Qualquer clínquer de cimento de aluminato, composto principalmente de aluminato de cálcio, é moído em um material de cimentação hidráulica chamado cimento de aluminato, e seu nome de código é CA. De acordo com as necessidades, uma quantidade adequada de pó de αAl₂O₃ pode ser adicionada ao moer cimento com um teor de Al₂O₃ superior a 68%. O cimento de aluminato pode ser dividido em quatro categorias, de acordo com o teor.
CA-50 50%≤Al₂O₃ <60%
CA-60 60%≤Al₂O₃<68%
CA-70 68%≤Al₂O₃<77%
CA-80 77%≤Al₂O₃
As propriedades físicas do cimento de aluminato são as seguintes.
(1) Finura
A área de superfície específica não deverá ser inferior a 300m²/kg, ou o resíduo da peneira de 0,045 mm não deverá ser mais significativo do que 20%, conforme acordado entre as partes de oferta e demanda. No caso de uma disputa sem acordo, a área de superfície específica prevalecerá, proporcionando um processo de resolução justo.
(2) Tempo de endurecimento (argamassa)
Deve atender aos seguintes requisitos: O tempo de endurecimento inicial do CA-50, CA-70 e CA-80 não deve ser anterior a 30 minutos, e o tempo de endurecimento final não deve ser superior a 6 horas; o tempo de endurecimento inicial do CA-60 não deve ser anterior a 60 minutos, e o tempo de endurecimento final não deve ser superior a 18 horas.
O cimento de aluminato é um cimento de resistência inicial. Sua resistência 1d pode atingir mais de 80% da resistência 3d, que pode atingir o nível do cimento Portland comum 28d. O crescimento da resistência posterior não é significativo. Ele é usado principalmente em projetos com períodos de construção urgentes (como construção de estradas e pontes), projetos de reparo de emergência (como tapar vazamentos) e projetos de construção no inverno.
Diferentemente do cimento endurecido comum, o cimento de aluminato não contém aluminato tricálcico ou hidróxido de cálcio sem precipitado. Essa composição exclusiva resulta em uma estrutura densa após o endurecimento, tornando-o altamente resistente à erosão da água mineral, uma vantagem fundamental em vários projetos de construção.
Hidratação e endurecimento do cimento de aluminato
A hidratação do cimento de aluminato, particularmente o processo de hidratação do aluminato de cálcio, é uma área de estudo fascinante. É interessante notar que sua reação de hidratação varia significativamente com a temperatura. Em diferentes faixas de temperatura, observamos a formação de produtos de hidratação distintos, cada um com suas propriedades e implicações exclusivas.
A hidratação do CA₂ no cimento de aluminato é igual à do CA, mas a taxa de hidratação é mais lenta. A reação de hidratação do C₁₂A₇ é rápida e também produz C₂AHg. Entretanto, a reação entre o C₂AS e a água é fraca e pode ser considerada um mineral inerte. Uma pequena quantidade de C₂S produz gel de silicato de cálcio hidratado.
Os hidratos de CaHiO ou C₂AHg são cristais em forma de agulha ou flocos que formam uma ligação sólida de cristal para criar um esqueleto de cristal. Ao mesmo tempo, o gel de hidróxido de alumínio gerado preenche o espaço do esqueleto para formar uma estrutura relativamente densa, de modo que a resistência inicial do cimento pode ser aumentada rapidamente, embora o aumento subsequente da resistência não seja significativo.
O CaH₁O e o C₂AHg se transformam gradualmente em C₃AHs relativamente estáveis ao longo do tempo. Esse processo de transformação se acelera com o aumento da temperatura ambiente. Como resultado da transformação do cristal, a água livre precipita da pasta de cimento, aumentando os poros. Ao mesmo tempo, a resistência do produto de transformação C₃AH₆ em si é relativamente baixa, e a ligação entre os cristais é ruim, de modo que a resistência da pasta de cimento é significativamente reduzida. A transformação dos cristais causará uma diminuição da resistência a longo prazo, especialmente em um ambiente quente e úmido, onde a resistência diminui significativamente (a resistência posterior pode ser reduzida em mais de 40% em comparação com o valor máximo de resistência). No entanto, se for usado corretamente, tratado com cautela e se forem tomadas medidas específicas, suas propriedades indesejáveis poderão ser um pouco melhoradas. Por exemplo, adicionar gesso ou gesso anidro ao cimento, reduzir a proporção água-cimento, diminuir a temperatura de cura e outras medidas.
3. Escopo de aplicação e precauções do cimento de aluminato na argamassa de cimento
O cimento de aluminato é usado principalmente em argamassas de mistura seca que exigem propriedades de endurecimento rápido ou estabilidade em altas temperaturas, como argamassa de mistura seca autonivelante. Isso se deve ao fato de que, em condições normais de endurecimento, a pasta de cimento de aluminato não contém aluminato tricálcico e hidróxido de cálcio, e sua densidade também é relativamente grande, de modo que apresenta alta resistência à erosão de água mineral e sulfato. Em especial, a resistência a ácidos do cimento de aluminato o torna adequado para a preparação de argamassas misturadas a seco com altos requisitos de resistência à corrosão ácida.
A consistência padrão do cimento de aluminato não requer muita água, mas precisa de mais água ligada durante a hidratação, atingindo cerca de 50% da massa de cimento, quase o dobro do cimento de silicato. Esse é um motivo importante pelo qual o cimento de aluminato tem maior densidade e impermeabilidade após o endurecimento. Aproveitando a alta densidade e a impermeabilidade do cimento de aluminato, ele também pode ser usado para preparar obstruções rígidas e construir argamassa seca à prova d’água.
Como o cimento de aluminato libera uma grande quantidade de calor durante a hidratação, é necessário prestar atenção à sua dosagem e espessura de aplicação ao preparar argamassa espessa, como a argamassa autonivelante; de acordo com o desempenho da reação de temperatura do cimento de aluminato, além de prestar atenção à temperatura de construção de seus produtos, ela também deve ser considerada durante a preparação; O cimento de aluminato tem baixa resistência a álcalis e, ao definir o escopo de uso da argamassa mista seca à base de cimento de aluminato, é necessário listar as precauções de uso e tomar as medidas de proteção adequadas; os produtos preparados com cimento de aluminato não são adequados para estruturas de suporte de carga de longo prazo e em ambientes de alta temperatura e alta umidade; o cimento de aluminato reage rapidamente quando entra em contato com a água, e a argamassa mista seca preparada com ele deve prestar mais atenção à prova de umidade do que a argamassa mista seca preparada com cimento de silicato.
Alguns produtos de argamassa misturada a seco, como a argamassa autonivelante, são propensos ao branqueamento e à formação de pó na superfície devido à transformação do cristal do cimento de aluminato. Adicione gesso di-hidratado, zeólita e outros materiais ao cimento de aluminato para preparar a argamassa comercial e melhorar o desempenho do produto. O produto modificado tem uma taxa de endurecimento mais rápida, sem encolhimento da resistência posterior e uma forma de cristal estável sob condições hidrotérmicas. A taxa de resistência à compressão 28d e a alcalinidade podem determinar a adaptabilidade da fórmula da argamassa.
4. Cimento de sulfoaluminato
O cimento sulfoaluminado é um tipo de material cimentício hidráulico obtido pela calcinação de matérias-primas com composição adequada e mistura de clínquer de cimento com sulfoaluminato de cálcio anidro e silicato dicálcico como os principais componentes minerais, com diferentes quantidades de calcário e a quantidade adequada de gesso. O cimento de sulfoaluminato inclui cimento de sulfoaluminato de endurecimento rápido e baixa alcalinidade e cimento de sulfoaluminato autoestressante.
Um tipo de material cimentício hidráulico com alta resistência inicial, produzido pela moagem de clínquer de cimento sulfoaluminado com composição adequada, uma pequena quantidade de calcário (a quantidade adicionada não deve exceder 15% da massa de cimento) e uma quantidade adequada de gesso, é chamado de cimento sulfoaluminado de endurecimento rápido, e seu nome de código é R-SAC. Ele é dividido em quatro graus de resistência de 42,5, 52,5, 62,5 e 72,5 de acordo com a resistência à compressão 3d.
Um tipo de material cimentício hidráulico com baixa alcalinidade, produzido pela moagem de clínquer de cimento sulfoaluminado adequado, uma grande quantidade de calcário (sua quantidade de adição não deve ser inferior a 15% da massa de cimento nem superior a 35% da massa de cimento) e uma quantidade adequada de gesso, é chamado de cimento sulfoaluminado de baixa alcalinidade, e seu nome de código é L-SAS. Ele é dividido em três graus de resistência de 32,5, 42,5 e 52,5 de acordo com a resistência à compressão 7d. O cimento de sulfoaluminato de baixa alcalinidade é usado principalmente para fabricar produtos de cimento reforçados com fibra de vidro. Quando usado para preparar produtos e estruturas de concreto com fibras de aço, barras, malha e peças embutidas, deve ser usado aço inoxidável.
Um tipo de material de cimentação hidráulica com propriedades de expansão, produzido pela moagem de clínquer de cimento sulfoaluminado com ingredientes apropriados e pela adição da quantidade adequada de gesso, é chamado de cimento sulfoaluminado autotensionado, e seu nome de código é S-SAC. O cimento de sulfoaluminato autotensionado é dividido em quatro graus de autotensão de 3,0, 3,5, 4,0 e 4,5, de acordo com a autotensão de 28d.
O cimento sulfoaluminado, com suas propriedades exclusivas, é um material versátil que pode ser usado em uma variedade de argamassas de cimento. Ele é particularmente benéfico para aplicações que exigem endurecimento rápido e resistência inicial, como argamassa seca para reparos de engenharia de endurecimento rápido, argamassa seca para construção de inverno, argamassa seca para engenharia de solo e argamassa adequada para engenharia de obstrução.
O cimento sulfoaluminato é um material fascinante com propriedades exclusivas. Ele pode endurecer normalmente a 5°C, graças à sua falta de minerais C₃A e à pasta de cimento de alta densidade. Isso resulta em boa resistência ao sulfato, encolhimento mínimo ao ar e excelentes propriedades anticongelantes e anti-infiltração. O valor do pH da fase líquida da pasta de cimento é de 9,8 a 10,2, o que o torna um cimento com baixo teor de álcalis. Essa propriedade exclusiva permite que ele seja misturado com fibras com baixa resistência a álcalis, como as fibras de vidro.
A resistência inicial do cimento de sulfoaluminato se desenvolve rapidamente, e a resistência posterior se desenvolve lentamente, mas não diminui. A argamassa seca preparada com cimento sulfoaluminado tem a mesma regra. O tempo de endurecimento do cimento de sulfoaluminato é relativamente rápido, e o intervalo entre o endurecimento inicial e o final também é relativamente curto.
