Hlinitano-vápenatý cement

Aluminátové vápnové cementy jsou vysoce výkonná speciální pojiva a minerální přísady s řadou užitečných vlastností. Společnost Bisley dodává sortiment tavených aluminátových vápenných cementů (CAC) značky CALUCEM. CAC se používají v recepturách betonových směsí a v opravných maltách určených pro vyzdívání potrubí i pro projekty sanace kanalizace.

Ačkoli se jejich chemické složení značně liší od složení portlandských cementů, betony na bázi CAC vykazují v určitých oblastech použití mimořádně vysoké vlastnosti, jako je odolnost proti působení kyselin a odolnost proti oděru.

Síla

Hlavní pojivo v hlinitokremičitém cementu, hlinitokremičitan vápenatý (CA), vykazuje mnohem vyšší odolnost vůči kyselinám než portlandský cement. Ačkoli se všechny betony v kyselém prostředí rozkládají, CA díky své reakci s vodou vykazuje výjimečnou odolnost jak vůči kyselině chlorovodíkové, tak i sírové, a má mimořádnou odolnost vůči síranům, díky čemuž je vhodný pro použití v opravných maltách pro beton vystavených působení těchto chemikálií.

CA je natolik univerzální, že jej lze použít buď jako samostatné pojivo, v binárních či ternárních systémech s OPC, popílkem a/nebo sádrovcem jako součást směsi OPC/F/A, anebo jej smíchat v binárních či ternárních kombinacích s těmito látkami za účelem dosažení rychlého tuhnutí, včasného nárůstu pevnosti a odolnosti proti biogenní korozi. Společnost Bisley nabízí typy CAC v rozmezí 40–80% Al₂O₃ pro použití v samonivelačních maltách s vysokou počáteční pevností, jakož i v samonivelačních maltách s vysokou pevností používaných pro vyzdívání trubek z tvárné litiny a sanaci kanalizace, a to buď jako samostatné směsi, nebo ve směsích s portlandským cementem.

Systémy CAC s binárními systémy se vyznačují krátkou dobou tuhnutí, díky čemuž jsou ideální pro opravy na malých plochách, kde je zapotřebí rychlého nárůstu pevnosti. CAC je kompatibilní s většinou přísad typu OPC, avšak při použití ternárních systémů CAC je třeba postupovat s velkou přesností, protože tyto systémy mohou způsobit předčasné stárnutí pevnosti, což vede k flekatému vzhledu povrchu – před použitím je proto nutné provést návrh receptury a testování.

V našem katalogu najdete široký výběr produktů řady CAC. Všechny produkty z našeho sortimentu obsahují minimálně 40% oxidu hlinitého, což zajišťuje jejich optimální využití v betonech a žáruvzdorných materiálech, a vyznačují se nízkou viskozitou, která usnadňuje míchání a lití. Díky vysoké odolnosti vůči síranům, biogenní korozi a oděru jsou ideální pro betony a opravné malty v náročných podmínkách, přičemž se vyznačují také vynikající chemickou a tepelnou odolností. Provozní teplota produktu je dána obsahem oxidu hlinitého; vyšší procentní podíly vydrží teploty až 1900 °C, což činí tento cement ideálním pro použití v žáruvzdorných cihlách, vyzdívkách pecí a nátěrech komínů. Díky svým jedinečným vlastnostem může cement CAC také přispět ke zkrácení doby trvání projektů a zároveň poskytovat ekologicky udržitelnější řešení než jeho alternativy.

Odolnost

Aluminátové vápenné cementy se již dlouho používají v aplikacích, které vyžadují vysokou odolnost proti korozi, oděru a teplu, jakož i rychlé tuhnutí. Jsou používány jako speciální pojiva v betonech a maltách v konkrétních stavebních podmínkách; například k vyložení ocelových nebo tvárných litinových trubek těmito cementy za účelem zvýšení odolnosti vůči agresivním látkám, jako je H₂S produkovaný mikroorganismy, nebo jako součást cementových směsí pro vodní přehrady.

Hlinitokřemičité cementy mají díky svému chemickému složení a mikrostruktuře jedinečné vlastnosti. Obsahují značný podíl bezvodého hlinitanu, který vykazuje vyšší trvanlivost než portlandské cementy díky své odolnosti vůči degradaci v širokém spektru teplot a chemických prostředí.

Bezvodý aluminát odolává působení kyselin i v přítomnosti síranů, které narušují portlandský cement a jiné druhy betonu, a to díky tomu, že se během hydratačního procesu pevně váže na oxid křemičitý a brání pronikání vody do betonové matrice. Díky tomu mají aluminátové vápenné cementy výjimečnou trvanlivost při vystavení drsným podmínkám, kde jsou koroze a otěr častými problémy.

Cementy na bázi hlinitanu vápenatého se osvědčily jako mimořádně užitečné při sanacích a opravách silnic, kde zvyšují trvanlivost stávajících dálnic, zejména v oblastech s rychle rostoucím provozem. Jejich rychlá aplikace za suchého počasí s minimálním narušením provozu či zpožděními se v těchto regionech ukázala jako obzvláště výhodná.

Díky rychlému tuhnutí cementů na bázi hlinitanu vápenatého lze z nich vyrábět rychle tuhnoucí betony a opravné malty, které se osvědčily zejména při stavbě mostních desek, které musí odolávat velkému dopravnímu zatížení, včetně nákladních vozidel a dalších dopravních prostředků.

Cementy na bázi hlinitanu vápenatého se široce používají jako žáruvzdorné materiály díky své vynikající odolnosti vůči velmi vysokým teplotám a oděru, což z nich činí vynikající volbu pro obložení vnitřních stěn ocelových pecí a vyzdívky vysokých pecí.

Odolnost proti korozi

Aluminátové vápenné cementy (CAC) se vyznačují vynikající tepelnou odolností, odolností proti opotřebení a kyselinám, jakož i rychlým nárůstem pevnosti. CAC mohou také sloužit jako vynikající pojivo v aplikacích, kde je důležitá odolnost proti korozi, teplu nebo oděru a rychlé nabývání pevnosti; například při použití jako lepicí vrstva. Díky těmto vlastnostem jsou cementy na bázi hlinitanu vápenatého oblíbenou volbou v případech, kdy je nezbytné rychlé nabývání pevnosti.

Na rozdíl od portlandského cementu vykazují betony z hlinitanu vápenatého (CAC) vynikající odolnost proti chemickému působení a erozi způsobené kyselými roztoky a sirovodíkem v kanalizačních sítích (mikrobiální nebo bakteriogenní koroze). To je chrání před rozpadnutím na menší úlomky, které by se za běžných povětrnostních podmínek nebo pod silným zatížením způsobeným používáním těžké techniky snadno rozptýlily (k tomu je obzvláště náchylná ocelová výztuž potažená cementem).

CAC může významně přispět k potlačení koroze ocelové výztuže, a to buď zvýšením schopnosti vázat chloridy, nebo vytvořením ochranného gelu z oxidu hlinitého, který korozi zpomaluje. Studie rovněž prokázaly, že při smíchání OPC a CAC je inhibiční účinek dokonce vyšší než při použití každé z těchto látek samostatně.

Bylo zjištěno, že kombinace CAC a OPC v betonu mají výrazný inhibiční účinek na polarizační odpor oceli, a to díky zvýšené schopnosti vázat chloridy, což snižuje pohyblivost chloridových iontů v pórových roztocích a tím omezuje jejich potenciální korozivní vliv na ocel.

Hydratace CAC je obecně pomalejší než u OPC, což omezuje uvolňování zásad do pórové tekutiny a zpomaluje její přeměnu na vrstvu hlinitanového gelu. To snižuje hodnotu pH a zároveň zpomaluje tvorbu této vrstvy.

CAC se vyznačuje výjimečnou konečnou pevností dosaženou již po 24 hodinách, díky čemuž je vhodný pro rychle tuhnoucí aplikace, jako jsou samonivelační a vysoce pevné spárovací hmoty, samonivelační nátěry, potrubní výstelky a žáruvzdorné betony. Společnost Bisley nabízí CAC (40-80% Al₂O₃), které lze pro tyto účely použít jak jako samostatná pojiva, tak i jako součást binárních či ternárních systémů.

Chemická odolnost

Aluminátové vápenné cementy a betony mají inovativní mikrostrukturu, díky níž jsou vysoce odolné vůči chemickému působení a zároveň dostatečně trvanlivé, aby odolávaly otěru. Právě jejich chemické složení a mikrostruktura jsou zodpovědné za tyto jedinečné vlastnosti, díky nimž jsou vápencovo-hlinité cementy užitečné v konkrétních aplikacích, jako je ochrana kanalizačních trubek před tvorbou kyseliny sírové způsobenou bakteriemi nebo jako obložení hydraulických přehrad proti opotřebení.

CAC se často kombinují s portlandským cementem za účelem výroby chemicky odolných betonů. Tato kombinace umožňuje rychlejší hydratační procesy, díky čemuž dochází k rychlému nárůstu pevnosti a kontrolované expanzi během stavebních projektů; například vyrovnávací potěry a injekční malty by měly dosáhnout své konečné pevnosti do 24 hodin po smíchání.

Všechna hydraulická pojiva procházejí řadou hydratačních reakcí, které závisí na okolní teplotě a obsahu vlhkosti, a to i při vystavení vodě za podmínek zvýšené vlhkosti a zvýšených teplot. Hydratační reakce bývají nejúčinnější, jsou-li za těchto podmínek přímo vystavena vlhkosti; zejména CAC se během tohoto procesu jeví jako méně citlivá na vlhkost než OPC.

Aluminátové vápenné cementy vytvářejí během hydratace matrici, která je prosycena gelovitou vrstvou hydratovaného aluminátu, jenž váže kovové ionty, jako jsou chloridové a železné, a zajišťuje tak zvýšenou chemickou odolnost proti korozním vlivům. Kromě toho tato gelovitá vrstva zabraňuje těmto kovovým iontům reagovat s oxidem křemičitým v matrici a vytvářet expanzivní ettringitovou korozi uvnitř trubek z tvárné litiny – což je další běžná příčina koroze.

Zvýšení hodnoty pH na povrchu malty CAC nebo betonu je dalším klíčovým faktorem pro její zvýšenou odolnost proti biogenní korozi. Při podrobení zrychlené zkoušce MIC, která napodobuje přirozené podmínky spojené s kanalizační infrastrukturou, klesá počet buněk jak ve vzorcích malty OPC 45, tak ve vzorcích CAC 45 na podobnou úroveň; vzorky CAC se však stabilizují na hodnotě kolem 2, čímž se výrazně snižuje produkce kyseliny sírové bakteriemi.

Společnost Bisley distribuuje cementy na bázi hlinitanu vápenatého (CAC) značky Istra, které vyrábí společnost CALUCEM, pro použití ve stavebních výrobcích, jako jsou samonivelační a vysoce pevné injekční malty, malty pro vyzdívání potrubí a sanaci kanalizace a žáruvzdorné betony. CAC se vyznačují rychlým tuhnutím, vysokou počáteční pevností a výjimečnou chemickou odolností, a to jak samostatně, tak jako součást dvoukomponentních či tříkomponentních systémů.