Цемент на основе глинозема

Технические характеристики

Технические характеристики глиноземистого цемента колеблются в зависимости от того, к какой марке он принадлежит. Согласно ГОСТ 969-91, разработанному еще в 70-х годах, по прочности такой цемент подразделяют на ГЦ-40, ГЦ-50 и ГЦ-60. Также пропорции тех или иных веществ в составе зависят от того, каких свойств нужно добиться и в какой области будет использоваться цемент. Не имеет смысла приводить здесь химические формулы веществ, входящих в состав цемента, но для сравнения стоит сказать, что в обыкновенном глиноземистом цементе содержится от 35% до 55% бокситов, в то время как в высокоглиноземистом огнеупорном – уже от 75% до 82%. Как видно, разница существенная.

Что касается технических свойств, то хоть глиноземистый цемент и представляет собой быстротвердеющий вариант, однако это не должно влиять на скорость его схватывания. Согласно правилам и нормам, она должна составлять как минимум 30 минут, причем полное схватывание происходит по истечении 12 часов после нанесения (максимально). Поскольку материал имеет особую кристаллическую структуру (все кристаллы в веществе крупные), то он мало подвержен деформационным изменениям, в связи с чем и можно с уверенностью говорить о его безусадочности и относительно небольшой массе.

Различаются варианты по характеристикам и в зависимости от способа их производства. Всего представлено только два метода: плавление и спекание.

Каждый из них имеет свою специфику.

По-научному первый способ называется методом плавления сырьевой шихты. Он подразумевает несколько этапов, каждый из которых заслуживает пристального внимания. Для начала необходимо подготовить исходное сырье. После этого цементную сырьевую шихту плавят и постепенно охлаждают, внимательно следя за температурными показателями для обеспечения наилучших прочностных характеристик. В заключение полученный высокопрочный шлак дробят и измельчают, получая глиноземистый цемент.

При методе спекания все происходит наоборот: сначала сырье дробят и измельчают, и только потом подвергают обжигу. Это чревато тем, что цемент, получаемый таким образом, не такой прочный, как при первом методе выработки, однако второй вариант менее трудоемкий.

Технические параметры глиноземистого цементного состава могут варьироваться в достаточно широких пределах (это касается и химических формул вещества), но это не должно существенно сказываться на его основных характеристиках, таких как быстрота затвердевания, прочность, влагостойкость, устойчивость к деформациям. Если при изготовлении не была соблюдена технология, и часть перечисленных характеристик утеряна, то материал считается бракованным и не подлежит дальнейшей эксплуатации.

Применение в домашнем строительстве

Глиноземистый цементный состав показан к применению в частном домостроении, в частности его используют для оборудования печей и каминов, для устройства дымоходов, в качестве связующего раствора при возведении стен подвалов и погребов.

Перед тем, как разводить смесь для работы, следует изучить инструкцию и постараться тщательно перемешать раствор в короткие сроки, так как глиноземистые составы очень быстро схватываются.

Домашнему мастеру следует помнить, что на строительных рынках часто можно встретить некачественный или даже поддельный продукт, поэтому, во избежание проблем, следует поинтересоваться у продавца о наличии сертификата, и проверить вес упаковки на соответствие заявленному.

Предпочтение рекомендуется отдавать проверенным маркам: Secar, Cimsa Isidac, ГГЦР.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся гост 11052 74 – разновидности

В специализированных магазинах предлагают различные модификации этого цемента:

водонепроницаемый. Применяется как гидроизоляционный состав при выполнении восстановительных мероприятий, ремонте различных конструкций, подверженных воздействию влажной среды – резервуаров, подземных систем, тоннелей;

Расширяющийся цемент – одна из разновидностей материала, который быстро завоевывает свое место в строительной индустрии

• гипсоглиноземистый. Сохраняет объем при расширении, может использоваться при отрицательной температуре. Востребован для подготовки безусадочных растворов. Предназначен для герметизации швов с целью обеспечения их водонепроницаемости и приготовления влагостойких штукатурок;
• портландцемент. Быстро приобретает эксплуатационную прочность только при пропаривании. Используется при возведении гидротехнических объектов, а также резервуаров, предназначенных для хранения различных жидкостей;
• напрягающий. Производится для восстановления конструкций, изготовленных из железобетона. Материал твердеет, затем увеличивается в объеме. Благодаря этой особенности создается требуемое для армированного бетона напряжение;
• пластифицированный. Изготавливается путем перемешивания портландцемента с модифицирующими присадками. Материал характеризуется повышенными прочностными характеристиками, пластичен. Используется в дорожном и промышленном строительстве.

Выбор конкретного вида материала зависит от поставленных задач.

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.

л= — ‘-, h 100,

где U — первоначальный отсчет, произведенный при измерении свежеизготовлепного образца, мм;

/2 — отсчет длины при последующих измерениях образца, мм.

За величину линейного расширения цемента принимают среднее арифметическое значение величин линейного расширения трех образцов. Расхождение между результатами трех определений не должно превышать 15%.

3.4. Определение водонепроницаемости

3.4.1. Для определения водонепроницаемости изготавливают образцы-цилиндры диаметром и высотой 150 мм из цементно-песчаного раствора состава 1:2 по массе с водоцементным отношением 0,3.

Образцы уплотняют на виброплощадке по ГОСТ 310.4.

Для испытания должны быть изготовлены три образца, причем каждый образец готовят и уплотняют отдельно. Образцы через 6 ч после изготовления погружают в воду, где хранят до момента испытания.

Через (72±4) ч после изготовления образцы извлекают из ванны, тщательно протирают и испытывают.

Для испытания образцы помещают в металлические цилиндрические формы внутренним диаметром 155 мм и высотой 150 хмм, изготовленные из стальных цельнотянутых труб.

Промежуток между формой и образцами должен быть заполнен расправленным уплотняющим составом (воск, битум), не допускающим фильтрацию воды между образцом и формой. Перед заливкой форма должна быть прогрета до температуры, близкой к температуре плавления уплотняющего состава.

Для удаления цементной пленки и следов уплотняющего состава торцевые поверхности образцов перед испытанием должны быть тщательно очищены стальной щеткой.

После окончания подготовки образцов к испытанию и до начала испытания формы с образцами должны быть покрыты влажной тканью.

Образцы испытывают на приборе любой конструкции, которая обеспечивает возможность подачи к нижней торцевой поверхности образцов воды при возрастающем давлении до 1 МПа (10 ати), а также измерение давления воды и возможность наблюдения за состоянием верхней торцевой поверхности образцов.

Температура помещения, в котором проводят испытание, должна быть (20±2)°С; относительная влажность воздуха — не менее 60%.

Испытания начинают при давлении воды 0,1 МПа (1ати), затем через 2 ч давление повышают до 0,2 МПа (2 ати) и далее через каждые 4 ч повышают давление ступенями по 0,2 МПа (2 ати).

Образцы считают выдержавшими испытания, если после 2 ч выдержки при давлении 1,0 МПа (10 атп) ни на одном из них не наблюдается признаков просачивания воды.

4. МАРКИРОВКА, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. Цемент отгружают в бумажных мешках, контейнерах или цементовозах.

При отгрузке водным транспортом способ упаковки определяется соглашением сторон.

4.2. Для упаковки должны применяться четырех-, пяти- или шестислойные бумажные мешки по ГОСТ 2226.

4.3. На бумажных мешках должно быть четко обозначено наименование завода, его товарный знак, вид цемента, номер партии, дата затаривания, обозначение настоящего стандарта.

4.4. Каждая отгружаемая партия цемента должна сопровождаться паспортом, удостоверяющим ее соответствие требованиям настоящего стандарта.

В паспорте должно быть указано:

наименование и адрес предприятия-изготовителя;

вид цемента и предел прочности;

величина линейного расширения;

обозначение настоящего стандарта.

4.5. При транспортировании и хранении цемент должен быть предохранен от воздействия влаги и загрязнения посторонними примесями.

4.6. Не допускается смешивание гипсоглиноземистого цемента с другими видами цемента.

5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

5.1. Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие цемента требованиям настоящего стандарта при соблюдении потребителем условий транспортирования и хранения, установленных стандартом.

5.2. Гарантийный срок — 2 мес с момента отгрузки.

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

Глиноземистый быстротвердеющий цемент

В настоящее время цемент заслуженно считается одним из важнейших строительных материалов. Он широко используется на протяжении более 160 лет. Также существует такая разновидность как глиноземистый. Такой тип представляет собой высокопрочное вещество, которое довольно быстро твердеет как на воздухе, так и в воде. Его получают при помощи обжига до состояния спекания или плавления смеси, которая богата глинозёмом и окисью кальция.

Состав и характеристики

Сырьём для данного строительного материала служат чистые известняки и бокситы. Последние являются горной породой, которая состоит из гидратов глинозёма и примесей. Такой компонент, как бокситы, широко применяется в различных промышленных отраслях: для изготовления алюминия, огнеупоров, абразивов, адсорбентов.

Химический состав в процентном соотношении: СаО (оксид кальция) – 35-45 %; А12О3 – 30-50 %; SiO2 – 5-15 %; Fe2O3 – 0-15 %. В минеральном же составе преобладает такая составляющая, как однокальциевый алюминат, он и определяет многие основные свойства. Присутствуют в нём и алюминаты, такие как СA2, C12A7.

К основным свойствам относят:

• Высокая прочность;
• Способность к быстрому затвердеванию;
• Стойкость к агрессивной среде;
• Безупречное сцепление с арматурой;
• Огнеупорность.

Изготавливается по ГОСТ 969-91 всего трёх марок, среди которых: ГЦ-400, ГЦ-500, ГЦ-600. Определяется марка, как правило, в возрасте трёх суток с момента изготовления. В рамках рассматриваемого образца существуют две основные группы: смешанные и расширяющиеся.

Смешанные получают за счёт объединения активных минеральных добавок, шлаков с неорганическими вяжущими веществами. Основные образцы данной группы:

Пуццолановый портландцемент. Как правило, его изготавливают с помощью активной минеральной добавки. Такой образец имеет длительные сроки твердения и схватывания, пониженную морозостойкость и низкую экзометрию. Выпускается под марками 300 и 400. Шлакопортландцемент. Обычно его изготавливают с помощью помола клинкера, добавки гипса, гранулированного шлака. Выпускается трёх марок: ГЦ-300, 400, 500. Обладает отличным сцеплением, как с арматурой, так и в железобетоне

Важно и то, что этот вариант имеет наиболее низкую стоимость. Глиноземистый расширяющийся цемент является ещё одной разновидностью

Главная особенность такого вида состоит в том, что при твердении создаётся некое увеличение в объёме исходного сырья. Это связано с тем, что при взаимодействии исходных компонентов образовывается гидросульфоалюминаты кальция

Глиноземистый расширяющийся цемент является ещё одной разновидностью. Главная особенность такого вида состоит в том, что при твердении создаётся некое увеличение в объёме исходного сырья. Это связано с тем, что при взаимодействии исходных компонентов образовывается гидросульфоалюминаты кальция.

1. ВРЦ – это водонепроницаемый расширяющийся цемент. Он быстротвердеющий, поскольку в его состав входит полуводный гипс и высокоосновной гидроалюминат кальция. Выпускается он как глиноземистый цемент марки 500. Он отличается тем, что может использоваться только при положительных температурах, так как он имеет пониженную морозостойкость.

2. Безусадочный цемент — ВБЦ — который состоит в точности из тех же элементов, при этом применяются несколько другие пропорции.

Производство и применение

Существует два способа производства, которые зависят от метода обжига. Это метод спекания и метод плавления. Согласно первому методу производится спекания подготовленного сырья. Оно происходит во вращающихся или шахтных печах при температуре не ниже 1300 °C. Этот метод довольно-таки дорогостоящий, а, следовательно, и непопулярный.

Дешевле и удобнее обходится второй метод. При плавлении используются шахтные печи, имеющие кожух с водяным охлаждением. Клинкер измельчается сразу после охлаждения.

Целесообразно применение глиноземистого цемента:

• в процессе возведения оборонительных и военно-транспортных сооружений;
• восстановление некогда разрушенных военно-транспортных построек;
• при сооружении мостов, автомагистралей, искусственных сооружений (особенно при недостатке времени);
• при возведении таких сооружений, которые могут периодически подвергаться действиям приливов – в данном случае это могут быть порты, плотины или набережные;
• для работ, производящихся при низких температурах;
• для срочных ремонтных работ, для оперативного возведения фундамента;
• в срочных случаях, которые могут возникнуть в строительной практике (ремонт после пожаров, немедленная ликвидация аварий).

Рынок строительных материалов предлагает широкий ассортимент. В Москве и области представлены следующие цены.

Область применения

Для выполнения работ, с которыми не может справиться традиционный цемент, используют глиноземистый. Свойства и области применения этого материала связаны со следующими процессами:

• восстановление и ремонт отдельных элементов гидротехнических объектов;
• устранение аварийных протечек на судах;
• гидроизоляция скважин, используемых при добыче нефти;
• работы, связанные с необходимостью получения быстрого твердения раствора и обретения прочности;
• заливка конструкций, эксплуатация которых происходит в условиях агрессивных сред (кроме щелочных);
• в качестве ускорителя процесса набора прочности в обычных бетонных смесях, а также для придания им повышенной морозоустойчивости и гидрозащиты;
• глиноземистый расширяющийся цемент требуется для формирования герметичных бесшовных конструкций;
• надежное укрепление закладных деталей и анкеров;
• обеспечение антикоррозийной защиты арматурной сетки;
• возведение емкостей большого объема для хранения агрессивных материалов;
• устройство огнеупорных сооружений;
• устранение аварийных протечек на водопроводных и канализационных сетях.

Маркировка

Как было сказано выше, согласно ГОСТу выделяют три марки этой разновидности: ГЦ-40, ГЦ-50 и ГЦ-60, каждая из которых отличается от другой рядом характеристик. Все они имеют одинаковое время схватывания и затвердевания, однако их прочность сильно разнится. Еще в раннем возрасте смеси набирают прочность: ГЦ-40 – 2,5 МПа через сутки и 40 МПа через трое суток; ГЦ-50 – 27,4 МПа через сутки и 50 МПа через трое суток; ГЦ-60 – 32,4 МПа через сутки (что практически идентично прочности цемента марки ГЦ-40 по истечении трех суток) и 60 МПа на третьи сутки.

Каждая из марок прекрасно взаимодействует с иными веществами: замедлителями схватывания или ускорителями.

• К замедлителям относятся бура, хлористый кальций, борная кислота, лимонная кислота, глюконат натрия и другие.
• Ускорители – это триэтаноламин, карбонат лития, портландцемент, гипс, известь и прочие.

Помимо обыкновенного глиноземистого цемента, по содержанию оксида алюминия выделяют высокоглиноземистые варианты первой, второй и третьей категорий. Их маркировка, соответственно, ВГЦ I, ВГЦ II и ВГЦ III. В зависимости от того, какая прочность ожидается на третьи сутки после использования, маркировка дополняется цифрами.

Встречаются следующие варианты:

• ВГЦ I-35;
• ВГЦ II-25;
• ВГЦ II-35;
• ВГЦ III-25.

Чем выше процент содержания оксида алюминия в составе, тем прочнее получается готовый цемент. Для высокоглиноземистого раствора первой категории содержание оксида алюминия в составе должно быть не менее 60%, для второй категории – как минимум 70%, для третьей – не меньше 80%. Период схватывания у данных образцов также немного отличается. Минимальный порог равен 30 минутам, в то время как полное застывание должно произойти менее чем за 12 часов для ВГЦ I-35 и за 15 часов для ВГЦ второй и третьей категорий.

Обыкновенный глиноземистый цемент огнестойкими качествами не обладает, а ВГЦ всех категорий должен выдерживать высокие температуры. Нормы огнестойкости начинаются с 1580 градусов и доходят до 1750 градусов для ВГЦ III-25.

Цемент глиноземистый ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60 ГОСТ 969-91

Цемент глиноземистый ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60 ГОСТ 969-91 (ГОСТ 969-91)

Глиноземистый цемент — быстро твердеющее в воде и на воздухе высокопрочное вяжущее вещество, предназначенное для изготовления строительных и жаростойких растворов и бетонов.

Выпускается по ГОСТ 969-91 трех марок: ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60. Отличается от других цементов высокой прочностью, достигаемой в раннем возрасте.

Начало схватывания – не ранее 45 минут
Конец схватывания – не позднее 10 часов
ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ В ВОЗРАСТЕ	1 СУТКИ	3 СУТОК
ГЦ-40	МПа	22,5	40,0
ГЦ-50	МПа	27,4	50,0
ГЦ-60	МПа	32,4	60,0

Сроки схватывания могут быть изменены введением замедлителей (борной кислоты, буры, хлористого кальция и др.) или ускорителей (известь, портландцемент, гипс и др.).

К особым свойствам относятся

• 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.

Применение

• 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.

Потребители

Основными потребителями глиноземистого цемента являются предприятия топливно-энергетического комплекса, черной и цветной металлургии, строительных комплексов оборонного значения.

Цемент сертифицирован, отгружается в бумажных мешках (45 кг), контейнерах (МКР-1,ОС) во все регионы России, страны СНГ.