Главная
Изобретение глиноземистого цемента

Изобретение глиноземистого цемента

История

Изобретение глиноземистого цемента можно назвать делом случая. В начале XX века во Франции в процессе поиска методов получения сульфатостойкого цемента, получили цемент, для которого помимо высокой сульфатостойкости, был характерен быстрый набор прочности. Химический состав и технология получения этого цемента вследствие его замечательных свойств были засекречены французами в 1912 г, а военное ведомство Франции использовало этот цемент в первой мировой войне для быстрого возведения фундаментов под тяжелые орудия, строительства пулеметных точек, а также для срочного восстановления различного вида сооружений.

В Советском Союзе в результате самостоятельных исследований, проводимых группой ученых Г. В. Кукалева, А. Н .Ройзена, М. В. Чебукова, Н.А. Торопова, И. В. Кравченко, было разработано несколько способов получения глиноземистого цемента и изучены физико-химические процессы его производства и твердения. Результаты этих работ позволили организовать производство глиноземистого методом доменной плавки и рационально применять его во многих областях строительной индустрии.

Классификация

В России глиноземистые и высокоглиноземистые цементы выпускаются в соответствии ГОСТ 969-91.

По содержанию трехокиси аллюминия (Al₂O₃) цементы подразделяют на виды:

Глиноземистые цементы – ГЦ,
Высокоглиноземистый цемент I – ВГЦ I,
Высокоглиноземистый цемент II – ВГЦ II,
Высокоглиноземистый цемент III – ВГЦ III;

По прочности на сжатие на третьи сутки цементы подразделяют на марки:

ГЦ-40	ВГЦ I-35
ГЦ-50	ВГЦ I-25 и ВГЦ II-35
ГЦ-60	ВГЦ III-25

Технические характеристики

Глиноземистый цемент – нормально схватывающееся гидравлическое вяжущее, отличающееся от других цементов высокой прочностью, достигаемой в раннем возрасте:

начало схватывания не ранее 45 минут
конец схватывания не позднее 10 часов

Сроки схватывания могут быть изменены введением замедлителей (хлористый кальций, бура, борная кислота, соляная кислота и др.) и ускорителей (известь, портландцемент, гипс и др.).
Бетоны приготовленные на глиноземистом цементе, за 10-14 часов набирают 75% от проектной прочности бетона, а через 24 часа –90% от проектной прочности.

Удельный вес 2,8-3,1 г/см³
Насыпной вес 0,9-1,2 г/см3
Огнеупорность –1450⁰С

При твердении глиноземистого цемента выделяется большое количество тепла, тепловыделение начинается после затворения водой через 5-8 часов и продолжается столь интенсивно, что к суточному возрасту выделяется до 70-80% общего количества тепла, тогда как для портландцемента тот же процент тепла выделяется обычно к семисуточному возрасту. Это свойство цемента позволяет вести бетонирование при температуре –10 ^оС без применения электроподогрева.
Глиноземистый цемент имеет повышенную плотность цементного камня, что определяет большую устойчивость бетона против всех видов агрессивных жидкостей и газов по сравнению с бетоном на портландцементе.
В составе цементного камня на глиноземистом цементе нет свободной извести, что предопределяет большую устойчивость в сульфатных солях, в растворе сахара и в природных водах, содержащих свободную углекислоту.
Растворы и бетоны на глиноземистом цементе обладают высокой водонепроницаемостью.
Глиноземистый цемент по сравнению с портландцементом является более огнестойким и термически устойчивым материалом. В смеси с огнеупорными заполнителями: шамотом, хромитовой рудой, магнезитом и др. глиноземистый цемент может быть использован для получения гидравлически твердеющих огнеупорных растворов и бетонов. Подобного рода растворы и бетоны по своим показателям отвечают основным свойствам огнеупоров.

Применение глиноземистого цемента.

Глиноземистый цемент, обладающий рядом присущих ему свойств, применяется:

Для изготовления бетонных и железобетонных сооружений из бетона марок 100-600 в тех случаях, когда расчетная прочность бетона должна быть достигнута в течение 1-х, 3-х и 7-ми суток:

-при возведении ответственных железобетонных конструкций промышленных сооружений и мостов в случае необходимости быстрого получения расчетной прочности;
-строительства подземных сооружений, шахтостроении;
-тампонировании трещин в породах при большом дебите воды;
-для скоростного тампонирования холодных нефтяных скважин;
-для заделки пробоин в судах морского транспорта;
-для быстрого устройства фундаментов под машины, заливки отверстий анкерных болтов;
-для быстрого восстановления поврежденных промышленных зданий и мостов;
-монтажа линий электропередач;
-при заделке воронок, образовавшихся в старом бетоне на портландцементе.

Глиноземистый цемент рекомендуется применять для изготовления сборных железобетонных конструкций специального назначения на заводах и на строительных площадках, здесь глиноземистый цемент имеет преимущество, что изделия могут выпускаться с завода всего через 1 сутки после изготовления, причем отпадает необходимость в пропаривании изделий.

Для изготовления быстротвердеющих бетонов и железобетона, обладающих стойкостью в агрессивных средах:

при возведении морских сооружений, где требуется повышенная сульфатостойкость;
при изготовлении емкостей и других сооружений в пищевой, кожевенной, бумажной и других отраслях промышленности (обладает хорошей устойчивостью против действия органических кислот, различных соединений серы, серной кислоты, молочной кислоты, соляного раствора, крахмала сахарозы, кислотных масел);
бетон на глиноземистом цементе имеет хорошую сцепляемость с арматурой, низкую коррозийность арматуры.

Важнейшим направлением в современной технике является повышение эффективности работы тепловых агрегатов. Такая тенденция наблюдается и в металлургии, и в химической, и в нефтехимической и других отраслях промышленности. Эффективность работы и продолжительность эксплуатации тепловых агрегатов обусловлена свойствами огнеупорной футеровки, в качестве которой используются штучные изделия, футеровочные смеси и бетоны. Использование бетонов в качестве футеровочного материала обеспечивает ускорение темпов строительства тепловых агрегатов в 3-4 раза, уменьшение трудовых затрат в 2-3 раза, а также повышение их производительности. Однако бетон как футеровочный материал обладает надостатком –снижение прочности в результате воздействия высокой температуры при первом нагреве, но высокое жаростойкое свойство бетонов на основе глиноземистого цемента обуславливает преимущественное применение во многих отраслях промышленности:

для изготовления штучных огнеупорных изделий с различной огнеупорностью в зависимости от огнеупорных свойств заполнителей,

НАПРИМЕР:

Христофоровский завод огнеупорных блоков и бетонов выпускает огнеупорные блоки с огнеупорностью 1610 ^оС, пределом прочности 170 кг/см2 на шамотном заполнителе и связующем – глиноземистом цементе.
Французская фирма «Серик» применила глиноземистый цемент для изготовления огнеупорных блоков при строительстве туннельной печи кирпичного завода под Минском, прочность 470 кг/см2 через 3-ое суток, температура деформации под нагрузкой 40% сжатия составила –1430 ^оС.

для приготовления огнеупорных бетонов и растворов при обмуровке топки и газоходов пароперегревателей паровых котлов электростанций и ТЭЦ. Для этих целей глиноземистый цемент приобретают почти все предприятия системы Энергозащиты России и страны СНГ;
для приготовления жаростойкого бетона, идущего на футеровку прибыльных надставок при подготовке сталеразливочных составов на металлургических заводах;
для изготовления легковесных огнеупорных плит, блоков, применяемых на предприятиях алюминиевой промышленности, нефтеперерабатывающих заводах;
для возведения дымовых труб в ряде отраслей.

В целом, по оценкам специалистов НИИЖБ и ВОСТИО возможна замена всех применяемых огнеупоров блоками и изделиями из жаростойкого бетона на 50%.

См. каталог -> Глинозёмистые цементы