Глиноземистый цемент (ГЦ)

Глиноземистый цемент (ГЦ)

Глиноземистый цемент – гидравлическая строительная смесь, главная особенность которой – быстрое твердение на воздухе и в воде. Он предназначен для создания изделий и строительных конструкций, эксплуатируемых в воде и при контакте с химически агрессивными средами. Бетоны на основе традиционного портландцемента не способны долго сохранять характеристики во влажных условиях. Влага проникает в поры, вызывая коррозию арматурной стали, агрессивные сульфаты и другие соли быстро разрушают бетонный элемент и металл. Эффективной альтернативой обычному портландцементу в этих случаях является глиноземистый цемент, состав и физико-механические характеристики которого регламентируются ГОСТом 969-91.

Состав и особенности производства глиноземистого цемента

Продукт получают измельчением сырья, обогащенного глиноземом. В состав сырья входят оксиды:

  • алюминия – 30-50%;
  • кальция – 35-45%;
  • кремния – 5-15%;
  • железа – 5-15%.

В смеси также присутствуют: двухкальциевый силикат, алюминаты и балластные примеси. Для замедления схватывания вводят борную кислоту, буру, хлористый кальций. Для ускорения – известь, гипс, портландцемент. По процентному соотношению оксида кальция материал делится на высокоглиноземный (CaO более 40%) и низкоглиноземный (CaO менее 40%).

Существует два способа приготовления глиноземистого цемента: плавлением шихты или обжигом гранулированных компонентов.

Основные этапы технологии плавления:

  • подготовка шихты;
  • расплавление шихты в специализированных печах;
  • охлаждение образовавшегося после расплавления продукта;
  • грубое дробление;
  • тонкий помол.

Этапы технологии спекания:

  • просушивание компонентов;
  • тонкий помол;
  • гомогенизация в гранулы;
  • обжиг;
  • охлаждение;
  • тонкий помол.

Российские заводы, специализирующиеся на производстве глиноземистых цементов, используют в основном технологию плавления.

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%.

Получение глиноземистого цемента.

Глиноземистый цемент получается методом тонкого измельчения обожженной до спекания или сплавления богатой глиноземом сырьевой смеси.

Для сырья используется известняк, известь или породы, с высоким содержанием глинозема.

Для интенсификации процесса помола клинкера допускается введение технологических добавок до 2%, которые не ухудшают качество цемента и снижают его стоимость.

Существует несколько способов получения глиноземистого цемента.

Один из способов — такой же, как при изготовлении портландцемента: тонкоизмельченную смесь бокситов и известняка обжигают до спекания во вращающихся печах при 1200- 1300°, готовый клинкер пропускают через мельницу.

При другом способе смесь бокситов и известняка расплавляют при температуре 1400-1450° в электрических печах или вагранках.

Расплав охлаждают, после чего полученный материал подвергают дроблению и затем размалыванию в трубных мельницах.

Возможно изготовлять глиноземистый цемент плавкой в доменной печи бокситовой железной руды с известняком и металлическим ломом.

Цементом является получаемый в результате плавки шлак, после того как он пройдет дробление и размол.

Технические характеристики глиноземистого цемента марки ГЦ-40:

В минеральном составе клинкера глиноземистых цементов преобладает однокальциевый алюминат СаО * А1203 (СА), определяющий основные свойства этого вяжущего.

Кроме того, в нем присутствуют: алюминаты — СА2, С12А7; двухкальциевый силикат C2S, отличающийся, как известно, медленным твердением, и в качестве неизбежной балластной примеси алюмосиликат кальция — геленит — 2СаО * А1203 * 2Si02, не способный к твердению.

Химический состав, содержание оксидов, %:

Al2O3
45-60

CaO
18-22

Fe2O3
не более 4
SiO2
не более 3
MgO
не более 9
TiO2не более 9
Физико-механические показатели Значение для марки цемента
Предел прочности при сжатии, 40 50 60

МПа, не менее в возрасте: 1 суток
2 суток

22,5
50
40
32,4
27,4
60

Тонкость помола:
Остаток на сите с сеткой № 008 по ГОСТ 6613, % не более

10 10 10

по ГОСТ 6613, % не более

Сроки схватывания глиноземистого цемента: начало — не ранее чем через 30 мин., а конец — не позднее чем через 12 час. после начала затворения.

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

Прочность глиноземистого цементного камня нарастает с большой скоростью. Уже через сутки сопротивление сжатию и растяжению достигает более 50 % проектной прочности.
Для твердения глиноземистого цемента наиболее благоприятной является температура + 15-20 °С при нормальной влажности или твердения в воде.

При твердении, протекающем при температуре выше 30 °С, прочность цемента снижается в 3-4 раза.
Отрицательное влияние высокой температуры в раннем возрасте твердения сказывается резче, чем в более позднем.

При пониженных положительных температурах твердение происходит менее интенсивно, но все же значительно быстрей, чем портландцемента.

При охлаждении массы цемента (бетона) ниже -2 °С твердение его с водой практически прекращается.
Поэтому для твердения необходимо обеспечить оптимальные температурные условия.

Характеристики глиноземистого цемента

Алюминаты кальция, присутствующие в составе сырьевой смеси, обуславливают повышенные прочностные и хорошие вяжущие свойства. Процесс твердения ГЦ, в отличие от ПЦ традиционного состава, относится к экзотермическим реакциям, во время которых наблюдается интенсивное тепловыделение. В первые сутки выделяется наибольшее количество тепла, и в это время температура воздуха выше +30°C становится опасной, поскольку прочность готового продукта в этом случае резко снижается. Температура цементного теста может подниматься до +100°C.

В соответствии с ГОСТом глиноземистый цемент делится на марки, которые различаются по устойчивости к сжатию: ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60. По сравнению с обычным ПЦ, ГЦ образует искусственный камень более прочный, плотный, стойкий к химически активным средам. Марочную прочность продукт на базе глиноземистого цемента приобретает через 72 часа после начала твердения, на основе ПЦ – через 28 суток.

Ограничение по использованию этого продукта – невозможность эксплуатации в контакте с щелочными средами.

Отличительные свойства глиноземистого цемента:

  • Возможность применения в зимних условиях, благодаря интенсивному теплоотделению.
  • Сопротивление готового цементного камня воздействию жидких и газообразных сред, усложняющих эксплуатационные условия.
  • Интенсивный набор прочности после отвердения.
  • Высокая плотность готового продукта.

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.
  • Компания «Caltra» (Голландия).
  • ООО «ЕМА-цемент».
  • Компания «Sekar» (Франция).
  • Компания «Kerneos» (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.

Применение глиноземистого цемента.

Применение глиноземистого цемента ограничено его высокой стоимостью, но, даже не смотря на это, глиноземистые цементы находят широкое применение в различных областях.

Основными потребителями глиноземистого цемента являются предприятия топливно-энергетического комплекса, черной и цветной металлургии, строительных комплексов оборонного значения.
Рекомендуется глиноземистый цемент применять для изготовления сборных железобетонных конструкций специального назначения на заводах и строительных площадках.

Здесь данный цемент имеет то преимущество, что изделия могут выпускаться с завода уже через сутки после изготовления, а распалубка их может производиться через 12-16 часов.

Причем отпадает необходимость в тепловлажностной обработке, что обычно требуется при применении портландцемента.

Глиноземистый цемент применяется для изготовления железобетонных сооружений, подвергающихся воздействию морских, сульфатных и других минерализованных вод (не допускается применение данного цемента в кислой и щелочной средах).

Глиноземистый цемент применяется и для изготовления гидроизоляционных штукатурок:
1. В метростроении обеспечивает водонепроницаемость тоннелей метро, позволяет производить зачеканку швов между тюбингами, омоноличивание и усиление старых конструкций.
2. В промышленном и гражданском строительстве применяется при сооружении емкостей для хранения жидкого топлива и других аналогичных целей, для зачеканки швов водопроводных линий при рабочем давлении до 10 атм.
3. В коммунальном хозяйстве для гидроизоляционных покрытий очистных сооружений, при замоноличивании стыков различных трубопроводов, для ликвидации аварий, связанных с утечкой различных жидкостей, сооружения бассейнов, при ремонте душевых и других сооружений.

Глиноземистый цемент также применяется 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; для изготовления емкостей и других сооружений; для изготовления огнеупорных бетонов и штучных изделий с огнеупорностью до 1700 °C.

Глиноземистый цемент по выгодным ценам Вы всегда можете приобрести в нашей Компании.
Так же мы рады предложить Вам большой выбор огнеупорных и строительных материалов.
На нашем сайте Вы можете не только выбрать необходимую Вам продукцию, но и сделать заказ, который будет оперативно принят нашими сотрудниками.
Вас приятно удивят не только ассортимент и качество нашей продукции, но и цены.
Мы будем рады встрече с Вами и установлению длительного сотрудничества.

Области применения глиноземистого цемента

Искусственный камень на основе ГЦ используется в областях строительства, в которых необходимы: ускоренный набор прочности, повышенная стойкость к агрессивным средам, огнеупорность. Сферы использования глиноземистого цемента:

  • изоляционные мероприятия в нефтяных скважинах;
  • ликвидация течей в морских судах;
  • производство резервуаров, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами;
  • изготовление резервуаров, в которых хранится жидкое топливо;
  • заделывание трещин гидроизоляционной штукатуркой в водопроводных коммуникациях, в которых давление передаваемой среды достигает 10 атмосфер;
  • гидроизоляция подземных тоннелей;

  • ремонт бассейнов и душевых комнат;
  • устройство гидроизоляционных покрытий очистных сооружений;
  • реконструкция ветхих строительных конструкций.

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.

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.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

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).

Особенности применения и пропорции компонентов в глиноземистом цементе

ГЦ используется не только в массовом, но и в индивидуальном строительстве для обустройства мест, в которых возможны интенсивные температурные воздействия, высокая влажность, влияние химически активных сред. Он востребован для обустройства дымоходов, отделки печей, монтажа вентиляционных труб.

В случае использования цемента, который хранился длительное время, требуется его разрыхление. Оптимально – размешать вяжущее в вибросите, оснащенном лопастным шнеком.

При использовании глиноземистого цемента в строительстве запрещается:

  • пропаривать бетон;
  • использовать для приготовления ГЦ подогретую, соленую, кислую, щелочную воду, оптимальная температура воды составляет +15…+18°C;
  • применять заполнители, разогретые на солнце, а также заполнители, содержащие щелочи в химически несвязанном состоянии;
  • изготавливать растворы или бетоны при использовании ГЦ и ПЦ в соотношении, большем чем 1/3.

Примерный расход ГЦ без его сочетания с ПЦ для приготовления 1 м3:

  • раствора – 500-800 кг;
  • бетона – 300-400 кг.

На 1 кг ГЦ понадобится примерно 0,4 л воды.

Оптимальная температура окружающей среды при отвердевании цементного камня в первые трое суток на воздухе или в воде – +15…20°C. При температуре ниже -10°C уложенную бетонную смесь защищают от промерзания с помощью укрывных материалов.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *