Глиноземистый цемент, его разновидности, состав и применение

Дата: 6 января 2019

Коментариев: 0

Один из наиболее распространенных, востребованных при выполнении строительства материалов – цемент. Из множества известных видов цементных составов выделяется цемент глиноземистый, обладающий рядом положительных эксплуатационных характеристик.

Глиноземный цемент характеризуется способностью ускоренно твердеть на воздухе и под водой, обеспечивая после твердения повышенные прочностные характеристики. Быстродействующий состав применяется при производстве бетона и устойчивых к воздействию повышенных температур специальных растворов.

Глиноземистый цемент создают по проверенной методике, предусматривающей обогащение глиноземом исходных компонентов – бокситов, известняка, пород с повышенной концентрацией алюминиевых оксидов. После обжига в специальных печах фракции, осуществляется измельчение, после которого получается смесь для приготовления жаростойкого бетона.

Рассмотрим детально разновидности, структуру, специфику производства, характеристики глиноземистого состава, его эксплуатационные свойства, маркировку и применение.

Одним из самых необходимых и важнейших материалов в строительстве является цемент

Разновидности и структура

Глиноземистый цемент в зависимости от концентрации примесей имеет следующие разновидности:

• обычный состав, с концентрацией глинозема, не превышающей 66%, и долей кремниевой кислоты, составляющей порядка 3%;
• высокоглиноземистый материал, содержащий порядка 76% глинозема, уменьшенную до 1% концентрацию кремниевой кислоты.

Основными составляющими, определяющими структуру смеси на глиноземистой основе, являются оксиды следующих химических элементов:

• Алюминия, концентрация которого составляет от 30 до 50%.
• Кальция, удельный вес которого соответствует значениям от 35% до 45%.
• Железа и кремния, содержащихся в равных процентных соотношениях, изменяющихся от 5 до 15%.

Технология изготовления

В качестве сырья для получения ГЦ используют известняки CaCO3 и бокситы с общей формулой Al2O3*nH2O.

Бокситы неоднородны по своему составу и содержат окислы алюминия (Al2O3), кремния (SiO2), железа (Fe2O3) и другие.

В производстве ГЦ используют бокситы с кремневым модулем (коэффициентом качества), который рассчитывается как соотношение Al2O3/ SiO2 %, и составляет не менее 2%.

В связи с дефицитом бокситов в России используют бокситовую железную руду, к которой добавляют известняк и железный лом. В качестве клинкеров применяют доменные гранулированные шлаки.

Использование этих материалов в качестве сырья позволяет значительно снизить стоимость алюминатных составов.

Существуют два основных метода производства высокоглиноземистого цемента.

При температуре в специальных барабанах шихту расплавляют. Дают полученному продукту остыть и измельчают до состояния мелкодисперсного порошка.

Исходное сырье измельчают до порошка и обжигают в печах. После остывания полученных гранул их перемалывают в мелкий порошок.

Внимание! Продукт, полученный методом плавления на порядок превосходит по качеству ГЦ, полученный спеканием.

Российские производители алюминатных смесей преимущественно изготавливают ГЦ методом плавления.

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.

Особенности при работе с белым цементом

Белый цемент – прекрасный материал для реализации оригинальных дизайнерских задумок, отделочных работ, заливки конструкций и т.д. При работе с цементом М600 белого цвета нужно помнить о некоторых важных правилах, которые позволят добиться максимального результата.

Что нужно помнить, работая с белым цементом:

• Все инструменты, механизмы должны быть чистыми, с рабочими частями из нержавеющей стали.
• Чтобы получить светлый раствор, нужно вводить в смесь наполнители белого цвета (или хотя бы светлые) – это может быть прозрачный песок, белый щебень. Превышать пропорции обычного песка не рекомендуется ввиду риска изменения оттенка.
• Если белый цемент М600 используется в создании конструкции с армокаркасом, прутья и все железные детали обязательно нужно покрыть антикоррозийным составом.
• данного типа можно только чистой водой, желательно нежесткой.

Смешивая белый цемент с пигментом и мраморным, гранитным щебнем, можно добиться полного сходства застывшего камня с натуральным материалом. Часто такие растворы используют в создании декоративных плиток, кирпичей, смесей для штукатурки.

Цемент М600 – высококачественный и достаточно дорогой строительный материал, свойства которого актуальны далеко не во всех сферах. Но в некоторых случаях технические характеристики вяжущего помогают реализовывать поставленные задачи быстро и надежно.

Приобрести цемент в Москве и регионах можно в любом строительном супермаркете, но прежде, чем выбирать данный материал, нужно тщательно просчитать нагрузки и требования, а также оптимальность высоких затрат.

Основные характеристики

Особенности производства глиноземистого состава обеспечивают полное удаление из цементной смеси ингредиентов, отрицательно влияющих на качество. Отсутствие железа, частиц кремнезема способствует быстрому твердению приготовленного состава, которое начинается менее чем за час после замешивания.

Цемент глиноземистый следует готовить в небольших объемах, учитывая быстрое время схватывания. Продолжительность процесса твердения состава не превышает половины суток.

Глиноземный цемент отличают следующие свойства:

• Повышенные прочностные характеристики, проявляемые на начальных стадиях твердения, что связано с присутствием необходимого количества кальциевых алюминатов.
• Быстрое достижение эксплуатационных показателей состава, который начинает твердеть через 30 минут после заливки с завершением процесса приобретения твердости на протяжении 12 часов. Достижение эксплуатационной прочности цемента из глинозема происходит через 72 часа, что отличает его от портландцемента, марочная прочность которого обеспечивается через 28 суток.
  Цемент глиноземистый отличается преобладанием однокальциевого алюмината в составе клинкера, определяющим главные характеристики связующего
• Стойкость к воздействию агрессивных жидкостей и газов, отличающихся химическим составом. Глиноземный цемент отличается высокой плотностью, достигаемой после твердения, однако восприимчив к щелочным смесям, сокращающим продолжительность твердения. Не рекомендуется контакт с гипсом, известью, портландцементом.
• Устойчивость к воздействию повышенных температур, открытому огню, характеризующая глиноземистый цемент, как огнеупорный и термостойкий материал. Введение магнезита и хромированной руды позволяет использовать раствор для изготовления огнеупорного состава.
• Повышенный коэффициент сцепления со стальной арматурой, способствующий целостности монолита, повышению его эксплуатационных характеристик.
• Процесс набора твердости осуществляется с выделением тепла, резкое высвобождение которого позволяет успешно выполнять работы при отрицательных температурах.

Комплекс положительных характеристик глиноземистого материала оправдывает повышенные расходы, связанные с его приобретением.

Советы

В заключение необходимо дать советы по поводу того, как отличить подлинный цемент от фальшивого. Глиноземистый и тем более высокоглиноземистый огнеупорный вариант являются достаточно дорогими, так что столкнуться с подделкой на этом рынке можно довольно часто. По статистике около 40% цемента на российском рынке является поддельным.

Существует ряд рекомендаций, которые помогут сразу же рассмотреть подвох.

Самое очевидное правило состоит в покупке цемента у проверенных годами, надежных поставщиков. К фирмам, хорошо зарекомендовавшим себя, относятся Gorkal, Secar, Ciment Fondu, Cimsa Icidac и некоторые другие.

Чтобы развеять окончательные сомнения, нужно попросить продавца показать санэпидемзаключение. В нем указано, что материал абсолютно безопасен для здоровья людей. Некоторые недобросовестные производители добавляют в цементные смеси радиоактивные вещества. Хоть и присутствуя в небольшом количестве, они способны нанести ощутимый вред здоровью. Норма содержания природных радионуклидов – до 370 Бк/кг.

• Если после проверки такого заключения остались сомнения, советуем вам сверить адрес органа, выдавшего санэпидемзаключение. На упаковке и на самом заключении этот адрес должен быть одним и тем же.
• Проверьте массу мешка по ГОСТу. Она должна равняться 49-51 кг и ни в коем случае за эти рамки не выходить.

Выбрав состав, купить сначала один мешок на пробу. Дома замесите цемент, и если вы оцените его как качественный, не найдете в нем посторонних добавок в виде щебня или песка, то это значит, что он качественный

Наконец, обратите внимание на срок годности. Он крайне мал – всего 60 суток со дня расфасовки

Обязательно учитывайте этот критерий при выборе, иначе вы рискуете купить материал, эксплуатационные качества которого будут в разы хуже ожидаемых.

Подробнее смотрите далее.

Сфера использования

Цемент глиноземистый применяется при выполнении работ, связанных с промышленным строительством, а также в других отраслях. Материал характеризуется способностью выдерживать повышенные до 1300 градусов Цельсия температуры, сохраняя прочностные свойства, устойчивость к воздействию агрессивных факторов.

Цемент глиноземистый является вяжущим прочным веществом, используемым для жаростойких и строительных растворов, отличающийся быстрым затвердеванием на воздухе и в воде

Состав применяется для выполнения следующих задач:

• строительства транспортных магистралей, мостов при ограничении времени выполнения строительных работ, когда прочностные характеристики бетона должны быть достигнуты через 2-3 суток;
• аварийно-восстановительных работ, связанных с устранением последствий аварий, восстановлением строительных объектов, сооружений;
• возведения оборонительных конструкций, транспортных сооружений стратегического характера;
• выполнения мероприятий, связанных с возведением и ремонтом гидротехнических объектов (плотин, дамб, набережных, портов), регулярно подвергающихся воздействию агрессивной водной среды;
• осуществления зимой работ, связанных с возведением бетонных, железобетонных конструкций, что обусловлено повышенным выделением тепла, ускоренным твердением при отрицательной температуре;
• ускоренного строительства площадок для оборудования, фундаментов;
• оперативного выполнения монтажных и ремонтных мероприятий;
• ускоренной фиксации элементов анкерных креплений;
• герметизации скважин, полостей, связанных с повышенным давлением жидкой среды;
• изготовления жаростойкого бетона, температурные характеристики которого позволяют обеспечивать эксплуатацию при температуре до 1, 7 тысяч градусов Цельсия.;
• заделки пробоин в морских судах.

Широкая область использования глиноземистого цемента делает его незаменимым в промышленном строительстве, горнодобывающей отрасли, шахтостроении, строительной химии, мостостроении, а также оборонной отрасли.

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).

Маркировка

Глиноземистый цемент классифицируется на различные марки, согласно способности материала противодействовать сжимающим нагрузкам. В зависимости от изменения на протяжении 72 часов параметра прочности существуют следующие разновидности алюминатного состава:

• ГЦ-40, прочность которого возрастает на протяжении 3 суток с 22,5 до 40 МПа. Применяется в строительной отрасли.
• ГЦ-50, характеризующийся возрастанием прочностных характеристик с 27,4 до 50 МПа. Обладает улучшенными характеристиками, востребован в топливно-энергетической сфере.
• ГЦ-60, отличающийся повышенной прочностью, значение которой на протяжении 72 часов изменяются от 32,4 до 60 МПа. Используется для специальных целей в металлургии, оборонном комплексе.

Цифровые индекс-маркировки характеризуют увеличение прочностных характеристик готового состава.