Глиноземистий цемент
Глиноземистий цемент – це продукт випалу і помелу клінкеру з порід, багатих глиноземом в суміші з вапняком або обпаленої вапном. Природний джерело глинозему (оксиду алюмінію) – родовища бокситів. Так як в нашій країні майже немає природних покладів бокситів, його замінником для виробництва глиноземистого цементу найчастіше служить доменний шлак.
Глиноземистий цемент є швидкотверднучим і гідрофобним, в нормальних умовах він повністю схоплюється в терміни до 10 годин, а будівельний бетон на його основі володіє підвищеною водонепроникністю, морозостійкістю, стійкістю до агресивних середовищ і високій температурі.
Глиноземистий цемент твердне з виділенням значної кількості тепла (в 1,5 рази більше, ніж у портландцементу), тому він відмінно підходить для бетонування в зимових умовах без додаткового підігріву. І навпаки, бетонування масивних конструкцій в літній час повинна виконуватися з примусовим охолодженням вироби.
Основні застосування глиноземистого цементу:
- Випадки, коли необхідні короткі терміни набору міцності (бетон на глиноземистом цементі марки ГЦ-40 у віці 3-х діб аналогічний по міцності бетону на портландцементі М400 після 28 діб)
- Вихідна сировина для виробництва розширюється, що напружує, безусадочного та інших спеціальних видів цементу, а також сухих будівельних сумішей
- Виробництво жаростійкого бетону з глиноземистою цементом в якості в'яжучого і вогнетривких наповнювачів
- Бетонування елементів глибоких нафтових і газових свердловин (висока температура і тиск, агресивне середовище сульфатних пластових вод)
ЦК Бетон столиця займається реалізацією навального і тарованого цементу. Ми здійснюємо доставку цементу власним транспортом, а також відвантажуємо на умовах самовивозу. У нас Ви завжди можете придбати найбільш популярні марки цементу М400 і М500 за вигідною ціною.
Гліноземестий цемент (ГЛЦ).
Гліноземестий цемент (ГЛЦ) - гідравлічний в'яжучий речовину, яка швидко твердне. Отримують його в результаті тонкого подрібнення обпаленої до спікання або сплаву сировинної суміші, яка багата глиноземом.
Для отримання глиноземистого цементу використовують такі сировинні матеріали як: вапно або вапняк, породи з високим вмістом глинозему Al2O3 (наприклад боксит).
Глиноземистий цемент характеризується мінералогічним складом з великим вмістом низькоосновних алюмінатів кальцію, основним з яких є CaO*Al2O3 - однокальціевий алюмінат.
Висока вартість глиноземистого цементу обмежує його застосування. Але його активно використовують при аварійних роботах, термінових ремонтних, для бетонних і залізобетонних споруд, які можуть піддаватися впливу сильно мінералізованих вод, для отримання жаростійких бетонів, при виготовленні безусадочних і розширюються і цементів, а також він дуже зручний при роботі в зимових умовах.
Глиноземистий цемент і цементи на його основі.
Про гідравлічних властивості низькоосновних алюмінатів кальцію було відомо ще в XIX столітті. У Франції при дослідженні способів отримання сульфатостійкого цементу був отриманий глиноземистий цемент, який поряд з підвищеною сульфатостійкого відрізнявся виключно швидким твердінням і досить високою міцністю. Хімічний склад і технологія одержання цього цементу внаслідок його чудових властивостей були засекречені французами в 1912 р. Військове відомство використало цей цемент-- першої імперіалістичної війни для швидкого зведення фундаментів під важкі гармати, будівництва кулеметних точок, а також для термінового відновлення різного виду споруд. [1,c.22]
У Радянському Союзі в результаті самостійних досліджень, проведених групою вчених, було розроблено кілька способів отримання глиноземистого цементу і вивчені фізико-хімічні процеси його виробництва та твердіння. Результати цих робіт дозволили організувати виробництво глиноземистого цементу спосіб доменної плавки і раціонально застосовувати його в багатьох областях будівельної індустрії. Глиноземистий цемент використовують також як найважливіший компонент при виробництві декількох видів розширюються цементов.
Сьогодні, Росія займає п'яте місце в світі за обсягами виробництва цементу, поступаючись Китаю, Індії, США і Японії. Актуальність роботи обумовлена великим обсягом виробництва цементу в Росії, необхідністю вдосконалення виробництва та поліпшення властивостей цементу.
Метою роботи є вивчення глиноземистого цементу та цементу на його основі. Для досягнення цієї мети були поставлені завдання: розглянути основні властивості та характеристики глиноземистого цементу, а також цементів на його основі.
Характеристика та властивості глиноземистого цементу
Глиноземистий цемент -- швидкотверднучі гідравлічне в'яжуче, що складається переважно з моноалюмината кальцію (СаО*А12О3). Свою назву цей цемент отримав від технічного назви оксиду алюмінію А12О3 -- «глинозем».[3,c.27]
Сировиною для глиноземистого цементу служать боксити і чисті вапняки. Боксити -- гірська порода, що складається з гідратів глинозему (А12О3 * пН2О) і домішок (в основному Fe2O3, SiO2, СаО і ін). Боксити широко використовуються в різних галузях промисловості: для отримання алюмінію, абразивів, вогнетривів, адсорбентів і т. п., а родовищ з високим вмістом А12О3 дуже небагато.[6,c.38]
Хімічний склад глиноземистого цементу, одержуваного різними методами, знаходиться в наступних межах: СаО - 35...45 %; А12О3 - 30...50 %; Fe2O3 - 0...15 %; SiO2 - 5...15 %. У мінеральному складі клінкеру глиноземистых цементів переважає однокальціевий алюмінат СаО * А12О3 (СА), який визначає основні властивості в'яжучого. Крім того, в ньому присутні алюмінати -- СА2, С12А7; двухкальціевий силікат C2S, що відрізняється, як відомо, повільним твердінням, і як неминучою баластної домішки -- геленит - 2СаО * А12О3 * 2SiO2. Зовнішні параметри глиноземистого цементу - це тонкий порошок сіро-зеленого, коричневого або чорного кольору.
Тонкість помелу повинна бути такою, щоб при просіюванні проби цементу через сито з сіткою № 008 (розмір комірок в світлі 0,08 мм) проходило не менше 90% від маси проби. У відповідності з ГОСТ 969--66 глиноземистий цемент в залежності від міцності при стисненні ділиться на три марки: 40, 50 і 60. Марку цементу визначають у віці трьох діб після виготовлення зразків. [1,c.18]
Глиноземистий цемент повинен виготовлюватися у відповідності з ГОСТ 969-91 за технологічним регламентом виробника. Зміст глинозему (Al2O3) в цементі повинна бути не нижче 35 %.
По міцності на стиск у віці 3-х діб цемент підрозділяється на марки: 40, 50 і 60. Фізико-механічні показники цементу повинні відповідати зазначеним у таблиці:
Глиноземистий цемент є швидкотверднучим, але нормально схватывающимся в'яжучою речовиною. Початок тужавлення цементу повинен наступати не раніше 30 хв., а кінець не пізніше 12 год від моменту замішування водою.[3,c.42]
Глиноземистий цемент характеризується зниженою здатністю до деформації у зв'язку з крупнокристалічних структурою формується цементного каменю. Крім того, із-за наявності кубічного гідратованого моноалюмината при формуванні цементного каменю відбувається втрата маси.
Існують два способи виробництва глиноземистого цементу: метод плавлення сировинної шихти і випалення до спікання.[6,c.52]
Спосіб виробництва глиноземистого цементу методом плавлення включає в себе підготовку зернистої шихти з цементного сировини, плавлення, охолодження отриманого шлаку, дроблення і тонке подрібнення.
Спосіб спікання характеризується тим, що вихідні компоненти цементної сировини просушують, тонко подрібнюють і перемішують до досягнення повної гомогенізації, після чого порошкоподібну або гранульовану цементну шихту направляють в піч і виконують випал клінкеру в різних печах. Далі цементний клінкер охолоджують, піддають помолу і отримують глиноземистий цемент. [4,c.26]
Основні властивості:
-швидке наростання міцності в ранньому віці;
-при твердінні бетону на глиноземистом цементі виділяється велика кількість тепла, що дозволяє використовувати ці бетони при негативних температурах до -10 градусів без підігріву;
-глиноземистий цемент має підвищену щільність цементного каменю, що визначає більшу стійкість бетону проти всіх видів агресивних рідин і газів порівняно з бетоном на портландцементі;
глиноземистий цемент порівняно з портландцементом є більш вогнестійким і термічно стійким матеріалом. В суміші з вогнетривкими заповнювачами: шамотом, хромітової руди, магнезитом та ін. глиноземистий цемент може бути використаний для отримання гидравли-но твердіючих вогнетривких розчинів і бетонів.[3,c.42]
Процес твердіння глиноземистого цементу і міцність утворюється цементного каменю істотно залежать від температури твердіння. При нормальній температурі (до + 25° С) основний мінерал цементу -- СА взаємодіє з водою з утворенням кристалічного гидроалюмината кальцію і гідроксиду алюмінію у вигляді гелевидной маси:
2(СаО * А12О3) + 11Н2О = 2СаО * А12О3 * 8Н2О + 2А1(ВІН)3 + Q
При твердінні глиноземистого цементу основне з'єднання -- однокальціевий алюмінат, піддається гідратації, в результаті чого утворюється двухкальціевий гидроалюминат. При взаємодії глиноземистого цементу з водою не утворюється гідрату окису кальцію, завдяки чому цементний камінь, бетони та розчини на глиноземистом цементі значно краще протистоять дії мінералізованих вод; відсутність трьохкальцієвого гидроалюмината підвищує стійкість до сульфатної корозії. Однак бетони па глиноземистом цементі кородують в кислих агресивних середовищах, концентрованих.розчини сірчанокислого магнію і в лужних середовищах при концентрації лугів більше 1%. З підвищенням температури твердіння глиноземистого цементу понад 25--30° С міцність цементного каменю знижується, внаслідок перекристалізації двухкальциевого гидроалюмината в трьох-кальцієвий. Тому пропарювання і автоклавную обробку виробів на глиноземистом цементі не виробляють. [5,c.57]
При знижених позитивних температурах тверднення відбувається менш інтенсивно, але все ж значно швидше, ніж портландцементу.
При охолодженні маси цементу (бетону) нижче -2 °С твердіння його з водою практично припиняється.Тому для твердіння необхідно забезпечити оптимальні температурні умови.
Розчини і бетони на глиноземистом цементі водонепроникні, хімічно стійки, вогнестійкі, вогнетривкі, термічно стійкі.[8,c.17]
Стійкість гідратних утворень у вигляді гідроалюмінатов кальцію, що утворюються при твердінні цементного розчину, істотно залежить від температури і концентрації глинозему і оксидів кальцію в розчині. Характерною особливістю низькоосновних гідроалюмінатов кальцію є їх здатність до перекристалізації, при якій формуються стійкі кристалогідрати.В процесі гідратації глиноземистого цементу хімічна реакція взаємодії низькоосновних алюмінатів кальцію з водою призводить до формування гідроалюмінатов кальцію і гідроксиду алюмінію, який характеризується малою розчинністю у воді, великою питомою поверхнею і позитивно впливає на формування високоміцного цементного каменю.При гідратації бере участь в реакціях оксидне залізо утворює гидроферриты кальцію і гидроалюмоферриты кальцію. Гідроксид алюмінію виділяється у вигляді гелю.
Відмінною особливістю реакції гідратації однокальциевого алюмінату є висока электротермичность. При затвореиии глиноземистого цементу високих марок водою виділяється приблизно до 376 кДж/кг (до 90 кал/кг) тепла; при цьому енергійне виділення тепла повністю відбувається в перші години схоплювання і твердіння цементного тіста. Це властивість глиноземистого цементу, з одного боку, обмежує використання його для бетонування масивних конструкцій, з іншого -- може надати позитивний вплив на виробництво бетонних робіт в зимовий час. Об'ємна маса глиноземистого цементу в пухкому стані знаходиться в межах 1000--1400 кг/м3. [2,c.21]
Високоглиноземистих цементи розроблені НИИЦементе; отримано два види -- високоглиноземний і особочистый високоглиноземний, що розрізняються по малому вмісту домішок. ВГЦ при наявності 60--65% глинозему містить 2--3°/0 кремнекислоти, а особочистый ВГЦ -- 73--75% глинозему, до 1% кремнекислоти і менш 0,5% оксиду заліза. Останній цемент за фазовим складом відрізняється від ВГЦ, він складається в основному з диалюмината кальцію -- СА2 і невеликої кількості геленита і моноалюмината. Температура плавлення його досягає 2033К.[1,c.33]
Ангидрито-глиноземистий цемент -- гідравлічне в'яжуче, що отримується спільним помелом высокоглиноземистого шлаку (клінкеру) з штучним або природним ангидритом. Змішують готовий глиноземистий цемент з попередньо подрібненим ангидритом, що отримується випаленням природного двоводяного гіпсу при 873--973К. Для АГ-цементу характерно менше виділення тепла при гідратації, ніж для глиноземистого цементу. Підвищується при твердінні розчину і бетону температура сприятливо впливає на тверднення, так як прискорює кристалізацію гідросульфоалюміната кальцію. Утворилися кристали гідросульфоалюміната відіграють роль структурного елемента в цементному камені і в певних умовах не тільки запобігають усадку, але і викликають явища розширення. Можна вважати, що АГ-цемент є одним з початкових видів родини розширюються цементов, одержуваних на основі глиноземистого цементу.[7,c.55]
Порівняно з портландцементом глиноземистий цемент забезпечує отримання бетонів і розчинів більшої щільності і водонепроникності.
Бетони на глиноземистом цементі морозостійкі і більш стійкі в порівнянні з портландцементом проти вилуговування, а також до розчинів сульфату кальцію і магнію, морський і болотній воді, розчинів цукру, тваринним і рослинним маслам. Однак глиноземистий цемент швидко руйнується навіть слабкими розчинами солей амонію і лугів. Його не можна застосовувати в лужних середовищах і змішувати з вапном або портландцементом. Враховуючи дефіцитність сировини (бокситів) та значну вартість глиноземистого цементу, його випускають у порівняно невеликих кількостях (менше 1 % від загального випуску цементу), а застосовують при зведенні бетонних конструкцій, які необхідно швидко ввести в експлуатацію, для термінових аварійних і ремонтних робіт, а також для тампонування нафтових і газових свердловин, футеровки шахтних колодязів та тунелів і т. п. На основі глиноземистого цементу в суміші з жаростійкими заповнювачами виготовляють бетони, які добре чинять опір дії високих температур (1000°С і вище). Глиноземистий цемент використовують також для отримання розширюються цементов: водонепроникний розширюється цемент (ВРЦ), водонепроникний безусадочний цемент (ВБЦ), гипсоглиноземистый розширюється цемент(ГГРЦ). [8,c.51]
Водонепроникний розширюється цемент (ВРЦ)
Цемент ВРЦ - один з перших видів розширюються цементов - являє собою быстросхватывающееся і швидкотверднучі в'яжуча речовина. Водонепроникний розширюється цемент (ВРЦ) отримують змішуванням або спільним помелом глиноземистого цементу (70%), напівводяного гіпсу (20%) і меленого спеціально виготовленого высокоосновного гидроалюмината кальцію 4СаО-А12О3-13Н2О (10%).
Глиноземистий цемент у складі ВРЦ забезпечує тверднення і незмінність обсягу цементного каменю. Найбільш інтенсивне розширення ВРЦ відбувається протягом перших діб і триває до 2-3 діб. [7,c.36]
ВРЦ має марку 500 через 28 діб, хоча вже через 6 год тверднення набирає міцність не менше 7,5 МПа. Відрізняється зниженою морозостійкістю і може застосовуватися тільки при позитивних температурах.
Водонепроникний розширюється цемент (ВРЦ) застосовується для гідроізоляції різних споруд (резервуари, шлюзи, доки, басейни, трубопроводи, тунелі, фундаменти промислових і цивільних будівель), в яких на час виробництва робіт фільтруюча вода може бути відведена від торкретируемых поверхонь на період 1-2 години. Застосування цього цементу допускається для споруд, эксплоатируемых в умовах будь-вологісного режиму.
Водонепроникний безусадочний цемент (ВБЦ)
Водонепроникний безусадочний цемент (ВБЦ) - быстросхватывающееся і швидкотверднучі гідравлічна терпка речовина, що отримується шляхом ретельного змішування глиноземистого цементу, напівводяного гіпсу і гашеного вапна. Сировинна суміш містить не менше 85% глиноземистого цементу. Співвідношення між вапном і гіпсом може змінюватися в межах від 2,0 до 1,0. [6,c.36]
Водонепроникний безусадочний цемент (ВБЦ) складається з тих же компонентів, що і ВРЦ, але взятих в інших співвідношеннях. Ці цементи швидко схоплюються (початок тужавлення -- кілька хвилин, кінець--* не пізніше 5... 10 хв) і швидко тверднуть, досягаючи до 3 діб 60...80 %-ної марочної міцності. Вони утворюють цементний камінь високої водонепроникності (витримує тиск води до 0,7 МПа), за що і отримали другу назву водонепроникних цементів.
Водонепроникний безусадочний цемент (ВБЦ) застосовується для гідроізоляції підземних споруд (тунелі різного призначення), які протягом усього періоду будівництва і эксплоатации знаходяться в умовах підвищеної вологості повітря (75% при t=20°). Зважаючи на те, що цей цемент є безусадочным або слабо розширюється лише у вологому середовищі, а в сухих умовах виявляє усадку, потрібно уникати його застосування для тих споруд, де, хоча б тимчасово, може виникнути сухий режим.
Гипсоглиноземистый розширюється цемент (ГГРЦ)
Гипсоглиноземистый розширюється цемент виробляють шляхом помелу суміші высокоглиноземистого шлаку і двоводяного сірчанокислого кальцію. ГГРЦ містить не більше 30% гіпсу і характеризується початком тужавлення не раніше 10 хвилин і кінцем тужавлення не пізніше 4 годин з моменту початку замішування. Для уповільнення схоплювання використовують буру, оцтову кислоту, СДБ. [5, c.36]
Сировиною гипсоглиноземистого цементу служать високоглиноземистих шлаки моноалюминатного типу. При зануренні у воду гипсоглиноземистого цементу відбувається лінійне розширення цементу, що становить не менше 0,1% через 1 годину після замішування і не більше 0,6% через 3 доби твердіння.
На початковому етапі твердіння цементу ГГРЦ швидкість росту міцності вище, ніж у глиноземистого цементу, однак на наступних етапах зростання міцності такий же, як у глиноземистого цементу. Деформаційна здатність ГГР-цементу трохи більше такої деформаційної здатності глиноземистого цементу.[3,c.87]
Перші 3-7 діб ГГРЦ повинен розширюватися у водному або сильно зволоженою середовищі. При твердінні на повітрі цемент не тільки не збільшується, але навіть дає усадку. Іноді використовується комбінований режим твердіння, при якому перші 3 доби твердіння підтримується у водному середовищі, а в подальшому твердіння триває в повітряному середовищі. При такій процедурі спочатку відбувається розширення, а потім усадка з незначним залишковим розширенням близько 0,15%.
Ступінь розширення цементного розчину залежить від відносного вмісту цементу і води в розчині. якщо в'язкого стає менше. Тепловлажностная обробка виробів на основі ГГРЦ істотно прискорює процес твердіння і зменшує ступінь розширення. Розчини і бетони на основі цементу ГГР володіють високою атмосфероустойчивостью і морозостійкістю. За екзотермії ГГР-цемент ближче до портландцементу високого сорту, ніж до глиноземистому цементу.[7,c.45]
Стійкість цементу ГГР при сольовий агресії прямо залежить від стійкості глиноземистого цементу, на основі якого виготовлений ГГРЦ. Він стійкий у морській воді, пластових сульфатних водах і розчинах сульфату магнію та натрію.
Гипсоглиноземистый розширюється цемент призначається для виготовлення безусадочних і розширюються водонепроникних розчинів, бетонів і гідроізоляційних штукатурок; для закладення стиків збірних бетонних та залізобетонних конструкцій; для омонолічування і підсилення конструкцій, підливи фундаментів і закладення фундаментних болтів; для закарбування швів і розтрубів водопровідних ліній при робочому тиску до 10 атм, створюваному не раніше 24 год з моменту закінчення закарбування.
Висновок
Цемент-це найважливіший будівельний матеріал. У будівельній практиці він застосовується вже близько 160 років. Великі наукові відкриття, що послужили основою створення нових видів цементу і поліпшення якості існуючих, відносяться до останніх чотирьох десятиліть, причому більшість з них належить радянським ученим.
В Украине цемент начали производить в прошлом столетии. В начале 20 века, в России работало 60 цементных заводов общей производительностью около 1,6 млн. тонн цемента. Однако после Первой мировой войны большинство цементных заводов было разрушено. С приходом советской власти цементную промышленность Украины пришлось создавать практически с нуля.
Уже в 1962 году, СССР занял первое место в мире по выпуску цемента. В 1971 году выпуск цемента в стране превысил 100 млн. тонн. Цементная промышленность СССР отличалась высокой концентрацией производства. Средняя мощность цементного завода в СССР была почти в 2 раза выше, чем в США, и на 30% выше, чем в Японии.
Украинская цементная промышленность находится в числе самых быстрорастущих мировых индустрий с темпами около 9%, при этом в ближайшие годы можно прогнозировать увеличение темпов роста.
Сегодня главным недостатком украинских цементных заводов является то, что они используют мокрый способ производства цемента, который гораздо более энергоемкий, чем используемый в развитых странах мира сухой способ. Поэтому для компаний важно постепенно переходить на более прогрессивные энергосберегающие технологии.
Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане
Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам
Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону
Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)
Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных
Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть
Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)
- Сучасний заміський будинокНе останнє місце при будівництві заміського будинку займає обробка як внутрішня, так і зовнішня. Зовнішнє оздоблення виконує не тільки захисну функцію, але і не менш важливу естетичну. Потрібно будувати так, щоб високоякісна зовнішня обробка і стильн
- Будинок з мансардою - практично і красиво?Будівництво будинку з мансардою має безліч переваг, у першу чергу - це економія кошти при порівняно невеликій втраті корисної площі. Мансардний поверх обійдеться трохи дешевше повноцінного, так як зверху немає плит з / б, альо вартість 1 м. кв. обштука