Технические особенности глиноземистого цемента

Для строительства, ремонта и реконструкции тех или иных объектов существует множество готовых смесей и отдельных материалов. Рассмотрим, что собой представляет глиноземистый цемент, чем он отличается от аналогов из той же группы вяжущих компонентов. Ознакомимся с особенностями производства и применения. Читайте до конца, и Вы узнаете о рекомендациях по выбору качественного продукта и правильному замешиванию растворов.

Общее описание материала

Как и прочие виды цемента глиноземистый применяется для приготовления различных строительных смесей. Однако не исключается и самостоятельное использование. В любом исполнении материалы с содержанием ГЦ, ВГЦ и ОВГЦ способны затвердевать в сухой и влажной среде.

Для производства вяжущего применяются известняк, бокситы и другие горные породы с высоким содержанием оксида алюминия. Подобный состав обусловливает иное название глиноземистого цемента – это алюминатный компонент. Если отдельно обратить внимание на долю оксида кальция в составе, то можно выделить две разновидности материала: малоизвестковый и высокоизвестковый (предельная порция здесь – 40%).

С традиционным портландцементом, как правило, сравниваются три базовых параметра:

1. Высокая прочность. Отличные показатели объясняются содержанием алюминатов кальция. Процесс набора прочности сопровождается выделением большого количества тепловой энергии. В первые сутки объем достигает 70%. Поэтому использовать раствор рекомендуется при температуре окружающей среды ниже +30 градусов по Цельсию. В ином случае итоговая надежность бетона окажется сниженной в 2-3 раза.
2. Плотность. На фоне привычного портландцемента глиноземистый способствует формированию сухого остатка с более высокой плотностью. Но показатели наряду с прочностью и устойчивостью к агрессивным условиям эксплуатации могут заметно снизиться при добавлении в раствор иных вяжущих компонентов. В частности, это ПЦ, известь или гипс. Перечисленные материалы ошибочно часто применяются с целью увеличения срока затвердевания рабочей массы.
3. Рабочее время. Технически период схватывания ГЦ схож с портландцементом. Однако отличие заключается в том, что механическая устойчивость первых образцов спустя 3 дня заметно выше. Но при этом полный период «созревания» бетона аналогичен – 28 дней.

Общие характерные особенности для вяжущих компонентов с глиноземом выглядят следующим образом:

• высокое тепловыделение позволяет выполнять работы при минусовой температуре (не ниже -10 градусов по Цельсию);
• несмотря на химическую активность алюминия наблюдается инертность к большинству жидких и газообразных реагентов;
• устойчивость к периодическому и постоянному нагреванию.

Кроме прочего для алюминатные цемента характерна высокая адгезия с металлом, что делает бетон со стальной арматурой фактически монолитом. По жаростойкости можно достигнуть предела в +1500 градусов по Цельсию. Но это возможно при формировании изделий в условиях нагревания массы до +550 градусов. Еще одна особенность состава на основе глиноземистого цемента касается применения и замешивания. Это его повышенная вязкость. То есть доведение смеси до однородности и ее выработка сопровождаются большими трудозатратами, для чего требуются мастерство и качественный инструмент.

Выдержки из нормативной документации

Для производства глиноземистого цемента в 1966 году был разработан единый государственный стандарт №969. Основан документ был на своде требований СТ СЭВ 24-73. Сегодня контроль качества осуществляется по ГОСТу 969-2019.

Стандарт распространяется на все виды глиноземистого цемента. В частности, на вяжущие компоненты, которые способствуют ускорению процесса отверждения растворов либо повышению жаростойкости бетона. Вторая группа называется высокоглиноземистой.

Внутренняя классификация материалов проводится по двум базовым признакам. Первый – это процентное содержание оксида алюминия в составе:

• глиноземистый (ГЦ) – от 35 до 60% по массе;
• высокоглиноземистый (ВГЦ) – с показателями свыше 60, 70, 75 и 80 единиц;
• особочистый высокоглиноземистый (ОВГЦ) – со сниженным содержанием примесей минерального происхождения (основные соединения – железа, кремния и серы с кислородом).

Второй критерий – соответствие цемента тому или иному классу прочности спустя трое суток после замешивания:

• ГЦ – 40, 50 или 60;
• ВГЦ – 25 и 35;
• ОВГЦ – 25.

В изначальном документе представлена таблица по пределам прочности на сжатие с минимальными значениями спустя 1 и 3 дня:

В современном ГОСТе табличные данные расширены и выглядят так:

Прочие технические требования выглядят следующим образом. Рабочее время замешанного раствора должно соответствовать пределам от 0,5 до 12 часов.

Допустимое содержание технологических добавок – до 2% от общей массы цемента. Дополнительно конечный продукт должен соответствовать современным требованиям ГОСТ 30515-2013. Здесь прописаны общие технические условия ко всем видам цемента независимо от их применения.

Особенности производства

Существует две технологии производства глиноземистого цемента, суть которых сводится к обжигу сырья. Для спекания охлажденной массы используются шахтные и вращающиеся печи, в которых температура поднимается до +1300 градусов по Цельсию. Далее гранулят снова остужается. На выходе получается высококачественный продукт с отличными прочностными показателями. Но на производственный процесс требуются большие энергозатраты.

Вторая технология – плавление. Здесь чаще используются печи шахтного типа, реже доменные. Причина в том, что получаемый в них цемент на первых этапах схватывания отличается низкой прочностью. В камеру перед термическим давлением заготовленная смесь подается в комбинации с коксом. После водяного охлаждения масса попадает в многокамерную мельницу. Некоторые производители дополнительно продукт подвергают очистке от кремниевой кислоты путем электроплавки. Экономическая выгода технологии заключается в использовании пылевидного топлива.

Другой способ плавания подразумевает эксплуатацию печей с переменным током. Сырье превращается в гранулы или брикеты, обеспечиваются условия для предварительного кальцинирования известняка и прокаливания алюминиевой руды. В результате получается кремнеземистый цемент самого высокого качества, что окупает экономические затраты на производство.

Область применения

В большей степени глиноземистый цемент применяется в промышленности и ответственном строительстве.

Это обосновано высокой прочностью, жаростойкостью и быстрым затвердеванием, что в проектах для частного сектора редко востребовано. В частности, актуальность материала заключается в следующем:

1. Реконструкция. Здесь подразумевается техническое восстановление мостов, акведуков и прочих нагруженных конструкций.
2. Ремонт. Это срочное или профилактическое устранение различного рода неисправностей, дефектов.
3. Строительство. Цемент используется для срочной реализации проектов той или иной сложности и ответственности. Как правило, речь идет о введении в эксплуатацию объектов спустя 3 дня.
4. Фиксация. Материал применяется в качестве альтернативы гипсовым смесям в местах с повышенной влажностью. Например, установка металлических анкеров или арматурных стержней.
5. Изготовление резервуаров. Это могут быть емкости, кольца или трубы, которые планируется эксплуатировать в условиях химически агрессивной среды.

При более детальном рассмотрении применения цемента можно выделить ряд таких мероприятий:

• добавление в растворы для ускорения их процесса затвердевания;
• приготовление огнеупорного бетона, химически стойкого клея, водонепроницаемого и расширяющегося, сульфатостойкого состава;
• производство железобетонных изделий в заводских условиях и на строительной площадке;
• возведение гидротехнических сооружений, в том числе, погруженных в условиях прямого контакта с грунтом или морской водой;
• ремонт кораблей и бетонных конструкций контактирующих с водой;
• устранение протечек в системах, где рабочее давление достигает 10 Атмосфер.

В частном секторе сниженный спрос на алюминатный цемент обоснован кроме прочего высокой стоимостью. Но в ряде проектов все же мастера отдают предпочтение именно этому материалу. Например, в случаях строительства фундамента, цокольного этажа, устройства подвала. Актуален вяжущий компонент при возведении и ремонте воздуховодных каналов и шахт, дымоходов и других конструкций в отопительных системах.

Рекомендации от специалистов

Все разновидности глиноземистого цемента сравнительно с классическими аналогами стоят заметно больше. Поэтому на рынке нередко появляется контрафактный продукт. Существует статистика, в которой указан высокий процент (до 40%). Специалисты выделяют несколько моментов, которые позволяют отличить качественный материал от поддельного:

• Проверенные временем поставщики.

К таковым относятся, например, Gorkal, Secar, Ciment Fondu, Cimsa Icidac. В России производством занимаются ОАО «Пашийский Металлургический Цементный Завод» и ООО «ЕМА-цемент». Не стоит доверять особенно новым поставщикам.

• Сопроводительная документация.

Одним из главных здесь является заключение от СанЭпидНадзора. В документе должно быть подтверждение, что конкретный продукт относится к группе безопасных материалов для здоровья человека. Причина в том, что в составе цемента могут присутствовать в небольшом количестве природные радионуклиды (предельное значение – до 370 Бк/кг). Также в заключении должен быть указан адрес, по которому находится орган выдавший документ. На упаковке производитель указывает аналогичные данные.

• Вес мешка.

Показатель может находиться в пределах от 49 до 51 кг, что установлено требованиями ГОСТа.

• Состав.

Перед заказом необходимого количества материала стоит сначала проверить содержимое одного мешка. Показателем подделки является присутствие посторонних включений в перемолотом порошке. Нередко встречается добавление песка и дробленого гравия.

• Срок годности.

Глиноземистый цемент после расфасовки по товарным мешкам сохраняет заданные свойства в закрытой упаковке в течение всего 60 дней. Стоит помнить, что свойства по истечении этого периода сохраняются, но технические показатели заметно снижаются.

Раствор на основе алюминатного цемента важно правильно замешивать, чтобы исключить выбрасывание состава. В первую очередь нужно разрыхлить порошок, если он слежался. Далее необходимо строго следовать инструкциям от производителя по пропорциям компонентов. До однородности вязкий состав добавляется с использованием электрического инструмента. Отдельное внимание нужно уделять изначальной температуре цементного теста. Как правило, это не более +15 градусов по Цельсию. Шпателя и емкости для раствора подлежат очистке сразу после выработки смеси. Удаление затвердевшей массы проводится только механически, что приводит к повреждению загрязненной поверхности.

Коротко о главном

Глиноземистый цемент – это вяжущий компонент для производства строительных смесей, в составе которого повышенное содержание алюминия.

Производство материала контролируется ГОСТом 969, что был доработан в 2019 году.

Главные отличительные свойства глиноземистого цемента от традиционного заключаются в жаростойкости, химической инертности и быстрой схватываемости.

Также для состава характерны высокая плотность, сульфатостойкость, низкая водопроницаемость и высокая теплоотдача при застывании (особенно в первый день).

Применяется цемент как самостоятельная смесь и для приготовления различных растворов для срочной или запланированной реализации проектов различной сложности и масштабов.