Высокоглиноземистый цемент в качестве связующей добавки

Высокоглиноземистый цемент, также известный как бокситовый цемент или HAC, представляет собой гидравлический цементирующий материал, изготовленный из клинкера, в основном состоящего из алюмината кальция и содержащего приблизительно 50% глинозема. Продукты его гидратации не содержат гидроксида кальция, что позволяет ему сохранять высокую прочность даже при высоких температурах. Бетон, изготовленный с использованием высокоглиноземистого цемента, сохраняет приблизительно 70% и 50% своей первоначальной прочности после термообработки при 900°C и 1300°C соответственно.

Основной минеральный состав высокоглиноземистого цемента:

Моноалюминат кальция (CA), диалюминат кальция (CA2), гептакальцийалюминат кальция (C2A7), кальцийалюминиевый полевой шпат (C2AS) и гексакальцийалюминат кальция (CA6), из которых на моноалюминат кальция приходится приблизительно 70%.

Rongsheng высокоглиноземистый цемент
Rongsheng высокоглиноземистый цемент

Характеристики высокоглиноземистый цемент

  • 1. Ранняя прочность: Скорость набора ранней прочности значительно превосходит скорость набора прочности быстротвердеющего портландцемента. Подходит для аварийно-ремонтных работ, но его прочность снижается на более поздних стадиях, что ограничивает его использование в строительной инженерии.
  • 2. Высокое тепловыделение при гидратации: Высокое тепловыделение на ранних стадиях твердения цемента. По сравнению с портландцементом той же марки, он может выделять 70-80% от общего количества теплоты гидратации всего за один день. Благодаря различным типам тепловыделения, он подходит для бетонных работ, требующих низкотемпературного твердения.
  • 3. Высокая устойчивость к сульфатной коррозии: В процессе гидратации не происходит осаждения свободного гидроксида кальция, а вместо этого образуется гель гидроксида алюминия, формирующий защитную пленку на поверхности частиц. Устойчивость к коррозии несколько снижается на более поздних стадиях кристаллизации.
  • 4. Хорошая термостойкость: Высокоглиноземистый цемент может использоваться в качестве связующего в жаропрочном бетоне, что позволяет получать жаропрочный бетон.

Применение в строительстве

Высокоглиноземистый цемент характеризуется быстрым набором ранней прочности, высокой прочностью и высоким тепловыделением, что делает его в основном используемым для аварийного ремонта и специальных проектов, требующих ранней прочности. Он подходит для зимнего строительства. Его также можно использовать для приготовления расширяющегося гипсо-бокситового цемента и самонатягивающегося цемента. Главный недостаток высокоглиноземистого цемента — снижение его прочности на поздних стадиях; после 3-5 лет эксплуатации прочность высокоглиноземистого бетона составляет лишь около половины его ранней прочности, а также снижаются его морозостойкость, водонепроницаемость и коррозионная стойкость.

Высокоглиноземистый цемент не подходит для строительной инженерии, и температура его применения не должна превышать 30℃. При использовании пропаривания температура не должна превышать 50℃, и его нельзя смешивать с другими цементами.

Какие меры предосторожности следует соблюдать при использовании высокоглиноземистого цемента?

Высокоглиноземистый цемент имеет широкий спектр применения. Какие меры предосторожности следует соблюдать при его использовании в реальном строительстве?

  • 1. Высокоглиноземистый цемент нельзя смешивать с силикатным цементом или известью, а также нельзя допускать его контакта с незатвердевшим силикатным цементным бетоном. В противном случае это вызовет быстрое схватывание, что сделает строительство невозможным и приведет к очень низкой прочности. Смесительное оборудование необходимо тщательно очищать перед использованием.
  • 2. Его нельзя использовать в проектах, предполагающих контакт с сильнощелочными растворами.
  • 3. Теплота гидратации высокоглиноземистого цемента концентрируется на ранних стадиях высвобождения; водоотверждение следует начинать сразу после затвердевания. Заливка больших объемов бетона, как правило, не рекомендуется.
  • 4. Прочность высокоглиноземистого цементного бетона значительно снижается на более поздних стадиях; его следует проектировать с учетом минимальной устойчивости. Минимальное значение стабильной прочности высокоглиноземистого цементного бетона определяется наименьшим из значений прочности после 7 и 14 дней твердения в воде при температуре 50±2℃ после извлечения из формы. При использовании цемента марки 525 или выше, водоцементного соотношения менее 0,40 и содержания цемента 400 кг/м³ или выше, можно получить бетон с минимальной стабильной прочностью 200 кг/см³ или выше.
  • 5. Если для ускорения затвердевания бетона используется пропаривание, температура твердения не должна превышать 50℃.
  • 6. При использовании в железобетоне толщина защитного слоя бетона для арматурных стержней должна быть не менее 3 см.
  • 7. Добавление каких-либо добавок без предварительного тестирования не допускается.
  • 8. Не использовать в контакте с незатвердевшим силикатным цементным бетоном. Его можно использовать в контакте с силикатным цементным бетоном, обладающим прочностью на извлечение из формы, но шов не следует оставлять влажным в течение длительного времени.
  • 9. Оптимальная температура затвердевания составляет около 15℃, а температура окружающей среды во время общестроительных работ не должна превышать 25℃. В противном случае произойдет кристаллизация, что приведет к снижению прочности. Бетон, смешанный с высокоглиноземистым цементом, нельзя подвергать пропариванию.
  • 10. Долговременная прочность высокоглиноземистого цемента имеет тенденцию к снижению из-за кристаллизации и старения алюминатного геля. При его использовании в строительстве проектирование должно основываться на минимальной стабильной прочности, определяемой испытаниями.