Цемент расширяющийся технические характеристики

Обновлено: 27.04.2024

Бетоны и растворы на основе портландцемента общего назначения имеют вредную особенность уменьшаться в объеме. При этом строительный материал может давать усадку до 3% объема и до 4 мм на 1 метре поверхности.

Если при возведении конструкций общего назначения подобное поведение бетона допустимо, то при возведении сооружений специального назначения, даже небольшая усадка недопустимо. Более того, в некоторых случаях требуется увеличение объема материала. Способностью при наборе прочности увеличиваться в объеме обладает цемент гипсоглиноземистый, и соответственно бетоны и растворы на его основе.

Характеристики

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент представляет собой разновидность глиноземистого цемента. В состав вяжущего этого типа входит тонкоизмельченный гипсовый камень (30%)и глиноземистый доменный шлак (70%).

Технические характеристики данного материала регламентированы нормативным документом – цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГОСТ 11052 74, и представлены в следующей таблице:

Характеристика в соответствии с ГОСТ 11052-74	Допустимые значения в соответствии с ГОСТ 11052-74
Прочность на сжатие через 72 часа после затворения	275 кгс/см2
Начало схватывания после затворения	Не ранее 15 минут и не позднее 4 часов
Изменение объема при наборе прочности в воде в течение 28 суток	Равномерное
Линейное расширение через 72 часа после затворения	Не менее 0,1% не более 0,7%.
Фильтрация воды при избыточном давлении 10 кгс/см2 через 24 после затворения	0
Гарантийный срок с момента отгрузки потребителю	60 суток

Сфера применения

Область применения данного материала определяется его уникальными техническими характеристиками. Гипсоглиноземистый цемент используется для изготовления безусадочных водонепроницаемых расширяющихся бетонов, растворов и гидроизоляционных обмазок.

Метростроение: заделка швов между бетонными конструкциями, гидроизоляция, ремонт и усиление старых конструкций.
Гражданское и промышленное строительство: гидроизоляция фундаментов, возведение бетонных емкостей, заделка швов и раструбов канализационных и водопроводных коллекторов эксплуатирующихся под избыточном давлении до 10 кгс/см2.
В муниципальном хозяйстве: гидроизоляция очистных сооружений, заделка швов, ликвидация аварийных ситуаций, ремонтные работы конструкций и помещений, работающих в условиях повышенной влажности.

Строительные характеристики и особенности

Бетон на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе набирает прочность в условиях сильного увлажнения в течение 3-7 суток после затворения. Это обязательное условие применения связующего этого вида.
Изделия из гипсоглиноземистого цемента допускают пропарку при температуре не более 100 градусов Цельсия.
Прочность бетона при аналогичных соотношениях компонентов, соответствует материалу, приготовленному на основе портландцемента ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500).
Адгезия бетона на гипсоглиноземистом цементе в бетонам на основе других типов связующего – отличное.
Стойкость к сульфидно-сульфатной воде отличная.
Огнестойкость выше, чем у портландцемента.
Гипсоглиноземистый цемент является преимущественным при омоноличивании массивных ЖБИ и замоноличивании анкерных шпилек и болтов.

Инструкция по приготовлению растворов

Пример приготовления тяжелого расширяющегося бетона для строительства монолитной поземной конструкции столичного метрополитена. Расход компонентов на 1 м3 раствора:

Цемент гипсоглиноземистый: 525 кг.
Песок карьерный:645 кг.
Щебень гранитный: 1055 кг.
Вода: 200 л.

Соответственно пропорции компонентов для расчета меньшего количества материала:1 часть цемента, 1,23 части песка, 2 части щебня, 0,4 части затворителя. Практические рекомендации:

Для замешивания бетона на гипсоглиноземистом цементе не допускается применение сточную и маркую воду, а также воду, с различными примесями (сахара, масло и пр.).
Учитывая способность такого бетона твердеть в течение короткого промежутка времени, следует каждые 2 часа очищать инструмент и технологического оборудование от остатков материала.
Чтобы получить долговечную конструкцию или сооружение придерживаются определенных правил ухода. Через 5-6 часов после заливки открытую поверхность бетона поливают водой. Через 48 часов производят разопалубку и поливают водой все сооружение. Все поверхности покрывают влажными матами, ветошью, рогожами, которые по мере высыхания поливают водой в течение 5-6 суток.

Производители гипсоглиноземистого цемента

В Российской Федерации на производстве расширяющегося цемента соответствующего ГОСТ 11052-74 специализируется предприятие ОАО Пашийский металлургическо-цементный завод, расположенный по адресу: Россия, Пермский край, Горнозаводский район, п. Пашия, ул. Свободы, строение №43.

Цена на цемент гипсоглиноземистый (средняя) на розничном рынке составляет 1400-1500 рублей за 1 мешок. Отгружается с завода в бумажных мешках массой 50 кг и контейнерах МКР-1,ОС.

В связи с небольшим гарантийным сроком годности гипсоглиноземистого цемента, высокой стоимостью и ограниченной областью применения, крупные партии материала принимаются к производству по индивидуальному заказу.

Расширяющийся цемент – это собирательное наименование нескольких видов связующего обладающих особыми свойствами. Соответственно своему названию, цементы этого вида при схватывании и твердении увеличиваются в объеме, в отличие от обычных цементов, которые при твердении наоборот уменьшаются в объеме (усаживаются).

Характеристики и виды

На данный момент времени производятся следующие виды расширяющихся цементов характеристики, которых соответствуют требованиям действующего нормативного документа – Цемент расширяющийся ГОСТ 11052-74: водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый цемент, расширяющийся портландцемент, напрягаемый цемент и расширяющийся шлакопортландцемент.

Рассмотрим каждый вид связующего подробнее.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент. Технология производства заключается в измельчении или смешивании в шаровом грохоте: глиноземистого цемента, гипса и алюмината кальция. Строительный материал этого вида характеризуется быстрым схватыванием – начало не ранее 4-й минуты, окончание не позднее десятой минуты. В ряде случаев требуется увеличение времени схватывания с помощью внесения специальных присадок. Сфера применения: ремонт бетонных конструкций, гидроизоляция подземных сооружений, возведение подземных резервуаров. расширяющийся цемент. Производится путем совместного помола или смешивания: высокого глиноземистого клинкера (шлака) и двуводного сульфата кальция (гипса). Схватывание бетона или раствора начинается не ранее 20-й минуты и оканчивается не позднее 240-й минуты. Окончательное твердение и набор прочности происходит через 70-85 часов после затворения. Применение расширяющегося цемента этого вида: безусадочный водонепроницаемый бетон и раствор, гидроизоляция подземных сооружений, заделка швов.
Расширяющийся цемент РПЦ 20. Данный строительный материал, получается одновременным помолом клинкера обычного портландцемента, глиноземистого клинкера (шлака), сульфата кальция и доменного шлака (допускается замена на другую активную присадку). Бетон на расширяющемся цементе этого вида характеризуется быстрым твердением при кратковременном пропаривании, высокой плотностью и высокой степенью водонепроницаемости. Схватывание бетона происходит не ранее получаса после затворения и не позднее 12-ти-часов. Окончательное твердение и набор прочности – через 70-80 часов (при пропаривании через 30-35 часов). Область применения: строительство гидротехнических сооружений и бетонных резервуаров. цемент. Изготавливается путем смешивания в определенных пропорциях: портландцемента, глиноземистого цемента и гипса. Обладает особенностью сначала твердеть, набирать прочность, и только потом расширяться в объеме. При этом начало схватывания происходит не ранее получаса, и не позднее 4-го часа после затворения. Область применения: ремонт железобетонных сооружений, производство бетонных труб работающих под давлением, строительство резервуаров, возведение спортивных сооружений.
Расширяющийся шлакопортландцемент. Начало схватывания раствора происходит не ранее 30-мнут, окончание схватывания не позднее 4-х часов. Применяется для: уплотнения отверстий в бетонных конструкциях, монтаже анкерных соединений, уплотнения кабельных и трубных проходов, герметизация стыков и швов, зачеканка вводов канализационных коммуникаций.

Преимущества расширяющихся цементов

Высокий уровень адгезии и постепенное расширение, обуславливающее плотное прилегание к основе и равномерное заполнение неплотностей, дефектов и трещин.
Морозостойкость изделий до 1 500 циклов «замораживания-размораживания», обусловленная минимальной влагопроницаемостью.
Стойкость к перепадам температуры.
Возможность проведения работ при низкой температуре воздуха.
Стойкость к вредным атмосферным т химическим факторам.

Недостатки

Высокая (в разы) цена относительно цементов общестроительного применения.
Ограниченный срок хранения от 1 до 3 месяцев в герметичной упаковке.
Ограниченные объемы производства. Как правило, крупные партии расширяющегося цемента изготавливают «под заказ».
Узкая сфера применения.
Большой риск купить контрафакт.
Учитывая, что свои уникальные свойства расширяющийся цемент приобретает при твердении в условиях высокой влажности, первые 5-7 суток изделия из бетона на его основе необходимо регулярно смачивать водой и укутывать в полиэтиленовую пленку.

Ремонт бетона расширяющимся цементом

Применение расширяющихся бетонов для ремонта конструкций аналогично применению обычного бетонного или цементного раствора, с некоторыми особенностями.

Ремонтируемую поверхность тщательно очищают от аморфной массы и загрязнений.
Перед нанесением расширяющегося раствора бетонную основу и арматуру тщательно увлажняют.
Для получения ремонтного состава расширяющийся цемент смешивают с чистым песком в соотношении 1:2, затворяют чистой водой в количестве 40-50% от веса цемента и тщательно перемешивают.
Нанесение раствора осуществляют пневмонабрызгом и инъектированием специальными шприцами.
Поверхность конструкции укрывают полиэтиленовой пленкой и поддерживают во влажном состоянии в течение 7 дней.
Не допускается смешивание расширяющегося цемента с материалами общестроительного применения.

Расширяющийся цемент для заделки трещин

Особенности заделки трещин заключаются в разных форматах приготовления ремонтного раствора в зависимости от габаритов повреждения.

Раствор для заделки тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм. Пропорции: 1 часть расширяющегося цемента к 1 части тонкомолотого песка, доломитовой или известняковой муки (заполнитель), вода 35-40% от веса цемента. Действует принцип – размер частичек заполнителя должен быть меньше меньшей толщины трещины в 3-4 раза.
Раствор для заделки трещин шириной 0,5-3 мм. Пропорции: 1 часть цемента, 2 части песка с модулем крупности 1,0, вода 35-40% от веса цемента.
Раствор для заделки повреждений толщиной свыше 3 мм. Пропорции: 1 часть цемента, 3 части карьерного или речного песка с модулем крупности 1,5, количество воды как в предыдущих вариантах.

Компании-производители расширяющихся составов

Рынок расширяющихся цементов Российской Федерации представлен продукцией нескольких заводов, которым можно доверять: «Пашийский металлургический цементный завод» и «MasterEmaco».

Пашийский выпускает два вида расширяющегося связующего: Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся по ГОСТ 11052-7 и Цемент напрягающий НЦ-20 по ТУ 5734-072-46854090-98. Стоимость гипсоглиноземистого расширяющегося цемента составляет от 27 000 до 30 000 рублей за 1 тонну и 1500 рублей за мешок 50 кг.
«MasterEmaco» входит в состав «BASF The Chemical Company». Специализируется на выпуске и продаже пластифицированных расширяющихся материалов. Стоимость 25-килограмового мешка пластифицированного расширяющегося цемента данного бренда составляет 1635 рублей.

Заключение

Учитывая довольно высокую стоимость расширяющегося цемента, использование данного материала для ремонта квартиры или частного дома не всегда оправдано экономически. Гораздо проще и дешевле изготовить ремонтную смесь своими силами по следующему рецепту: 3 части общестроительного портландцемента, 2 части песка и 1 часть клея для монтажа керамической плитки. Данный состав не является расширяющимся, но, тем не менее, надежно заделывает трещины и повреждения.

Востребованные строительные материалы: бетон и раствор на основе портландцемента, обладают существенным недостатком. При схватывании и наборе прочности на открытом воздухе залитая конструкция дает усадку 1-1,5 мм/м. При строительстве протяженных и объемных сооружений (резервуары, ЖБИ, стволы шахт и др.), усадка бетона, является причиной появления трещин и даже разрушения конструкции.

Поэтому для этих целей используется специальный строительный материал – саморасширяющийся цемент. Понятие «расширяющийся цемент» объединяет группу «вяжущих», обладающих одной особенностью – способностью расширяться объеме в пределах: 0,15-0,7%.

Особенности твердения бетона на саморасширяющемся цементе

Эффект саморасширения достигается с помощью создания минералов Эттрингит. Образование кристаллов Эттрингита происходит при взаимодействии присадок – алюминатов и сульфатов кальция на водной основе. При этом в состав кристаллов минерала входит большое количество молекул H2O.

Именно это обстоятельство обеспечивает эффект саморасширения. Твердые компоненты саморасширяющегося цемента, взаимодействуя друг с дружкой в процессе гидратации, присоединяют к себе воду и таким образом увеличивают свой объем в несколько порядков.

Одной из основных особенностей, которыми характеризуется данный вид связующего, в растворах на его основе параллельно идет два процесса: процесс образования эттрингита обеспечивающего увеличение объема и процесс схватывания и твердения. Если процесс образования минералов произойдет раньше, чем произойдет процесс схватывания и набора небольшой прочности, эффекта саморасширения не получится. Кристаллы эттрингита «сожмут» податливую массу в обратную сторону.

Поэтому при возведении сооружений из саморасширяющегося цемента необходимо обеспечить постоянное увлажнение поверхности в течение от 12 часов до 7 дней в зависимости от типа вяжущего.

Виды и назначение

На данный момент времени строительная промышленность, и частные лица могут приобрести следующие виды расширяющихся продуктов для приготовления бетонов и растворов:

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ). Связующее этого вида создают совместным помолом компонентов или смешиванием готового глиноземистого цемента, природного гипса и присадки – алюмината кальция. Начала схватывания материалов на основе ВРЦ происходит в течение четырех минут. Конец схватывания в течение 10 минут. Для увеличения периода схватывания в растворы и бетоны добавляют присадки: буру, уксусную кислоту или СДБ. Область применения: ремонт конструкций, гидроизоляция подземных сооружений, создание водонепроницаемых швов. (ГЦ). Популярный быстротвердеющий цемент, продукт совместного измельчения или смешивания глиноземистого клинкера и специального природного гипса. Область применения: гидроизоляция подземных сооружений, чеканка швов, приготовление расширяющихся бетонов и растворов.
Саморасширяющийся быстросхватывающийся цемент РПЦ 500 или РПЦ 400. В состав вяжущего данного типа входит портландцементный клинкер, глиноземистый клинкер и присадки. Область применения: ремонтные и восстановительные работы, гидроизоляция конструкций, замоноличивание стыков гидротехнических сооружений.
Саморасширяющийся цемент НЦ. При затворении сначала набирает прочность, далее саморасширяется. Это дает возможность напрягать возводимую конструкцию. Состав НЦ можно характеризовать как особый: обычный общестроительный портландцемент, глиноземистый цемент и гипс. Область применения: производство труб работающих под делением, возведение резервуаров, строительство объектов спортивного назначения.

Требования к качеству саморасширяющегося цемента

Вяжущее этого типа характеризуется специальными свойствами и весьма ограниченным сроком использования. Гарантированный срок использования составляет период времени от 1 до 3 месяцев после изготовления продукта. Поэтому расширяющийся цемент, как правило, производится ограниченным списком компаний и только в формате «под конкретный заказ».

Производители Российской Федерации установили следующие цены на расширяющийся цемент. В среднем цена одного килограмма расширяющего связующего начинается от 79 рублей/кг и более. Конечная цена зависит от конкретного поставщика.

Заключение

При принятии решения о покупке и использовании расширяющихся цементов следует руководствами рекомендациями специалистов в области строительства. В противном случае, существует объективный риск неоправданного увеличения стоимости строительных работ.

Расширяющийся цемент — это инновационный связующий материал, который отличается особыми свойствами и преимуществами. Его разрабатывали для узкопрофильных строительных работ, поэтому применение в частном строительстве неоправданно.

Классификация по свойствам

Расширяющиеся цементы представляют собой группу стройматериалов, которым свойственны отличительные технические характеристики и качества. Их можно классифицировать по свойствам и используемому исходному сырью, определяющим конечные свойства и поведение смеси:

Глиноземистые разновидности способны увеличиваться в объеме во время гидратации, что позволяет сохранять правильную форму без трещин, деформаций с небольшой усадкой.
Безусадочные материалы по мере затвердевания увеличивают объем, но когда обретают конечные прочностные показатели, не изменяются в размерах.
Напрягающий тип эффективен при возведении конструкций из железобетона.

В составе 3 перечисленных разновидностей присутствует клинкерный портландцемент с различными доменными шлаками, гипсом, прочими добавками.

Для достижения расширяющего эффекта используются следующие присадки:

Соединения алюминия.
Магниевые реагенты.

Увеличение в объеме обусловлено и наличием гипса, который вступает в реакцию с жидкостью. Расширяющийся портландцемент сохраняет прочность и даже становится более плотным. Это придает ему ряд преимуществ над традиционными пористыми бетонами.

Напрягающий тип выполняет роль растяжителя, поскольку он способен удлинять армированные каркасы в процессе гидратации, обеспечивая внутреннее напряжение стали и поднимая несущие способности конструкции.

Преимущества

Цемент саморасширяющийся пользуется спросом за счет следующих эксплуатационных преимуществ:

Повышенные адгезионные свойства и равномерное расширение, способствующие плотному прилеганию раствора к основе и постепенному заполнению пустот и трещин.
Улучшенная устойчивость к отрицательным температурам. За счет минимального водопоглощения вяжущий компонент может выдерживать до 1500 циклов заморозки-разморозки.
Устойчивость к скачкам температуры.
Возможность реализации строительных мероприятий в холодный период.
Неуязвимость к негативному воздействию атмосферных или химических факторов.

Недостатки

Однако кроме плюсов, цемент расширяющий может иметь и негативные качества. К ним относят:

Дороговизну продукции в сравнении с вариантами для бытового и общестроительного применения.
Небольшой срок хранения. Он варьируется от 1 до 3 месяцев в герметичном пакете.
Ограниченный объем производства. Чтобы получить крупную партию, необходимо сделать персональный заказ.
Высокая вероятность покупки низкокачественных аналогов и подделок.
Ряд сложностей при укладке. Поскольку главные свойства расширяющихся растворов проявляются в результате затвердевания под воздействием жидкости, в течение первых нескольких дней бетонные конструкции нужно обрабатывать водой и укрывать полиэтиленом.

Классификация по составу

Цементные составы с саморасширяющими свойствами, продающиеся в Москве, могут отличаться типом исходного сырья и присадок, на основе которых они изготовлены. С учетом этих особенностей существует классификация по составу.

Глиноземный цемент

Глиноземистые цементы являются наиболее востребованными в группе вяжущих материалов с расширяющими свойствами. Их называют алюминатными.

Алюминатные с характерными добавками.
Простые глиноземные..

По специфике состава и эксплуатационным характеристикам они практически идентичны, но некоторые особенности отличаются.

Состав. Алюминатные цементы состоят из клинкера, гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция. В составе глиноземистых разновидностей присутствует только высокоглиноземистый шлак (его доля равна 70%) и двуводный гипс.
Показатели расширения. В первые сутки они составляют 0,05% для обеих типов. Через 28 суток алюминатный тип расширяется на 0,02%, а классический — на 0,1%.
Схватывание и твердение. Процесс схватывания алюминатных цементов занимает не больше 10 минут, а полное затвердение происходит за 1 час. Простой глиноземистый состав твердеет 4 часа.

Допускают проведение строительных работ при морозе до -25°C. Это делает их востребованными для зимнего периода.
Соответствуют стандарту морозостойкости F200. Глиноземный цемент широко используется при возведении построек в северных регионах.

Уязвимость к воздействиям температур выше +80°C. В случае перегрева камень теряет прочность и начинает растрескиваться.
Процесс полного уплотнения занимает около 28 суток.

Портландцементы

РЦ-смесь на основе портландцемента содержит в своем составе массу присадок и основополагающих компонентов:

Портландцемент, глиноземистый шлак, двуводный гипс и минеральные добавки. Процесс схватывания и уплотнения занимает столько времени, сколько указано в характеристиках к маркам М400, М500, М600.
ПЦ, негашеная известь и полимерные присадки. Увеличение в объеме обусловлено появлением газовых пузырьков из-за гидратации воды и извести. К минусам вяжущего компонента относят быстрое расширение с небольшой усадкой. Расширяющиеся тампонажные цементы из этой группы предназначаются для заделки пустот и швов, где важно достичь высокой герметизации.
Соединения портландцемента и гипса с минеральными компонентами. Нередко глиноземистый шлак заменяется составом на основе сульфата кальция и алюминия.

Напрягаемые бетонные смеси создаются на базе портландцемента, поскольку эта разновидность отличается высокими прочностными свойствами, может эксплуатироваться в разной среде.

Дополнительные требования

Требования к расширяющим составам на базе ПЦ и глинозема регламентируются нормами ГОСТ 30515-97. Согласно установленным требованиям, материал должен соответствовать качеству и проходить ряд тестов.

Для изготовления смеси используется клинкер с правильным составом и ссылкой на ГОСТ 310.3.
В составе должны присутствовать специальные добавки, определяющие свойства конечной продукции.
При фасовке цемента допускается использование бумажных и полимерных пакетов, герметичных контейнеров.
Состав можно хранить в течение заданного срока.

Применение

Существует широкий спектр задач, для которых может применяться РЦ. К ним относится:

Обустройство чаш ванных, саун и бассейнов, включая уличные конструкции. Для такой работы задействуются водонепроницаемые составы, которые лишены проблемы усадки, поскольку даже передовые гидроизоляционные слои не могут гарантировать защиту от растрескивания днища.
Производство штукатурок для уличной отделки, где важно достичь максимальной прочности герметизации.
Проведение ремонта фасадов и внутренней части постройки, заделывание трещин и стыков.
Ремонтная склейка железобетонных конструкций.
Добыча больших глыб скальных пород при «тихом взрыве». Метод предусматривает проделывание щели, куда помещается цементный раствор. По истечении заданного времени он расширяется в объеме и выталкивает наружу глыбы породы. За счет доступности и экологичности способ пользуется большой популярностью.

Ремонт бетона

Использование РЦ для ремонта бетонных конструкций выполняется по тем же принципам, что и в случае с простым цементным раствором. Однако есть некоторые особенности и правила, которых нужно придерживаться:

Обрабатываемая поверхность предварительно очищается от любых загрязнений и аморфного налета.
Перед использованием раствора основа и армированные элементы поливаются водой.
Чтобы создать качественный раствор, расширяющую смесь нужно соединить с песком в пропорции 1:2, залить водой и тщательно перемешать.
Для нанесения раствора допускается использовать пневмонабрызгиватель и специальные строительные шприцы.
Изделие покрывается полиэтиленом и поддерживается во влажном состоянии еще неделю.
Нельзя соединять цемент с расширяющими свойствами с классическими разновидностями смеси.

Для заделки трещин

С помощью расширяющего состава можно заделать трещины или места щелей. Чтобы провести такую работу, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Состав для заделывания тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм создается по следующим пропорциям: 1 часть РЦ соединяется с 1 частью песка, заполнителя и воды.
Для заделки повреждений шириной 0,5-3 мм используется такой рецепт: 1 часть цементной смеси размешивается с 2 частями песка крупностью 1,0 и водой.

Компании-производители

На рынке цементных составов продается продукция от некоторых отечественных брендов, выпускаемых Пашийским металлургическим цементным заводом и MasterEmaco.

Составы первой компании продаются в 2 типах: глиноземистый цемент и напрягающий. Вторая торговая марка разрабатывает пластифицированные материалы. Мешок весом 25 кг такой продукции обойдется в 1,6 тыс. руб.

Глиноземистый цемент представляет собой быстродействующую гидравлическую смесь, основной отличительной особенностью которой является способность быстро твердеть в воде и на воздухе. Такой тип цемента удается получить в процессе измельчения обожженного сырья, которое обогащено глиноземом. В качестве первичного сырья в процессе производства используют бокситы, известняк или породы с высоким содержанием оксида алюминия (поэтому вещество часто называют еще алюминатным цементом).

Цемент ГЦ может использоваться для приготовления особого жаростойкого бетона. Цемент отличается чрезвычайно высоким уровнем огнестойкости – согласно утверждениям специалистов, монолиты из такого раствора можно эксплуатировать при температуре до +1700 С. Часто смесь применяют в тандеме с шамотом или магнезитом, что дает возможность делать огнестойкие растворы, способные застывать в воде.

Несмотря на специфические свойства, цемент глиноземный используется как в индивидуальном строительстве, так и в промышленном. Современные производители предлагают два основных типа смеси – созданной в процессе плавления или запекания.

Выбор конкретного метода производства зависит от специфики состава бокситов, объема содержания в элементах различных включений и т.д.

Область применения

Прежде, чем более подробно рассматривать глиноземистый цемент, его свойства и области применения, необходимо понять, где и почему он актуален. Данный тип смеси больше востребован, все же, в промышленной сфере, так как в быту огнестойкость на уровне тысяч градусов не нужна, а приобретать столь дорогое сырье из-за его способности ускоренного твердения не актуально.

Применение глиноземистого цемента в промышленной сфере:

Ремонт и реконструкция мостов
Ускоренное строительство конструкций с высоким уровнем устойчивости – все работы занимают до 3 дней
Случаи, когда важно обеспечить монолиту стойкость к сульфатам
Фиксация и крепление анкерных болтов
Создание тары для эксплуатации с агрессивными веществами
Обустройство нефтяных скважин
Цемент глиноземистый ГЦ40 может использоваться как ускоритесь для схватывания бетона, компонент для огнеупорной смеси
Осуществление ремонта морских судов
Строительство железобетонных конструкций, подверженных особо серьезным нагрузкам
Сооружение морских и подземных конструкций
Введение в состав клеевых растворов, предназначенных для эксплуатации в области строительной химии
ГЦ 40 цемент является основным компонентом при приготовлении расширяющихся и водостойких растворов
Производство гидроизоляционной штукатурки также может осуществляться с использованием глиноземистого цемента – материал применяют в отделке водопроводных линий, метрополитенов, в стыках трубопроводов и т.д.

Применение глиноземистого цемента в индивидуальном строительстве:

Обустройство стяжки пола (в некоторых случаях, где есть особые требования к бетону)
Подготовительный этап работ с подоконниками
Строительство подвалов, цоколей зданий (редко)
Ремонт/реконструкция систем вентиляции, дымоходов в частных домах.
Часто при сооружении каминов и топок в домах, иных видов отопительных устройств используют именно цемент ГЦ 40, характеристики которого позволяют обеспечить нужные свойства конструкции

Особенности изготовления

Глиноземистый цемент, свойства которого достаточно специфичны, изготавливается из чистых бокситов или известняков, с добавлением других элементов для придания нужных характеристик смеси. Основных способов производства цемента два – плавление и спекание. Выбор метода зависит от: состава бокситов, качества кокса, показателя объемного содержания в них оксидов железа, и в дополнение кремниевой кислоты.

Плавление

Для метода плавления используют бокситы высокого качества, к ним домешивают известняк и кокс. Эту смесь отправляют в ватержакетные печи с водяным типом охлаждения и плавят благодаря подаче через фурмы воздуха, до нужной температуры предварительно нагретого в рекуператорах. Потом массу пропускают через летку, в изложницах печи охлаждают и отправляют в дробилку для измельчения. В дробилках стоят многокамерные мельницы. Печи работают за счет пылевидного топлива.

В некоторых случаях используется электроплавка, в процессе которой выплавляется ферросилиций, за счет чего смесь очищается от кремниевой кислоты. Иногда применяют способ дуговой плавки с использованием специальных печей переменного тока с целью производства глиноземистого цемента особенно высокого качества. Сначала готовят сырье: измельчают, смешивают компоненты, делают из них гранулы или брикеты. Известняк заранее кальцинируют, а вот бокситы подвергают прокаливанию, шихту используют коксосодержащую.

В современных электродуговых печах уровень температуры может доходить до очень высоких показателей, именно из-за этого кремнезем в шихте восстанавливается до кремния, а он, в свою очередь, входит в реакцию с железом – так получается ферросилиций.

В производстве глиноземистого цемента могут использоваться и доменные печи, но материал получается не очень прочным на первых этапах твердения.

Спекание

Данный метод производства предполагает использование сравнительно невысоких температур в обычных печах. Сначала смесь медленно охлаждают, чтобы кристаллизовался геленит и приобрел стеклообразную форму. Тут важно, чтобы в процессе спекания температура не оказалась ниже оптимальной, так как это приводит к кристаллизации алюминатов кальция. В итоговом составе стекла появиться не должно, для чего создают системы очень быстрого охлаждения (чтобы не создались кристаллы геленита).

На этапе выхода из печи смесь превращают в гранулы паровоздушные потоки. Полученный данным методом глиноземистый цемент демонстрирует прекрасные показатели прочности в сравнении с веществом, которое охлаждалось более медленно.

Состав и свойства

Чтобы лучше понять, что такие глиноземистый цемент, стоит рассмотреть его состав. Основной компонент смеси – низкоосновной однокальциевый алюминат (обозначается как СаО-А12О3), который в процессе твердения трансформируется в двухкальциевый гидроалюминат. Цемент данного типа бывает малоизвестковым (с СаО меньше 40%) и высокоизвестковым (СаО больше 40%).

Состав глиноземистого цемента (указаны химические элементы):

Оксид железа – от 5% до 15%
Оксид кремния – от 5% до 15%
Оксид кальция – от 35% до 45%
Оксид алюминия – от 30% до 50%

Также в смесь вводят алюминаты, двухкальциевый силикат (призван замедлить твердение), геленит в качестве балластной примеси.

1) Из-за наличия в составе смеси алюминатов кальция цемент обладает прекрасными вяжущими свойствами, высокой прочностью после полного твердения. Но сам процесс затвердевания глиноземистого цемента, хоть и схож с аналогичным поведением портландцемента, проходит с выделением тепла: в течение первых суток выходит около 70% тепла, а это опасно. Если температура воздуха будет выше +30 градусов, бетон будет демонстрировать стойкость, в 2-3 раза меньшую нормативной.

2) Глиноземный цемент создает более плотный искусственный камень (если сравнивать с портландцементом), демонстрирует высокую прочность, великолепную стойкость к агрессивным средам. Но такой монолит быстро деформируется в щелочной среде, поэтому его запрещено самостоятельно смешивать с гипсом, портландцементом, известью.

3) Скорость твердения бетонных растворов данного типа высокая: смесь начинает твердеть через полчаса, завершается процесс уже в течение 12 часов. Схватывается глиноземистый цемент так же, как и портландцемент, но нормативную прочность выдает уже через 72 часа, (а не по прошествии 28 суток).

Свойства глиноземистого цемента:

Стойкость к газообразным средам, агрессивным жидкостям
Возможность проводить работы при минусе
Быстрый набор прочности
Высокая плотность создаваемого монолита
Высокий уровень термической устойчивости, что позволяет получать огнеупорные растворы

Структура и виды

В зависимости от того, какой объем примесей в веществе, цемент данного типа делится на два основных вида: обычный состав и высокоглиноземистый. Определение марки цемента осуществляется по прошествии 72 часов. Состав обычно завозится в Москву и область, другие регионы в небольших объемах, продается в специальных мешках или контейнерах по 40-50 килограммов. В зависимости от объема железа в общем составе и показателя окисления компонентов, глиноземистый цемент может быть зеленым, желтым, коричневым, черным по цвету.

Выделяют три основных вида глиноземистого цемента, которые отличаются по способности выдерживать нагрузки на сжатие: марок ГЦ-40, ГЦ-50 и ГЦ-60. По прошествии 72 часов после заливки смесь ГЦ-40 набирает прочность с 22.5 (МПа через сутки) до 40 МПа. Это самая ходовая марка, актуальная для разных строительных работ. Показатель прочности ГЦ-50 достигает 50 МПа, соответственно, цемент используется в сфера топлива и энергетики. Прочность ГЦ-60 доходит до 60 МПа, данную смесь эксплуатируют в оборонной сфере и металлургии.

Цемент глиноземистый – это материал, который требует правильной эксплуатации. Работать со смесью желательно поручать мастерам. Цемент обладает высокой вязкостью, труднее и дольше перемешивается (если сравнивать с обычным портландцементом, к примеру), но от правильности смешивания зависят однородность и показатель стойкости бетона.

Смесь обычно готовится небольшими порциями, так как замедлить процесс твердения не удастся, а быстро использовать большие объемы бетона практически невозможно. Когда же состав начинает схватываться сразу по приготовлению, работать с ним очень трудно, да и на качестве итоговой конструкции это может сказаться.

Глиноземистый цемент нередко используется для приготовления разных типов расширяющихся смесей, быстротвердеющих составов. Для любого такого раствора соотношение компонентов и состав вычитываются отдельно. Обычно смесь при твердении увеличивается в объеме, балансируя усадку, а также самоуплотняется. Чтобы получить данные смеси, глиноземистый цемент смешивают с разными добавками.

Расширяющийся цемент с гипсом и дробленым шлаком – схватывается быстро, расширяется в воде.
Водонепроницаемая смесь с минимальной усадкой – в цемент добавляют полугидрат гипса и гашеную известь, что позволяет получать материал, актуальный для эксплуатации в гидроизоляционных работах.
Расширяющийся водонепроницаемый цемент – быстро набирает прочность, используется для гидроизоляции судоходных шлюзов, туннелей, трубопроводов, бассейнов и т.д.

Технические характеристики

Быстрое твердение – начинается через 30-45 минут, заканчивается по прошествии трех суток.
Выделение больших объемов тепла в процессе твердения, благодаря чему глиноземистый цемент можно использовать при температуре до -10С.
Повышенные характеристики стойкости как к низким, так и к высоким температурам.
Огнеупорность – до +1300-1700 С.
Высокий уровень плотности (мало пор в структуре).
Очень высокая прочность.
Стойкость к газообразным и жидким средам, коррозии, сернистым соединениям магния и кальция, хлоридам щелочных металлов.

Маркировка

Основное обозначение на упаковке смеси – это ее марка: МЦ-40 (что соответствует показателю прочности марки М400 – 40МПа), МЦ-50 и МЦ-60 (самый прочный – 60МПа). Кроме того, существуют высокоглиноземистые цементы первой-третьей категорий, которые обозначаются ВГЦ I, ВГЦ II и, соответственно, ВГЦ III. Маркировка может дополняться цифрами, обозначающими прочность – маркировка может быть такой: ВГЦ I-35, ВГЦ II-25, ВГЦ II-35, ВГЦ III-25. Также на упаковке часто указывают процент содержания алюминия в смеси – чем он выше, тем раствор будет прочнее.

Глиноземистый цемент – качественный и дорогой материал с особыми характеристиками, который нужно уметь выбирать и правильно использовать. Приобретать смесь лучше у проверенных поставщиков, а перед приготовлением и эксплуатацией тщательно изучить всю информацию и правила работы с раствором. В таком случае удастся создать прочную и долговечную конструкцию с нужными характеристиками и корректно выполнить любую поставленную задачу.

Читайте также: