Глиноземистый цемент свойства область применения

Глиноземистый цемент

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, состоящее преимущественно из моноалюмината кальция (СаО•А1₂О₃). Свое название этот цемент получил от технического названия оксида алюминия А1₂О₃ — «глинозем».

Промышленное производство глиноземистого цемента началось во Франции в 1912 г. под названием «цемент Фондю» (в Европе этот цемент до сих пор носит это название).

Получение.Сырьем для глиноземистого цемента служат бокситы и чистые известняки. Бокситы — горная поро­да, состоящая из гидратов глинозема (А1₂О₃ • nН₂О) и примесей (в основном Fe₂O₃, SiO₂, СаО и др.). Бокситы широко используются в различных отраслях промышленности: для получения алюминия, аб­разивов, огнеупоров, адсорбентов и т.п., а месторождений с высоким содержанием А1₂О₃ очень немного.

Производство глиноземистого цемента более энергоемко, чем про­изводство портландцемента. Клинкер глиноземистого цемента полу­чают либо плавлением в электрических или доменных печах (при 1500. 1600° С), либо спеканием (при 1200. 1300° С). Размол клинкера затруднен из-за его высокой твердости. В целом из-за того, что производство глиноземистого цемента очень энергоемко, а сырье (бокситы) — дефицитно, его стоимость в несколько раз выше, чем стоимость портландцемента.

Состав.Химический состав глиноземистого цемента, получаемого разными методами, находится в следующих пределах: СаО — 35. 45 %; А1₂О₃ — 30. 50 %; Fe₂O₃ — 0. 15 %; SiO₂ — 5. 15 %. В минеральном со­ставе клинкера глиноземистых цементов преобладает однокальциевый алюминат СаО • А1₂О₃ (СА), определяющий основные свойства этого вяжущего. Кроме того, в нем присутствуют алюминаты — СА₂, С₁₂А₇; двухкальциевый силикат C₂S, отличающийся, как известно, медленным твердением, и в качестве неизбежной балластной примеси — геленит — 2СаО • А1₂О₃ • 2SiO₂.

Твердение. Процесс твердения глиноземистого цемента и прочность образующегося цементного камня существенно зависят от температуры твердения. При нормальной температуре (до + 25° С) основной минерал цемента — СА взаимодействует с водой с образованием кристаллического гидроалюмината кальция и гидроксида алюминия в виде гелевидной массы:

Суммарное тепловыделение (Q) у глиноземистого цемента немного ниже, чем у портландцемента (около 300. 400 кДж/кг), но протекает оно в очень короткие сроки (в первые сутки выделяется 70. 80 % от общего количества теплоты). Поэтому возможен перегрев бетонов на глиноземистом цементе в случае больших объемов бетонирования.

Свойства. У глиноземистого цемента удивительное сочетание свойств.

Сроки схватывания почти такие же, как у портландцемента: начало — не ранее 30 мин, конец — не позднее 12 ч (реально 4. 5 ч).

После окончания схватывания прочность нарастает очень быстро (лавинообразно). Уже через сутки глиноземистый цемент набирает до 90 % от марочной прочности, которая у него определяется в 3-суточном возрасте. Марки у глиноземистого цемента такие же, как у портланд­цемента: 400; 500 и 600

Усадка глиноземистого цемента при твердении на воздухе ниже, чем у портландцемента, в 3. 5 раз. Пористость цементного камня также ниже (приблизительно в 1,5 раза). Это связано с тем, что при одина­ковой с портландцементом водопотребности глиноземистый цемент при твердении химически связывает 30. 45 % воды от массы цемента (портландцемент — около 20 %).

Области применения.Глиноземистый цемент целесообразно ис­пользовать при аварийных и срочных работах, при зимних работах и в тех случаях, когда от бетона требуется высокая водостойкость и водонепроницаемость. Кроме того, глиноземистый цемент является компонентом многих расширяющихся цементов.

Специальная область использования глиноземистых цементов — жаростойкие бетоны. Объясняется это тем, что, во-первых, в продуктах твердения этого цемента нет Са(ОН)₂, и, во-вторых, при температуре 700. 800°С между продуктами твердения цемента и заполнителями бетона начинаются реакции в твердой фазе, по мере протекания которых прочность бетона не падает, а повышается, так как бетон превращается в керамический материал (опасность присутствия Са(ОН)₂ заключается в том, что при нагреве он переходит в СаО, который при любом контакте с водой гасится, разрушая при этом бетон).

Дата добавления: 2018-06-28 ; просмотров: 359 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Глиноземистый цемент свойства область применения

По внешнему виду обычный глиноземистый цемент представляет собой тонкий порошок, цвет которого от светло-серого до темно-коричневого зависит от состава сырья и способа изготовления. Высокоглиноземистый цемент, получаемый спеканием, имеет белый цвет, а плавлением —светло-серый.

Плотность цемента находится в пределах 2,8—3,2 г/см3.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 008, который согласно ГОСТ 269 не должен превышать 10%.

Сроки схватывания. Начало схватывания обычного глиноземистого цемента должно наступить не ранее 30 мин, а конец схватывания не позднее 12 ч с момента затворения. В табл. 2.9 приведены сроки схватывания, характерные для талюма и ОВГЦ.

Сроки схватывания глиноземистых цементов можно существенно изменить путем введения в их состав добавок. Замедляют схватывание: Н3ВО3, NaCl, KC1, ВаС12, глицерин, сахар, триэтаноламин, ускоряют схватывание: NaHCC>3, Ка2СОз, LiCl, Са(ОН)2, Na2S04, СДБ, ССК.

Хлористый кальций, магний, азотнокислый барий, уксусная кислота в малых количествах замедляют, а в больших — ускоряют схватывание цемента.

Прочность. Наиболее важным свойством глиноземистого цемента является его способность быстро затвердевать при затво-рении водой: его однодневная прочность, как правило, соответствует 28-дневной прочности общестроительного портландцемента. Согласно ГОСТ 969 марку глиноземистого цемента определяют в образцах 1: 3 (цемент: песок) пластичной консистенции через 3 сут после изготовления образцов. Водоцементное отношение (В/Ц) принимается равным 0,4 при расплыве стандартного конуса 105—110 мм. Количество воды затворения может быть увеличено, если расплыв конуса цементного раствора окажется менее 105 мм. При испытании талюма (ТУ 6-03-399-78) и ОВГЦ (ТУ 21-20-12-80) можно подбирать В/Ц по расплыву конуса (105—110 мм), обычно В/Ц колеблется в пределах 0,37—0,39. По величине прочности различают марки цементов 400, 500, 600 (табл. 2.10).

Прочность цементного камня зависит от минералогического и гранулометрического составов (рис. 2.5). Цемент моноалю-минатного состава (СА) имеет сравнительно высокую прочность в начальные сроки твердения без существенного прироста при длительном твердении. Диалюминат кальция при низкой прочности в первые сутки достигает высоких показателей при длительном твердении. Регулируя соотношение СА/СА2 и дисперсность цемента, можно получать цементы с равномерным нарастанием прочности во все сроки твердения.

Повышение температуры интенсифицирует процесс гидратации минералов, что приводит к быстрому образованию большого количества мелкокристаллических и гелеобразных продуктов реакций, которые за короткий период твердения не могут образовать прочный кристаллический каркас. Препятствует этому и явление перекристаллизации первичных пластинчатых кристаллов САНю, С2АН8, C4AH14, являющихся метастабиль-ными при 18—20 °С, в устойчивый кристаллогидрат СзАНб. Наибольшее снижение прочности цементного камня наблюдается в возрасте до 28 сут.

Рис. 2.5. Изменение прочности СА и СА2 во времени

Чем выше температура и длительнее ее воздействие, тем значительнее снижается прочность. Поэтому изделия из глиноземистого цемента не рекомендуется пропаривать или подвергать автоклавной обработке. Для предотвращения снижения прочности бетона при его приготовлении на основе глиноземистого цемента используют холодные воду для затворения и заполнитель, осуществляют интенсивную поливку бетона водой.

Высокоглиноземистый цемент, содержащий САг, ввиду медленного твердения в начальные сроки целесообразно пропаривать. Испытания показали, что после пропаривания прочность цементного камня из САг практически находится на уровне его 3-суточной прочности при твердении в обычных условиях. Характер изменения прочности при сушке и дальнейшем нагреве цементного камня, подвергнутого пропариваиию, не отличается от изменения прочностных показателей цемента, твердевшего в водных и воздушных условиях.

Жаростойкие свойства ОВГЦ. Остаточная прочность, огнеупорность, деформация под нагрузкой при высоких температурах, термостойкость зависят от химико-минералогического состава цемента, вида заполнителя. Обычно применяют шамот, бой огнеупорного высокоглиноземистого кирпича, электрокорунда. Огнеупорность бетонов на основе цементов, рассчитанных на преимущественное содержание в них СА, составляет 1740-1770 °С.

Характер изменения прочности бетонов из всех цементов одинаков. Резкое снижение прочности наблюдается при нагревании от 200 до 400 °С. При этом бетон на цементе, в состав которого был введен технический глинозем, характеризуется меньшей потерей прочности. Так, прочность бетона на бездобавочном цементе при нагревании в пределах 200—400 °С снижается на 30—33%, а при 900 °С — до 50—52 °С. В этих же условиях прочность бетона на цементе с добавкой технического глинозема снижается, соответственно, на 20 и 30% от исходной прочности.

Наличие примесей SiC>2 и Fe203 в цементе № 1 обусловливает несколько большее снижение прочности бетона при нагревании, хотя разница в сравнении с цементом № 2 очень мала. Деформация под нагрузкой начинается при 1420 °С, а 4% сжатия наблюдается в интервале 1540—1620 °С. При нагреве имеет место небольшое объемное расширение бетона, величина которого находится в пределах 0,65—0,8%. Термостойкость бетона составляет 45—60 теплосмен.
Жаростойкие свойства бетона на глиноземистом цементе приведены в табл. 2.13.

Химическая стойкость. Одним из характерных свойств глиноземистого цемента является его повышенная стойкость против многих агрессивных агентов. Это положительное свойство цемента объясняется тем, что гидроксид алюминия, выделяющийся при его гидратации, обволакивает частицы цемента и гидроалюминатов кальция, предохраняя их от воздействия коррозионной среды. Глиноземистый цемент обладает высокой сульфатостойкостью, стойкостью по отношению к воздействию минерализованных вод, растворов угольной, молочной, яблочной, муравьиной кислот. Растворы уксусной кислоты, гидрокси-дов и карбонатов щелочей агрессивны для глиноземистого цемента и разрушают цементный камень. Эти качества цемента обусловливают соответствующие свойства бетона.

Тепловыделение. Вследствие большой скорости взаимодействия глиноземистого цемента с водой в твердеющей массе за короткий промежуток времени выделяется значительное количество тепла, что приводит к разогреву изделий. Так, за первые сутки твердения выделяется 70—80% от общего количества тепла при полной гидратации цемента. Это свойство цемента используется при зимнем бетонировании.

Морозостойкость. Бетоны на глиноземистом цементе более морозостойки, чем на портландцементе.

Сохранность свойств глиноземистого цемента аналогична портландцементу. По истечении 30 сут в воздушно-влажных условиях он теряет около 20% первоначальной прочности.

Свойства ОВГЦ составов СА и СА2 при их складировании в бумажных мешках сохранялись в течение всего периода испытаний (9 мес). Небольшое снижение прочности наблюдается по истечении трех месяцев хранения, в дальнейшем она остается почти без изменения. Под действием влаги воздуха происходит частичная гидратация цемента и карбонизация продуктов гидратации. Потери при прокаливании исследуемых цементов изменяются от 0,13 до 2,40% (для СА2) и от 2,9 до 5,1% (для СА).

ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ

Наша компания оказывает услуги в области реализации отечественных стройматериалов, произведенных в строгом соответствии с утвержденными техническими условиями и государственными стандартами и нормами.

Это быстро твердеющая, высокопрочная смесь, предназначенная для изготовления жаростойких бетонов, строительных растворов. Глиноземистый цемент согласно ГОСТу 969-91 имеет три типа маркировки ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60. А также в наличии высокоглиноземистый цемент (ВГЦ).

Время схватывания может меняться с введением ускорителей (гипс, известь, портландцемент) или замедлителей (бур, борная кислота, хлористый кальций).

• большое количество тепла, выделяемое при отвердевании бетона, что дает возможность использовать данный бетон, даже при минусовых температурных режимах, без дополнительного прогрева;
• оперативное нарастание прочности в раннем возрасте;
• повышенные показатели плотности цементного камня, что позволяет позиционировать данный стройматериал, как наиболее устойчивый среди цементов к агрессивным средам (жидкости, газы);
• в сравнении портландцементом, глинозёмистый цемент имеет более высокие показатели огнестойкости и термостойкости. Совместно с такими огнеупорными наполнителями, как хромитовая руда, шамот, магнезит, глинозёмистый цемент может применяться для получения гидравлически отвердевающих бетонов или растворов.

• быстрое нарастание прочности в раннем возрасте;
• при твердении бетона на глиноземистом цементе выделяется большое количество тепла, что позволяет использовать эти бетоны при отрицательных температурах до -10 градусов без подогрева;
• глиноземистый цемент имеет повышенную плотность цементного камня, что определяет большую устойчивость бетона против всех видов агрессивных жидкостей и газов по сравнению с бетоном на портландцементе;
• глиноземистый цемент по сравнению с портландцементом является более огнестойким и термически устойчивым материалом. В смеси с огнеупорными заполнителями: шамотом, хромитовой рудой, магнезитом и др. глиноземистый цемент может быть использован для получения гидравлически твердеющих огнеупорных растворов и бетонов.

• Для изготовления бетонных и железобетонных сооружений, когда расчетная прочность бетона должна быть достигнута в течение 1-х, 2-х, или 7 суток.
• Для строительства морских и подземных сооружений, где требуется повышенная сульфатостойкость.
• Для тампонирования холодных нефтяных скважин, тампонирования трещин в породах при большом дебите воды.
• Для заделки пробоин в судах морского транспорта.
• Для быстрого устройства фундаментов под машины, заливки анкерных болтов, восстановления поврежденных зданий и мостов.
• Для изготовления сборных железобетонных изделий на заводах ЖБИ и строительных площадках, где глиноземистый цемент играет роль ускорителя твердения бетона.
• Для изготовления емкостей и других сооружений, где глиноземистый цемент придает повышенную стойкость против органических кислот, соединений серы, серной кислоты, молочной кислоты, соляного раствора, крахмала.
• Для изготовления огнеупорных бетонов и штучных изделий с огнеупорностью до 1700 гр. C.

Одним из основных направлений нашей деятельности является шамотный огнеупорный кирпич и огнеупорные смеси.

У нас есть всегда в наличии: Глиноземистый цемент (ГЦ), кирпич шамотный ША, ШБ, кирпич легковесный ШЛ, МЛЛ, МЛТ, кирпич ультралегковесный ШЛ, ШТЛ, МКРЛ, мертель МШ28, МШ32, МШ36, МШ39, глина огнеупорная ПГА, ПГБ, порошок шамота молотый ПШБМ Рулонные материалы МКРВ200, МКРР130, Асбест хризотиловый А6К30, Шнур асбестовый ШАОН, ШАК, картон асбестовый КАОН 1,КАОН 3, кирпич пенодиатомитовый КПД, крошка диатомитовая, ткань асбестовая АТ, жидкое стекло, кирпич муллитокорундовый МКС, мертель муллитовый ММЛ, мертель муллитокорундовый ММК, перлитовый

Глиноземистый цемент свойства и области применения

Он получается в результате обжига до сплавления или до спекания смеси сырья, богатого глиноземом, с известняком (или известью) и последующего тонкого помола. Название «алюминатный» соответствует высокому содержанию алюминатов кальция в составе 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:

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.

Сырье и производство глиноземистого цемента

Сырьем для этого цемента служат: боксит горная порода, богатая глиноземом, и известняк. Бокситы встречаются сравнительно редко и являются очень ценным сырьем, используемым главным образом для производства алюминия. При производстве данного цемента можно частично использовать и более дешевое сырье некоторые отходы промышленности, богатые глиноземом.

Изготовлении глиноземистого цемента

При изготовлении глиноземистого цемента способом плавления требуется температура около 1400°, способом спекания 1200—1300°. Обжиг до плавления ведут в электрических печах или в вагранках, имеющих кожух, в который подается вода для охлаждения. Обжиг до спекания ведут во вращающихся печах. После обжига и охлаждения производится тонкий помол полученного клинкера.

Глиноземистый цемент получают таким способом

путем плавки в доменной печи бокситовой железной руды с довкои известняка и металлического лома. При этом доменная печь одновременно дает чугун и шлак, представляющий собой глиземистый цементный клинкер. Стоимость глиноземистого цемента в несколько раз превышает стоимость обыкновенного цемента, что ограничивает его применение

Химический состав глиноземистого цемента

По химическому составу глиноземистый (алюминатный) цемент отличается от портландцемента более высоким содержанием глинозема (около 40%) и меньшим содержанием окиси кальция (около 40%) и кремнезема (б—8%). В отличие от обыкновенного цемента, в клинкере которого содержатся главным образом силикаты, клинкер глиноземистого (алюминатного) цемента состоит преимущественно из алюминатов кальция.

Главная составная часть этого цемента однокальциевый алюминат СаО • Аl2Оз, второстепенное соединение двухкальциевый силикат 2СаО • SiO2, инертная примесь геленит 2СаО • Si2O3 • А12Оз.
При соединении однокальциевого алюмината с водой происходит следующая реакция:
2(СаО • Аl2Оз) + nН2О=2СаО •.Аl2О3 • 7Н2О+Аl2О3 • тН20.
Соединение 2СаО • Аl2О3 • 7Н2О является главной составной частью затвердевшего глиноземистого цемента.
В этом цементе не содержится трехкальциевого алюмината и почти не выделяется свободной гидроокиси кальция, т. е. нет тех двух веществ, которые, реагируя с сульфатами и другими веществами, могут вызвать разрушение обыкновенного цемента. Этим и объясняется высокая стойкость затвердевшего глиноземистого цемента в сульфатных, морских, углекислых и других минерализованных водах. Однако сильные кислоты, концентрированные растворы сернокислого магния и щелочей действуют все же разрушающе и на этот цемент.

Свойства и применение глиноземистого цемента

Для глиноземистого цемента по ГОСТ установлены следующие требования:
тонкость помола: через сито № 0085 (с отверстиями 0,085 мм) должно пройти не менее 90%;
сроки схватывания: начало — не раньше 30 мин., конец — не позднее 12 час. после затворения водой, т. е. обычные;
цемент должен обладать равномерностью изменения объема.

Глиноземистый цемент по результатам испытания в образцах из раствора жесткой консистенции делится на три марки: 300, 400 и 500. Эти марки в отличие от марок обыкновенного цемента определяются на основании трехдневных испытаний. Предел прочности при сжатии и растяжении в растворе состава 1:3 с нормальным вольским песком должен быть по стандарту не ниже величин. По новому методу при испытании в образцах из раствора пластичной консистенции этот цемент будет иметь марки 200—500. Предел прочности при сжатии и изгибе должен быть не ниже величин.

Прочность цемента при сжатии через 28 дней должна быть не ниже, чем через 3 дня, но прочности при растяжении и изгибе может быть ниже на 10%.
Глиноземистый цемент по прочности на сжатие через 3 дня не уступает высокопрочному портландцементу, но выгодно отличается от него быстрым твердением, приобретая уже через день высокую прочность. После 3 дней твердения прочность нарастает медленно: к 7 дням — примерно на 20%, к 28 дням — на 30 — 40%

Твердение глиноземистого цемента сопровождается большим выделением тепла (60—90 ккал/кг). Это явление полезно при зимних бетонных работах, но нежелательно, а иногда даже опасно, при бетонировании массивных конструкций, особенно в летнее время. Вообще для бетонирования массивных сооружений глиноземистый цемент не предназначен.

Лучше всего этот цемент твердеет во влажной среде при температуре 15°. При повышении температуры прочность глиноземистого цемента значительно понижается. При температуре выше 40° вместо соединения 2СаО • Аl2О3 • 7Н2О начинает образовываться соединение ЗСаО • Аl2О3 • 6Н2О, имеющее низкую прочность. Поэтому глиноземистый цемент (в отличие от обыкновенного цемента, шлакового и др.) нельзя искусственно нагревать (пропаривать и т. п.).
Глиноземистый цемент придает более высокую (чем обыкновенный цемент) плотность и водонепроницаемость растворам и бетонам, что объясняется химическим связыванием большого количества воды.

Глиноземистый цемент следует применять в специальных сооружениях, при спешных дорожных, строительных и монтажные работах, при работах в зимнее время, в морских (немассивных) сооружениях и вообще в бетонных сооружениях, находящихся в минерализованных водах.

Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с Условиями