Глиноземистый цемент — отличный материал для гидроизоляционных работ. Глиноземистый цемент


Область применения глиноземистого цемента

Глиноземистый цемент можно отнести к связующему строительному материалу специального применения. Соответственно области применения глиноземистый цемент обладает особыми свойствами, в первую очередь быстрым твердением и быстрым набором прочности.

СодержаниеСвернуть

Область применения глиноземистого цемента

Для лучшего понимания сферы применения глиноземного цемента, есть необходимость сказать несколько слов об особенностях данного материала:

Глиноземистый цемент является быстротвердеющим водонепроницаемым вяжущим материалом. Технология получения цемента этого вида заключается в измельчении спеченного клинкера с большим содержанием глинозема.

Соответственно в качестве исходных материалов для производства глиноземного цемента используют: природный известняк и известь (либо другие породы) с высоким содержанием (минимум 35%) оксида алюминия Al2O3 (глинозема). Готовый глиноземный цемент представляет собой тонкодисперсный порошок, коричневого, черного или серо-зеленого оттенка.

Отличия глиноземистого цемента от портланцемента

  • Высокие прочность и вяжущие свойства, а также быстрый набор прочности и водонепроницаемость глиноземного цемента обусловлены наличием в его составе значительного количества Al2O При этом процесс полимеризации цемента протекает аналогично портландцементу, с единственной особенностью – высоким выделением тепла (до 70%) в течение первых 24 часов твердения. Это является одновременно полезным и вредным фактором;
  • По сравнению с портландцементом, глиноземный цемент формирует более плотный «камень», который характеризуется более высокими: прочностью, водонепроницаемостью и стойкостью к вредным природным и неприродным факторам. В то же время глиноземный цемент легко распадается в щелочной среде;
  • Время начала схватывания и твердения глиноземного цемента находится в пределах не менее получаса, а окончание процесса находится в пределах не более 12 часов. При этом проектная прочность растворов на основе глиноземного цемента достигается через 72 часа, в то время как проектная прочность портландцемента достигается по истечении 28 суток и более.

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).

salecement.ru

Цемент глиноземистый: состав, характеристика, применение

Дата: 30 января 2017

Просмотров: 1380

Коментариев: 0

Глинозёмистый цемент

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%.

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.

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.

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.

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.

Заключение

Представленная в материале статьи информация о глиноземистом цементе, имеющем уникальные свойства, позволит лучше узнать материал, широко применяемый для выполнения ряда специальных задач. Ускоренный режим твердения, повышенные прочностные характеристики обеспечивают возможность его применения во многих областях промышленности.

pobetony.ru

5. Глиноземистый цемент.

Глиноземистый цемент - быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Однокальциевый алюминат определяет быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты кальция и алюмосиликат кальция - геленит . Силикаты кальция представлены небольшим количеством белита.

Для получения клинкера глиноземистого цемента сырьевую смесь, составленную из известняка и боксита , подвергают спеканию ( при температуре около 1300С или плавлению (при 1400С). Глиноземистый клинкер размалывается труднее, чем клинкер портландцемента, поэтому на помол затрачивается больше электроэнергии. Кроме того, бокситы представляют собой ценное сырье, используемое для производства алюминия. Эти и другие обстоятельства повышают стоимость глиноземистого цемента и ограничивают его выпуск.

Глиноземистый цемент обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной температуре (не выше 25С), поэтому глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке.

Если же температура бетона превысит 25-30С, то наблюдается переход двухкальциевого гидроалюмината в кубический трехкальциевый гидроалюминат , который сопровождается возникновением внутренних напряжений в цементном камне и понижением прочности бетона в 2-3 раза.

Замечательным свойством глиноземистого цемента является его необычно быстрое твердение. Марки глиноземистого цемента, определяемые по результатам испытания образцов 3-суточного возраста: 400, 500 и 600. уже через 1 сут глиноземистый цемент набирает высокую прочность.

Т А Б Л И Ц А. показатели прочности глиноземистого цемента.

Марка глиноземистого цемента

Предел прочности при сжатии, кг/см (МПа), не менее

Через 1 сут

Через 3 сут

400

230 (23)

400 (40)

500

280 (28)

500 (50)

600

330 (33)

600 (60)

Начало схватывания глиноземистого цемента должно наступать не ранее чем через 30 мин (портландцемента не ранее чем через 45 мин), а конец - не позднее чем через 12 ч от начала затворения.

Тепловыделение глиноземистого цемента при твердении примерно в 1,5 раза больше тепловыделения портландцемента (250-370 кДж/кг).

Глиноземистый цемент применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Кроме того, он входит в состав многих расширяющихся цементов.

6. Расширяющиеся и безусадочные цементы.

Портландцементный камень при твердении на воздухе высыхает и претерпевает усадку, которая нередко является причиной усадочных трещин. Чтобы плотно заделать шов между сборными элементами конструкций и получить практически непроницаемый раствор, или бетон, необходимо использовать вяжущее вещество, способное после затворения в начальный период твердения увеличивать свой объем без структурных нарушений. Расширяющиеся цементы обладают контролируемым расширением, которое, проявляясь в стесненных условиях, вызывает самоуплотнение цементного камня (и бетона). Растворы и бетоны на расширяющихся цементах проктически непроницаемы для воды и нефтепродуктов (керосина, бензина и др.), которые вследствие малого поверхностного натяжения легко просачиваются через капиллярные поры портландцементного камня.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (разработан В.В.Михайловым) является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Его получают путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (~70 %), гипса (~20 %) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция (~10 %).

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (разработан И.В.Кравченко) - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых клинкера или шлака и природного двуводного гипса (до 30 %) или тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно. Гипсоглиноземистый цемент обладает свойством расширения при твердении в воде; при твердении на воздухе он проявляет безусадочные свойства. Применяется для омоноличивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок, плотных бетонов в железобетонном судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.

Расширяющийся портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением следующих компонентов (% по массе): портландцементного клинкера 58-63; глиноземистого шлака или клинкера 5-7; гипса 7-10; доменного гранулированного шлака или другой активной минеральной добавки 23-28. расширяющийся портландцемент отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня, а также способностью расширяться в водных условиях и на воздухе при постоянном увлажнении в течении первых 3 сут.

Напрягающий цемент (разработан В.В.Ммихайловым), состоит из 65-75% портландцемента, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса; его удельная поверхность не менее 3500 см/г. В процессе расширения в определенных условиях твердения этот цемент создает в арматуре, независимо от ее расположения в железобетонной конструкции, предварительное напряжение. Следовательно, химическая энергия вяжущего вещества используется для получения предварительно напряженных конструкций без применения механических или термических способов, требующих специального оборудования.

В зависимости от достигаемой энергии самонапряжения, определяемой по специальной методике и выражаемой в МПа, выделяют: НЦ=2, НЦ=4 и НЦ=6. начала схватывания НЦ должно наступать не ранее чем через 30 мин и конец - не позднее чем через 4 ч после затворения. Напрягающий цемент быстро твердеет, прочность НЦ при сжатии через 1 сут должна быть не менее 15 МПа, через 28 сут твердения - 50 МПа.

Самонапряженные железобетонные конструкции на НЦ отличаются повышенной трещиностойкостью, поэтому НЦ применяют для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений, спортивных объектов.

studfiles.net

Глиноземистый цемент и его разновидности — ТехЛиб

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, состоящее преимущественно из моноалюмината каль­ция (СаО — Аl2О3). Свое название этот цемент получил от техни­ческого названия оксида алюминия Аl2О3 — глинозем. Однако для его получения требуется иной клинкер (не портландцементный). Этот цемент является быстротвердеющим вяжущим веще­ством, набирающим через сутки твердения прочность, которая составляет свыше 85 % марочной.

Получение. Сырьем для глиноземистого цемента служат бокситы и известняки. Бокситы — горная порода, состоящая из гидратов глинозема (А12О3•nН2О) и примесей (в основном Fе2О3, 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 обжигом до плавления брикетов в элек­трических или доменных печах при температуре 1400…1500 °С, либо обжигом шихты до спекания во вращающихся печах при температуре 1200…1300 °С. Затем следует тонкий размол продукта, который сильно затруднен из-за его высокой твер­дости.

Состав. Химический состав глиноземистого цемента, получаемого разными методами, следующий: СаО — 35…45 %; Аl2О3 — 30…50; Fе2О3 — О..15; SiO2 — 5…15 %. В минеральном составе клинкера глиноземистых цементов преобладает одно-кальциевый алюминат СаО•Аl2О3(СА), определяющий основ­ные свойства этого вяжущего. Кроме того, в нем присутствуют: СА2, С12А7; двухкальциевый силикат С2S, отличающийся, как известно, медленным твердением; в качестве неизбежной балла­стной примеси — геленит 2СаО • Аl2О3 • 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

2(СаО • Аl2О3) + 11h3О= 2СаО • Аl2О3 • 8Н2О + 2Аl(ОН)3+Q

Суммарное тепловыделение 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.

Если же температура твердеющего глиноземистого цемента превысит 25…30 °С, то процесс твердения изменяется, и вместо С2АН8 образуется С3АН6; при этом прочность цементного камня будет ниже в 2…2,5 раза. Поэтому глиноземистый цемент не рекомендуется использовать для бетонирования массивных кон­струкций, где возможен саморазогрев бетона, а также в условиях жаркого климата. Изделия на глиноземистом цементе нельзя подвергать тепловой обработке. При работах в зимних условиях, напротив, саморазогрев и быстрое твердение делают глиноземи­стый цемент очень перспективным.

Свойства. Сроки схватывания глиноземистого цемента поч­ти такие же, как у портландцемента: начало — не ранее 30 мин, конец — не позднее 12ч (реально 4…5 ч). После окончания схва­тывания прочность нарастает очень быстро (лавинообразно).

Глиноземистый цемент выпускают марок 400, 500 и 600, оп­ределенных в трехсуточном возрасте, но уже через одни сутки образцы набирают прочность при сжатии соответственно не ме­нее 23, 28 и 33 МПа.

Усадка глиноземистого цемента при твердении на воздухе ниже, чем у портландцемента в 3…5 раз; пористость цементного камня ниже примерно 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 %).

Среда в процессе твердения и в затвердевшем цементном камне у глиноземистого цемента слабощелочная. Свободного Са(ОН)2 цементный камень не содержит. Это обстоятельство всочетании с пониженной пористостью делает бетоны на глино­земистом цементе более устойчивыми к коррозии в пресной и минерализованной воде.

Применение. Глиноземистый цемент целесообразно исполь­зовать при аварийных и срочных работах, при зимнем бетониро­вании и в тех случаях, когда от бетона требуется высокая водо­стойкость и водонепроницаемость.

Специальная область применения глиноземистых цементов -жаростойкие бетоны. Объясняется это тем, что, во-первых, в продуктах твердения этого цемента отсутствует Са(ОН)2 (при нагреве переходит в СаО, который при контакте с водой гасится с увеличением объема) и, во-вторых, при высокой 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.

Кроме того, глиноземистый цемент является компонентом многих расширяющихся цементов, которые даже при твердении на воздухе имеют небольшое увеличение в объеме. Безусадоч­ные цементы — это расширяющиеся цементы, у которых расши­рение только компенсирует усадку. Поэтому такие цементы как бы сами уплотняют себя, делая бетон водонепроницаемым. Если расширяющиеся цементы используются в железобетонных кон­струкциях, то эффект расширения вяжущего может вызывать натяжение арматуры и сжатие самого бетона, что дополнительно защитит его от образования трещин. Такие це­менты называют напрягающими.

Эффект расширения вяжущего может быть достигнут раз­личными методами, например путем гашения свободного СаО, добавляемого в твердеющее вяжущее, либо с помощью образо­вания эттрингита — гидросульфоалюмината кальция ЗСаО•Аl2О3•ЗСаSО4•(31…32)Н2О. Последнее возможно при взаимо­действии алюминатов и сульфатов кальция в водной среде.

В твердеющем материале протекают два процесса — расши­рение, обусловленное процессом кристаллизации эттрингита (или гашения СаО) с увеличением объема новообразований и ростом внутренних растягивающих напряжений, и препятст­вующий расширению процесс — рост прочности самого цементного камня. Если рост расширяющихся новообразований будет протекать при недостаточной прочности цементного камня, то податливая гелеобразная масса будет сжиматься и заметного расширения не произойдет. И наоборот, если рост расширяю­щихся новообразований будет продолжаться, когда цементный камень набрал достаточно высокую прочность, то напряжения, обусловленные ростом кристаллов в ограниченном объеме, мо­гут вызвать падение прочности и даже разрушение цементного камня.

В свою очередь деформации расширения могут быть свобод­ными и связанными, т. е. когда расширение цементного камня ограничено арматурой или кондуктором (формой). Деформации бетона при свободном расширении выше, чем при связанном, что обусловлено низкой прочностью цементного камня в раннем возрасте и его неспособностью напрягать кондуктор, а в более позднем возрасте — появлением микро- и макротрещин, которые увеличивают свободное расширение, но не вызывают дополни­тельного самонапряжения.

Связанные деформации вызывают самонапряжение, проти­водействуют развитию усадочных деформаций и способствуют самоуплотнению цементного камня, усилению контакта камня с заполнителем и кристаллизационных контактов. При изготовле­нии преднапряженных железобетонных конструкций в этом слу­чае меньше потери преднапряжения и выше трещиностойкость получаемых изделий.

Главной задачей при разработке составов расширяющихся и безусадочных вяжущих является правильный выбор не толь­ко вида и количества расширяющихся компонентов, но и момен­та их образования относительно процесса формирования струк­туры цементного камня. Для различных видов расширяющих­ся цементов период наиболее интенсивного и безопасного рас­ширения цементного камня составляет от 12 ч до 3…7 сут. в зависимости от свойств основного структурообразующего вяжущего.

Для обеспечения образования эттрингита в смесях с безуса­дочными и расширяющимися цементами должна присутствовать вода в продолжение всего периода твердения. Кроме того, эти Цементы нельзя применять при работе конструкций при температурах выше 80 °С, так как постепенно разрушается важный кристаллический компонент цементного камня — эттрингит: он отдает кристаллизационную воду, что сопровождается падением прочности.

Расширяющийся водонепроницаемый цемент получают со­вместным помолом глиноземистого цемента (70 %), гипса (20 %) и высокоосновного гидроалюмината кальция С4АН13 (10 %). Он является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидрав­лическим вяжущим веществом (Лсж через 6 ч — не менее 7,5 МПа, через 3 сух. — не ниже 30 МПа).

Линейное расширение твердеющего цемента на воздухе со­ставляет в возрасте 1 сут. не менее 0,05 %, в возрасте 28 сут. — не менее 0,02 %. Цемент используют при восстановлении желе­зобетонных конструкций, для гидроизоляции подземных сооружений, зачеканки трещин и стыков.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент получают со­вместным помолом высокоглиноземистых шлаков (70 %) и двуводного гипса (30 %). Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент имеет начало схватывания не ранее 20 мин и конец схва­тывания не позднее 4 ч от начала затворения. При необходимо­сти могут использоваться замедлители сроков схватывания -ЛСТ, бура, уксусная кислота и др. Линейное расширение твер­деющего цемента в состоянии теста нормальной густоты при твердении на воздухе составляет в возрасте 28 сут. не менее 0,1 %. Предел прочности при сжатии через 1 сут. твердения со­ставляет 35 МПа для марки 400 и 45 МПа — для марки 500. Мар­ки цемента соответствуют трехдневному возрасту. Гипсоглино­земистый расширяющийся цемент применяют для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых бетонов, гидроизоляционных штукатурных растворов, при бурении сква­жин и т. п. Он обладает морозо- и атмосферостойкостью в рас­творах и бетонах, изготовляемых на его основе.

Напрягающийся цемент (НЦ) получают совместным помо­лом клинкера портландцемента (65…75 %), двуводного гипса (6… 10 %) и высокоглиноземистого компонента (13…20 %). Сроки схватывания: начало — не ранее 30 мин, конец — не по­зднее 4 ч. Прочность через 1 сут. — не менее 15 МПа, через 28 сут. — не менее 50 МПа.

Напрягающий цемент обладает способностью к значитель­ному расширению (до 4 %) при твердении в состоянии цемент­ного теста нормальной густоты. В железобетоне НЦ создает по­сле отвердевания в арматуре предварительное напряжение. Этим свойством как функцией химической энергии цемента пользу­ются при изготовлении предварительно напряженных железобе­тонных конструкций. С учетом величины достигаемой энергии самонапряжения, т. е. удельного давления в МПа, развиваемого при твердении НЦ в условиях ограничения свободного расши­рения, выделяют его разновидности НЦ-2, НЦ-4 и НЦ-6. Напря­гающий цемент отличается также повышенными показателями водо- и газонепроницаемости, морозостойкости, прочности при растяжении и изгибе. Марки цемента (400 и 500) определяются испытанием образцов — балочек из цементно-песчаного раствора состава 1 : 1 в возрасте 28 сут.

Напрягающий цемент применяют для изготовления конст­рукций из самонапряженного железобетона, а также для гидро­изоляции шахт, подвалов, зачеканки швов и т. д.

Перспективная область применения бетонов и растворов на расширяющихся и безусадочных вяжущих — бесшовные тонкос­лойные стяжки или лицевые покрытия полов большой площади. С помощью полимерных модификаторов таким смесям придают свойство самовыравнивания, а эффект безусадочности гаранти­рует трещиностойкость покрытия. Быстрое твердение и защит­ные полимерные добавки обеспечивают необходимое количест­во воды для протекания полной гидратации без какого-либо специального ухода.

Читать по теме:

К разделу

Строительные материалы

tehlib.com

Глиноземистый цемент — какова его сфера применения?

Глиноземистый цемент, свойства которого мы опишем в статье, материал быстрого твердения, изготовленный на основе вяжущего гидравлического вещества. Производят его из клинкерного порошка, который в большей степени получают путем обжига известняков и бокситов.

Как получают глиноземный цемент? ↑

Видео ролик о том — как производят цемент

Название данный материал получил от А1203 (оксида алюминия) или глинозема. Изготавливают его из измельченного клинкера, который производят из известняков и бокситов, обожженных в специальных печах. В некоторых случаях вместо бокситов используют железные бокситовые руды с ингредиентами из оксида железа и известняка. Температура обжига может равняться от 1200° С до 1500° С. Таким образом компоненты доводятся до спекания или расплавления. Если обжиг производился в специальных электродуговых или доменных печах, то, порой, нет необходимости измельчать компоненты. Так как там создаются все необходимые условия для устранения кремнезема и железа.

Имеет данный цемент те же марки, только вот определяются они 3-суточным возрастом, поскольку этот материал твердеет гораздо быстрее. Буквально одних суток достаточно, чтобы набрать приличную прочность. В то время как обычный цемент  твердеет за 28 дней. Цемент глиноземистый гц 40 и других марок (50 и 60) обеспечивает большую водонепроницаемость и плотность. Также он характеризуется отличной морозотойкостью.

Глиноземный цемент способен разрушаться под воздействием даже слабых щелочей и солей аммония. Поэтому смешивать его с портландцементом или известью (в щелочной среде) нельзя.

Виды глиноземистого цемента ↑

Демонстрация способа получения цемента

Выделяют два вида данного материала: обычный и высокоглиноземистый цемент. Отличаются они друг от друга количеством примесей. Так, первый содержит 3% кремнекислоты и 66%  глинозема. А высокоглиноземистый 1% кремнекислоты и 76% глинозема. В зависимости от того, в какие цементные смеси добавляется глиноземистый материал, выделяют следующие его типы:

  • Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся изготавливается путем смешивания измельченных доменных шлаков и гипса. Характеризуется данный материал быстротой затвердевания. Достаточно буквально 20 минут, чтобы цемент начал схватываться. При погружении в воду происходит его расширение. Его стойкость к солевой среде напрямую определяется составом (то есть входящими компонентами).
  • Цемент безусадочный водонепроницаемый изготавливают из извести гашеной, полуводного гипса и обычного глиноземистого цемента (который составляет 86% смеси). Этот материал также быстро схватывается и твердеет. Характеризуется повышенной устойчивостью к влаге. Именно поэтому он отлично подходит для гидроизоляционных работ.
  • Цемент расширяющийся водонепроницаемый — состоит из тех же компонентов, что и предыдущий состав, однако имеет другие пропорции. Уже через 5 часов твердения набирает прочность около 7,5 МПа. Его также применяют для гидроизоляции различных конструкций (туннелей, бассейнов, шлюзов, трубопроводов и прочего). Имеет невысокую морозостойкость.

Изготавливается тот или иной вид цемента в зависимости от работ, которые вы будете производить.

Свойства и применение глиноземистого цемента ↑

Используют данный материал при срочных аварийных работах, в особенности, зимой, так как данный цемент обеспечивает отличную водонепроницаемость и влагостойкость. Сфера применения — это изготовление всевозможных жаростойких и расширяющихся цементов. В процессе твердения при высоких температурах прочность материала только повышается. Для расширяющихся цементов его используют, потому что материал в процессе увеличивается в объеме и тем самым компенсируется усадка. То есть он сам себя уплотняет. Помимо этого, при использовании материала в железобетонных сооружениях, происходит сжатие бетона и натяжение арматуры, что положительно сказывается на качестве изделий.

Если подытожить, то в целом можно выделить следующие отличительные свойства. Это, например, возможность использования материала при отрицательных температурах, так как в ходе твердения выделяется тепло. Кроме того, быстро набирается прочность. Достаточно буквально несколько дней, чтобы материал приобрел высокую прочность. К этому можно добавить высокую плотность. За счет этого увеличивается и стойкость материала к агрессивным средам. И, наконец, более низкая усадка, чем у обычного цемента.

mastter.ru

Химия строительных материалов | Глиноземистый цемент

Глиноземистый цемент – быстротвердеющее высокопрочное вяжущее вещество, получаемое обжигом смеси компонентов, богатых Аl2О3 и СаО. Такой цемент является гидравлическим вяжущим, содержащим в качестве основных составляющих низкоосновные алюминаты кальция.

В сравнении с портландцементом глиноземистый цемент содержит меньше различных компонентов – минералов и добавок. Для улучшения и ускорения процесса помола допустимо введение до 2% добавок, не влияющих на его качество. Иногда в глиноземистый цемент вводят до 20–30% кислого доменного гранулированного шлака, который улучшает некоторые строительно-технологические свойства глиноземистого цемента и удешевляет сам материал.

Химический состав глиноземистых цементов, выпускаемых в РФ и за рубежом, колеблется в очень широких пределах (масс. %): 30-50 Аl2О3; 35-45 СаО; 5-15 SiO2; 5-15 Fe2O3; 1,5-2,5 TiO2; 0,5-1,5 MgO; 0-1 щелочи (Na2O+ K2O). Оксид алюминия понижает температуру плавления сырьевой смеси и образования алюминатов кальция, ответственных за вяжущие свойства глиноземистого цемента. Оксид кальция входит в состав всех основных минералов данного цемента. Оксид магния понижает температуру плавления сырьевой смеси и вязкость расплавов, но избыток его вреден, так как он ухудшает реакционную способность клинкера. Щелочи, оксиды кремния и железа нежелательны в сырьевой смеси, ибо плохо сказываются на качестве цемента. Главный минерал глиноземистого цемента – это однокальциевый алюминат, который обеспечивает быстроту его затвердевания.

Наряду с СаО · Al2O3 в состав глиноземистого цемента входят алюминаты различного состава: 5СаО · 3Аl2О3, 12СаО · 7Аl2О3, СаО · 2Аl2О3. Первые два из них активно гидратируются и схватываются в течение нескольких минут, а последний слабо реакционноспособен.

Сырьем для получения глиноземистого цемента являются бокситы Аl2О3 · хН2О и известняки. В виде примесей бокситы содержат оксиды SiO2 · Fe2O3, TiO2, СаО, MgO. Получение цемента осуществляют методом спекания или плавления (в зависимости от состава бокситов). Гидратация глиноземистого цемента начинается при затворении его водой и по характеру физических процессов сходна с портландцементом, однако химические реакции протекают несколько иначе. Так, СаО · Аl2О3 переходит в десятиводный гидроалюминат кальция, который превращается в восьмиводный двухкальциевый гидроалюминат:

В период схватывания и твердения гель двухкальциевого гидроалюмината уплотняется, и идет кристаллизация новообразований, что и обеспечивает быстрое увеличение прочности цементного теста.

Однокальциевый алюминат схватывается медленно, но твердеет быстро. С12А7также хорошо схватывается, но степень гидратации сравнительно невелика и прочность также. СаО · 2Аl2О3 образует при взаимодействии с водой те же продукты, что и СаО · Аl2О3, но медленнее. Другие минералы (C3A, C2S, C4AF) гидратируются по ранее рассмотренным схемам.

Процесс твердения в целом сходен с описанным для портландцемента, но в качестве кристаллизующегося сростка, формирующего каркас цементного камня, выступают САН10, С4АН14, C2AH8 и гидроферриты. Коллоидная фаза представлена гидроксидами алюминия и железа, заполняющими объем пластичной массы и объединяющими отдельные кристаллиты и сростки в единый каркас. Структура камня глиноземистого цемента имеет крупнокристаллический характер и зависит от внутренней перекристаллизации, ведущей к напряжениям и деформации изделий.

При рассмотрении свойств глиноземистого цемента следует отметить, что при несколько более высокой водопотребности глиноземистого цемента значительная часть воды входит в химически связанное состояние и расходуется на гидратацию. Плотность его цементного камня больше, чем на основе портландцемента, чему способствует образование в процессе твердения гелевидного гидроксида алюминия. Все это улучшает морозостойкость и способность противостоять усадке.

Период схватывания занимает у глиноземистого цемента 5–6 часов, и через сутки твердения его прочность составляет свыше 90%, а на третьи сутки она достигает стандартных значений. Наибольшие показатели прочности (на 50% выше марочной), как правило, отмечаются через 1–3 года твердения. Марка глиноземистого цемента соответствует минимальному пределу прочности (кг/см2) при сжатии образцов из раствора состава 1 : 3 пластичного характера через 3 суток твердения.

Глиноземистый цемент крайне чувствителен к некоторым факторам, сильно влияющим на его твердение. В течение первых суток необходимо соблюдать увлажнение бетона, изготовленного на его основе, выдерживать температуру до 25°С. При более высокой температуре падает прочность изделий, так как двухкальциевый гидроалюминат перекристаллизовывается в 3СаО · Аl2О3 · 6Н2О, при этом возникает внутреннее давление в порах и трещинах цементного камня, который в результате теряет свою прочность. Выделение 70–80% всего количества теплоты у глиноземистого цемента происходит в первые сутки, что позволяет применять его в условиях низких температур, но исключает использование в массивном бетоне, в условиях жаркого климата и при пропаривании. Рекомендуется затворять глиноземистый цемент холодной водой, вести бетонирование послойно.

При смешивании глиноземистого цемента с другими вяжущими (известь, портландцемент) сроки схватывания сильно сокращаются, снижается прочность. В связи с этим глиноземистый цемент нельзя смешивать с вяжущими иного химического состава.

Как уже отмечалось выше, глиноземистый цемент стоек против действия сульфатных, хлористых, углекислых и других минерализованных природных вод. Это основано на большой плотности и водонепроницаемости бетона на глиноземистом цементе, отсутствии в нем выщелачиваемых веществ и экранирующем действии пленок А1(ОН)3, окружающих частицы цементного камня. Тем не менее действию щелочей такие материалы противостоять не могут.

Глиноземистый цемент менее распространен, чем портландцемент, так как сырье для его производства ограничено и стоит он значительно дороже. Все это позволяет отнести его к специальным цементам, применение которых должно быть оправдано – заделка пробоин в корпусах морских судов, скоростное строительство, зимнее бетонирование, аварийные работы. На основе глиноземистого цемента готовят жаростойкие бетоны.

3ys.ru

29Б Глинозем.портландцемент

Алюминатные цементы

Алюминатные цементы состоят в основном из алюминатов кальция. К ним относится глиноземистый цемент и его разновидности.

Глиноземистый цемент. Глиноземистый цемент – продукт тонкого измельчения глиноземистого клинкера, получаемого обжигом сырьевой смеси из известняков и бокситов при температуре 1300…1400о.

Химический и минеральный состав. Химический состав: Аl2O3, СаО,SiO2,Fe2O3. Минеральный состав: однокальциевые алюминаты СаО· Аl2O3и СаО· 2Аl2O3.

. Глиноземистый цемент представляет собой быстротвердеющее, но нормально схватывающееся вяжущее. Твердение глиноземистого цемента протекает только при комнатной температуре не выше 25опо следующей реакции

2(СаО· Al2O3) + 11Н2О = СаО·Al2O3·8Н2О + 2Al(ОН)3

При твердении выделяется в 1,5 раза больше тепла, чем при твердении портландцемента.

Марки его назначаются в 3-суточном возрасте, при этом они почти такие же, что и у портландцемента. Глиноземистый цемент выпускают марок М400, М500, М600. Сроки схватывания у него такие же, как и у портландцемента.

Это вяжущее обладает рядом особых свойств – повышенной коррозионной и жаростойкостью, высокой прочностью и морозостойкостью. По стоимости глиноземистый цемент в 3-4 раза дороже портландцемента.

Глиноземистый цемент применяют для жаростойких бетонов и растворов, при ремонтных работах, а также в производстве безусадочных и расширяющихся цементов, широко используемых для ремонта и реставрации бетонных сооружений.

Безусадочные и расширяющиеся цементы.У силикатных цементов (портландцемента и его разновидностей) есть один недостаток. Все они при твердении дают усадку, т.е. уменьшаются в размерах и объеме. В ряде случаев это может привести к растрескиванию изделий. Для того, чтобы избежать деформаций усадки, создали безусадочные и расширяющиеся цементы, которые в своей основе содержат глиноземистый цемент. Они обладают контролируемым расширением. Эти цементы используют в основном при ремонтно-восстановительных работах, для гидроизоляции и др.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ). Его получают из глиноземистого цемента, гипса и гидроалюмината кальция. Марка по прочности М 500. Расширение происходит в первые трое суток твердения. При твердении на воздухе оно составляет через сутки 0,05%, в воде от 0,2 до 1%.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГГРЦ).Его получают из глиноземистого клинкера и двуводного гипса. Марка по прочности М 500. Он расширяется при твердении в воде на 0,6% за 3 суток твердения, при твердении на воздухе проявляет безусадочные свойства.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ).Его получают из портландцементного и глиноземистого клинкера, гипса и активной минеральной добавки (шлака). Марка по прочности М 500. Он расширяется при твердении в воде за 30 суток до 2,5%, при твердении на воздухе способен расширяться на 0,3% только в первые 3 суток при постоянном увлажнении.

Напрягающий цемент (НЦ).Он состоит из 65-75% портландцемента, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса. В процессе расширения в определенных условиях твердения этот цемент создает в арматуре предварительное напряжение. Затворенный водой, он сначала твердеет и набирает прочность, затем расширяется как твердое тело и напрягает железобетон. Напрягающий цемент показывает значительное расширение после затвердевания и приобретения прочности порядка 10-20 МПа, что позволяет применять его для изготовления железобетонных конструкций, в которых арматура получает предварительное напряжение вследствие напряжения бетона, например, железобетонных напорных труб, резервуаров и т.д.

studfiles.net


Смотрите также