяющихся цементов.

16. Глинозёмистый цемент. Состав, свойства и области применения.

Глинозёмистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное ГВВ, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты Са. Однокальциевый алюминат CaOAl2O3 определяет быстрое твердение и другие свойства ГЦ. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты Са(CaO2Al2O3) и алюмосиликат Са-геленит 2CaOAl2O3 SiO2. ГЦ обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной t (не выше 25), поэтому ГЦ нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке. Если же t бетона превысит 25 , то прочность уменьшится в 2-3 раза. ГЦ очень быстро твердеет. По сравнению с обычным П, у ГЦ при таком же сроке схватывания (30мин-12ч) – тепловыделение примерно в 1,5 раза больше. ГЦ обладает высокой коррозионной стойкостью в сульфатных, морских и углекислых водах.

Читайте так же:
Abro цемент для выхлопной трубы

ГЦ применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Он также входит в состав многих расширяющихся цементов.

17. Расширяющиеся и безусадочные цементы.

Безусадочные, расширяющиеся и напрягающие цементы применяют во избежание усадочных трещин для плотной и непроницаемой заделки швов между элементами сборных конструкций, а также для придания конструкции повышенной трещиностойкости (напрягающий). Расширяющийся цемент обладает контролируемым расширением, которое, проявляясь в стесненных условиях, вызывает самоуплотнение цементного камня. Растворы и бетоны на расширяющемся цементе практически непроницаемы для воды и нефтепродуктов (керосин, бензин и др.). Эти цементы относятся к числу смешанных, иногда многокомпонентных вяжущих.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент – быстросхватывающееся и быстротвердеющее ГВВ, получаемое путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (≈70%), гипса (≈20%) и молотого высокоосновного гидроалюмината Са (≈10%).

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент – быстротвердеющее ГВВ, получаемое совместным или раздельным (с последующим тщательным смешиванием) тонким измельчением высокоглиноземистых клинкеров или шлака и природного двуводного гипса (до 30%). Он расширяется при твердении в воде и проявляет безусадочные свойства при твердении на воздухе. Применяется для омоноличивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок, плотных бетонов в ж/б судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.

Расширяющийся П – ГВВ, получающееся совместным тонким помолом П-ого клинкера (58-63%), глиноземистого шлака или клинкера (5-7%), гипса (7-10%), доменного гранулированного шлака или других активных минеральных добавок (23-28%). Он отличается быстрым твердениям в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня.

Напрягающий цемент – быстротвердеющий ГВВ, состоящий из 65-75% П, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса. В процессе расширения в определённых условиях твердения этот цемента создает в арматуре, независимое от ее расположения в ж/б конструкции, предварит напряжения. НЦ применяют для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружениях, спортивных объектов.

ГОСТ 969-2019 Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые. Технические условия

Состав глиноземного цемента

Основным компонентом состава является низкоосновной одно кальциевый алюминат СаО-А12О3, который при твердении становится двухкальциевым гидроалюминатом. Глиноземистый цемент делится на высокоизвестковый, содержащий СаО свыше 40%, и малоизвестковый, в котором СаО ниже 40%.

Глиноземистый цемент, состав химических элементов:

  1. Оксид алюминия – 30-50%.
  2. Оксид кальция – 35-45%.
  3. Оксид кремния –5-15%.
  4. Оксид железа – 5-15 %.

В смеси также содержатся двухкальциевый силикат для замедленного отвердения, алюминаты и балластная примесь – геленит.

Производство глиноземистого цемента

Отличие материала от привычного портландцемента состоит в повышенном содержании глинозема (оксида алюминия) и практически полном отсутствии кремнезема (диоксида кремния). Технологический цикл производства цемента заключается в термической обработке исходных компонентов – высокоглиноземистых бокситов и известняка высокой чистоты. Бокситы содержат большое количество оксида алюминия, а чистый известняк представляет собой карбонат кальция.

При нагревании до высоких температур (до 1700 °С) происходит разложение карбоната до углекислого газа и оксида кальция. Последний вступает в реакцию с оксидом алюминия, образуя алюминат кальция.

Принципиально существуют два пути производства:

  • Способ, основанный на плавлении реакционной массы. Компоненты смешиваются в заданных пропорциях и плавятся. Образованный расплав выдерживается для достижения однородности, после чего охлаждается и дробится до мелкодисперсного состояния.
  • Приготовление цементного клинкера – спекшегося при высокой температуре брикета. Перед спеканием компоненты измельчаются, затем перемешиваются и помещаются в печь. Нагревание происходит до температур немного ниже температуры плавления – это позволяет зернам клинкера спечься между собой без перехода в жидкое состояние.

На видео показан процесс помола полученного клинкера до цемента:

Свойства глиноземного цемента

  1. Вяжущие свойства материала и его высокая прочность после затвердения обусловлены наличием в составе алюминатов кальция. Процесс отвердения алюминатного цемента протекает аналогично портландцементу. А в отличии от ПЦ действие сопряжено обильным выделением тепла. В первые сутки отвердения высвобождается до 70% тепла, что представляет собой опасность. Если температура среды поднимется выше 30 °C, устойчивость цемента снизится в 2-3 раза.
  2. В сравнении с портландцементом, глиноземный цемент формирует более плотный искусственный камень, он обладает высшей прочностью и высокой стойкостью к агрессивной среде. Но он легко деформируется под влиянием щелочной среды и его не стоит смешивать с известью, ПЦ и гипсом, чтобы исключить сокращение сроков затвердения.
  3. Период начала затвердения глиноземного цемента составляет не менее 30 минут, а окончание процесса происходит через 12 часов. Срок схватывания аналогичен портландцементу, но марочная прочность глиноземного цемента проявляется уже по истечению 72 часов, в то время как ПЦ набирает прочность лишь через 28 суток.

Особенные свойства глиноземного цемента

  • возможность использования глиноземного цемента в зимних условиях, благодаря высокому показателю тепловыделения;
  • сопротивление воздействию агрессивных жидкостей и газообразных сред;
  • скорое упрочнение массы после затвердения;
  • искусственный камень высокой плотности;
  • термическая устойчивость для получения огнеупорного цемента.
Читайте так же:
Дозирующие системы упаковки цемента

Состав и свойства

Этот цемент отличается стойкостью по отношению к действию минерализованных вод. Несмотря на способность быстро твердеть, сроки схватывания его нормальные.

Основным минералом, содержащим глинозем (Аl2O3), являются глины, идущие для производства глиноземистого цемента и применение его для получения различных керамических изделий.

По химической природе окислы алюминия представляют амфотерные образования, реагирующие как с кислотами, так и со щелочами. Это сказывается и на стойкости алюмосиликатов.

Все же в керамических изделиях, особенно в плотных видах их отмечается хорошая и отличная стойкость к кислотам и удовлетворительная к щелочам. В едких щелочах, например, обыкновенный глиняный кирпич разрушается весьма быстро.

Вяжущим алюминатного типа является глиноземистый цемент; он получается путем обжига до сплавления богатого глиноземом сырья (бокситов) совместно с известняком. Путем последующего тонкого помола продукта обжига получают глиноземистый цемент.

По химическому составу полученный цемент содержит в %:

  • глинозема (Аl2O3) ……35—55
  • извести (СаО)……..35—45
  • кремнезема (SiO2)……5—10
  • окислов железа (Fe2O3) …. 0—15

Глиноземистый цемент содержит по преимуществу низкоосновные алюминаты кальция и в основном однокальциевый алюминат СаО • Аl2O3(СА), а также С5А3 и С3А5, присутствуют также C2S, C2SA и некоторые другие.

При твердении глиноземистого цемента происходит гидролиз СА:

2 (СаО • Аl2O3) + 10Н2О = 2СаО •Аl2O3• 7Н2О + 2А1 (ОН)3.

Существенно отметить, что при повышенных температурах (более 30°С) вместо С2АН7 образуется С3АН6 со снижением прочности и последующей стойкости бетона.

Для улучшения свойств глиноземистого цемента иногда вводят в него 25—30% ангидрита, а цемент получает название гипсоглиноземи-стого или ангидритоглиноземистого.

Глиноземистый цемент часто применяется в качестве одной из составляющих расширяющихся цементов.

В соответствии с амфотерной природой глинозема и гидроокиси алюминия глиноземистый цемент несколько лучше противостоит действию слабых кислот, чем портландцемент, но значительно менее стоек в щелочах, особенно едких.

Отмечается также повышенная стойкость этого цемента в сульфатных водах.

Область применения глиноземного цемента

  1. Обновление поврежденных мостовых конструкций.
  2. Глиноземистый цемент находит применение в скоростном строительстве, когда требуемая устойчивость конструкции должна быть сформирована в первые 72 часа.
  3. Возведение сооружений, где необходим повышенный коэффициент сульфатостойкости.
  4. Фиксация анкерных болтов.
  5. Изоляция интервалов нефтяных скважин.
  6. Устранение пробоин и деформаций в морских судах.
  7. Изоляция разрывов в породе с обильным расходом воды.
  8. Для ускорения отвердения бетона на стройплощадках.
  9. Производство емкостей, которые при эксплуатации подвергаются влиянию агрессивной среды.
  10. Изготовление огнеупорного бетона с температурными характеристиками до 1700 °C.

Водонепроницаемая штукатурка

Использование алюминатного цемента в изготовлении гидроизоляционной штукатурки:

  • В строительстве промышленных объектов гидроизоляционная штукатурка применяется для заделывания трещин водопроводных линиях, под рабочим давлением в 10 атм. А также для производства резервуаров, предназначенных для хранения жидкостного топлива.
  • В строении метрополитена использование штукатурки обеспечивает гидроизоляцию стен подземных коридоров, заделку швов между тоннелями, восстановления устаревших конструкций.
  • В сфере коммунального хозяйства штукатурка применяется для заделки стыков трубопроводов, для водонепроницаемых покрытий очистных станций, ремонта бассейнов и душевых сооружений.

Глиноземный цемент в домашнем строительстве

Цемент глиноземистый своими свойствами и характеристиками подходит не только для промышленного строительства, но и для домашних условий применения. Для грамотного его использования необходимо учитывать особенности химического состава материала и его свойства.

Подготовка алюминатного цемента

Если на мешке с глиноземным цементом указан вес материала, то он подается в бетономешалку сразу из мешка. В случае использования цемента, который хранился в мешках некоторое время, может потребоваться предварительное разрыхление смеси. Для этой цели допустимо размешивание цемента в вибрационном сите при помощи строительного лопастного шнека.

Размешивание бетонного раствора

Глиноземный цемент имеет более высокую вязкость в сравнении с портландцементом. Для этого потребуется более длительное перемешивание бетонного теста, в отличие от субстанции на ПЦ. Продолжительность размешивания устанавливается опытным путем для каждого конкретного случая. А длительность этого процесса влияет на однородность и устойчивость материала.

Перемешивание алюминатного цемента занимает в среднем 2-3 часа, после чего бетономешалку необходимо тщательно промыть. Это нужно сделать сразу, поскольку за данный временной отрезок происходит схватывание излишков бетона. Вследствие чего, очищение будет весьма хлопотливым.

Действия с бетоном в зимнее время

Процесс проведения строительных работ с использованием глиноземистого расширяющегося цемента в зимние месяцы имеет ряд особенностей. Такие работы отличаются от аналогичных действий с портландцементом, благодаря высокой экзотермии алюминатного цемента. В процессе гидратации цементной смеси происходят экзотермические реакции с обильным тепловыделением. Температура цементного теста при этом может достигать до 100 °C. Это явление зависит от процентного содержания воды в общей цементной массе.

Температура бетонной субстанции на глиноземном цементе на момент укладки не должна превышать 15°C. Это может спровоцировать быстрое застывание бетонной смеси при дальнейшем процессе застывания бетонного теста.

Применение глиноземистых цементов в бытовом строительстве

Промышленные, хозяйственные и оборонные направления не могут обойтись без использования глиноземистого цемента. В быту его необходимость существенно меньше – лишь в некоторых случаях могут понадобиться особые качества огнеупорности, высокой водонепроницаемости и малой усадки.

Основные области применения глиноземистого цемента в домашнем строительстве следующие:

  1. создание водонепроницаемого покрытия. Подобные цементные смеси полезны для приготовления наружной штукатурки, а также строительства бань, душевых кабинок и каналов водоотведения;
  2. использование в качестве компонента густых замазок и клеев. Быстрая схватываемость обеспечивает отсутствие потёков и возможность применения в любое время года, за исключением очень сильных морозов;
  3. возведение фундаментов в северных регионах страны. Хотя строительство рекомендуется проводить при плюсовых температурах, иногда требуется работать зимой на открытом пространстве. Какие-либо ограничения по применению глиноземистого цемента до температуры -10 °С отсутствуют (см. ниже);
  4. облицовка печей, а также применение в качестве связующего материала кладки из огнеупорных кирпичей. Для обработки ответственных стыков, к которым предъявляется требование высокой газонепроницаемости, нужно применять только специально подобранный производителем состав.
Читайте так же:
Наливные цементные полы расход

Купить для работы нужную марку глиноземистого цемента можно в любом строительном магазине.

Примеры использования глиноземистого цемента в строительных работах


Покрытие и штукатурка


Как замазка для трещин и швов


Заливка фундамента


Кладка кирпича

Глиноземистый цемент — особенности и применение

Основной компонент бетона и цементного раствора – глиноземистый цемент относится к цементам специального назначения. «Специальность» назначения «вяжущего» этого вида обусловлена свойствами, которыми обладает данный материал: очень быстрый набор марочной прочности на воздухе и в воде и относительно высокая прочность на сжатие.

Структура и виды

В зависимости от того, какой объем примесей в веществе, цемент данного типа делится на два основных вида: обычный состав и высокоглиноземистый. Определение марки цемента осуществляется по прошествии 72 часов. Состав обычно завозится в Москву и область, другие регионы в небольших объемах, продается в специальных мешках или контейнерах по 40-50 килограммов. В зависимости от объема железа в общем составе и показателя окисления компонентов, глиноземистый цемент может быть зеленым, желтым, коричневым, черным по цвету.

Маркируется продукция ГОСТом. Выделяют три основных вида глиноземистого цемента, которые отличаются по способности выдерживать нагрузки на сжатие: марок ГЦ-40, ГЦ-50 и ГЦ-60. По прошествии 72 часов после заливки смесь ГЦ-40 набирает прочность с 22.5 (МПа через сутки) до 40 МПа. Это самая ходовая марка, актуальная для разных строительных работ. Показатель прочности ГЦ-50 достигает 50 МПа, соответственно, цемент используется в сфера топлива и энергетики. Прочность ГЦ-60 доходит до 60 МПа, данную смесь эксплуатируют в оборонной сфере и металлургии.

Цемент глиноземистый – это материал, который требует правильной эксплуатации. Работать со смесью желательно поручать мастерам. Цемент обладает высокой вязкостью, труднее и дольше перемешивается (если сравнивать с обычным портландцементом, к примеру), но от правильности смешивания зависят однородность и показатель стойкости бетона.

Смесь обычно готовится небольшими порциями, так как замедлить процесс твердения не удастся, а быстро использовать большие объемы бетона практически невозможно. Когда же состав начинает схватываться сразу по приготовлению, работать с ним очень трудно, да и на качестве итоговой конструкции это может сказаться.

Глиноземистый цемент нередко используется для приготовления разных типов расширяющихся смесей, быстротвердеющих составов. Для любого такого раствора соотношение компонентов и состав вычитываются отдельно. Обычно смесь при твердении увеличивается в объеме, балансируя усадку, а также самоуплотняется. Чтобы получить данные смеси, глиноземистый цемент смешивают с разными добавками.

  • Расширяющийся цемент с гипсом и дробленым шлаком – схватывается быстро, расширяется в воде.
  • Водонепроницаемая смесь с минимальной усадкой – в цемент добавляют полугидрат гипса и гашеную известь, что позволяет получать материал, актуальный для эксплуатации в гидроизоляционных работах.
  • Расширяющийся водонепроницаемый цемент – быстро набирает прочность, используется для гидроизоляции судоходных шлюзов, туннелей, трубопроводов, бассейнов и т.д.

Особенности изготовления

Глиноземистый цемент, свойства которого достаточно специфичны, изготавливается из чистых бокситов или известняков, с добавлением других элементов для придания нужных характеристик смеси. Основных способов производства цемента два – плавление и спекание. Выбор метода зависит от: состава бокситов, качества кокса, показателя объемного содержания в них оксидов железа, и в дополнение кремниевой кислоты.

Плавление

Для метода плавления используют бокситы высокого качества, к ним домешивают известняк и кокс. Эту смесь отправляют в ватержакетные печи с водяным типом охлаждения и плавят благодаря подаче через фурмы воздуха, до нужной температуры предварительно нагретого в рекуператорах. Потом массу пропускают через летку, в изложницах печи охлаждают и отправляют в дробилку для измельчения. В дробилках стоят многокамерные мельницы. Печи работают за счет пылевидного топлива.

В некоторых случаях используется электроплавка, в процессе которой выплавляется ферросилиций, за счет чего смесь очищается от кремниевой кислоты. Иногда применяют способ дуговой плавки с использованием специальных печей переменного тока с целью производства глиноземистого цемента особенно высокого качества. Сначала готовят сырье: измельчают, смешивают компоненты, делают из них гранулы или брикеты. Известняк заранее кальцинируют, а вот бокситы подвергают прокаливанию, шихту используют коксосодержащую.

В современных электродуговых печах уровень температуры может доходить до очень высоких показателей, именно из-за этого кремнезем в шихте восстанавливается до кремния, а он, в свою очередь, входит в реакцию с железом – так получается ферросилиций.

В производстве глиноземистого цемента могут использоваться и доменные печи, но материал получается не очень прочным на первых этапах твердения.

Спекание

Данный метод производства предполагает использование сравнительно невысоких температур в обычных печах. Сначала смесь медленно охлаждают, чтобы кристаллизовался геленит и приобрел стеклообразную форму. Тут важно, чтобы в процессе спекания температура не оказалась ниже оптимальной, так как это приводит к кристаллизации алюминатов кальция. В итоговом составе стекла появиться не должно, для чего создают системы очень быстрого охлаждения (чтобы не создались кристаллы геленита).

На этапе выхода из печи смесь превращают в гранулы паровоздушные потоки. Полученный данным методом глиноземистый цемент демонстрирует прекрасные показатели прочности в сравнении с веществом, которое охлаждалось более медленно.

Технические характеристики

В состав глиноземистого цемента входят бокситы и чистые известняки. Преобладающими оксидами являются алюминий, кальций и кремний, есть небольшое количество железа, титана, магния и серного ангидрида.

Бокситы — горная порода, состоящая из гидратов и разнообразных примесей. Используется для создания алюминия и огнеупоров, добычи абсорбентов.

Период начала затвердения составляет 30 и более минут, а окончательно процесс прекращается через 12 часов. Этот цемент стойкий к агрессивной внешней среде, прочен, но при этом деформируется под воздействием щелочной среды. Благодаря высокому показателю тепловыделения, алюминатный цемент можно использовать в зимних условиях (до -10 градусов). Он не подвержен коррозии и отличается отличной адгезией с массой иных материалов (например, металлической арматурой, магнезитом, шамотом, хромированной рудой). Устойчив к открытому пламени (до 1700 градусов), не пересыхает и не крошится.

Для корректировки сроков схватывания используют замедлители (хлористый кальций, буру, борную кислоту), либо ускорители (гипс, портландцемент, известь).

Наиболее благоприятная температура для затвердения является +15-20 градусов.

Читайте так же:
Смесь цемента с фиброволокном

В ГОСТ 969-91 указаны три вида глиноземного цемента:

  1. Глиноземный цемент ГЦ-40. Характеризуется следующими прочностными характеристиками: с 22,5 МПа до 40 за первые трое суток. Используется, в основном, в строительной отрасли. Цена этой марки ниже остальных.
  2. 2. Глиноземный цемент ГЦ-50. Данный вид отличается возрастанием показателей: с 27,5 до 50 МПА. За счет этого характеристики улучшаются. Часто используется в топливно-энергетической сфере.
  3. 3. Глиноземный цемент ГЦ-60. За 72 часа показатель вырастает с 32,4 до 60 Мпа. Благодаря повышенной прочности, востребован в оборонном комплексе и металлургии.

Самые известные производители цемента в мире: Cimsa Icidac , Ciment Fondu, Secar.

Работа с бетоном чревата возникновением дерматита кожных покровов, заболеваний дыхательной системы, расстройствами слуховой и нервной систем. Поэтому важно соблюдать требования техники безопасности, такие как:

  • работники должны пройти соответствующий инструктаж и получить разрешающее удостоверение;
  • должны использоваться средства индивидуальной защиты — каски, очки, респираторы, спецодежда;
  • все электрические провода должны быть подняты над землей, а изоляция проверена;
  • в рабочий цикл запрещается вмешиваться до полной остановки механизма;
  • электрические устройства можно переносить с места на место только выключенными.

Специфика производства

Цемент глиноземистый изготавливают путем обжига бокситов, известняков, используя следующие методы:

  • высокотемпературного спекания предварительно подготовленных сырьевых компонентов. Процесс осуществляется при температуре 1,3 тысячи градусов Цельсия с применением специальных печей шахтного или вращающегося типа. Технология отличается энергоемкостью и не получила широкого распространения. Полученный глиноземистый цемент характеризуется высоким качеством, показателями прочности;

Используются в качестве сырья чистые известняки и бокситы

  • постепенного плавления в печах шахтной конструкции, используемых при цветном литье, оснащенных устройством водяного охлаждения. Процесс предусматривает измельчение полученного клинкера после его охлаждения. Производство осуществляется из бокситов повышенного качества с добавлением известняка и кокса.

Состав производится из пород с высоким содержанием оксида алюминия, что послужило причиной дополнительного названия смеси, именуемой алюминатной.

Сфера применения

  • Возведение сооружений, к которым предъявляются жесткие требования по минимальному периоду набора прочности.
  • Возведение гидротехнических и подземных объектов работающих в условиях повышенной «сульфатной» активности окружающей среды.
  • Тампонирование нефтяных и газовых скважин. Тампонирование растрескиваний в горных породах.
  • Заделка пробоин в кораблях гражданских судах.
  • Оперативное обустройство фундаментов для установки производственного оборудования: прессов, станков, кран-балок и т.п.
  • Ремонт зданий и мостовых переходов.
  • Производство сборных ЖБИ в качестве ускорителя набора прочности бетона.
  • Строительство емкостей работающих в условиях контакта с органическими кислотами, серой, соляными растворами и крахмала.
  • Срочные ремонтные работы: плотин, дорог, фундаментов и других бетонных сооружений.

Высокая цена глиноземистого цемента существенно ограничивает применение данного материала в частном строительстве. Применение данного материала для строительства частного здания оправдано, если возведение дома ведется на земельном участке с неблагоприятными геодезическими условиями (высоким стоянием грунтовых вод).

Глиноземистый цемент применение

  • Ремонт поврежденных гидротехнических сооружений и промышленных зданий, оперативная заделка пробоин в судах, гидроизоляция интервалов нефтяных и газовых скважин, оперативная изоляция порывов сопровождающихся обильным расходом воды. Другие ремонтные работы, когда необходимо чтобы проектная прочность конструкции достигла своей максимальной величины в течение первых 3-х суток;
  • Строительство бетонных конструкций, которым по условиям эксплуатации необходима повышенная сульфатостойкость;
  • Фиксация анкерных болтов и защита арматурного пояса;
  • Как ускоритель твердения в бетон общего применения;
  • Строительство резервуаров для хранения агрессивных сред и строительство подземных сооружений работающих в агрессивных условиях;
  • Как добавка для обеспечения повышенной водо- и морозостойкости, а также как добавка для обеспечения бетонных работ в условиях низких температур (до минус 10 градусов Цельсия) без дополнительного прогрева бетона;
  • Как компонент в производстве клея в строительной химии;
  • Производство огнеупорного бетона способного выдерживать температурные нагрузки до 1 700 градусов Цельсия.
  • Производство водонепроницаемой штукатурки для: локализации повреждений водопроводов работающих под давлением до 10 кгс/см2, гидроизоляция подземных сооружений, герметизации стыков трубопроводов воды, канализации и других стоков, ремонт гидротехнических сооружений.

Применение глиноземного цемента в частном строительстве и быту

  • Строительство каминов и топок (тепловых щитков) отопительных печей;
  • Ремонт дымоходов и вентсистем;
  • Подготовка стяжки пола;
  • Строительство подвалов и цокольных этажей;
  • Подготовка притолок и подоконников.

Популярные бренды: Secar (Франция), Ciment Fondu (Франция), Górka Cement (Польша), Cimsa Isidac (Турция) и ГГЦР (Россия).

Технология получения

Производство глиноземного цемента осуществляется двумя способами:

  • Методом плавления. В этом случае получение требуемого материала происходит в результате плавления в специальных барабанах шихты. Процесс происходит при определенных значениях температуры, так как этот показатель является самым важным в технологии. Обожженное сырье измельчают до получения мелкого порошка и упаковывают в пластиковые мешки.
  • Методом спекания. Особенность данной технологии заключается в изначальном измельчении сырья до порошкообразного состояния и последующего обжига в печи. Этот способ более быстрый, но качество цемента будет несколько ниже, чем при первом варианте изготовления.
Читайте так же:
Какую температуру выдерживает цемент м400

Качество цемента зависит от тонкости помола, которую может обеспечить производитель. Более мелкие частицы лучше схватываются при приготовлении раствора и обладают более высокими прочностными характеристиками.

Производители глиноземистого цемента

Высокая стоимость и специальность применения глиноземистого цемента обуславливает ограниченность его производства. В частности, на изготовлении связующего этого вида специализируются следующие предприятия Российской Федерации: и компаний Мира:

  • ОАО Пашийский Металлургический Цементный Завод. Выпускает все марки глиноземного цемента: ГЦ 400, ГЦ500 и ГЦ600.
  • Компания «Caltra» (Голландия).
  • ООО «ЕМА-цемент».
  • Компания «Sekar» (Франция).
  • Компания «Kerneos» (Франция).

Учитывая, что стоимость глиноземистого цемента отечественного производства или цемента импортного производства составляет от 39 000 до 39 875 рублей за тонну, следует тщательно просчитать необходимость необходимости его применения для возведения фундамента и конструкций частного дома.

Производство глиноземистого цемента

Определение и исторические сведения

Глиноземистым цементом называется быстро твердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем обжига-до сплавления или спекания материалов с большим содержанием глинозема (бокситов) вместе с известью или известняком и последующего тонкого помола продукта — обжига. Глиноземистый цемент иногда называют «бокситным» — по имени сырья опорной породы (боксита), из которого его изготовляют, или «алюминатным» — по тем соединениям, которые образуются в процессе обжига и твердения. Глиноземистый цемент характеризуется тем, что приготовленные на нем растворы и бетоны, в отличие от всех других видов цементов, по истечении одних суток твердения (т. е. через 24 часа), показывают уже большую механическую прочность. Это исключительное свойство глиноземистого цемента делает его чрезвычайно ценным материалом для военного, а также транспортного строительства. Глиноземистый цемент был изобретен в 1908 г. одновременно американцем Шпекманом в французом Бидом. До Первой мировой войны (1914 г.) этот вид цемента имел очень ограниченное применение во всех странах.

Сырье для глиноземистого цемента

В отличие от портландцемента, где преобладающими составными частями являются силикаты кальция, т. е. вещества, состоящие из извести и кремнекислоты, в глиноземистом цементе преобладает однокальциевый алюминат (Са/О.А120з). Соответственно этому сырьем для производства глиноземистого цемента служат известняк и богатые глиноземом вещества, главным образом бокситы. Боксит представляет собой физическую смесь коллоидных гидратов глинозема, окиси железа, кремнезема и двуокиси титана с адсорбированной водой. В противовес производству алюминия, где требуется чистая порода боксита, для производства глиноземистого цемента можно использовать бокситы с большим содержанием примесей. Это обстоятельство значительно расширяет сырьевую базу для производства глиноземистого цемента.

Глиноземистый цемент Lafarge

Производство глиноземистого цемента

При производстве глиноземистого цемента боксит и известь или известняк, взятые в определенных весовых соотношениях, подвергаются обжигу. Отношение в готовом продукте весового процентного содержания окиси кальция (СаО) к процентному содержанию кремнезема и глинозема (S1O2+AI2O3) должно быть меньше единицы. Различие в химическом составе между глиноземистым и портландским цементом видно из таблицы.

Химические элементыГлиноземистый цемент в %Портландский цемент в %
Окиси кальция35—4563-66
Кремнекислоты5—1022—23
Глинозема35—506—7
Окиси железа5—152—3

В зависимости от метода обжига различают два способа производства глиноземистого цемента: а) по методу спекания б) по методу плавления. При производстве по методу спекания подготовленная сырьевая смесь спекается в шахтных или вращающихся печах при температуре 1200—1300°С (т. е. при более низкой температуре, чем портландцемент). В результате обжига смеси получается цементный глиноземистый клинкер, который после охлаждения измельчается не меньше, чем высокосортный портландцемент. Но этот метод требует высокосортных бокситов, что является основной причиной малого распространения его в практике производства глиноземистого цемента. Наибольшее применение поэтому получил метод плавления. При производстве глиноземистого цемента по методу плавления применяют специальные шахтные печи, так называемые (ватержакетные, имеющие особый кожух с водяным охлаждением. Эти печи применяются обычно в цветной металлургии (медь и никель). Высота шахты 5—7 м. Производительность печей колеблется от 15 до 50 т в суши (при расходе топлива (кокса) от 400 до 550

Клинкер глиноземистого цемента, полученный в электропечи, после соответствующего охлаждения измельчается до степени не меньшей, чем высокосортные портландцементы. Глиноземистый цемент, изготовленный по методу спекания, представляет собой порошок шоколадного цвета и имеет меньшую прочность, чем плавленый цемент. Плавленый цемент имеет темно-серый цвет. В отличие от глиноземистого цемента, получаемого методом спекания или сплавления, цемент, получаемый в доменной печи, называют доменным глиноземистым цементом. Свойства глиноземистого цемента Характерным свойством глиноземистого цемента является чрезвычайно быстрое нарастание механической прочности его, особенно в начальные сроки твердения. В дальнейшем же это нарастание идет так же, как и у портландцемента. Интересно отметить, что нарастание прочности глиноземистого цемента исчисляется не только сутками, но и часами.

Глиноземистый цемент является быстро твердеющим, но не быстро схватывающимся. Это значит, что после схватывания, наступающего в нормальные сроки, дальнейшее взаимодействие между водой и цементом протекает очень интенсивно, и это обусловливает быстрое твердение. Интенсивность происходящих реакций отвердения сопровождается большим выделением тепла в первые сроки твердения. Это свойство является весьма полезным при зимних бетонных работах. При летнем бетонировании выделяющееся тепло вызывает существенное повышение температуры внутри массива, что влечет за собой образование вредных напряжений и, следовательно, разрушение бетона. Поэтому в летнее время нужно принимать специальные меры к охлаждению бетона. Удельный вес глиноземистого цемента — 3,1. Объемный вес— 1000—1300 кг/ем3 в рыхлом и 1600—1800

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector