Kalsiyum Alüminat

Kalsiyum alüminat genellikle hızlı mukavemet gelişimi istenen betonlarda ve ayrıca korozyon, aşınma ve ısı direnci amaçları için kullanılır.

Bu malzemenin özel bağlayıcıları yapı kimyası, refrakter ve inşaat işlerinde kullanılmak üzere üretilmektedir. Korozyona (özellikle sülfat saldırısına), aşınmaya ve yüksek sıcaklıklara karşı mükemmel direnç gösterirken hızlı priz alma özellikleri sunar.

Kullanım Alanları

Kalsiyum, inşaat harcı ve çimento üretiminden yapı kimyası ürünleri ve refrakter üretimine kadar birçok endüstriyel ve yapı kimyasal ürününün ayrılmaz bir bileşenidir. Kalsiyum ayrıca belirli uygulamalarda özel bir bağlayıcı olarak kullanıldığında benzersiz özellikler sergiler - korozyona, aşınmaya ve ısıya karşı direnç, hızlı priz süreleri ile birleştiğinde kalsiyumu birçok yönden istisnai bir bileşen haline getirir.

Özellikle atık su uygulamalarında kullanılmak üzere geliştirilen kalsiyum alüminat çimentoları, bu malzemenin kullanıldığı yüksek performanslı malzemelere bir örnektir. Bu tür uygulamalar tipik olarak asit oluşumuna (bakteriyel aktivite nedeniyle) ve aşınma direncine dayanabilen beton gerektirir.

Kalsiyum Alüminat Çimentoları çeşitli harmanlama teknikleri kullanılarak yapılabilir. Kalsiyum Alüminat çimento karışımı yapmak için bir reçete, Portland çimentosu, cüruf, hafif kireçli malzeme ve katkı maddelerinin 24 saatlik kullanım için karıştırılmasından oluşur ve hızlı mukavemet oluşturma yeteneklerine sahip ekonomik bir onarım yöntemi üretir.

Ayrıca, özel çimentolar, normal çimentonun hızla bozulacağı yüksek sıcaklıklı ortamlarda uygulandığında başka avantajlar da sunar. Alüminat içerikleri bu tür ortamlara dayanma kabiliyetlerini belirler; en az 40% alümina içeren ürünlerin (örneğin Isidac40 veya Recipro50) 1450 derece sıcaklığa kadar stabil olduğu kanıtlanmıştır.

Tip V Portland çimentosu, sülfat saldırısına karşı direncini artırmak için düşük konsantrasyonda kalsiyum alüminat içerir, bu da onu özellikle ağır trafik veya yükleme koşullarına maruz kalan köprü tabliye kaplama malzemesi olarak uygulandığında kullanışlı hale getirir.

Özel çimentoların optimum performans için su spreyi/sis/durgun su/ıslak çuval bezi gibi çeşitli kürleme teknikleri kullanılarak uygun şekilde kürlenmesi gerektiğini unutmayın. Ayrıca, beton Portland çimentolu betona benzer şekilde dökülmeli ve tesviye edilmeli ve eşit konsolidasyon ve tatmin edici performans sağlamak için en az 10 dakika boyunca mekanik olarak titreştirilmelidir.

Özellikler

Kalsiyum alüminat çimento özellikleri, alümina içerik seviyelerine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Daha fazla alümina içeren ürünler genellikle daha az içeren ürünlere göre korozyona karşı daha fazla direnç gösterir. Yüksek içerik aynı zamanda yüksek sıcaklıklarda tutunma mukavemetini de artırır. Bununla birlikte, fazla miktarlar hidrasyon işlemleri sırasında kalsiyum oksitin (CaO) ne kadar hızlı oluştuğunu etkileyebileceğinden, herhangi bir ilave alümina ilavesi mutlak minimumda tutulmalıdır.

Kalsiyum alüminat adıyla bilinen Kalsiyum Alüminat, alkali bir yapıya sahiptir ve bu nedenle asitliğe karşı iyi dayanır, bu da onu atık su sistemlerinde boru astarları ve kaplamalar olarak kullanıma uygun hale getirir. Ayrıca, tavuk çiftlikleri, deri fabrikaları ve diğer endüstriyel alanlar gibi asidik ortamlara maruz kalan alanlarda onarım harcı olarak sıklıkla kullanılır.

Kalsiyum Alüminat, toz ve granüllerden toz formuna kadar çeşitli formlarda gelir. American Elements, uygun olduğunda üretim amaçları için standart kalitelerinin bir parçası olarak bu formatlarda kalsiyum alüminata sahiptir: Mil Spec/ACS Reaktif ve Teknik Sınıf, Gıda/Tarım/Eczacılık Sınıfı ve USP/EPBP (Avrupa Farmakopesi/İngiliz Farmakopesi).

Kalsiyum Alüminat üretimi tipik olarak üretim için iki ana süreç kullanır: sinterleme ve füzyon. Atık su uygulamaları genellikle ikinci işlemle üretilen kalsiyum Alüminat çimentolarına dayanır; bu işlemde hammaddeler orantılı olarak bir fırına beslenir ve daha sonra farklı agrega derecelerine öğütülecek klinkeri oluşturmak için bir araya getirilir.

Klinker daha sonra diğer hammaddelerle birleştirilerek kalsiyum alüminat bazlı beton ürünleri oluşturulur, en popüler olanları en az yüzde 40 alümina içerenlerdir; yüzde 20 gibi daha düşük seviyeler içeren ürünler etkili korozyon direnci ve ilk mukavemet geliştirme oranları sunmayabilir.

Bu ürünler, kalsiyum alüminat hidrasyon işlemlerinin hızlı bir şekilde gerçekleşmesini sağlayan yüksek alümina içeriğine sahiptir, böylece malzeme üretildikten sonra hızlı bir şekilde kullanıma alınabilir. Bu özellik, erken mukavemet kazanımının proje başarısı için kritik olabileceği bulamaç karışımları ve prekast şekiller gibi uygulamalarda özellikle yararlı olabilir.

Uygulamalar

Kalsiyum alüminat çimentoları, korozyona, aşınmaya ve ısıya karşı direnç gerektiren refrakter, yapı kimyası ve inşaat uygulamalarında özel bağlayıcılar olarak yaygın şekilde kullanılır. Ayrıca hızlı priz süreleri ve erken mukavemet gelişimi elde etmek için beton formülasyonları ile karıştırılabilirler.

Çimentolar, saflık seviyelerine bağlı olarak kireçtaşı, boksit veya kireç ve alümina kombinasyonunun yüksek sıcaklıkta reaksiyona sokularak kalsiyum alüminat klinkeri haline getirilmesiyle üretilir ve su ile karıştırılmadan önce son derece hızlı bir hidrasyon reaksiyonu ile ince toz haline getirilerek güçlü bir erken mukavemet elde edilir - nihai mukavemete karıştırmadan sonraki 24 saat içinde ulaşılır.

Çimento, hızlı erken mukavemet sunmanın yanı sıra çok düşük bir ısı iletkenliğine sahiptir - çelik üretim fırınları veya diğer yüksek sıcaklık prosesleri gibi sıcaklıkların zamanla artabileceği ortamlar için idealdir.

Çimento, atık su altyapılarında, özellikle kanalizasyon şebekeleri için giderek yaygınlaşan bir sorun olan biyojenik sülfür korozyonuna karşı bir kaplama malzemesi veya onarım malzemesi olarak da kullanılabilir. Atık su dağıtımında kullanılan sfero döküm borular ve kanalizasyon şebekelerinde kullanılan beton borular aşınmaya, asit ve biyojenik sülfür korozyonuna karşı direnci artırmak amacıyla çimento ile kaplanabilir.

Bu kaplamalar yeni veya mevcut sfero ve beton borulara, menhollere ve diğer atık su altyapı bileşenlerine uygulanarak aerobik bakterilerin atık sudaki sülfürü parçalaması sonucu oluşan H2S oluşumuna karşı uzun süreli ve dayanıklı koruma sağlar. Ayrıca H2S oluşan boru bölümlerinde olası onarımlara karşı da koruma sağlarlar.

Bisley, dünyanın en büyük ikinci erimiş kalsiyum alüminat ve refrakter üreticisi tarafından üretilen Calucem kalsiyum alüminat çimentolarını (CAC), kendiliğinden yayılan şaplar, yüksek mukavemetli harçlar, boru kaplama çözümleri, rehabilitasyon harçları ve rehabilitasyon harçları dahil olmak üzere çeşitli inşaat ürünlerinde kullanılmak üzere dağıtmaktadır. Tek başlarına veya ikili ya da üçlü sistemlerin bir parçası olarak kullanılabilirler.

Üretim

Kalsiyum alüminat çimentosu üretimi, kalsine boksit ve kireçtaşı gibi hammadde kaynaklarının döner alevli bir fırında yüksek sıcaklıklarda eritilmesini ve daha sonra çeşitli uygulamalarda kullanılmadan önce ince öğütülebilen klinkerin oluşturulmasını gerektirir.

Bu noktayı gösteren iki önemli uygulama, bakterilerin sülfürik asit ürettiği kanalizasyon borularının kaplamaları ve aşınmaya karşı direncin önemli olduğu hidrolik barajlardır. Her iki uygulama da dayanıklılığın mukavemetten yola çıkılarak genelleştirilemeyeceğini, bunun yerine kullanım koşullarına özel olarak uyarlanması gerektiğini göstermektedir.

Bu tür uygulamalar, hem kararlı hem de reaktif kontrollü çimento gerektirir; bunun için çeşitli fazların hidrasyonu kilit öneme sahiptir. Bu çalışmada, CA, CA2 ve C12A7 hidratları, bunlardan yapılan macunlar üzerinde yarma çekme testleri yapılmadan önce referans olarak ticari çimento kullanılarak SEM ve X-ışını kırınımı kullanılarak karakterize edilmiştir.

Alüminat partiküllerinin boyutu ve şekli, Şekil 1'deki SEM mikrograflarında gösterildiği gibi, su içeren bileşiklerle reaktivitelerinin belirlenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Değişen ısıl işlem sıcaklıkları morfolojilerinde dramatik değişikliklere neden olur; artan yüzey alanları ile azalan partikül boyutları su hidrasyon kapasitesini artırırken, eş zamanlı olarak azalan partikül boyutları demir gibi diğer hidrasyon maddeleri ile reaksiyon hızını azaltır.

Kalsiyum alüminat çimentoları üstün mekanik özelliklerin yanı sıra iyi aşınma ve sülfat direnci sunarak uygulamalarda bu gibi spesifik özellikler gerektiğinde onları cazip bir seçenek haline getirir. Bu uygulamalarda alüminat, yapı kimyası çözümleri oluşturmak için fayans yapıştırıcıları, harçlar ve hızlı zemin şapları gibi çeşitli yapı kimyası ürünlerinde Portland çimentosu ile birleştirilir. Refrakter yapıda alüminat, uçucu kül, cüruf ve hafif kireçli malzeme gibi diğer refrakter malzemelerle birlikte kullanılarak mükemmel reaktivite, aşınma direnci ve sülfat direnci özelliklerine sahip yüksek sıcaklıklarda stabil olan çimentolar üretilir. Ayrıca, bu tür çimentolar, bakterilerin endodontik kanallara mikro sızıntılarına karşı kimyasal ve mekanik bariyer görevi görmeleri nedeniyle harika endodontik onarım malzemeleri oluştururlar.