K čemu se používá hlinitanový cement?

Hlinitanový cement je rychle tuhnoucí (ale normálně tuhnoucí) hydraulické pojivo získané jemným mletím surové směsi bauxitu a vápna vypálené před tavením (nebo slinováním) s převahou nízkobazických hlinitanů vápenatých v hotovém výrobku. Pro zintenzivnění procesu mletí slínku je povoleno zavádět technologické přísady až do 2%, které nezhoršují kvalitu cementu a snižují jeho cenu. Hlinitanový cement se vyrábí ve třech jakostech: 400, 500 a 600.

Složení cementového slínku zahrnuje nízkobazické hlinitany, přičemž hlavní složkou je hlinitan monokalcium CaO•Al2O3. Při smíchání hlinitocementového prášku s vodou probíhá tvorba plastického těsta, jeho následné zhutnění a tvrdnutí podobně jako u běžného portlandského cementu. Při interakci s vodou se monokalciumluminát hydratuje, nakonec vytvoří dikalcium oktahydrát hydroaluminát 2CaO•Al2O3•8H2O a hydrát oxidu hlinitého.

Následně dikalciumhydroaluminátový gel houstne a hydratační produkty krystalizují. Zhutňování a krystalizace hlinitocementového gelu probíhá velmi intenzivně, což zajišťuje rychlý nárůst pevnosti. Po asi 5 hodinách může pevnost hlinitanového cementu dosáhnout 6% nebo více pevnosti značky, po dni tvrdnutí – nad 30% a po 90 dnech stáří – pevnosti značky.

Podle mezní pevnosti v tlaku se hlinitý cement dělí na tři třídy: 400, 500 a 600. Pro stanovení jakosti se poloviny vzorových nosníků o rozměrech 40x40x160 mm testují na tlak, tvrdnoucí 3 dny za normálních podmínek. Hlinitanový cement je rychle tvrdnoucí, ale ne rychle tuhnoucí pojivo. Začátek tuhnutí by neměl nastat dříve než za 30 minut a konec nejpozději za 12 hodin.

Nejpříznivějšími podmínkami pro tvrdnutí hlinitanového cementu jsou vlhké podmínky a normální teplota (20±5)°C. Nárůst pevnosti cementu při teplotách nad 25°C klesá. Je dokonce možné, že v důsledku rekrystalizace dikalciumhydrohlinitanu na trikalciumhlinitan dojde k poklesu dosažené pevnosti a porušení betonu. Toto se nazývá onemocnění hlinitanového cementu. Proto není povoleno napařování výrobků používajících hlinitanový cement. Při teplotách pod normálem a blízkých nule dochází k uspokojivému tvrdnutí hlinitanového cementu, což se vysvětluje jeho vysokou exotermností. Během 1 dne tuhnutí uvolní hlinitanový cement 3. 1,5krát více tepla než portlandský cement. Velký vývin tepla omezuje použití hlinitanového cementu v masivních konstrukcích, protože zahřívání betonu uvnitř hmoty a jeho ochlazování vně způsobuje tahová napětí ve vnějších vrstvách a tvorbu trhlin.

Jemnost mletí je charakterizována zbytkem na sítu č. 008, který by neměl být větší než 10 % hmotnosti vzorku.

Beton na bázi hlinitanového cementu je odolný vůči vodě, vzduchu a mrazu, je odolný i ve sladkých a síranových vodách, ale v alkalických vodách se ničí. Vysoký vzduchový odpor hlinitanového cementu se vysvětluje zhutňováním a krystalizací produktů hydratace cementu a jejich nepatrnou deformovatelností při změně vzdušné vlhkosti. Betony na bázi hlinitanového cementu mají značnou hustotu, která určuje jejich vysokou mrazuvzdornost. Zvýšení hustoty usnadňuje gel hydrátu oxidu hlinitého vzniklý při hydrataci hlinitanu vápenatého, který má hustou strukturu.

Použití hlinitanového cementu je výrazně limitováno jeho cenou (je 3x dražší než portlandský cement), i když svými fyzikálními a chemickými vlastnostmi (rychlost tvrdnutí, trvanlivost v různých prostředích) předčí všechna ostatní pojiva včetně portlandského cementu. . Hlinitanový cement se používá v případech, kdy jsou jeho specifické vlastnosti využívány nejracionálněji, například při urgentních restaurátorských pracích (oprava hrází, silnic, mostů, při urgentní výstavbě základů). Chemická odolnost hlinitanového cementu předurčuje jeho použití k ucpávání ropných a plynových vrtů, v potravinářských provozech, v mořicích a barvířských provozech a pro obložení důlních vrtů a tunelů. Hlinitanový cement je oproti jiným pojivům odolný vůči vysokým teplotám (4°C a více), což umožňuje jeho použití pro výrobu žáruvzdorného betonu používaného jako obklad tepelných zařízení.

Hlinitanový cement (GOST 969-41)

Hlinitanový cement (GOST 969-41) je rychle tvrdnoucí pojivo. Začátek tuhnutí by neměl nastat dříve než 30 minut a konec – nejpozději 12 hodin od začátku míchání. Přidávání jiných pojiv do hlinitanového cementu na pracovišti není povoleno. Třídy hlinitanového cementu: 300, 400, 500 a 600.

Hlinitanový cement je hydraulické pojivo. Vyrábí se technologií výpalu bauxitu, vápence a dalších hornin s vysokým obsahem oxidu hlinitého v kuplových pecích, elektrických pecích a vysokých pecích. Vyznačuje se rychlým tvrdnutím, voděodolností a používá se k výrobě žáruvzdorných jakostí betonu.

Normy pro výrobu stavebních materiálů

Pro výrobu hlinitanového cementu se používá GOST 969-2019. Dokument upravuje výrobu všech druhů stavebních materiálů, včetně pojiv, která urychlují tvrdnutí hotových malt a zlepšují tepelnou odolnost betonu.

Cement je klasifikován podle dvou klíčových kritérií:

1. Objem oxidu hlinitého. Existuje pojivová složka s vysokým obsahem oxidu hlinitého (HA) s obsahem více než 60 % hmotnostních a pojivová složka s vysokým obsahem oxidu hlinitého (HA) 35-60 %. Rafinovaný vysokohlinitý cement (OHAC) se vyznačuje sníženým množstvím minerálů.
2. Třída pevnosti (3 dny po smíchání). Hlinitanový cement – 40-60; VHC – 25-35; OVHC – 25.

Životní cyklus finálního produktu se pohybuje od 30 minut do 12 hodin. Objem přísad není větší než 2 % hmotnosti. Hotové řešení navíc splňuje požadavky GOST 30515-2013, které upravují technické podmínky pro výrobu jakéhokoli druhu cementu.

Vlastnosti výroby materiálu

Závod může využívat dvě technologie výroby hlinitanového cementu.

1. První souvisí s výpalem surovin. Ochlazený materiál se slinuje v rotačních a šachtových pecích při teplotě cca +1300°C. Poté je granulát nucen znovu vychladnout. Výsledkem je vysoce kvalitní stavební materiál s vysokými pevnostními charakteristikami. Taková výroba vyžaduje značnou spotřebu energie.
2. Druhá technologie souvisí s tavením surovin. Používají se k ní především šachtové pece a mnohem méně často pece vysoké. Cement připravený ve vysoké peci má nízkou adhezi. Surovina smíchaná s koksem se čerpá do pece pod tepelným tlakem. Po ochlazení vodou se posílá do vícekomorového mlýna. Někteří výrobci používají k odstranění kyseliny křemičité elektrické tavení. Díky použití práškového paliva je dosaženo dobrého ekonomického efektu.

Alternativní metodou je tavení v pecích na střídavý proud. Výstupem je briketovaný nebo granulovaný materiál, vytvářející podmínky pro preventivní kalcinaci vápenné hmoty a silný ohřev hliníkové rudy. To umožňuje připravit vysoce kvalitní cement a jeho výroba je cenově výhodná.

Oblasti použití hlinitanového cementu

Stavební materiál je žádaný v průmyslovém sektoru a na kritických stavbách. To je způsobeno vynikajícími pevnostními vlastnostmi, tepelnou odolností, okamžitým vytvrzením na vzduchu a vodě – takové vlastnosti jsou v soukromé výstavbě zřídka potřebné. Široce se používá pro stavební a renovační operace, kde je nutné dosáhnout maximální konstrukční pevnosti do 72 hodin.

Díky své voděodolnosti se používá k opravám hydraulických konstrukcí, hydroizolaci intervalů ropných vrtů a opravám děr na lodích. Materiál se používá pro stavbu betonových konstrukcí s vysokými parametry odolnosti vůči síranům, nádrží a kontejnerů na akumulaci agresivních látek, ale i podzemních skladů nebezpečných komponentů.

Hlinitanový cement se přidává do hotového betonu pro urychlení tvrdnutí, lepší mrazuvzdornost a odolnost proti vodě. Působí jako přísada pro přípravu žáruvzdorných betonů, lepidel a dalších produktů stavební chemie.

Materiál se používá k upevnění kovových kotevních šroubů a výztužných tyčí, k hydroizolaci tunelů a k opravě trhlin ve vodovodních systémech pracujících pod tlakem až 10 atmosfér.

Používá se v soukromých domácnostech při přípravě podlahových potěrů, výstavbě sklepů a sklepních podlah, úpravě překladů, jakož i při vytváření krbů a tepelných štítů pro vytápění kamen.