¿Cómo se fabrica el cemento refractario?

cemento de alta alúmina
cemento de alta alúmina

El cemento refractario, también conocido como cemento de horno, cemento de fuego, cemento de alta temperatura, etc. el cemento refractario es un aglutinante hidráulico producido por la quema y molienda de clinker de bauxita y cal.

El cemento refractario requiere una refractariedad de 1580℃ o superior. Hay varios tipos de cemento refractario, como el cemento de alta alúmina, el cemento de aluminato de calcio, el cemento refractario de fosfato, el cemento de aluminato de calcio y magnesio, etc.

Fabricar cemento refractario de forma sencilla

El cemento de alta alúmina es común entre todos los tipos de cemento refractario, por lo que estudiamos el cemento refractario basándonos en los datos del cemento de alta alúmina.

Tabla 1: composición del cemento de alta alúmina

ComponentesSíliceAluminaCalÓxido de hierroTitanioMagnesioResiduos insolubles
Porcentaje del contenido3-8%37-41%36-40%9-10%1.5-2%1%1%

El proceso de fabricación del cemento de alta alúmina puede dividirse en general en cinco etapas, a continuación:

trituración de cemento
PASO 1: Trituración

La trituradora de cemento rompe la piedra caliza y otras materias primas del cemento y las procesa en los tamaños deseados requeridos por el siguiente paso de la planta de cemento;

molienda de materia prima
PASO 2: Molienda de crudo

En el molino de crudo, las materias primas de cemento trituradas que generalmente contienen bauxita y cal serán molidas por el molino de cemento.

producción de clinker
PASO 3: Calcinación del clinker

En este paso, la materia prima se introduce en el precalentador, y luego se envía al horno de cemento para procesar el clinker de cemento, el secador de cemento y el enfriador ayudarán a que el clinker esté en condiciones optimas;

planta de molienda de cemento
PASO 4: Molienda de cemento

El clinker de cemento y el yeso se introducen en la planta de molienda de cemento, que suele consistir en una prensa de rodillos de cemento, un molino de bolas de cemento o un molino vertical de cemento. Después de la molienda de cemento, se obtiene el cemento terminado con la composición química y las propiedades físicas deseadas;

PASO 5: Almacenamiento o embalaje del cemento

El cemento terminado será transportado al silo de cemento para su almacenamiento, y para diferentes necesidades, el cemento terminado será embolsado por la máquina de embalaje o almacenado a granel.

Aspectos destacados del cemento refractario

Resistencia temprana de fraguado rápido

La resistencia puede alcanzar más del 80%, una de las más altas pertenece al cemento de endurecimiento rápido. Cuando se utiliza el cemento de alta alúmina, hay que controlar su temperatura de endurecimiento. La temperatura de endurecimiento más adecuada es de unos 15°C, y generalmente no debe superar los 25°C. Si la temperatura es demasiado alta, el hidrato de aluminato dicálcico se convertirá en hidrato de aluminato tricálcico, reduciendo la resistencia. En condiciones de humedad y calor, la intensidad disminuye más severamente.

Gran temperatura de hidratación y buena resistencia al calor

La generación de calor está concentrada. En el plazo de 1 dia, se puede liberar entre el 70% y el 80% del calor total de hidratación, mientras que el cemento Portland sólo emite entre el 25% y el 50% del calor total de hidratación.

El hormigón preparado con cemento de alta alúmina también tiene el 70% de la resistencia original a una temperatura de 900°C, y todavía mantiene alrededor del 53% de la resistencia cuando llega a 1300°C. Estas resistencias restantes son el resultado de la reacción en fase sólida entre los diversos componentes en la piedra de cemento para formar un cuerpo cerámico.

Fuerte resistencia a los sulfatos y escasa resistencia a los álcalis

El cemento de alta alúmina no precipita el hidróxido de calcio cuando se hidrata, y con una estructura densa después del endurecimiento, por lo que tiene una buena resistencia a la corrosión por sulfatos y agua de mar. Al mismo tiempo, tiene una buena estabilidad a las soluciones agresivas, como el agua carbonatada y el ácido clorhídrico diluido. Sin embargo, una vez que el cristal se transforma en hidrato de aluminato tricálcico estable, la porosidad aumenta y la resistencia a la corrosión disminuye en consecuencia. El cemento de alta alúmina no tiene resistencia a la corrosión alcalina, por lo que hay que evitar la corrosión alcalina.

La resistencia a largo plazo tiende a disminuir

Con el paso del tiempo, el CAH10 o el C2AH8 se transformarán gradualmente en el relativamente estable C3AH6. Como resultado de la transformación de los cristales, el agua disponible se precipitará fuera del cemento fraguado, aumentando el volumen de los poros. Al mismo tiempo, debido a que el C3AH6 tiene poca resistencia, la resistencia a largo plazo del cemento fraguado disminuirá.

Aplicaciones del cemento refractario

aplicación del cemento refractario
cemento refractario utilizado en el revestimiento de hornos rotatorios
  • En base a sus características, el cemento refractario puede aplicarse a proyectos urgentes, como proyectos de presión, de carreteras y de reparación especial de emergencia.
  • El cemento refractario también se utiliza para proyectos de construcción de invierno.
  • Además, el cemento refractario se puede utilizar para cementar varios agregados refractarios (como el corindón, la bauxita calcinada, etc.) en el mortero refractario o el hormigón, aplicar para el revestimiento del horno rotatorio de cemento y otros revestimientos del horno industrial.

Consejos:

El cemento con alto contenido de aluminio no es adecuado para proyectos de hormigón en masa, ni para estructuras portantes a largo plazo y proyectos en entornos de alta temperatura y humedad, proyectos en contacto con soluciones alcalinas. También hay que tener en cuenta que los productos de cemento de alto aluminio no pueden ser curados con vapor.

 

Además, sin pruebas, el cemento de alta alúmina no puede mezclarse con materiales de cementación que puedan precipitar hidróxido de calcio , como el cemento Portland o la cal, incluso evitando el contacto en el proceso de mezcla y colocación del hormigón. El cemento de alta alúmina no debe entrar en contacto con el cemento Portland que aún no ha endurecido, para evitar las caídas de intensidad, y acortar el tiempo de fraguado, incluso el fenómeno de condensación instantánea.

 

Debido a que la resistencia del hormigón de cemento de aluminato disminuye en gran medida en el período posterior, el diseño debe basarse en la resistencia mínima estable, cuyo valor se determina por las pruebas de acuerdo con las normas pertinentes

Requisitos técnicos del cemento refractario

Finura: cuanto más finas son las partículas de cemento, mayor es la superficie específica, más rápida y suficiente es la reacción de hidratación y mayor es la resistencia anterior y posterior. En China, según la normativa nacional, la superficie específica debe ser superior a 300 metros cuadrados por kilogramo.

Tiempo de fraguado: Para garantizar el tiempo necesario para completar la mezcla, el transporte y otros procesos, el tiempo de fraguado inicial del cemento no debe ser demasiado corto, preferiblemente más de 45 minutos; después de la construcción, se requiere que el cemento se endurezca lo antes posible, por lo que el tiempo de fraguado final no debe ser demasiado largo, más bien menos de 390 minutos.

Estabilidad de volumen: la estabilidad de volumen del cemento se refiere a la uniformidad del cambio de volumen de la pasta de cemento en el proceso de fraguado y endurecimiento. Si el cambio de volumen no es uniforme, la estabilidad de volumen es pobre, propensa al alabeo y al agrietamiento, reduce la calidad de la ingeniería e incluso da lugar a accidentes.

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