Глиноземистый цемент его особенности и применение

Глиноземистый цемент и его характеристики

Область использования данного материала обуславливает свойство бетона или раствора на основе глиноземистого цемента достигать 100% марочной прочности в течение 72 часов после затворения водой. При этом схватывание материала протекает в «обычном» временном режиме, аналогично периоду схватывания портландцемента общего применения.

Нормативный документ ГОСТ 969-91 «Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые» регламентирует следующие марки и технические характеристики специального «вяжущего»:

В некоторых источниках можно встретить обозначение вяжущего, которое не соответствует Госту: Цемент глиноземистый марки 400, Цемент глиноземистый марки 500, Цемент глиноземистый марки 600. В этом случае предел прочности на сжатие бетона или раствора обозначается на МегаПаскалях, а в кгс/см2. Учитывая что 1 МПа=10 кгс/см2 это допустимо для неофициального пользования.

Также, в некоторых источниках сообщается, что глиноземистый цемент – это огнеупорный материал и бетон на его основе может выдерживать температуру окружающей среды от 1580 до 1750 °C. Это не совсем так.

Действительно, характеристики глиноземистого цемента по жаростойкости выше, чем у портландцемента общего применения, однако указанные выше температурные пределы жаростойкости, в соответствии с требованиями ГОСТ 969-90, справедливы для высокого глиноземистых цементов марок: ВГЦ I, ВГЦ II и ВГЦ III.

Применение

Поскольку каждый человек, проживающий в частном доме, может столкнуться с необходимостью использовать глиноземистый вариант, ниже приведена инструкция, как правильно с ним работать.

• Стоит иметь в виду, что оптимальным способом работы с данной разновидностью цемента является использование бетономешалки. Вручную перемешать смесь настолько хорошо и быстро не представляется возможным.

• Только что купленный свежий цемент можно сразу же использовать. Если же смесь немного полежала, или срок годности почти закончился, то необходимо будет цемент предварительно просеять. Для этого нужно использовать специальное вибрационное сито. Смесь размещается в нем при помощи строительного лопастного шнека и просеивается. Так происходит разрыхление цементной смеси и подготовка ее к дальнейшему использованию.

• Необходимо принимать во внимание более высокую степень вязкости глиноземистого цемента по сравнению с остальными типами. Поэтому перемешивание цементного раствора производится в течение более длительного времени. Если в обычных случаях оно занимает час или полтора, то в случаях с глиноземистыми разновидностями – 2-3 часа. Дольше перемешивать раствор не рекомендуется, так как он начнет схватываться, и могут возникнуть трудности с его нанесением.

• Имейте в виду, что бетономешалку необходимо сразу же очистить, так как в дальнейшем, когда данный сверхпрочных цемент застынет, процедура помывки потребует больших усилий и временных затрат, не говоря уже о том, что иногда отмыть бетономешалку вообще не представляется возможным.

• Если планируется работать с глиноземистыми вариантами в зимнее время, то стоит иметь в виду ряд нюансов. Поскольку материал в процессе затвердевания активно выделяет тепло, все мероприятия по разведению и нанесению смеси будут отличаться от аналогичных при работе с обыкновенными цементными растворами. В зависимости от того, сколько процентов воды в смеси, ее температура может достигать 100 градусов, в связи с чем работать нужно предельно осторожно, не забывая о технике безопасности.

• Если проводится работа с бетоном, который содержит глиноземистый цемент в составе, то нужно следить за тем, чтобы его температура оставалась на уровне 10-15 градусов и ни в коем случае не поднималась выше, иначе бетон начнет застывать еще до того, как вы успеете его нанести.

Особенности глиноземного цемента

• Схватывание и набор прочности бетонных сооружений на основе вяжущего этого типа должно идти при температуре 20-0°C и высокой влажности воздуха. Это требование объясняется высокой экзотермической реакцией материала (при гидратации, глиноземистый цемент выделяет в 2 раза больше тепла, чем обычный цемент). При температуре окружающей среды 25 °C и выше наблюдается снижение нарастания набора прочности, а при дальнейшем увеличении температуры возможно существенное падение прочности и даже разрушение конструкции.
• Большое количество тепла выделяемого материалом при схватывании и наборе прочности, обуславливают возможность ведения бетонных работ при температурах воздуха до минус 10°C без дополнительного подогрева.
• Повышенная плотность цементного камня по сравнению с цементным камнем на основе портландцемента.
• Высокая цена, выше на 3-4 порядка, чем цена обычного портландцемента.

Характеристики

Цемент глиноземистый отличается низкой способностью к деформированию, так как формирующий камень имеет крупнокристаллическую структуру. Помимо этого, присутствие гидратированного кубического моноалюмината приводит к потере массы при формировании.

Характерна для данного материала отдача большого количества тепла, происходящая в первые несколько часов застывания. Это свойство полезно при проведении бетонных работ в зимний период, но при этом уменьшает спектр применения для массивных конструкций.

Расширяющийся цемент, изготовленный из глиноземистого, относится к числу огнестойких материалов. Он применяется для формирования огнеупорных гидравлически застывающих растворов в сочетании с такими огнеупорными составляющими, как шамот, руда, магнезит.

Помимо этого, отличительной особенностью является цементный камень с высокой прочностью, определяющий значительную стойкость против растительных масел, кислот, морской воды.

Данный материал способен обеспечить получение раствора и бетона с влагонепроницаемостью и значительной плотностью. Но он подвержен быстрому разрушению при влиянии щелочей и солей аммония.

Смотреть галерею

Сфера применения

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

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

Производство глиноземистого цемента

Специальные свойства, которыми обладает этот вид строительного материала, обусловлен специальным составом и специальной технологией изготовления. В состав клинкера для производства глиноземистого цемента входят: однокальциевый алюминаут СаО-Аl2О3, двух кальциевый силикат C2S, геленит – 2СаО, и другие компоненты.

Для изменения времени схватывания в клинкер глиноземистого цемента вводят: борную кислоту, буру, кальций хлористый для замедления времени схватывания или известь, портландцемент и гипс для ускорения времени схватывания.

Цементная промышленность использует два способа производства вяжущего этого вида: технология правления шихты и обжиг компонентов глиноземистого цемента до спекания в гранулы.

• Технология плавления состоит из основных этапов: подготовка шихты, плавление шихты в специальных печах, охлаждение полученной субстанции, крупное дробление и тонкое измельчение в грохотах до гостовского показателя – остаток цемента на сите с сеткой № 008 не более 10%.
• Технология спекания характеризуется этапами: просушивание компонентов шихты, тонкое измельчение в грохотах, гомогенизация в гранулы, обжиг в специальных печах, охлаждение и помол в цементных мельницах. Также действует требование – «остаток цемента на сите с сеткой № 008 не более 10%».

В Российской Федерации заводы глиноземистых цементов, как правило, работают по технологии плавки компонентов. Технология спекания компонентов применяется ограничено.

Особенности состава

Используются в качестве сырья чистые известняки и бокситы. Последние представляют собой горную породу, которая состоит из примесей и гидратов. Бокситы приобрели обширное распространение в промышленной сфере для добычи адсорбентов, огнеупоров, алюминия и прочего.

Цемент глиноземистый отличается преобладанием однокальциевого алюмината в составе клинкера, определяющим главные характеристики связующего. Также содержится геленит в роли балластной примеси и двухкальциевый силикат, характерная особенность которого заключается в медленном твердении.

При затворении водой начинает гидратироваться однокальциевый алюминат. Вещества, формирующиеся при этом, выступают в качестве составной части застывшего материала. Расширяющийся цемент начинает схватываться через 45-60 минут, полное застывание происходит после 10 часов. Возможно изменение периода схватывания добавлением ускорителей (гипс, известь) или замедлителей (хлористый кальций, борная кислота).

Смотреть галерею

Производители глиноземистого цемента

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

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

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