カルシウムアルミネートセメント

カルシウムアルミネートセメントは、様々な有用な特性を持つ高性能の特殊バインダーおよび鉱物試薬であり、ビスレーはCALUCEM社の一連の溶融カルシウムアルミネートセメント（CAC）を供給しています。CACは、下水道改修プロジェクトだけでなく、パイプライニング用途のコンクリート混合設計や補修モルタルにも使用されています。

CACコンクリートは、ポルトランドセメントとは化学的組成が大きく異なるが、耐酸性、耐摩耗性など、特定の用途において顕著な高性能を発揮する。

強さ

カルシウムアルミネートセメントの主要バインダーであるカルシウムアルミネート（CA）は、ポルトランドセメントよりもはるかに高い耐酸性を発揮します。すべてのコンクリートは酸環境で劣化するが、CAは水と反応するため、塩酸と硫酸の両方に対して卓越した耐性を示し、硫酸塩に対しても卓越した耐性を持つため、このような化学薬品にさらされるコンクリート補修モルタルに適している。

CAは、OPC/F/Aミックスの一部として、OPC、フライアッシュおよび/または石膏との二元系または三元系で、あるいは二元系/三元系で混合して、急速硬化、初期強度発現、および生物起源腐食抵抗性をもたらすために、単独のバインダーとして使用できるほど汎用性があります。ビスレーは、40-80% Al2O3からなるグレードのCACを提供しており、高早期強度のグラウトや、ダクタイル鉄管ライニング、下水道更生工事に使用されるセルフレベリング/高強度グラウトに使用されます。

二元系CACシステムは硬化時間が短いため、急速な強度発現が必要な小面積の補修作業に最適です。CACはほとんどのOPC混和剤に適合するが、三元系CACを使用する場合は、早期の強度老化により表面外観が斑状になる可能性があるため、使用前にレシピ設計と試験を実施し、正確を期して使用する必要がある。

CACの豊富なオプションについては、カタログをご覧ください。当社の製品はすべて、コンクリートや耐火物用途に最適な40%以上のアルミナを含んでおり、低粘度で混合や注入が容易です。硫酸塩、生物起源腐食、摩耗に対する高い耐性により、過酷な環境におけるコンクリートや補修モルタルに理想的であり、また優れた耐薬品性と耐熱性を誇ります。製品の使用温度はアルミナの含有率によって決まり、含有率が高いほど1900℃もの高温に耐えることができるため、耐火レンガ、炉の内張り、煙突のコーティングなどの用途に理想的なセメントである。CACセメントのユニークな特性は、代替セメントよりも環境的に持続可能なソリューションを提供しながら、プロジェクト期間を短縮するのに役立つことを意味する。

耐久性

アルミン酸カルシウムセメントは、長い間、腐食、摩耗、熱に対する高い耐性と迅速な硬化時間を必要とする用途に利用されてきました。例えば、微生物によって生成されるH2Sのような腐食性物質に対する耐性を高めるために、鋼管やダクタイル鋳鉄管をこれらのセメントでライニングしたり、水力ダムのセメント系混合物の一部として使用される。

アルミン酸カルシウムセメントは、その化学的および微細構造的な構成により、ユニークな特性を持っています。無水アルミン酸がかなりの割合で含まれており、幅広い温度と化学物質環境において劣化しにくいため、ポルトランドセメントよりも優れた耐久性を示します。

無水アルミン酸は、ポルトランドセメントや他のコンクリートを劣化させる硫酸塩の存在下でも、水和の過程でシリカと強固に結合し、コンクリートマトリックスに水が浸透しないようにすることで、酸による攻撃に抵抗します。このため、腐食や磨耗が問題となる過酷な環境にさらされた場合でも、アルミン酸カルシウムセメントは優れた耐久性を発揮します。

カルシウムアルミネートセメントは、既存の高速道路の耐久性を向上させるための道路改修や補修用途において、特に道路利用が急増する地域では非常に有用であることが証明されている。交通の混乱や遅延を最小限に抑えながら、乾燥した天候で素早く施工できることが、これらの地域で特に有利であることが証明されている。

アルミン酸カルシウムセメントは凝結時間が早いため、硬化の早いコンクリートや補修モルタルを作ることができ、トラックなどの車両や重い交通荷重に耐えなければならない橋梁のデッキを作る際に特に有用であることが証明されている。

カルシウムアルミネートセメントは、非常に高い温度と摩耗に対する優れた耐性を持つため、耐火物として広く利用されており、鉄鋼炉や高炉の内張りのコーティングに最適な材料となっている。

耐食性

カルシウムアルミネートセメント（CAC）は、耐熱性、耐摩耗性、耐酸性に優れ、早期に強度を向上させます。CACはまた、耐食性、耐熱性、耐摩耗性、迅速な強化が重要視される用途（接着層としての使用など）において、優れたバインダーとしての役割を果たすことができる。このような特性から、アルミン 酸カルシウムセメントは、迅速な強化が不可欠な場 合によく使用される。

ポルトランドセメントとは対照的に、CACを使用して製造されたカルシウムアルミネートセメントコンクリートは、下水道網内の酸性溶液や硫化水素ガスによって引き起こされる化学的攻撃や浸食（微生物または細菌性腐食）に対して優れた耐性を持っている。このため、通常の気象条件下や重機の使用による重荷重の下で容易に飛散するような小さな破片に分解されるのを防ぐことができる（特にセメントで被覆された鉄筋は影響を受けやすい）。

CACは、塩化物結合能力を高めることによって、あるいは腐食を遅らせる保護アルミナゲルを形成することによって、鉄筋腐食の抑制に大きく貢献する。また、OPCとCACを混合して使用した場合、どちらか一方のみを使用した場合よりも腐食抑制効果が高いという研究結果もある。

コンクリート中のCACとOPCの組み合わせは、塩化物結合能の向上により、間隙溶液内での塩素イオンの移動度を低下させ、鋼材への潜在的な腐食影響を抑制するため、鋼材の耐分極性に高い抑制効果を発揮することが発見されている。

CACの水和は一般にOPCより遅く、間隙液へのアルカリの放出を制限し、アルミン酸ゲル層への発達を遅らせる。これにより、pH値が低下し、形成が遅れる。

CACは卓越した24時間最終強度を誇り、セルフレベリングや高強度グラウト、セルフレベリング用途、パイプライニング、耐火コンクリートなどの速硬用途に適しています。ビスレーは、これらの用途に、単独で、あるいは二元系や三元系に組み込んで使用できるCAC（40-80% Al2O3）を提供しています。

耐薬品性

カルシウムアルミネートセメントとコンクリートは、革新的な微細構造を持っており、化学的攻撃に対して高い耐性を持つ一方で、耐摩耗性にも十分な耐久性があります。CACの化学構造と微細構造は、バクテリアによる硫酸の生成から下水管を保護したり、摩耗や損耗から水力ダムのライニングを保護したりするような特定の用途でCACを有用にする、これらのユニークな特性を説明するものである。

CACは、耐薬品性コンクリートを製造するためにポルトランドセメントと併用されることが多い。例えば、レベリングスクリードやグラウトモルタルは、混合後24時間以内に最終強度に達する必要がある。

すべての水硬性バインダーは、周囲温度と含水率に依存する一連の水和反応を経る。水和反応は、このような条件下で水分に直接さらされたときに最も成功する傾向がある。特にCACは、この過程でOPCよりも水分の影響を受けにくいようである。

アルミン酸カルシウムセメントは、水和時にマトリックスを形成し、そのマトリックスに含水アルミン酸のゲル状層が形成されます。このゲル状層は、塩化物や鉄などの金属イオンを結合し、腐食攻撃に対する耐薬品性を向上させます。さらに、このゲル状の層は、これらの金属イオンがマトリックス中のシリカと反応し、ダクタイル鋳鉄管内で膨張性エトリンガイト腐食が発生するのを防ぎます。

CACモルタルまたはコンクリート表面のpH値の上昇は、生物起源腐食抵抗性を高めるもう一つの重要な要素である。下水道インフラに関連する自然条件を模倣した加速MIC試験にかけると、OPC 45モルタルサンプルとCAC 45サンプルの細胞数は同程度のレベルまで低下するが、CACサンプルは約2で安定し、バクテリアによる硫酸生成が著しく減少する。

ビスレーは、セルフレベリングや高強度グラウト、パイプライニングや下水道改修モルタル、耐火コンクリートなどの建設製品に使用される、CALUCEM社製のIstraブランドのカルシウムアルミネートセメント（CAC）を販売しています。CACは、硬化速度が速く、初期強度が高く、単独または二成分系／三成分系の一部として優れた耐薬品性を示します。