1 Einführung
Calciumsulfoluminate Zement (CSA-Zement) wurde erfolgreich vom China Institute of Building and Materials Science in 1975 entwickelt und gewann den zweiten Preis der nationalen Erfindung in 1982. Es wird aus Bauxit, Kalkstein und Gips in einem bestimmten Verhältnis hergestellt und bei niedriger Temperatur kalziniert (1300~1350)°C Klinker mit Calciumsulfoluminat (C4A3S)̅) als wichtigste Mineralphase. Ein hydraulisches zementhaltiges Material könnte durch Co-Schleifen einer geeigneten Menge von Gips mit kurzer Einstellzeit, die von hoher Frühfestigkeit und geringer Alkalität ist, hergestellt werden.Beim Schleifen von Calciumsulfoluminat-Zement, einige Mischmaterialien (Kalkstein, Fliegenschweig,etc.) werden in der Regel nach Bedarf hinzugefügt.Mit der Vertiefung der Forschung wurde Calciumsulfoluminate Zement nach den tatsächlichen Bedürfnissen des Projekts serialisiert.Derzeit werden hochfester Calciumsulfoluminat-Zement, selbstbetonender Calciumsulfoluminat-Zement und schnell härtendes Calciumsulfoluminat hergestellt, auf dem Markt werden Calciumsulfoluminat-Zement mit niedriger Alkalinität und ausgebreiteter Calciumsulfoaluminat-Zement eingesetzt.
Dieses Papier führt kurz die Produktion, Leistungsmerkmale und Engineering-Anwendungen von Calciumsulfoaluminat-Zement ein.
In den letzten zehn Jahren, mit dem Schwerpunkt auf Kraftstoffeinsparung, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung in der Zementindustrie, haben Forscher im In- und Ausland begonnen, der Anwendung industrieller fester Abfälle bei der Verbrennung von Calciumsulfoluminat-Zementklinker Aufmerksamkeit zu schenken.
Verglichen mit Portland Zementklinker weist Calciumsulfoluminat-Zementklinker einige Unterschiede in den Rohstoffen, der Brenntemperatur und der Mineralbildung auf.
Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Calciumsulfoluminat-Zementklinker sind kalkhaltige Rohstoffe, Bauxit und Gips.are:Cao≥ 48% der kalkhaltigen Rohstoffe (wenn weniger als 48%,kann sie mit Cao >kombiniert werden;48% kalkhaltiger Rohstoffe),MgO<20%;Al2O3>50%,Fe2O3<20%,SiO2<20%,SO3>38% in Bauxit;bei Gips bevorzugt,und SO3>45%.Bei der Herstellung von Calciumsulfoluminat-Zementklinker werden hauptsächlich zwei Parameter des Aluminium-Schwefel-Verhältnisses (P) und des Alkalinitätskoeffizienten (CM) kontrolliert.Unter ihnen wird P in der Regel zwischen 3.5 und 4.0 gehalten und CM wird in der Regel zwischen 0.9 und 1 gehalten.Wenn CM>1,eine große Menge von f-CaO oder C3A, C12A7 und anderen Mineralien werden gebildet, die die Hydrationsgeschwindigkeit, Hydrationsprodukt und Morphologie des Zements beeinflussen;wenn der CM zu klein ist, wird der C2AS-Gehalt im Clinker steigen,was zu dem Inhalt von C4A3S führt̅ undβ-C2S wird reduziert, was sich nachteilig auf die Zementleistung auswirkt.Wenn der Gipsgehalt unzureichend ist, wird der Al2O3 zu hoch sein und der C2AS-Gehalt im Klinker wird zunehmen, was zu einer Abnahme der frühen Zementleistung führt.
Die Herstellung von Calciumsulfoluminat-Zementklinker ist im Wesentlichen die Hälfte der Produktion von Portland-Zement, so Calciumsulfoluminat-Zement wird als kohlenstoffarmer umweltfreundlicher Zement angesehen.
3. Leistungsmerkmale von Calciumsulfoluminat Zement
3.1 Kondensation ist schneller
Gemäß den Bestimmungen von GB175-2007 darf die Anfangszeit von verschiedenen Portlandzementtypen nicht weniger als 45 Minuten betragen,Die Anfangszeit von Calciumsulfoluminat-Zement beträgt 30min~40min, und die Endzeit beträgt 55min~75min.
3.2 Hohe frühe Festigkeit
Verglichen mit normalem Portland-Zement entwickelt sich die Calciumsulfoluminat-Zement schnell und hat eine sehr hohe 1d-Festigkeit.Die Stärke des 3d-Alters kann mehr als 85% der Stärke von Portland-Zement 28d erreichen.Wie in Tabelle 1,Da Calciumsulfoluminat-Zement eine bestimmte Menge C2S im Klinker enthält, wird seine späte Festigkeit langsam zunehmen, und es wird keine späte Festigkeitsverschrumpfung durch ein schnell einstellendes, schnell härtendes und frühfestes Zement geben.
3.3 Eine gewisse Expansionsrate
Das durch die Hydrierung von Calciumsulfoluminat gebildete ettringit erzeugt eine Volumenerweiterung im Kristallwachstum und damit hat der Calciumsulfoluminat-Zement einen gewissen Grad an freier Expansion. Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass bei einem Kalk-S and-Verhältnis (C/S) von 1:0.5,das freie Ausdehnungsverhältnis des kalziumsulfoluminaten Zements 28d beträgt 0,00% bis 0,10%,und das schnelle Hartkalziumsulfoluminat zement Die freie Expansionsrate von 28d beträgt 0,00%~0.07%[12].Man kann sehen, dass der Calciumsulfoluminat-Zement zwar einen gewissen Expansionsgrad hat, das Expansionsverhältnis gering ist und die Anwendung sehr sicher ist.
3.4 Niedrige flüssige Alkalinität
Der PH der Silicate-Zement-Hydrationsflüssigkeitsphase ist etwa 13,und der PH der Calciumsulfoluminat-Zementhydrationsflüssigkeit ist 11.5~12.0. Niedrig alkalischer Zement eignet sich als Zementmaterial für Verbundwerkstoffe aus Glasfasern, insbesondere im Calciumsulfoluminat-Zement mit einem bestimmten Anteil an Mischmaterialien wie Kalkstein, Flugasche, Schlackenpulver usw., die die Alkalität weiter reduzieren und zum idealen glaszementhaltigen Material für Faserprodukte werden können.
3.5 Gute Beständigkeit gegen Gefrieren und Auftauen
Die gute Frostbeständigkeit ist auch eine der hervorragenden Eigenschaften von Calciumsulfoluminat Zement. Da es hart wird, hat das frühe Einfrieren wenig Einfluss auf seine Festigkeit.Ordinary Portland Zement wird in einem frühen Stadium eingefroren,und sein Festigkeitsverlust ist ungefähr 50% wenn die Temperatur wieder normal ist,während Calciumsulfoluminate Zement nur etwa 9%.Calciumsulfoluminat Zement wird in niedriger Temperatur verwendet (0~10)°C,seine frühe Festigkeit beträgt 5,8-mal die der gewöhnlichen Silikatzement;Es kann in Niedrigtemperatur-Umgebung von (-20~0) verwendet werden°C,eine kleine Menge an Frostschutzmittel, halten die Schimmeltemperatur über 5°C,und die Festigkeit des Betons (3~7) kann 70%~80% der Konstruktionsfestigkeit erreichen.
4 Die Anwendung von Calciumsulfoluminat Zement
4.1 Calciumsulfoluminat Zement, der als Schnellreparaturmaterial verwendet wird
Eine Vielzahl von experimentellen Studien haben gezeigt, dass die schnelle Aushärtung von frühem starken Calciumsulfoluminat-Zement ein relativ fortgeschrittenes hydraulisches Zementmaterial für Notreparatur und Konstruktion ist.in China.In Straßen-Reparaturarbeiten ist der mit Calciumsulfoluminat-Zement zubereitete Straßenbeton und frühes Festigkeitsmittel keine besondere Wartung erforderlich.Nach 8 Stunden kann die Festigkeit 80% der Konstruktionsstärke erreichen,und die Konstruktionsstärke kann in zwölf Stunden erreicht werden.Calcium-Sulfoluminat-Zement hat einen starken Zusammenhalt und eine schwache Selbstausdehnung, die die Schrumpfung des Betons wirksam verhindern kann.Hohe Eindringfestigkeit kann verhindern, dass Oberflächenwasser sickert und die Straßengrundschicht beschädigt.
4.2 Calciumsulfoluminat Zement als Nähmaterial
Viele neue Materialien wurden in den Bau von Hochgeschwindigkeitsbahnen in China investiert,insbesondere Fuhrmaterialien, die weithin bei der Verankerung von Ankerbolzen aus Schienen- und Stahlkonstruktionen eingesetzt wurden,die Verstärkung des Straßen- und Brückenbaus und die Verstärkung der Betonkonstruktionen.Yan Xiangjun untersuchte auf der Grundlage von schnell hartem Calciumsulfoluminat-Zement ein neues Fuhrmaterial mit guter Fließfähigkeit, kontrollierbarer Kondensationszeit, frühzeitiger Festigkeit und schrittweiser Verbesserung der späten Festigkeit,die für die Verbesserung der Vor-Ort-Fuhrtechnik von großer Bedeutung ist.
4.3 Anwendung von Calciumsulfoluminazement in der Korrosionsbeständigkeitstechnik
Calciumsulfoluminate Zemente haben eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chlorid- und Sulfatangriff,Die Abschnitte der South Xinjiang Railway und der Qingxin Railway, die hohe Konzentrationen von Chlorid, Magnesium und Sulfat Grundwasser enthalten,Verwenden Sie mehr als ein Dutzend Brücken von schnell harten Calciumsulfoluminat Zementfeldexperimenten und Konstruktion.
4.4 Die Anwendung von Calciumsulfoluminat-Zement bei der Herstellung von GRC-verwandten Produkten
GRC-Produkte
beziehen sich auf Produkte aus Calciumsulfoluminat-Zement und alkalisch-beständigen Glasfasern. Sie haben hervorragende Eigenschaften wie Leichtgewicht, hohe Festigkeit und Haltbarkeit,und wurden in China weit verbreitet.Calcium sulfoaluminat Zement hat niedrige Alkalinität,und wenn mit Glasfaser kombiniert, um glasfaserverstärkter Zement (GRC) Produkte herzustellen,kann es die Korrosion von Glasfasern verlangsamen und die Haltbarkeit von GRC-Produkten erheblich verbessern.Derzeit gibt es viele Arten von GRC-Produkten,u.a. GFK-Innen- und Außenteilwandplatten, GFK-Gebäude Außendekorationselemente und Kunstwerke, GFK-Isolierplatten und Schaumstoffe. 4.5 Die Anwendung von Calciumsulfoluminat-Zement in anderen Projekten
Sulfuratzement hat aufgrund seiner hohen frühen Festigkeit, der starken Permeabilität, der guten Frost-Tau-Beständigkeit, der langfristigen Stabilität, der Korrosionsbeständigkeit, der kurzen Einstellzeit eine Reihe von hervorragenden Eigenschaften,niedrige Alkalinität und geringe freie Expansionsrate.Neben der weit verbreiteten Anwendung in den oben genannten Projekten wird sie auch in den folgenden Ingenieursfeldern[20]:
(1) Ankerstützung und Bewehrung;
(2) Hydraulik- und Offshore-Engineering;
(3) unterirdische Arbeiten;
(4) Projekt zur anti-alkalischen Aggregatreaktion;
(5)Vorbereitung von Betonfertigteilen und hochfesten Betonrohren.
5 Outlook
Calciumsulfoluminate Zement hat besondere Eigenschaften wie schnelle h
