Цемент глиноземистый

Цемент глиноземистый является быстротвердеющим и высокопрочным гидравлическим вяжущим веществом, которое содержит преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Глиноземистым цементом называют быстротвердеющее (но нормально схватывающееся) гидравлическое вяжущее вещество, получаемое при тонком измельчении обожженной до плавления (или спекания) сырьевой смеси бокситов и извести с преобладанием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция.Однокальциевый алюминат CaO·Al2O3 определяетбыстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента.

В сравнительно небольших количествах в глиноземистом цементе также содержатся и другие алюминаты кальция, например CaO·2Al2O3. Влияние на качество цемента оказывает геленит(алюмосиликат кальция) 2CaO·Al2O3·SiO2.Силикаты кальция представленны небольшим количеством белита.Для получения клинкера глиноземистого цемента в качестве главных компонентов сырьевой смеси берут известняк CaCO3 и породы содержащие глинозем (Al2O3·nH2O), например бокситы.

Сырьевую смесь подвергают спеканию( при температуре около 1300 °С) или плавлению ( при 1400 °С) , при этом в результате химических реакций , проходящих между составными частями сырьевой смеси, получают глиноземистый клинкер. Этот клинкер размалывается труднее чем клинкер портландцемента: на операцию помола затрачивается больше электроэнергии, мелющих тел и т.д.

Читай также виды цемента

Кроме этого сами бокситы представляют ценное сырье используемое для производства алюминия. Эти и другие обстоятельства повышают стоимость глиноземистого цемента и ограничивают его выпуск.Сырьевая база для выпуска глиноземистого цемента может быть расширена путем использования некоторых отходов промышленности, содержащих в своем составе глинозем.

Разработан метод производства глиноземистого цемента путем плавки в доменной печи бокситовой железной руды с добавкой известняка и железного лома. При этом доменная печь одновременно выдает чугун и шлак, представляющий клинкер глиноземистого цемента.

Для интенсификации процесса помола клинкера допускается введение технологических добавок до 2%, которые не ухудшают качество цемента и снижают его стоимость. Глиноземистый цемент производят трех марок: 400, 500 и 600.В состав клинкера цемента входят низкоосновные алюминаты, при этом главной составной частью является однокальциевый алюминат СаО·Аl2О3. При затворении порошка глиноземистого цемента водой образование пластичного теста, последующее его уплотнение и твердение протекают аналогично обыкновенному портландцементу.

Однокальциевый клюминат при взаимодействии с водой гидратируется, образуя в конечном итоге двух кальциевый восьмиводный гидроалюминат 2СаО·А12О3·8Н2О и гидрат оксида алюминия.В дальнейшем происходят уплотнение геля двухкальциевого гидроалюмината и кристаллизация продуктов гидратации. Уплотнение и кристаллизация геля глиноземистого цемента протекают очень интенсивно, что обеспечивает быстрое нарастание прочности.

Примерно через 5…6 ч прочность глиноземистого цемента может достичь 30% и более от марочной, через сутки твердения — выше 90%, а в 3-суточномвозрасте — марочной прочности. Из таблицы-1 видно, что уже через 1 сут глиноземистый цемент может достичь высокую прочность. По величине предела прочности при сжатии глиноземистый цемент делят на три марки: 400, 500 и 600. Для определения марки испытывают на сжатие половинки образцов-балочекразмером 40×40×160 мм, твердеющие 3 сут в нормальных условиях. Глиноземистый цемент является быстротвердеющим, но не быстросхватывающимся вяжущим веществом.

Таблица-1.Показатели прочности глиноземистого цемента

Таблица показателей прочности глиноземистого цемента

При обычных температурах (до 25  °С) в процессе твердения глиноземистого цемента образуется высокопрочное вещество -двухкальциевый гидроалюминат имеющий следующую химическую формулу:

2(CaO·Аl2О3)+ 11H2O=2CaO ·Аl2О3 ·8H2O+2Al(OH)3.

Двухкальциевый гидроалюминат выделяется в виде пластинчатых гексагональных кристаллов, а гидроокись алюминия представляет гелевидную массу.Если же температура бетона превысит 25-30 °С, то наблюдается переход двухкальциевого гидроалюмината в кубический трехкальциевый гидроалюминат (3CaO·Аl2О3·6H2O), который сопровождается возникновением внутренних напряжений в цементном камне и понижением прочности бетона почти в два раза.

Начало схватывания глиноземистого цемента должно наступать не ранее 30 мин, а конец не позднее  12 ч. Наиболее благоприятными для твердения глиноземистого цемента являются влажные условия и нормальная температура (20±5)°С. Нарастание прочности цемента в условиях температуры выше 25°С уменьшается.

Как уже было сказано выше, возможны даже падение достигнутой прочности и разрушение бетона в результате перекристаллизации двухкальциевого гидроалюмината в трехкальциевый. Это называют болезнью глиноземистого цемента. Поэтому пропаривание изделий на глиноземистом цементе не допускается.

При температуре ниже нормальной и близкой к нулю твердение глиноземистого цемента происходит удовлетворительно, что объясняется его высокой экзотермией. В течение 1…3 сут твердения глиноземистый цемент выделяет в 1,5…2 раза больше тепла, чем портландцемент. Большое тепловыделение ограничивает применение глиноземистого цемента в массивных конструкциях, так как разогрев бетона внутри массива и охлаждение его снаружи вызывают растягивающие напряжения в наружных слоях и образование трещин.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 008, которого должно быть не более 10% массы пробы. Бетоны на глиноземистом цементе водо-,воздухо- и морозостойки, а также стойки в условиях пресных и сульфатных вод, однако разрушаются в щелочных водах. Высокая воздухостойкость глиноземистого цемента объясняется уплотнением и кристаллизацией продуктов гидратации цемента и их незначительной деформативной способностью при изменении влажности воздуха. Бетоны на глиноземистом цементе обладают значительной плотностью, что и определяет их высокую морозостойкость.

Повышению плотности способствует гель гидрата оксида алюминия, образующийся при гидратации однокальциевого алюмината, который имеет плотное строение. Применение глиноземистого цемента существенно ограничивается его стоимостью (он в 3…4 раза дороже портландцемента), хотя по своим физико-химическимсвойствам (скорости твердения, стойкости в различных средах) он превосходит все другие вяжущие вещества, в том числе и портландцемент.

Применяют глиноземистый цемент в тех случаях, когда наиболее рационально используются его специфические свойства, например при срочных восстановительных работах (ремонт плотин, дорог, мостов, при срочном возведении фундаментов). Химическая стойкость глиноземистого цемента делает целесообразным его использование для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на предприятиях пищевой промышленности, на травильных и красильных предприятиях, для футеровки шахтных колодцев и туннелей.

Глиноземистый цемент по сравнению с другими вяжущими обладает стойкостью против действия высоких температур (1200…1400°С и выше), что позволяет использовать его для изготовления жаростойких бетонов, применяемых в качестве футеровки тепловых аппаратов.

*****
РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!
*****

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Беларуская моваEnglishFrançaisDeutschКыргызчаLatviešu valodaLietuvių kalbaLëtzebuergeschRomânăРусскийУкраїнська
Optimized with PageSpeed Ninja