Строительные материалы .ру

Свойства и применение глиноземистого цемента

Глиноземистый цемент должен иметь тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 008 не более 30 %. Марки глиноземистого цемента, определяемые по ГОСТ 310.4—81, через 3 сут 400, 500, 600. Сроки схватывания глиноземистого цемента: начало—не ранее 30 мин, конец — не позднее 12 ч.
Бетоны на глиноземистом цементе морозостойки и более стойки по сравнению с портландцементом против выщелачивающей коррозии, а также к растворам сульфата кальция и магния, морской и болотной воде,растворам сахара, животным и растительным маслам. Однако глиноземистый цемент быстро разрушается даже слабыми растворами солей аммония и щелочей.

Его нельзя применять в щелочных средах и смешивать с известью или портландцементом.
Учитывая дефицитность сырья (бокситов) и значительную стоимость глиноземистого цемента, его выпускают в сравнительно небольших количествах (менее 1 %! от общего выпуска цемента), а применяют при возведении бетонных конструкций, которые необходимо быстро ввести в эксплуатацию, для срочных аварийных и ремонтных работ, а также для тампонирования нефтяных и газовых скважин, футеровки шахтных колодцев и туннелей и т. п.
На основе глиноземистого цемента в смеси с жаростойкими заполнителями изготовляют бетоны, которые хорошо сопротивляются действию высоких температур (1000°С и выше). Глиноземистый цемент используют также для получения расширяющихся цементов.

Состав и особенности твердения глиноземистого цемента

Основным минералом глиноземистого цемента как по количественному содержанию, так и по вяжущим свойствам является однокальциевый алюминат СаО-Аl2O3(СА). В сравнительно небольших количествах в нем содержатся другие низкоосновные алюминаты кальция (5Са0-ЗА1203 и Са0-2Аl2O3). Силикаты кальция обычно представлены небольшим количеством белита 2CaO-Si02.
Процесс твердения глиноземистого цемента протекает по схеме, аналогичной твердению портландцемента.Главный минерал глиноземистого цемента — однокальциевый алюминат, реагируя с водой, вначале образует СаО-•А1203-10Н2О(САН10), который сравнительно быстро (в течение нескольких часов) переходит в гель, не обладающий существенной прочностью. В этот период происходит схватывание глиноземистого цементя.''приблизительно с такой же скоростью, как и у портландцемента.

Получающийся гель десятиводного гидрата (САН10) неустойчив и, кристаллизуясь, быстро переходит в более устойчивый 2СаО-А]203-8Н20(С2АН8) в кристаллической форме с одновременным выделением гидроксида алюминия в виде гелевидной массы.
Твердение глиноземистого цемента протекает настолько интенсивно, что уже через сутки достигается около 90 % конечной прочности, рост которой к 3 сут практически завершается.
Глиноземистый цемент образует цементный камень высокой плотности, пористость которого почти в 2 раза меньше, чем портландцементного. Это связано с тем, что при твердении он химически связывает воды примерно в 2 раза больше, чем портландцемент, а промежутки между кристаллами двухкальциевого гидроалюмината заполнены гидроксидом алюминия, который имеет плотное строение.
Глиноземистый цемент приобретает и длительно сохраняет высокую прочность только в том случае, если он твердеет при умеренных температурах. Если же температура превысит 25...30°С, то происходит перекристаллизация двухкальциевого гидроалюмината (С2АН8) в трехкальциевый гидроалюминат (С3АН6), сопровождающаяся уменьшением объема новообразований примерно на 25...30 % и возникновением вредных напряжений в цементном камне, влекущих снижение прочности в 2...3 раза.
Твердение глиноземистого цемента сопровождается интенсивным выделением теплоты, достигающим через 1 сут 70...80 % полной экзотермии. Поэтому глиноземистый цемент нельзя применять в условиях жаркого климата и при тепловлажностной обработке изделий, и при бетонировании массивных  конструкций.

Сырье и производство

Глиноземистый цемент — гидравлическое вяжущее вещество, обеспечивающее получение цементного камня высокой прочности в очень короткие сроки (1...3 сут). Этот цемент иногда называют алюминатным, так как в его составе преобладают низкоосновные алюминаты кальция (80...85%).
Сырьем для производства глиноземистого цемента служит смесь пород с высоким содержанием глинозема, чаще бокситов (А120з-nН20) и известняков или извести, а также и более дешевое сырье — алюминиевые шлаки и материалы, получаемые обжигом высокоглиноземистых глин.
Глиноземистый цемент изготовляют плавлением сырьевой смеси в электрических печах, вагранках, конверторах при температуре выше 1500°С. Реже применяют обжиг до спекания при температуре около 1300°С во вращающихся печах или на агломерационной ленте.
Получившийся сплав или клинкер охлаждают и размалывают в порошок, как и при производстве портландцемента. Сплав и клинкер глиноземистого цемента отличаются высокой твердостью. Поэтому глиноземистый цемент трудно размалывается, требует высокого расхода электроэнергии, вызывает сравнительно быстрый износ мелющего оборудования. Это является одной из причин его высокой стоимости (он в несколько раз дороже портландцемента).



© 2018 Строительные материалы .ру