п. 1. Введение
Глиноземистым цементом называют гидравлическую смесь на базе цемента. Она служит для создания конструкций и изделий, эксплуатация которых предполагает нахождение в воде или в контакте с химически агрессивными средами любого вида.
Бетоны на основе обычного портландцемента в таких условиях быстро утрачивают свои технические характеристики. Влага проникает внутрь бетонного камня через поры и трещины и приводит к тому, что происходит коррозия арматурного скелета. Сульфаты и другие соли активно разрушают не только металл, но и саму конструкцию или элемент. В данном случае портландцемент целесообразно заменить глиноземистой разновидностью цемента. На территории РФ данный материал регламентируют положения ГОСТа 969-91.
п. 2. Особенности производства и количественный состав глиноземного вида цементов
Цемент получают по технологии измельчения природного сырья, которое обогащено глиноземом. В смесь включают оксиды в строго определенном соотношении:
- алюминия – 30 – 50 %;
- кальция – 35 – 45 %;
- кремния – 5 – 15 %;
- железа – 5 – 15%.
Также в ней присутствуют алюминаты, двухкальциевый силикат, балластные примеси. Если процесс схватывания надо замедлить, то надо добавить хлористый кальций, буру или борную кислоту. Если ускорить – то портландцемент, гипс, известь.
В зависимости от содержания оксида кальция в % материал классифицирую на 2 основные группы:
- высокоглиноземный (CaO свыше 40%);
- низкоглиноземный (CaO ниже показателя 40%).
В настоящее время применяют 2 способа производства цемента данной категории: обжиг компонентов в гранулированном виде либо плавление шихты.
Основные технологические шаги при выборе метода плавления:
1. сначала производят подготовку шихты;
2. готовят расплав внутри специализированных печей;
3. полученный продукт подвергают охлаждению;
4. грубое дробление материала;
5. тонкий помол.
Если выбрана технология спекания гранулированных компонентов:
1. просушка ингредиентов;
2. максимально тонкий помол;
3. гомогенизация до образования гранул;
4. высокотемпературный обжиг;
5. процедура охлаждения;
6. тонкий максимально помол.
В разных странах приоритет одной или другой технологии может существенно различаться.
п. 3. Свойство цементов глиноземного типа
Алюминаты кальция гарантируют, что бетонная смесь или раствор будут иметь хорошую прочность после застывания. Процесс твердения ГЦ сопровождается активным выделением тепла (экзотермическая реакция). Пик приходится на 1 сутки. Недопустимо проводить работы при температуре воздушной среды выше +300 C. Цементное тесто может разогреваться до +1000 C. Такой нагрев значительно уменьшает прочность готового цементного камня.
Если брать в качестве примера российский ГОСТ, то глиноземные цементы подразделяются на марки по параметру сопротивления сжатию: ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60. Готовый искусственный камень получается более плотный, прочный, устойчивый к воздействию химически активных сред. Марочная прочность достигается через 72 часа с момента начала процесса твердения.
Важно учитывать одно существенное ограничение. Такие цементы не применяют там, где возможен контакт со щелочными средами.
Отличительные характеристики данного строительного материала:
- прекрасный материал для работы в зимний период. Интенсивное теплоотделение в данном случае будет преимуществом;
- готовый цемент успешно противостоит воздействию сложных или химически агрессивных газообразных и жидкостных сред;
- набор прочности после завершения процесса твердения идет не менее интенсивно;
- высокая плотность готового искусственного камня.
п. 4. Где применяют глиноземистые цементы?
В тех направлениях строительства, где важны следующие моменты:
- обустройства изоляции внутри нефтяных скважин;
- устранение течей в корпусе морских судов;
- обустройство резервуаров для эксплуатации в постоянном контакте с агрессивными средами;
- резервуары для хранения жидких видов топлива;
- заделывание трещин в водопроводных трубах посредством гидроизоляционных штукатурных смесей, если рабочее давление достигает 10 атм;
- гидроизоляция внутри подземных тоннелей;
- ремонт душевых комнат и бассейнов;
- гидроизоляционные покрытия в системе очистных сооружений;
- реконструкция ветхих строений и строительных конструкций.
п. 5. Нюансы применения и пропорции составляющих в бетонной смеси глиноземного типа
ГЦ применяют как в массовом, так и в частном строительстве, если речь идет о строениях, где не исключены воздействия высоких температур, влажности, химически агрессивных сред. Речь идет об отделке печей и каминов, дымоходов, монтаж труб в системе вентиляции.
Если цемент долго хранился в заводской упаковке, необходимо его тщательно разрыхлить. Лучше всего использовать вибросито с лопастным шнеком.
Есть ряд моментов, которые недопустимо делать в случае применения глиноземистых цементов:
- пропаривание бетонной смеси;
- затворение подогретой, кислой, соленой, щелочной водой (оптимальная температура жидкости от +15 до +180 C);
- добавлять в смесь заполнители, которые нагрели солнечные лучи, содержащие щелочи, если они не связаны химически;
- производить растворы либо бетонные смеси ГЦ и ПЦ в соотношении не соответствующем оптимальной пропорции 1/3.
Примерный расход ГЦ без добавления ПЦ для получения 1 м3:
- раствора: 500 – 800 кг;
- бетона: 300 – 400 кг.
На 1 кг ГЦ понадобится около 0,4 л воды.
Оптимальная температура среды для качественного твердения искусственного камня в 1 трое суток на воздухе или в погруженном в воду виде составляет от +15…200 C.
Если температура опустилась ниже отметки – 100 C, необходима защита из специализированных укрывных материалов.
