Глиноземистый цемент: особенности и применение

Глиноземистый цемент: особенности и применение

Существуют строительные материалы, без которых возведение зданий либо конструкций различного назначения и конфигурации выполнить невозможно. К такой продукции относится цемент, представленный на рынке в большом многообразии. Среди имеющегося перечня можно выделить глиноземистый цемент, популярность которого обусловлена рядом специфических характеристик.

Особенности изготовления

Такое сырье, как цемент, представляет собой группу продукции, в состав которой входят гидравлические вещества на основе алюминатов и силикатов, образуемые при термообработке компонентов.

Особое место в линейке данных товаров отводится строительной смеси быстродействующего типа, главной характеристикой которой является способность материала застывать не только при контакте с воздухом, но и в воде. Эту продукцию называют глиноземистым цементом. Кроме того, встречаются и другие названия продукции, например, алюминатный цемент.

Производство сырья происходит по специальной технологии, в ходе которой базовые компоненты дополнительно обогащаются глиноземом. После этого состав проходит термическую обработку в доменных либо же электродуговых заводских печах, а затем дробится до необходимого размера частиц. Химическая формула и технические характеристики данной продукции позволяют использовать ее для приготовления жаростойкого бетона. Главной отличительной особенностью глиноземистого цемента от сырья других марок является огнестойкость, которая в разы превосходит аналогичные показатели продукции других фирм, например, портландцемента. Как утверждают специалисты, состав смеси позволяет эксплуатировать ее при температурных значениях, достигающих 1700С.

Глиноземистый цемент часто применяется в качестве одного из компонентов в различных составах, смешиваясь с магнезитом или шамотом, что позволяет изготавливать гидравлически застывающие огнестойкие растворы.

Производство цемента осуществляется на основе бокситов и известняка в совокупности с рядом других веществ, которые отвечают за те или иные характеристики состава. Современные производственные мощности пользуются двумя способами выпуска состава согласно ГОСТ – спекание и плавление. Выбор метода производства основывается на специфике состава бокситов и уровне содержания в элементах разных включений, например, оксида железа.

В ходе выбора последнего способа изготовления, к качеству бокситов предъявляются очень высокие требования. Процесс начинается с погружения состава в печи с водяным охлаждением. Горячий воздух, подача которого происходит через фурмы, обеспечивает процедуру плавления состава. По окончанию обработки сырье охлаждают и измельчают.

Гораздо реже прибегают к способу дуговой плавки, благодаря которому цементу становятся присущи самые высокие качественные характеристики.

После производства проводится дальнейшая подготовка состава, включающая в себя смешивание всех ингредиентов. Затем они гранулируются или брикетируются.

При использовании для выпуска глиноземистого цемента доменных печей в результате производства образуется высокоглиноземистый шлак, в составе которого нет железа, но имеется большое содержание кремнезема. Подобная продукция имеет недостаток, связанный с минимальными показателями прочности состава на первых порах его затвердевания. В отечественном производстве способ получения цементной смеси путем доменной плавки стал очень востребован.

Процесс спекания – способ изготовления глиноземистого цемента в заводских печах обычного типа с небольшим нагревом. В ходе постепенного остывания сырья генелит, входящий в его состав, кристаллизуется и приобретает стеклообразную структуру. Контроль уровня нагрева в ходе такого способа производства продукции является основополагающим, поскольку недостаточный уровень нагрева будет способствовать кристаллизации алюминатов кальция.

На выходе из оборудования состав гранулируется. А качества цемента, полученного таким образом, позволят продукции выделяться максимальными значениями прочности сырья.

В некоторых случаях применяется метод электроплавки состава. Преимуществом этого метода является очистка состава от кремниевой кислоты.

При выборе наиболее подходящего способа производства цемента, помимо анализа химического состава боксита, стоит также учитывать качество кокса и стоимость электроэнергии. Совокупность вышеперечисленных факторов поможет выбрать рациональный метод изготовления сырья.

Состав и свойства

Главным элементом цемента является алюминат. В ходе затвердевания он становится двухкальциевым гидроалюминатом.

Состав можно классифицировать на несколько видов, исходя из содержания извести:

  • малоизвестковая смесь, где показатель содержания вещества составляет менее 40%;
  • высокоизвестковый продукт, где наличие CaO составляет более 40%.

В качестве известкового компонента выступают известняки либо же обожженная известь. Высокоизвестковая продукция примечательна быстрым схватыванием. А низкоизвестковые составы отличаются более длительным процессом затвердевания.

Кроме того, первоначальная прочность таких смесей будет низкой.

Выделяют основные химические элементы, входящие в состав глиноземистого цемента:

  • оксид железа, содержание которого варьируется в пределах 5-15%;
  • оксид кремния – до 45%;
  • оксид алюминия – от 20 до 50%;
  • оксид кальция, процент содержания которого может быть от 30 до 40%.

Содержание оксида железа не регламентируется ГОСТом, но количество этого элемента имеет первостепенное значение для производства глиноземистого цемента.

Смесь имеет ряд специфических свойств, среди которых стоит отметить следующие:

  • Продукция обладает высокими показателями вязкости и прочности. Такие качества присущи смеси за счет присутствия в веществе алюминатов кальция. Технология застывания такого состава ничем не отличается от аналогичного процесса, происходящего с ПЦ. Но отличительной особенностью затвердевания глиноземистого цемента является значительное выделение тепла – в первые 24 часа выходит порядка 70% тепла, что не всегда безопасно в ходе строительства. Обусловлено это тем, что увеличение температуры среды более чем на 20% сокращает устойчивость раствора в 2 раза.
  • Глиноземистый состав образует плотный камень, отличающийся устойчивостью к агрессивным средам. Однако действие щелочи и извести для него губительно.
  • Состав начинает застывать через полчаса после заливки, завершается данный процесс примерно через 12 часов.
  • Глиноземистую смесь рекомендуют для применения при отрицательных температурах, объясняется это уровнем выделения тепла.
  • Смеси присущи высокие показатели устойчивости к агрессивным газообразным веществам и жидкостям. Она сохраняет свои свойства и структуру при контакте с хлористыми, углекислыми и другими водами за счет водонепроницаемости состава.
  • Кроме того, устойчивость сырья к воздействию высоких температур, включая открытый огонь, позволяет охарактеризовать цемент как огнеупорный материал. Его качества только улучшаются от включения таких ингредиентов, как магнезит и хромированная руда.
  • Самой благоприятной для твердения состава температурой является 25С при максимальном уровне влажности.
  • Применение в строительстве глиноземистого цемента увеличивает показатель сцепления раствора с арматурой из стали, что в свою очередь, укрепляет монолит всей конструкции, положительно влияя на долговечность сооружений.

Но, несмотря на внушительный перечень положительных свойств цемента, продукция имеет ряд недостатков:

  • Чувствительность сырья к нагреву, превышающему 25С при застывании состава. Это может повлечь за собой деформацию конструкции. Поэтому его не рекомендуют эксплуатировать в жарких климатических условиях либо же советуют затворять холодной водой.
  • Продукция имеет более высокую стоимость, в сравнении с ПЦ, за счет чего она менее востребована.
  • Большая часть растворов щелочи сможет разрушить бетон и камень, в составе которых присутствует глиноземистый цемент.

Структура и виды

В ходе производства продукции могут быть получены два типа глиноземистого цемента. Принимая во внимание содержания примесей, смесь классифицируют следующим образом:

  • стандартный состав;
  • высокоглиноземистая смесь.

Марку цемента возможно определить спустя трое суток после изготовления. Поскольку продукция имеет высокую стоимость, реализуется состав небольшими объемами.

Глиноземистый состав бывает коричневого, желтого, зеленого или черного цвета. Такие различия в цвете обусловлены уровнем содержания в смеси железа, также оттенок зависит от показателя окисления ингредиентов состава.

Кроме того, встречается продукция белого цвета, которая имеет в своем составе минимальное количество железа.

Фасовка продукции производится в специальные контейнеры либо мешки. Маркировка продукции происходит с учетом ГОСТа. Исходя из этого, выделяются три вида цемента, которые различаются по стойкости к сжатию в ходе нагрузок:

  • ГЦ-40;
  • ГЦ-50;
  • ГЦ-60.

Глиноземистый цемент ГЦ-40 отличается увеличением прочности в течение 72 часов с 22,5 до 40 МПа. Такая марка чаще всего приобретается для строительных целей, ее стоимость более доступна в сравнении с остальными марками, а имеющихся свойств будет вполне достаточно для выполнения поставленных задач.

Следующая разновидность характеризуется показателями прочности, которые возрастают до 50 МПа. Цемент предпочитают эксплуатировать в топливно-энергетической сфере.

Последний вид имеет самый высокий уровень прочности, достигающий 60 Мпа. За счет такой особенности глиноземистый цемент ГЦ-60 широко применяется в металлургии и оборонной отрасли.

Поскольку материалу присуща достаточно вязкая структура, для его размешивания потребуется больше времени, чем для портландцемента. От того, насколько длительным будет перемешивание, напрямую зависит стойкость и однородность полученного бетона.

Для работ, как правило, готовят смесь в небольших объемах, поскольку цемент не содержит компонентов, замедляющих процесс затвердевания. В результате этого состав начинает схватываться вскоре после приготовления.

Среди производителей состава выделяются следующие компании, известные во всем мире: Ciment Fondu, Secar, Cimsa Icidac.

Ciment Fondu
Secar
Cimsa Icidac

Область применения

Главной сферой эксплуатации цемента все же остается промышленное строительство. Объясняется востребованность продукции именно в этой сфере наличием разного рода объектов, где необходимо применение сырья, имеющего устойчивость к высоким термическим воздействиям, доходящим иногда до 1300С. Помимо температур, на материал могут воздействовать агрессивные вещества.

В таком случае очень пригодятся свойства и стойкость глиноземистого состава.

Стоит выделить основные направления, в которых эксплуатируется продукция:

  • С помощью состава осуществляется реконструкция и ремонт пришедших в негодность мостовых конструкций разного уровня сложности и конфигурации.
  • Смесь пользуется широким спросом в случаях, когда требуется скоростное возведение сооружений с обретением максимальной устойчивости постройки в течение 3 дней.
  • Глиноземистый цемент используется в строительных целях, а именно там, где необходимы материалы, обладающие сульфатостойкостью.
  • Крепление и фиксация анкерных болтов проводится при использовании глиноземистого состава.
  • Изготовление тары, которая будет эксплуатироваться при непосредственном контакте с агрессивными веществами, происходит с включением в состав такой цементной смеси.
  • Продукцию используют в работе при обустройстве нефтяных скважин.
  • Смесь применяется в качестве ускорителя для застывания бетона.
  • При помощи глиноземистого цемента проводится ремонт морских судов.
  • Ремонтные работы по заделыванию течи в породе, которая сопровождается перерасходом воды, выполняются таким составом.
  • Цемент также используют для приготовления огнеупорного бетона.
  • Смесь применяется для строительства железобетонных конструкций.
  • Цемент нашел свое применение в строительстве подземных и морских сооружений.
  • Продукцию используют в качестве добавки в клеевые составы, работы с которыми проводятся в области строительной химии.
  • Смесь выступает в роли основного ингредиента при изготовлении водонепроницаемых и расширяющихся составов.

Однако, кроме эксплуатации в промышленной строительной сфере, глиноземистый цемент достаточно часто эксплуатируется в качестве строительной продукции в ходе выполнения работ, связанных с частным и домашним строительством. Расширение области применения материала связано с индивидуальными свойствами сырья, но гипсоглиноземистый цемент в быту не используется в силу своей дороговизны.

Для того чтобы получить максимальную пользу от эксплуатации данного продукта, необходимо учитывать все имеющиеся особенности сырья, которые касаются его химического состава.

Можно отметить следующие виды работ в частном строительстве, где уместно использование глиноземистого сырья:

  • подготовительные работы с подоконниками;
  • строительство подвальных помещений и цокольных этажей в зданиях;
  • работы, связанные с обустройством стяжки для полов;
  • реконструкция и ремонт вентиляционной системы и дымоходов в доме;
  • возведение топок, каминов и других видов отопительных устройств, довольно часто эксплуатируемых в частных жилых домах.

О том, как правильно замешивать цементный раствор вы можете узнать, посмотрев видео немного ниже.

Комментарии
Автор комментария