Bazen alüminli çimento olarak da adlandırılan kalsiyum alüminat çimentosu, yüksek erken dayanımı ve sert kimyasallara ve sıcaklıklara karşı dayanıklılığı ile ayırt edilen özel bir çimento türüdür. Bu nedenle, normal Portland çimentosunun iyi çalışmayabileceği bir dizi özel inşaat projesi için en iyi seçenektir.
Hızlı mukavemet gelişimi gerekli olduğunda, bu tür çimento kullanışlı olur. Örneğin, yapıların geleneksel çimento kullanılmasına kıyasla çok daha kısa sürede yeniden kullanıma açılmasını sağladığından, yolların ve havaalanı pistlerinin onarımında sıklıkla kullanılmaktadır. Malzemelerin yüksek sıcaklıklara dayanması gereken fırınlar ve ocaklar için refrakter astarlar inşa edilirken de alüminli çimento tercih edilir.
Alüminli çimentonun zorlu kimyasal ortamlardaki dayanıklılığı temel özelliklerinden biridir. Endüstriyel zeminler, atık su arıtma tesisleri ve deniz suyuna maruz kalan yapıları içeren projeler için mükemmel bir seçenektir. Özel bileşimi sayesinde, bu zorlu koşullar altında daha uzun ömürlü ve daha dayanıklıdır.
Alüminli çimentonun çeşitli çeşitleri ve nitelikleri hakkında bilgi sahibi olursanız, projeniz için uygun malzemeyi seçmeniz daha kolay olacaktır. Alüminli çimentonun farklı çeşitleri, benzersiz nitelikleri ve çeşitli uygulamalar için uygun olan teknik özellikleri aşağıdaki bölümlerde ele alınacaktır.
| Alüminli Çimento Türü | Özellikleri ve Kullanım Alanları |
| Yüksek Alümina Çimento | Hızlı priz alan, yüksek mukavemetli, yüksek sıcaklıklara dayanıklı, refrakter betonlarda, fırınlarda ve endüstriyel yapılarda kullanılır |
| Kalsiyum Alüminat Çimento | Yüksek erken dayanım, sülfatlara ve kimyasallara karşı dirençli, kanalizasyon sistemlerinde, deniz yapılarında ve kimyasal tesislerde kullanılır |
| Düşük Çimentolu Dökülebilir | Düşük su içeriği, yüksek yoğunluk, mükemmel mekanik mukavemet, fırınlarda, yakma fırınlarında ve diğer yüksek sıcaklıklı ortamlarda kullanılır |
Uygulama alanı
Alüminli çimentonun özelliklerini, kullanım alanlarını ve bağlamını derinlemesine incelemeden önce, alaka düzeyini anlamak zorunludur. Sertleşmeyi hızlandırma özelliği nedeniyle bu kadar pahalı hammadde satın almak yersiz olsa da, günlük hayatta binlerce derecede yangın dayanımına ihtiyaç duyulmadığı için bu tür karışımlar sanayi sektöründe daha çok talep görmektedir.
İmalat sektöründe alüminli çimento kullanımı:
- Köprülerin onarımı ve yeniden inşası
- Yüksek stabilite seviyesine sahip yapıların hızlandırılmış inşaatı – tüm işler 3 güne kadar sürer
- Monolitin sülfatlara karşı direncini sağlamanın önemli olduğu durumlar
- Ankraj cıvatalarının sabitlenmesi ve bağlanması
- Agresif maddelerle kullanım için konteynerlerin oluşturulması
- Petrol kuyularının düzenlenmesi
- Alüminli çimento GC40, beton prizini hızlandırıcı, refrakter karışım için bir bileşen olarak kullanılabilir
- Deniz araçlarının onarımı
- Özellikle ağır yüklere maruz kalan betonarme yapıların inşası
- Deniz ve yeraltı yapılarının inşası
- Yapı kimyası alanında kullanılmak üzere tasarlanmış yapıştırıcı çözümlerinin tanıtımı
- Hz 40 çimentosu, genleşen ve su geçirmez solüsyonların hazırlanmasında ana bileşendir
- Su yalıtım sıvası üretimi kil-toprak çimentosu kullanılarak da gerçekleştirilebilir – malzeme su hatlarının, metroların dekorasyonunda, boru hatlarının birleşim yerlerinde ve.D.
Özel binalarda kil-toprak çimento uygulaması
- Zemin şapının düzenlenmesi (beton için özel gerekliliklerin olduğu bazı durumlarda)
- Pencere eşikleri ile çalışmanın hazırlık aşaması
- Bodrum inşaatları, bina bodrumları (nadiren)
- Özel konutlarda havalandırma sistemlerinin, bacaların onarımı/yeniden inşası.
- Genellikle, evlerde şömineler ve fırınlar ve diğer ısıtma cihazları inşa edilirken, özellikleri istenen yapısal özelliklerin sağlanmasını mümkün kılan GC 40 çimentosu kullanılır
Üretim Özellikleri
Saf boksit veya kireçtaşı, çok spesifik özelliklere sahip alüminli çimento yapımında kullanılır. Karışıma istenen nitelikleri kazandırmak için diğer bileşenler eklenir. Eritme ve sinterleme çimento üretiminde kullanılan iki temel işlemdir. Kokun kalitesi, içindeki demir oksitlerin hacimsel içeriği, boksitin bileşimi ve silisik asit ilavesi, seçilecek yöntemi etkiler.
Erime
Birinci sınıf boksit, eritme işlemi için kok kömürü ve kireçtaşı ile birleştirilir. Bu karışım reküperatörlerde doğru sıcaklığa kadar ısıtıldıktan sonra su soğutmalı su ceketli fırınlara gönderilir ve burada tuyerlerden hava beslenerek eritilir. Bundan sonra, kütle bir delikten geçtikten ve fırın kalıplarında soğutulduktan sonra öğütülmek üzere bir kırıcıya gönderilir. Kırıcılara çok odalı değirmenler monte edilmiştir. Fırınları çalıştıran şey partiküllü yakıttır.
Karışım zaman zaman ferrosilikonu eriten elektrikli eritme yöntemiyle silisik asitten arındırılır. Benzersiz alternatif akım fırınları kullanan ark eritme işlemi, zaman zaman olağanüstü yüksek kaliteli alüminli çimento elde etmek için kullanılır. Hammaddeler önce ezilerek, karıştırılarak ve şekillendirilerek granül veya briket haline getirilir. Boksit kalsine edilmesine ve kok içeren bir parti kullanılmasına rağmen, kireçtaşı önceden kalsine edilir.
Modern elektrik ark fırınlarında ulaşılabilen olağanüstü yüksek sıcaklıklar nedeniyle partideki silika silikona indirgenir; silikon daha sonra demirle birleşerek ferrosilikon oluşturur.
Alüminli çimento yüksek fırınlarda da yapılabilir, ancak ürün sertleştikten sonra hızla mukavemet kaybeder.
Sinterleme
Bu üretim yönteminde konvansiyonel fırınlar nispeten düşük sıcaklıklarda kullanılır. Başlangıçta, gehlenitin kristalleşmesini ve camsı hale gelmesini sağlamak için karışım yavaş yavaş soğutulur. Burada, kalsiyum alüminatların kristalleşmesini önlemek için sinterleme işlemi sırasında sıcaklığın ideal seviyenin üzerinde kalması kritik önem taşır. Gehlenit kristallerinin oluşumunu önlemek amacıyla, bitmiş bileşimde camın görünmemesini sağlamak için çok hızlı soğutma sistemleri tasarlanmıştır.
Karışım fırından çıktığında, buhar-hava akımları onu granüllere dönüştürür. Bu yöntemle yapılan alüminli çimento, daha yavaş soğuyan bir maddeyle karşılaştırıldığında, ilki daha üstün dayanım göstergeleri sergilemektedir.
Bileşim ve özellikler
Alümina çimentosunu daha iyi anlayabilmek için bileşimi hakkında düşünmek önemlidir. CaO-A12O3 olarak da bilinen düşük bazlı monokalsiyum alüminat, karışımın birincil bileşenidir. Sertleştirme işlemi sırasında dikalsiyum hidroalüminata dönüşür. Bu tür çimentonun iki çeşidi vardır: düşük kireçli (CaO< 40) ve yüksek kireçli (CaO> 40%).
Alüminli çimentoyu oluşturan kimyasal bileşenler aşağıdaki gibidir:
- Demir oksit – %5 ila %15 arasında
- Silikon oksit – %5 ila %15
- Kalsiyum oksit – %35 ila %45
- Alüminyum oksit – %30 ila %50
Alüminatlar, dikalsiyum silikat (sertleşmeyi yavaşlatır) ve balast katkısı olarak gehlenit de karışıma eklenir.
1) Karışımda kalsiyum alüminatlar bulunduğundan, çimento tamamen sertleştikten sonra olağanüstü bağlayıcı niteliklere ve yüksek mukavemete sahiptir. Bununla birlikte, alüminli çimento Portland çimentosuna benzer şekilde davranmasına rağmen, sertleşme süreci ısı salınımını içerir; ilk gün ısının yaklaşık %70'i salınır ve bu da tehlikelidir. Hava sıcaklığının +30 dereceden yüksek olması durumunda beton, standarttan iki ila üç kat daha az direnç gösterecektir.
2) Alümina çimentosu, Portland çimentosuna kıyasla daha yoğun bir yapay taş ile sonuçlanan üstün mukavemet ve zorlu ortamlara karşı direnç gösterir. Bununla birlikte, alkali bir ortam bu tür bir monolitin hızla deforme olmasına neden olur, bu nedenle alçı, Portland çimentosu veya kireç ile karıştırılmasına izin verilmez.
3) Bu tür bir beton çözeltisi hızlı bir sertleşme oranına sahiptir; karışım 30 dakika içinde katılaşmaya başlar ve bitmesi 12 saat sürer. Portland çimentosuna benzer şekilde, alümina çimentosu da priz alır, ancak standart dayanımına 28 gün yerine 72 saatte ulaşır.
Alüminadan yapılmış çimentonun nitelikleri:
- Gazlı ortamlara, agresif sıvılara karşı direnç
- İşi eksi değerde yürütme becerisi
- Hızlı güç kazanımı
- Oluşturulan monolitin yüksek yoğunluğu
- Refrakter çözümler elde etmenizi sağlayan yüksek düzeyde termal kararlılık
Yapısı ve türleri
Bu tür çimento iki ana kategoriye ayrılır: malzemede bulunan safsızlıkların miktarına bağlı olarak normal bileşim ve yüksek alümina. Yetmiş iki saat sonra çimento derecesi belirlenir. Bileşim tipik olarak Moskova ve çevresine küçük miktarlarda ithal edilmekte ve burada 40-50 kg ağırlığındaki konteynerlerde veya özel torbalarda satılmaktadır. Alüminli çimento, karışımda bulunan demir miktarına ve bileşenlerin oksitlenme hızına bağlı olarak yeşilden sarıya, kahverengiden siyaha kadar değişen renklere sahip olabilir.
Üç ana alüminli çimento sınıfı – GC-40, GC-50 ve GC-60 – basınç yüklerini tolere etme kapasitelerine göre değişir. GC-40 karışımı 22'den itibaren daha güçlü hale gelir.5 (24 saat sonra MPa) ila 72 saatlik dökme işleminden sonra 40 MPa. Bu, çeşitli bina projeleri için uygun olan en iyi bilinen markadır. Yakıt ve enerji sektöründe kullanılan çimento, 50 MPa'a ulaşan GC-50 dayanım endeksine sahiptir. GC-60, metalürji ve savunma sektörlerinde kullanılan 60 MPa'ya kadar mukavemete sahip bir karışımdır.
Doğru kullanılması gereken bir bileşen de alüminli çimentodur. Karışımla ilgili işleri uzmanlara bırakmak en iyisidir. Çimentoyu karıştırırken (örneğin normal Portland çimentosunun aksine), yüksek viskozitesi nedeniyle daha zordur ve daha uzun sürer; ancak doğru karıştırma betonun kıvamı ve uzun ömürlü olması için gereklidir.
Büyük hacimlerde betonu hızlı bir şekilde kullanmak neredeyse imkansız olduğundan ve sertleşme sürecini yavaşlatmak mümkün olmadığından, karışım tipik olarak küçük porsiyonlar halinde hazırlanır. Hazırlandıktan hemen sonra sertleşmeye başlayan kompozisyonlarla çalışmak çok zordur ve bu durum nihai yapının kalitesini etkileyebilir.
Alüminli çimento, hızla sertleşen çeşitli genleşen karışımlar ve bileşimler oluşturmak için sıklıkla kullanılır. Bileşim ve bileşen oranları bu tür her bir çözelti için bağımsız olarak hesaplanır. Genellikle karışım sertleştikçe kendiliğinden sıkışır ve hacim olarak genişler, büzülmeyi telafi eder. Bu karışımlar, alüminli çimentonun farklı katkı maddeleri ile birleştirilmesiyle oluşturulur.
- Alçı ve kırılmış cüruflu genleşen çimento – çabuk priz alır, suda genleşir.
- Minimum büzülmeye sahip su geçirmez bir karışım – çimentoya alçı hemihidrat ve sönmüş kireç eklenir, bu da su yalıtım işlerinde kullanıma uygun bir malzeme elde edilmesini mümkün kılar.
- Genleşen su geçirmez çimento – hızla güç kazanır, nakliye kilitleri, tüneller, boru hatları, yüzme havuzları vb. su yalıtımı için kullanılır.d.
Bazen yüksek alüminalı çimento olarak da adlandırılan alüminli çimento, kimyasal saldırılara karşı direnç, hızlı sertleşme ve yüksek erken dayanım gibi özel nitelikleri nedeniyle inşaatta uygulama alanı bulan çok yönlü ve hızlı priz alan bir malzemedir. Endüstriyel zeminler ve yollar gibi hızlı bir şekilde onarılması gereken yerlerin yanı sıra aşırı ısıya veya güçlü kimyasallara maruz kalan yerlerde sıklıkla kullanılır. Alüminli çimentonun birçok çeşidi, benzersiz nitelikleri ve bir dizi özel uygulama için kullanılmalarını sağlayan teknik özelliklerin tümü bu makalede ele alınacaktır.
Teknik Özellikler
- Hızlı sertleşme – 30-45 dakika sonra başlar, üç gün sonra sona erer.
- Alüminli çimentonun -10C'ye kadar düşük sıcaklıklarda kullanılabilmesi sayesinde sertleşme işlemi sırasında büyük miktarlarda ısı açığa çıkar.
- Hem düşük hem de yüksek sıcaklıklara karşı artırılmış direnç özellikleri.
- Yangına dayanıklılık – +1300-1700 C'ye kadar.
- Yüksek yoğunluk (yapıda az sayıda gözenek).
- Çok yüksek mukavemet.
- Gaz ve sıvı ortamlara, korozyona, magnezyum ve kalsiyumun sülfür bileşiklerine, alkali metal klorürlere karşı direnç.
Farklı özellikleri ve benzersiz nitelikleri ile alüminli çimento, çeşitli özel uygulamalar için kullanılabilen bir malzemedir. Hızlı priz süresi ve yüksek erken mukavemet gelişimi, özellikle acil onarımlar ve kış inşaatı gibi hızlı geri dönüşlü inşaat projeleri için kullanışlıdır.
Alüminli çimento sadece hızlı bir şekilde sertleşmekle kalmaz, aynı zamanda sert kimyasallara ve yüksek sıcaklıklara karşı olağanüstü bir dirence sahiptir. Bu nedenle, fırınlarda, ocaklarda ve diğer yüksek sıcaklıklı endüstriyel ortamlarda kullanılan refrakter betonlar için mükemmel bir seçenektir. Kimyasal direnci nedeniyle beton, asidik veya sülfat koşullarının mevcut olabileceği ortamlarda kullanılabilir.
Alüminli çimentonun birçok faydası vardır, ancak zamanla mukavemetin azalmasına neden olabilecek dönüşüm gibi sorunları önlemek için doğru şekilde kullanılmalıdır. Alüminli çimento yapılarının zaman içinde performans göstermesi ve uzun ömürlü olması için uygun karışım tasarımı ve uygulama yöntemleri çok önemlidir.
Her şey göz önüne alındığında, alüminli çimento yapı sektörü için yararlı bir araçtır ve normal Portland çimentosunun iyi çalışmayabileceği zor durumlara cevap verir. Profesyoneller, özellikleri ve uygulamaları hakkında bilgi sahibi olarak başarılı ve uzun ömürlü inşaat sonuçları elde etmek için bu özel malzemeyi tam olarak kullanabilirler.
