Меню

Сырьем для получения клинкера глиноземистого цемента являются

Сырье для производства глиноземистого цемента

Глиноземистый цемент является выcoкoпpочным гидpавличeским вяжyщим, быcтpо твepдeющим как в воде, так и на вoздyxe. Для глиноземистого цемента xapaктеpнo быстpoe твepдeниe пpи высокой пpoчнocти, что позволяет шиpoкo использовать его в aвapийнo-вoccтанoвитeльныx paбoтax и военном cтpoительcтве.

Производство глиноземистого цемента пpeдycмaтpивaет использование клинкepа или шлака, coдеpжaщиx алюминаты кальция. Состав глиноземистых цементов зависит от xимикo-минеpaлoгичecкoгo состава сырья и пpимeняeмый тexнoлoгии производства глиноземистого цемента. Для производства этого цемента сырьевую смесь обжигают до paсплавленнoгo состояния или спекания. Пoлyченный мaтеpиaл тщательно измельчают.

Использование бокситов для производства глиноземистого цемента

Бокситы являются основным компонентом цементного сырья в производстве глиноземистого цемента. Это сырье сoдepжит гидpаты глинозема в виде диacпopa, гидpapгиллитa, бемита, а также кpeмнeзeм, оксиды магния, железа, титана и дpyгиx металлов. Пpоцeнтнoe содepжaниe глинозема в бокcитаx может дoxoдить до 70%.Иногда бокситы содepжaт железистый гематит, а также опаловый или квapцевый кpeмнeзeм.

Бокситы в основном иcпoльзyютcя для производства металлического алюминия. Иx качество oпpeдeляeтcя содepжaниeм окиси алюминия и коэффициентом качества- массовым отношением количества глинозема к кoличecтвy оксида железа в бoкcитax. Для производства глиноземистого цемента иcпoльзyют бокситы мapки Б-1 с коэффициентом качества 9 и coдepжaниeм глинозема не менее 49 %, а также бокситы маpки Б-2, Б-3, Б-7, кoтоpыe xapaктepизyются коэффициентом качества 7; 5; 5,6; соответственно и coдepжаниeм глинозема не менее 30%.

Использование шлаков пepeплaвки алюминия для производства глиноземистого цемента

Дpyгим видом цементного сырья для производства глиноземистого цемента cлyжaт шлаки втоpичнoй пepеплaвки алюминия или алюминoтepмичecкoгo производства фeppоcплaвoв. Чистый глинозем иcпoльзyетcя для производства высокоглиноземистого цемента и особо чистого высокоглиноземистого цемента. В качестве известковой компоненты цементного сырья слyжит известняк или обожженная известь. Вместо извести может также пpимeнятьcя гипс или фocфopиты.

В пpоцeccе восстановительной плавки кокс также является компонентой сырьевой шиxты. Химический состав цементного клинкepа зависит от cодepжaния в иcxoднoй шиxте жeлeзocoдepжaщиx соединений, способа производства глиноземистого цемента- методом плавления или спекания, кислотности cpeды обжига цементного клинкepa, ycлoвий oxлaждeния и дpyгиx фaктopoв.

Плавленый глиноземистый и высокоглиноземистый шлак может быть пoлyчeн методом aлюминoтepмии. Снижение cодеpжaния диоксида кpeмния в метaллypгичеcкиx шлaкax позволяет обогатить иx глиноземом. В paсплaвлeнный доменный шлак пpи его выпycке из печи либо в шлаковозный ковш вводят тepмитнyю смесь, coстоящyю из железной pyды и алюминия. Пpoиcxодит pеaкция с большим выделением тепла и тeмпepaтypa шлака поднимается до 2273К и выше.

Пpи введении 12-33% тepмитнoй смеси кpeмний пepexодит в феppocилиций, и на дне осаждается металлический фeppocиликoaлюминиeвый pacплaв. В доменном шлаке в pезyльтатe восстановления cодepжaниe диоксида кpeмния с 36,04 снижается до 6,48%, а глинозема повышается с 13,07 до 58,79%. Обpaзцы шлаков в измельченном виде пpедcтaвляют собой глиноземистые цементы, отличающиеся от обычныx цементов пониженной пpoчнocтью в начальные cpоки твepдeния.

Источник

Глиноземистый цемент: производство, свойства, применение.

Глиноземистыйцемент представляет собой гидравлическое быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое измельчением глиноземистого клинкера. Клинкер получают из обожженной до плавления или спекания смеси, состоящей из бокситов и известняков.

Глиноземистый цемент в строительстве применяют в чистом виде или в качестве компонента для изготовления расширяющихся, жаростойких и других вяжущих.

Химический состав глиноземистого цемента характеризуется содержанием в нем главных оксидов, %: алюминия (глинозем Al2O3)– 30–50, кальция (СаО) – 35–45, кремния (кремнезем SiO2) – 5–15, железа (Fe2O3) – 5–15; небольшого количества в виде примесей других оксидов: титана (TiO2) – 1,5–2,5, магния (MgO) – 0,5–1,5, серного ангидрида (SO3) – 0,1–1, щелочных металлов (Na2O + K2O) – до 1.

Читайте также:  Химический состав цемента зуба биохимия

Минералогический состав глиноземистого цемента характеризуется содержанием в нем соединений однокальциевого алюмината СаО×Al2O3 (СА), однокальциевого двухалюмината СаО×2Al2O3 (СА2), пятикальциевого трехалюмината 5СаО×3Al2O35А3), геленита 2СаО×Al2O3×SiO22АS), двухкальциевого силиката b-2СаО×SiO2 (b-С2S).

Основным минералом глиноземистого цемента, определяющим его свойства, является СА. Он образует твердые растворы с однокальциевым ферритом до 15 % и оксидом железа – до 10 %. При твердении дает камень высокой прочности. Минерал С5А3 быстро схватывается и твердеет, СА2 медленно твердеет, но имеет высокую конечную прочность.

Сырьем для изготовления глиноземистого цемента являются известняки CaCO3 и бокситы Al2O3×nH2O. Могут применяться алюминиевые шлаки и обожженные высокоглиноземистые глины. Изготавливают глиноземистый цемент двумя способами: спеканием или плавлением сырьевой смеси.

По способу спекания во вращающихся или шахтных печах производится обжиг тонкоизмельченной сырьевой смеси боксита и известняка. При температуре около 1300 °С образуется глиноземистый клинкер.

По способу плавления в доменных печах одновременно получают чугун и глиноземистый шлак. Печь загружают железистым бокситом, известняком, металлическим ломом и коксом. Расплавленные чугун и шлак периодически выпускают. Температура шлака составляет 1600–1700 °С. Охлажденный шлак является клинкером глиноземистого цемента.

Истинная плотность глиноземистого цемента составляет 3,1–3,3 г/см 3 , насыпная плотность в рыхлонасыпанном состоянии – 1000–1300, в уплотненном – 1600–1800 кг/м 3 , водопотребность – 23–28 %. Начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, конец – не позже 12 ч. Ускорителями служат Ca(OH)2, Na2CO3, CaSO4, портландцемент, замедлителями – NaCl, CaCl2, KCl, винная кислота и др.

Этот цемент при твердении быстро набирает прочность. Через 10—15 ч она составляет 15–20 МПа, через сутки – 80—90 % от марочной. Марки цемента, определяемые в возрасте 3 суток, – 400, 500 и 600. Через 10–20 лет он приобретает прочность, превышающую марочную на 50–60 %.

Глиноземистый цемент интенсивно твердеет при пониженных температурах. Так, при 0 °С через трое суток прочность его составляет 50 % от марочной. Это объясняется повышенной экзотермией в начальный период. Пропаривание и автоклавная обработка понижают его прочность.

Бетоны на глиноземистом цементе по сравнению с бетонами на портландцементе имеют повышенную водостойкость. Жаростойкость их очень высокая и составляет 1200—1600 °С. Объясняется это отсутствием в цементном камне гидроксида кальция. Они также имеют более высокую водонепроницаемость, морозостойкость в связи с тем, что пористость цементного камня на глиноземистом цементе в 1,5 раза меньше пористости портландцементного камня.

Глиноземистый цемент рекомендуют применять для изготовления жаростойких, морозостойких и водонепроницаемых бетонов, при выполнении аварийных и ремонтных работ. Ограничивает его применение высокая стоимость, превышающая стоимость портландцемента в 5–6 раз.

Источник

Технология применения глиноземистого цемента

Глиноземный цемент – важный компонент строительных бетонов и растворов, обладающих высокой жаропрочностью.

Это быстротвердеющее вещество обладает рядом свойств, позволяющих создавать материалы и конструкции, которые невозможно получить, применяя обычный портландцемент.

Что называют глиноземистым цементом

Один из важнейших строительных материалов в условиях повышенной влажности – глиноземистый цемент.

Читайте также:  Сколько сохнет грунтовка для стяжки

Быстротвердеющее в воздушной и водной среде, это вещество с высокими прочностными показателями незаменимо в строительстве в качестве компонента высокотемпературных и гидроизоляционных растворов и бетонов.

Встречающееся название «глиноземистый портландцемент» не корректно, так как глиноземистый цемент и портландцемент – разные материалы.

В промышленности востребованы два вида алюминатного цемента – глиноземистый (ГЦ) (35% Al2O3) и высокоглиноземистый (ВГЦ) (60-80% Al2O3).

Различия между глиноземистым и портландцементом

Хотя алюминатная смесь и портландцемент имеют общее назначение, из-за разницы в минеральном составе свойства материалов значительно различаются.

Краткий перечень отличий:

  • набор прочности ГЦ протекает как экзотермическая реакция, которая может проходить до суток;
  • плотность монолита ГЦ значительно превышает показатели портландцемента;
  • водонепроницаемость монолита ГЦ на порядок превышает показатель классического цемента;
  • ГЦ достигают расчетной прочности через трое суток, портландцемент выходит на тот же показатель прочности через двадцать восемь суток;
  • монолит из алюминатного цемента больше подвержен деструктивному воздействию щелочной среды, чем стандартный материал.

Бетоны на портландцементе во влажной среде быстро теряют свои качества – проникая в поры, влага вызывает коррозию арматуры, а растворимые соли разрушают структуру монолита.

Глиноземистые составы лишены этих недостатков.

Выпуск алюминатного материала составляет меньше 1% от всего объема производимого цемента. Причина – дефицит сырья и высокая стоимость ГЦ.

Технология изготовления

В качестве сырья для получения ГЦ используют известняки CaCO3 и бокситы с общей формулой Al2O3*nH2O.

Бокситы неоднородны по своему составу и содержат окислы алюминия (Al2O3), кремния (SiO2), железа (Fe2O3) и другие.

В производстве ГЦ используют бокситы с кремневым модулем (коэффициентом качества), который рассчитывается как соотношение Al2O3/ SiO2 %, и составляет не менее 2%.

В связи с дефицитом бокситов в России используют бокситовую железную руду, к которой добавляют известняк и железный лом. В качестве клинкеров применяют доменные гранулированные шлаки.

Использование этих материалов в качестве сырья позволяет значительно снизить стоимость алюминатных составов.

Существуют два основных метода производства высокоглиноземистого цемента.

При температуре в специальных барабанах шихту расплавляют. Дают полученному продукту остыть и измельчают до состояния мелкодисперсного порошка.

Исходное сырье измельчают до порошка и обжигают в печах. После остывания полученных гранул их перемалывают в мелкий порошок.

Внимание! Продукт, полученный методом плавления на порядок превосходит по качеству ГЦ, полученный спеканием.

Российские производители алюминатных смесей преимущественно изготавливают ГЦ методом плавления.

Свойства, преимущества и недостатки

Глиноземистые цементы – это темный мелкодисперсный порошок, который в воздушной и водной среде в смеси с водой образует твердеющие в короткие сроки вяжущие материалы.

Составы на их основе обладают рядом уникальных качеств:

  • высокой скоростью схватывания и быстрым набором расчетной прочности;
  • возможностью работать с растворами при низких температурах;
  • способностью образовывать высокопрочный монолит, обладающий огнеупорными свойствами;
  • индифферентным отношением к агрессивным средам (кроме щелочных).
  • по скорости схватывания и времени набора прочности на порядок превосходит лучшие показатели портландцемента;
  • повышенная морозоустойчивость;
  • отсутствие коррозии и нечувствительность к агрессивным средам;
  • высокие значения огнеупорности изделий;
  • отличная защита армирующей сетки бетонных изделий от внешних воздействий;
  • высокоглиноземистый и расширяющийся виды ГЦ используют в работах высокой сложности, невыполняемых другими материалам.
  • высокая стоимость ГЦ, связанная с особенностью производства;
  • нельзя применять для заливки больших площадей – из-за выделения тепловой энергии при наборе прочности схватывание проходит неравномерно, что приводит к деструкции;
  • из-за выделения тепла продукт нельзя применять при температурах свыше 30° С;
  • разрушаются под действием щелочных сред.

Обратите внимание! Качество глиноземистого материала напрямую зависит от степени дисперсности – чем тоньше помол, тем лучше схватывание и выше характеристики прочности.

Применение глиноземистых материалов

Хотя ГЦ обладает целым рядом преимуществ в сравнении с традиционным цементом, широкого применения он не нашел. Причиной ограниченной области использования продукта является высокая цена – он в 3-5 раза дороже стандартного цемента.

Читайте также:  Приклеить кафельную плитку цементом

Поэтому глиноземистые смеси применяют только там, где использование более дорогого материала оправдано его специфическими свойствами.

Глиноземный цемент незаменим при выполнении следующих работ:

  • при ремонтных работах по восстановлению элементов гидротехнических сооружений, в том числе гидроизоляции очистных сооружений;
  • как гидроизоляционный материал при тампонаже нефтяных скважин;
  • в судоходстве для устранения пробоин корпуса;
  • гидроизоляции аварийных протеканий канализационных и водопроводных сетей;
  • при ремонте душевых комнат и бассейнов;
  • для получения раствора, способного твердеть и обретать прочность за короткое время – 1, 2 или 7 суток;
  • для получения гидроизоляционной штукатурки;
  • при возведении конструкций, в процессе эксплуатация которых предусмотрен контакт с агрессивными средами (исключая щелочные);
  • для антикоррозионной защиты сетки арматуры;
  • при изготовлении отдельных изделий и бетонов с огнеупорностью до 1700° С.

Благодаря своим свойствам, ГЦ используется в строительстве как компонент расширяющихся, огнеупорных, быстротвердеющих, напрягающих и других специальных составов.

Благодаря огнеупорности алюминатные составы широко используют в металлургии как составная часть жаропрочных сухих смесей и бетонов.

Использование глиноземистого цемента частными застройщиками

При кладке каминов, печей и дымоходов в частном домостроении успешно используется такая особенность ГЦ, как огнеупорность.

Гидроизоляционные свойства состава находят применение при строительстве подвалов и погребов, где материал используется в качестве связывающего раствора.

Обратите внимание! Из-за быстрого схватывания готовить растворы глиноземистых цементов следует в короткие сроки.

Технические характеристики

Российские производства выпускают алюминатные составы по ГОСТу 969-91 тремя основными марками (ГЦ-40, ГЦ-50 и ГЦ-60).

Высокоглиноземистые цементы имеют маркировку ВГЦ I, ВГЦ II и ВГЦ III.

Технические показатели различных марок продукта соответствуют следующим значениям:

Марка Предел прочности при сжатии, МПа Тонкость помола. Остаток на сите №10, % Сроки схватывания 1 сутки 3 суток начало, мин окончание, ч ГЦ-40 22,5 40

10 45 10 ГЦ-50 27,4 50

10 45 10 ГЦ-60 32,4 60

10 45 10

Свою прочность по марке глиноземистые составы достигают через 72 часа. Для сравнения – у портландцементов эта цифра равняется 28 суткам.

Важно! На упаковках алюминатных смесей часто указывает количество алюминия (AL) в процентах – чем выше это значение, тем прочнее будет монолит.

Глиноземные цементы – качественные и дорогостоящие продукты, обладающие особыми свойствами.

Для получения желаемого результата перед применением состава необходимо ознакомиться со всей информацией по приготовлению и эксплуатации, которая в понятной форме указана на упаковке.

Правильный выбор и использование продукта позволяет создать долговечную конструкцию, обладающую высокой прочностью.

Особенности применения быстродействующего цемента

Что такое цемент — свойства, из чего делают

Строительно-технические свойства портландцемента и его применение

Особенности применения бетон-контакта — как наносить

Источник

Adblock
detector