Цемент гипсоглиноземистый: Цемент гипсоглиноземистый: состав, характеристики, применение

Гипсоглиноземистый цемент ГГРЦ

Описание

 Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся  ГГРЦ (по ГОСТ 11052-74) относится к группе глиноземистых цементов и изготовлен путем перемалывания глиноземистых шлаков и гипсового камня. Для изготовления материала используют пропорцию 70% шлака на 30% гипса. Цемент начинает схватываться не ранее чем через 10 минут после затворения, но уже на третьи сутки камень имеет прочность не менее 280 кг/см. Если соблюдены технологии, то линейное расширение массы на третьи сутки должно быть не менее 0,1 и не более 0,7 процентов. Водонепроницаемость бетона, приготовленного на цементе ГГРЦ, позволяет использовать в условиях давления до 10 атмосфер, при этом конструкции из него могут твердеть как на воздухе, так и в воде. Следует отметить, что в воздушных условиях цемент дает небольшую усадку, а в водной среде цемент считается безусадочным.

 Отличительными особенностями цемента считаются высокая атмосферная устойчивость, морозостойкость и сульфатостойкость. Материал обладает некоторой огнестойкостью, но значительно уступает по этому показателю обычному глиноземистому цементу, поэтому цемент ГГРЦ не рекомендуется применять при температурах, превышающих 100 ^oC.

 В России гипсоглиноземистый цемент можно купить в специализированных организациях или напрямую с заводов-производителей. В обычных строительных магазинах материал если и появляется, то крайне редко.

Применение

 Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент используют для изготовления водонепроницаемых бетонов. Поскольку цемент имеет свойство твердеть в безвоздушной среде, материал широко используется в строительстве тоннелей метро. Часто используют ГГРЦ при строительстве различных резервуаров для жидкого топлива, в которых требуется противостоять высокому давлению. В гражданском строительстве цемент используют в качестве составляющей ремонтных смесей для ремонта бассейнов и других сооружений, работа которых сопряжена с жидкостью.

Характеристики

описание и характеристики составов, цены

Особенностью саморасширяющегося цемента является его свойство расти в объеме на 0,2-2% при нормальных условиях эксплуатации в процессе твердения при прочности 30-50 МН/м². Увеличение в объёме (расширение) у большинства таких цементов является результатом химического процесса, когда в состав входят гидратирующие вяжущие компоненты высокоосновных гидросульфоалюминатов кальция. Если добавить в раствор большое количество воды, появятся химические связи между молекулами жидкости, что значительно повысит объём твердых компонентов на выходе (приблизительно в 2,5, иногда 1,5 раза).

Самое большое распространение среди строителей приобрели напрягающий и расширяющиеся водонепроницаемые цементы, а также гипсоглинозёмистый расширяющийся портландцемент. Их объединяет увеличение в объеме и быстрое отвердение, даже при повышенной влажности. Это позволяет применять составы при постройке гидротехнических сооружений, для создания надёжной гидроизоляции, декоративных и плавательных бассейнов, при производстве напорных железобетонных труб, для укладки пола в промышленных и гражданских зданиях, для заделки стыков сборных конструкций.

Разновидности и свойства

Расширяющиеся цементы выпускаются нескольких видов при строгом соблюдении требований, регламентируемых ГОСТ 11052-74:

Гипсоглиноземистый (ГГРЦ)

В состав цемента входит измельченный двухводный гипс и высокоглиноземистые шлаки. Схватывание начинается через 20 минут, окончание происходит не позднее, чем через 4 часа. Полное время затвердевания занимает 70-85 часов. Сфера применения расширяющегося гипсоглиноземистого цемента: приготовление гидроизоляционных штукатурок и безусадочных бетонов.

Водонепроницаемый (ВРЦ)

Его получают путем смешения полуводного гипса, глиноземистого цемента и гидроалюминатов кальция. Для него характерны быстрые сроки схватывания: 4 — 10 минут. Возможно замедление процесса путем добавления ингибиторов (уксусной кислоты, буры, сульфитно-спиртовой барды). С применением такого цемента проводятся работы по восстановлению конструкций из бетона и железобетона, гидроизоляции стволов шахт, туннелей.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ-20 М500)

Он представляет собой смесь портландцементного клинкера, двуводного гипса, высокоглиноземистых шлаков и гидравлической добавки. Быстро твердеет при пропаривании. Начало схватывания 30 минут, окончание не позднее 12 часов. Полностью затвердевает цемент через 65-80 часов, в условиях парилки на это уходит 30-35 часов. Применяется при создании гидротехнических сооружений, резервуаров для жидкостей.

Напрягающий цемент (НЦ)

Основные компоненты: портландцемент, глиноземистый цемент и гипс. Он изготавливается специально для восстановления железобетонных конструкций. Особенность заключается в том, что первоначально происходит его твердение, а затем расширение. Последовательность этих процессов создает необходимое для железобетона напряжение. Период схватывания: 30 минут — 4 часа. Окончательное затвердевание происходит через 70 часов. Его используют при производстве трубопроводов, для создания различных емкостей для жидкостей, при строительстве спортивных сооружений.

Преимущества:

• Высокая адгезия. Может применяться для заделки макро- и микротрещин, обработки швов. Постепенное расширение материала обеспечивает равномерное заполнение полости и плотное прилегание смеси к поверхностям. Это позволяет использовать его для гидроизоляции.
• Отсутствует усадка при затвердевании.
• Устойчивость к температурным колебаниям. Материал сохраняет свои технические характеристики и эластичные свойства даже при низких температурах, что позволяет применять его в холодное время года.

Недостатки

Основной недостаток — это его высокая цена. К отрицательным качествам можно отнести потерю свойств при температуре выше 35 °C в условиях высокой влажности.

Сфера применения

Материал находит широкое применение во многих областях промышленного и гражданского строительства:

• Используется для ремонта железобетонных конструкций, гидротехнических сооружений, реконструкции построек. Материал обеспечивает равномерное и плотное заполнение полостей микро- и макротрещин, повышая прочностные характеристики строения.
• Необходим для изготовления сборных и монолитных емкостей различного назначения: наземные, подземные, подводные водонапорные конструкции, бассейны, очистные сооружения, резервуары для воды, канализационные насосные станции.
• Используется для создания влагонепроницаемой штукатурки. Позволяет сохранить высокие прочностные и теплоизоляционные свойства пористых материалов, таких как ракушечник, газо- и пенобетонные блоки.
• Требуется для строительства и ремонта подземных сооружений, коммуникационных тоннелей (метро, шахты, переходы). С его помощью проводятся восстановительные работы в затопленных и сырых помещениях.
• В дорожном строительстве применяется для создания покрытий дорог, аэродромов, мостов.
• Используется в качестве основы для изготовления сухих строительных смесей, безусадочных бетонов.
• Его применяют для склейки железобетона, которая требуется при возведении многоэтажных зданий. Согласно требованиям при строительстве необходимо обеспечить монолитное соединение плит со стенами. Для этого подходит такой вид цемента, который защитит конструкцию от разрушения и продлит срок ее эксплуатации.
• Требуется для обустройства спортивных сооружений: беговых дорожек, трибун, стадионов, хоккейных полей, катков с искусственным льдом.
• Незаменим для выполнения экстренных ремонтных работ и возведения конструкций в воде или при низких температурах.

В индивидуальном малоэтажном строительстве и в быту используется достаточно редко вследствие высокой стоимости. Он подходит для восстановления стен строений, обеспечивая экономный расход цемента. Может применяться для настила в подвалах, сараях, для формирования дорожек, обустройства подземного гаража, дачи, бани.

Стоимость

На строительном рынке такие виды цемента представлены в широком ассортименте. Цена зависит от производителя, имеет значение объем заказанной партии. Покупка оптом обойдется дешевле, к тому же многие компании предоставляют услугу бесплатной доставки. Так, при заказе 5 т, стоимость мешка цемента будет выше, чем при покупке партии в 10 т. В таблице, приведенной ниже, отражены примерные розничные цены на основные виды расширяющихся цементов.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент цена в СПб

Глиноземистый цемент пользуется высоким спросом благодаря быстрому набору прочности в ранние сроки твердения. Если вы не знаете глиноземистый цемент, где купить – обращайтесь! «Бето+» предлагает широкий ассортимент цементов, в том числе и

Гц 40,50 и т.д.

В отличие от остальных цементов он:

• Равномерно увеличивается в объеме
• Отличается стабильностью состава
• Характеризуется интенсивным затвердеванием
• Высокой марочной прочностью
• Отличается высокой скоростью тепловыведения.

Он используется при изготовлении широкого спектра строительных растворов и бетонов, в том числе и огнеупорных бетонов. Широко востребован при проведении срочного ремонта, возведении ответственных сооружений, незаменим для аварийной заделки пробоин в корпусе морских судов, при обустройстве подземных сооружений, футеровке обжиговых и термических печей. Бетоны, созданные на основе гц, обладают высокой водонепроницаемостью, огнеупорностью, термической и химической устойчивостью. А конструкции, созданные на основе такого бетона, получаются прочными, долговечными и устойчивыми к агрессивной среде.

Цемент глиноземистый расширяющийся купить

Вас интересует цена и где купить гипсоглиноземистый расширяющийся цемент? Вы обратились по адресу. Мы занимаемся производством цемента уже много лет, изготавливаем стройматериал в заводских условиях и гарантируем высокое качество выпускаемой продукции. Мы сотрудничаем как с частными застройщиками, так и с крупными строительными компаниями. У нас вы можете цемент глиноземистый расширяющийся купить оптом и в розницу. Собственный автопарк специализированной техники позволяет доставлять заказы на строительные площадки в пределах СПб и Ленобласти. 

Если нужно цемент гипсоглиноземистый расширяющийся купить, характеристики и цена каждой марки указаны на сайте. Выбирайте подходящий строительный материал и оформляйте заказ.

Глиноземистый цемент купить не сложно, продажа осуществляется 7 дней в неделю, заказы принимаются 24 часа в сутки. Вы можете:

• Оформить заказ на сайте
• Связаться с менеджером по телефону
• Заказать обратный звонок.

Останется указать только марку, объем цемента и адрес доставки. Менеджер подберет подходящую технику и примет заказ в работу. Партия цемента соответствующей марки будет доставлена по указанному адресу в строго обозначенные сроки.

Не знаете цемент глиноземистый, где купить? Выгодней и надежней сотрудничать с производителем напрямую. «Бето+» — партнер каждого застройщика!

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент | СК «Стройудача»

Расширяющийся цемент – это совокупность разных видов цемента, отличительной особенностью которых является то, что материал в процессе высыхания увеличивается в объеме. Благодаря этому он способен заполнить собой любые швы или щели в железобетонных конструкциях.

Механизм работы расширяющегося цемента

Расширяющийся, или, как его еще называют, вяжущий цемент действует по принципу, схожему с обычной монтажной пеной. Его расширение проходит во вполне умеренных объемах, благодаря чему он может исключительно повысить свойства той или иной конструкции, в которой он используется, например, фундамента.

Расширение цемента может происходить в результате процессов двух типов, которые проходят внутри такого раствора. Первый процесс – это образование множества воздушных пузырьков внутри смеси благодаря реакции гашения. А второй – это образование кристаллических решеток такого химического вещества как эттрингит. Именно две таких технологии приводят к расширению бетонного раствора во время его высыхания.

Основные свойства

Наиболее популярным видом расширяющегося цемента является гипсоглиноземистый. Он производится методом смешивания двух компонентов: глиноземистого цемента, который играет роль основы, и гипса. При смешивании таких двух компонентов получают смесь, которая в процессе затвердевания расширяется в объеме, а также она характеризуется тем, что после завершения процесса затвердевания она практически не дает естественной усадки.

Расширяющийся цемент чрезвычайно широко используется в условиях повышенной влажности, где обычные виды бетона использовать нежелательно. В таких условиях он чаще всего используется для выравнивания бетонной или кирпичной коробки, что позволяет повысить энергосберегающие и водоотталкивающие характеристики таких конструкций. Это происходит за счет того, что такой раствор, при высыхании и расширении, заполняет собой любые полости и трещины на поверхности.

Еще одним чрезвычайно важным достоинством такого материала является то, что он может быть использован при отрицательных температурах, поэтому строительство при его использовании можно не прекращать в зимнее время года. Материал не теряет своих свойств по эластичности при температуре окружающего воздуха до -25 градусов по Цельсию. Однако стоит знать, что материал не может быть применен в том случае, если влажность воздуха является высокой, а его температура превышает +35 градусов. В таком случае процесс гидратации материала может не начаться, и он не сможет затвердеть. Поэтому если у Вас есть необходимость в использовании данного материала в таких условиях, то лучше всего дождаться более прохладного времени года, когда температура будет пригодной для затвердевания материала.

Гипсоглиноземистый расширяющийся бетон – это стройматериал, который в современном строительстве используется все чаще. Он может вполне успешно быть применен при производстве ЖБИ как для промышленных, так и частных жилых зданий. Также он широко используется для отделки различных помещений в том случае, если стены или потолок в них нуждаются в укреплении, а также повышении свойств по водостойкости.

Расширяющийся (саморасширяющийся) цемент: применение и виды

Если обычные виды раствора при высыхании значительно теряют в объеме, расширяющийся цемент увеличивается. Это позволяет заполнить внутренние пустоты, заделать трещины и достичь нужного уровня герметизации.

В процессе изготовления используется глиноземистый цемент или другие виды, обогащенные специальными добавками. Эффект расширения достигается за счет роста кристаллов в процессе твердения.

Товар должен соответствовать ГОСТу 11052-74.

Характеристики и виды

Саморасширяющийся цемент может быть нескольких видов:

• Гипсоглиноземистый. При производстве берется двуводный сульфат кальция и клинкер. Два компонента мелко перемалываются и смешиваются между собой. Первые признаки схватывания начинаются на 20 минуте. На завершение процесса уходит около 3-4 часов в зависимости от температуры и окружающей влажности. До полного затвердевания нужно ждать не менее 70 часов. Главное преимущества раствора – он безусадочный.
• Водонепроницаемый. При производстве используется алюминат кальция, глиноземистый цемент и гипс. Три компонента измельчаются и перемешиваются. Материал очень быстро схватывается – процесс начинается уже на четвертой минуте. Благодаря влагоупорности, такой вид смеси часто применяют при возведении и отделке подземных резервуаров.
• Расширяющийся РПЦ 20. В составе еще больше компонентов – это портландцемент, доменный и глиноземистый шлак, сульфат кальция. На схватывание уходит примерно 12 часов. До твердения нужно будет ждать около 80 часов. Пропаривание может сократить это время в два или два с половиной раза. Стройматериал подойдет для создания гидротехнических сооружений.
• Напрягающийся. Гипс, глиноземистый и портландцемент – вот три основных компонента этой смеси. Главная особенность прописана в названии – изделия, созданные из такого раствора можно напрягать, использовать в трубах и на участках с большим давлением, сильными нагрузками.

Преимущества и недостатки

К списку преимуществ относятся:

• Хорошее прилегание к краям пустот за счет плавного расширения.
• Адгезия к материалам разного типа.
• Высокий уровень морозостойкости – материал переживает не менее полутора тысяч циклов заморозки и разморозки.
• Устойчивость к российскому климату, возможность использования на открытом воздухе.
• Допустимость заливки при отрицательных температурах.

В список достоинств, обусловивших обширное применение раствора на расширяющемся цементе, входит его стойкость к агрессивным средам и воде.

Но есть у продукта и минусы. Основной – достаточно высокая стоимость строительной смеси. Если вы купили упаковку продукта, ее нужно истратить не более чем за три месяца. Использование после окончания срока годности и нарушение герметизации упаковки не допускаются.

Покупать товар нужно только у проверенного производителя. За счет того, что смесь сложно проверить в момент покупки, часто поступают сообщения о подделке.

Применение

Технические характеристики расширяющегося цемента позволяют применять его во множестве областей:

• Заделка трещин. Допускается работа даже с глубокими повреждениями. Раствор затекает внутрь, схватывается и постепенно начинает расширяться. За счет увеличения объема и постепенного твердения материала равномерно заполняются даже крупные повреждения.
• Строительство подземных сооружений и резервуаров. Использование объясняется тем, что материал дает малую усадку, есть полностью влагонепроницаемые марки. Даже при постоянном контакте с грунтовыми водами не происходит расширения, появления тещин, крошения и других дефектов.
• Ремонт поверхностей. Особенность материала позволяет покрывать неровности любого типа. С раствором удобно работать – хорошая адгезия позволяет наносить его ровным слоем.

Продукцию можно использовать при создании гидротехнических сооружений, возведении тоннелей и шахт, обеспечении правильного прилегания железобетонных плит. И это – только часть областей применения.

Маркировка

Маркировка состоит из сочетания букв и цифр. Буквы означают тип использованного при изготовлении смеси цемента:

• ВРЦ – водонепроницаемый;
• РЦ – расширяющийся;
• НЦ – напрягающийся;
• ГГРЦ – гипсоглиноземистый.

Далее прописывается класс прочности. Зная особенности разных типов продукции, можно подобрать товар под нужную область использования.

Если вас интересуют поставки крупных объемов смеси с гарантией качества, звоните нам. Обеспечиваем быструю отгрузку со склада в Санкт-Петербурге.

Цемент РЦ

Цемент РЦ — Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент ГОСТ 11052-74

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент

Преимущества:

Конструкции и детали из бетонов и растворов на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе могут твердеть и на воздухе, и в воде. В водных условиях твердения бетон на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе является безусадочным, а в воздушных условиях дает усадку в 1,5-2-раза меньше, чем глиноземистый цемент. Таким образом, для гипсоглиноземистого расширяющегося цемента твердение в условиях сильного увлажнения является совершенно необходимым.

• Бетон на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе по прочности достаточно стабилен и долговечен.

• Растворы и бетоны на расширяющемся цементе могут успешно подвергаться пропарке, но их не следует применять при температуре выше 100 градусов.

• Бетоны на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе твердеют даже быстрее, чем бетоны на исходном глиноземистом цементе (в трехсуточном возрасте имея 85% 28-суточной прочности).

• Обладают высокой атмосферной устойчивостью, морозостойкостью, сульфатостойкостью.

• Имеют преимущество перед бетонами на портландцементе в монолитных массивных конструкциях и заливке фундаментных болтов.

• Огнестойкость гипсоглиноземистого расширяющегося цемента выше, чем портландцемента, но значительно ниже, чем у глиноземистого цемента.

Применение

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент предназначается для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых бетонов и гидроизоляционных штукатурок:

• В метростроении обеспечивает водонепроницаемость тоннелей метро, позволяет производить зачеканку швов между тюбингами, омоноличивание и усиление старых конструкций.

• В промышленном и гражданском строительстве применяется при сооружении емкостей для хранения жидкого топлива и других аналогичных целей, для зачеканки швов водопроводных линий при рабочем давлении до 10 атм.

• В коммунальном хозяйстве для гидроизоляционных покрытий очистных сооружений, при замоноличивании стыков различных жидкостей, сооружения бассейнов, при ремонте душевых и других сооружений.

Потребители

Основными потребителями гипсоглиноземистого расширяющегося цемента являются:

• Строительные организации метро.

• Предприятия коммунального хозяйства.

• Строительные организации, возводящие резервуары для различных жидкостей.

Купить Цемент РЦ

У нас Вы можете купить Цемент РЦ в наличии на складе цена Вас приятно удивит — звоните.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГОСТ 11052-74, Екатеринбург

Регион: вся Россия,
Свердловская обл. / Екатеринбург

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент является разновидностью глиноземистого цемента и представляет собой смесь тонкоизмельченных глиноземистых доменных шлаков и гипсового камня в процентном соотношении (70:30)

Химический состав, %

SIO2

CaO

Al2O3

SO3

MgO

Fe2O3

10-12

38-41

26-30

не более 17

0.9

1.5

• Предел прочности на 3 суток не менее 280 кг/см.
(//prorab.net)

• Начало схватывания не ранее 10 минут.

• Линейное расширение через 3 суток с момента изготовления образцов должно быть не менее 0,1% и не более 0,7%.

• Бетоны и растворы, приготовленные на этом цементе, обладают водонепроницаемостью при избыточном давлении воды 10 атм.

Строительные свойства

• Конструкции и детали из бетонов и растворов на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе могут твердеть и на воздухе, и в воде. В водных условиях твердения бетон на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе является безусадочным, а в воздушных условиях дает усадку в 1,5-2-раза меньше, чем глиноземистый цемент. Таким образом, для гипсоглиноземистого расширяющегося цемента твердение в условиях сильного увлажнения является совершенно необходимым.

• Бетон на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе по прочности достаточно стабилен и долговечен.

• Растворы и бетоны на расширяющемся цементе могут успешно подвергаться пропарке, но их не следует применять при температуре выше 100 градусов.

• Бетоны на гипсоглиноземистом расширяющемся цементе твердеют даже быстрее, чем бетоны на исходном глиноземистом цементе (в трехсуточном возрасте имея 85% 28-суточной прочности).

• Обладают высокой атмосферной устойчивостью, морозостойкостью, сульфатостойкостью.

• Имеют преимущество перед бетонами на портландцементе в монолитных массивных конструкциях и заливке фундаментных болтов.

• Огнестойкость гипсоглиноземистого расширяющегося цемента выше, чем портландцемента, но значительно ниже, чем у глиноземистого цемента.

Применение

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент предназначается для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых бетонов и гидроизоляционных штукатурок:

• В метростроении обеспечивает водонепроницаемость тоннелей метро, позволяет производить зачеканку швов между тюбингами, омоноличивание и усиление старых конструкций.

• В промышленном и гражданском строительстве применяется при сооружении емкостей для хранения жидкого топлива и других аналогичных целей, для зачеканки швов водопроводных линий при рабочем давлении до 10 атм.

• В коммунальном хозяйстве для гидроизоляционных покрытий очистных сооружений, при замоноличивании стыков различных жидкостей, сооружения бассейнов, при ремонте душевых и других сооружений.

Влияние силиката натрия на систему портландцемент / алюминат кальция / гипс-вода: прочность и микроструктура

rsc.org/schema/rscart38″> В этом исследовании силикат натрия (SS) был смешан с материалами с высоким содержанием воды (RW), состоящими из портландцемента, алюминатного цемента кальция и гипса для улучшения механических свойств. Материалы RW, содержащие различные количества SS, были охарактеризованы тестом на сжатие, пористостью внедрения ртути, сканирующей электронной микроскопией, рентгеновской дифракцией и инфракрасной спектроскопией с преобразованием Фурье.Результаты показали, что с увеличением добавок SS ранняя прочность материалов RW увеличивается, а длительное снижение прочности материалов RW может быть предотвращено, когда содержание SS превышает 3%. Структура пор материалов RW значительно улучшена за счет эффекта заполнения геля гидратации силиката кальция (C – S – H) в результате реакции между силикат-ионами и Ca (OH) ₂ , тем самым увеличивая начальную прочность материалы РАО. Для материалов РАО, содержащих SS и отвержденных от 0 до 14 дней, имеется больше гексагональных гидратов, включая CaO · Al ₂ O ₃ · 10H ₂ O (CAH ₁₀ ) и 2CaO · Al ₂ O ₃ · 8H ₂ O (C ₂ AH ₈ ), больше кристаллов геля C – S – H и меньше кристаллов эттрингита что способствует прочности материала.Уменьшение прочности можно объяснить фазовыми превращениями из гексагональных гидратов (CAH ₁₀ и C ₂ AH ₈ ) в кубические (3CaO · Al ₂ O · 6H ₂ O) с более низкими силами межкристаллитной связи. Кроме того, это фазовое превращение эффективно ингибируется химической реакцией силикат-ионов и CAH ₁₀ (или C ₂ AH ₈ ), улучшая долговременную прочность материалов RW.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент…

Что-то пошло не так. Попробуй снова?

СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА СМЕШАННЫЙ АЛЮМИНАТ КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ВЫПУСКА СОСУДА П-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ (Технический отчет)


Лэнгтон, К., Стефанко, Д. СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА СМЕШАННЫЙ АЛЮМИНАТ КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ВЫПУСКА СОСУДОВ П-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ В ЭКСПЛУАТАЦИИ . США: Н. П., 2011.
Интернет. DOI: 10,2172 / 1011327.


Лэнгтон, С., и Стефанко, Д. СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА СМЕШАННЫЙ АЛЮМИНАТ КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ВЫПУСКА СОСУДА P-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1011327


Langton, C, и Stefanko, D. Thu.
"СМЕСЬ НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО АЛЮМИНАТА КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ ЦЕМЕНТА ДЛЯ ВЫПУСКА СУДОВ П-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ". Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1011327. https://www.osti.gov/servlets/purl/1011327.

@article {osti_1011327,
title = {СМЕСЬ НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО АЛЮМИНАТА КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ-ЦЕМЕНТА ДЛЯ РЕАКТОРА РЕСАКТОРА ВЫВОД ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА МЕСТЕ},
author = {Лэнгтон, С. и Стефанко, Д.},
abstractNote = {Целью данного отчета является документирование лабораторных испытаний затирки смеси алюмината кальция и полугидрата кальция для снятия с эксплуатации корпуса P-реактора на месте.Затирка на основе цемента со смесью алюмината кальция и полугидрата кальция была определена в качестве материала-кандидата для заполнения (физической стабилизации) емкости реактора 105-P, поскольку она менее щелочная, чем затирка на основе портландцемента, имеющая pH более 12,4. Кроме того, смешанные цементные композиции на основе алюмината кальция и полугидрата кальция могут быть составлены таким образом, чтобы первичная вяжущая фаза представляла собой стабильный кристаллический материал. Менее щелочной материал (pH {<=} 10,5) был желателен для решения потенциальной проблемы совместимости материалов, вызванной коррозией металлического алюминия в сильно щелочной среде, такой как та, которая встречается в растворах портландцемента [Wiersma, 2009a и b, Wiersma, 2010, и Серрато и Лэнгтон, 2010].Информация о точках доступа в корпус P-Reactor и количестве металлического алюминия в корпусе представлена ​​в другом месте [Griffin, 2010, Stefanko, 2009 и Wiersma, 2009 и 2010, Bobbitt, 2010, соответственно]. Расчеты радиолиза также представлены в отдельном документе [Reyes-Jimenez, 2010].},
doi = {10.2172 / 1011327},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1011327},
журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {2011},
месяц = ​​{3}
}


СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА СМЕШАННЫЙ АЛЮМИНАТ КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ВЫПУСКА СОСУДА П-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ (Технический отчет)


Лэнгтон, К., Стефанко, Д. СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА СМЕШАННЫЙ АЛЮМИНАТ КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ВЫПУСКА СОСУДОВ П-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ В ЭКСПЛУАТАЦИИ . США: Н. П., 2011.
Интернет. DOI: 10,2172 / 1011327.


Лэнгтон, С., и Стефанко, Д. СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА СМЕШАННЫЙ АЛЮМИНАТ КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ ДЛЯ ВЫПУСКА СОСУДА P-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1011327


Langton, C, и Stefanko, D. Thu.
"СМЕСЬ НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО АЛЮМИНАТА КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ ЦЕМЕНТА ДЛЯ ВЫПУСКА СУДОВ П-РЕАКТОРА НА МЕСТЕ". Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1011327. https://www.osti.gov/servlets/purl/1011327.

@article {osti_1011327,
title = {СМЕСЬ НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО АЛЮМИНАТА КАЛЬЦИЯ-СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ-ЦЕМЕНТА ДЛЯ РЕАКТОРА РЕСАКТОРА ВЫВОД ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА МЕСТЕ},
author = {Лэнгтон, С. и Стефанко, Д.},
abstractNote = {Целью данного отчета является документирование лабораторных испытаний затирки смеси алюмината кальция и полугидрата кальция для снятия с эксплуатации корпуса P-реактора на месте.Затирка на основе цемента со смесью алюмината кальция и полугидрата кальция была определена в качестве материала-кандидата для заполнения (физической стабилизации) емкости реактора 105-P, поскольку она менее щелочная, чем затирка на основе портландцемента, имеющая pH более 12,4. Кроме того, смешанные цементные композиции на основе алюмината кальция и полугидрата кальция могут быть составлены таким образом, чтобы первичная вяжущая фаза представляла собой стабильный кристаллический материал. Менее щелочной материал (pH {<=} 10,5) был желателен для решения потенциальной проблемы совместимости материалов, вызванной коррозией металлического алюминия в сильно щелочной среде, такой как та, которая встречается в растворах портландцемента [Wiersma, 2009a и b, Wiersma, 2010, и Серрато и Лэнгтон, 2010].Информация о точках доступа в корпус P-Reactor и количестве металлического алюминия в корпусе представлена ​​в другом месте [Griffin, 2010, Stefanko, 2009 и Wiersma, 2009 и 2010, Bobbitt, 2010, соответственно]. Расчеты радиолиза также представлены в отдельном документе [Reyes-Jimenez, 2010].},
doi = {10.2172 / 1011327},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1011327},
журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {2011},
месяц = ​​{3}
}


Цемент с высоким содержанием глинозема: производство и свойства

В этой статье мы обсудим: — 1.Введение в высокоглиноземистый цемент 2. Производство высокоглиноземистого цемента 3. Гидратация 4. Эффект конверсии 5. Влияние температуры отверждения 6. Физические свойства 7. Огнеупорные свойства.

Введение в высокоглиноземистый цемент:

Этот цемент существенно отличается от обычного портландцемента по составу, а также по некоторым свойствам. Следовательно, его структурное использование очень ограничено. Поиски решения проблемы воздействия гипсодержащих вод на бетонные конструкции из портландцемента привели Жюля Биэ из Франции к открытию высокоглиноземистого цемента.

Как следует из названия, он содержит около 40% глинозема, 40% извести и до 8% кремнезема с некоторыми оксидами железа и железа. Оксидный состав представлен в таблице 3.10 ниже. Однако содержание оксида алюминия должно составлять менее 32% по весу, а соотношение оксид алюминия / известь должно составлять от 0,85 до 1,3.

Состав смеси высокоглиноземистого цемента очень мало известен по сравнению с портландцементом, и простой метод расчета недоступен. Основными вяжущими соединениями являются алюминаты кальция низкой основности; CA и C ₅ A ₃ .Другие соединения присутствуют в нескольких процентах, но свободной извести нет. Следовательно, в высокоглиноземистом цементе нет проблем с ненадежностью.

Производство высокоглиноземистого цемента:

Используемое сырье — известняк или мел и бокситы. Бокситы — это остаточные месторождения, образованные в результате выветривания в тропических условиях горных пород, содержащих алюминий. Он состоит из гидратированного оксида алюминия, оксидов железа и титана с небольшим количеством кремнезема.

Два материала i.е. боксит и известь измельчаются на куски размером не более 100 мм. Пыль и мелкие частицы боксита, образующиеся при дроблении, цементируются в брикеты меньшего размера, так как пыль может увлажнять печь. Измельченный материал в необходимых пропорциях подается в мартеновскую печь, которая представляет собой комбинацию вагранки (вертикальная дымовая труба) и отражательной печи (горизонтального типа). Для сжигания используется угольная пыль. Вес угля составляет около 22% от веса произведенного цемента.

Влага и углекислый газ в печи удаляются, и материалы нагреваются горячими газами печи примерно до 1600 ° C, что является точкой плавления материалов.Плавление происходит в нижнем конце штабеля, и расплавленный материал падает в отражательную печь, а оттуда через желоб в стальные поддоны. Расплавленный материал затвердевает в стальных поддонах в виде чушек. Он дробится во вращающемся охладителе и измельчается в трубной мельнице.

При измельчении все частицы железа отделяются магнитными сепараторами. Крупность этого цемента составляет порядка 2500 см ² / грамм до 3200 см ² / грамм, но ни в коем случае его удельная поверхность не должна быть меньше 2250 см ² / грамм.

Твердость клинкера глиноземистого цемента очень высока. Следовательно, потребление энергии и износ мельницы больше, чем у обычного портландцемента. Следовательно, из-за высокой стоимости мощности для измельчения боксита, высокой стоимости топлива для обжига материалов до высоких температур, стоимость этого цемента очень высока (примерно в три раза) по сравнению с обычным портландцементом.

Материалы, используемые при производстве высокоглиноземистого цемента, полностью расплавляются в печи. Из-за этого свойства обычного портландцемента и высокоглиноземистого цемента сильно различаются.При обсуждении обычного портландцемента было заявлено, что соединения глинозема в обычном портландцементе в основном ответственны за воздействие сульфатных растворов, но цемент с высоким содержанием глинозема, содержащий 40% глинозема, не подвержен такому воздействию. Это связано с тем, что в высокоглиноземистом цементе все материалы плавятся, и свободная известь отсутствует, в то время как в случае обычного портландцемента это не так, то есть в обычном портландцементе имеется свободная известь.

Цемент с высоким содержанием глинозема никогда не следует смешивать или хранить вместе с обычным портландцементом, так как сочетание цемента с высоким содержанием глинозема вызовет мгновенное схватывание обычного цемента.Свободная известь обычного цемента соединяется с алюминатами высокоглиноземистого цемента, образуя алюминат кальция. Этот состав расширяется и вызывает трещины в бетоне. В разных странах этот цемент известен под разными названиями: Fondu во Франции, Lumonite в Великобритании и Lumonite в США.

Гидратация высокоглиноземистого цемента (HAC):

Во время схватывания высокоглиноземистого цемента (HAC) важной реакцией является образование декагидрата моноалюмината кальция (CAH ₁₀ ), окта-гидрата дикальцийалюмината (C ₂ AH ₈ ) и глинозема. гель (AHn).Эти алюминаты развивают высокую прочность в бетоне с высоким содержанием глинозема, но эти алюминаты нестабильны и постепенно превращаются в гексагидрат трикальциевого оксида алюминия (C ₃ AH ₆ ) и гиббсит, которые более стабильны. Изменение состава высокоглиноземистых цементов приводит к потере прочности.

При изменении кристаллической формы с шестиугольной на кубическую выделяется много воды, что приводит к увеличению пористости бетона. То, как происходят эти изменения, зависит от соотношения вода / цемент, температуры и химической среды.Процесс изменения состава, приводящий к потере прочности и изменению кристаллической формы от гексагональной к кубической, называется ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ.

Разложение в химической реакции превращения CAH ₁₀ в C ₃ AH ₆ и гидрата оксида алюминия зависит от температуры. Чем выше температура, тем выше скорость преобразования. На него также влияет более высокая концентрация извести или повышение щелочности. Кроме того, чем выше соотношение вода / цемент, тем выше степень конверсии.

Это показано как:

CA + 10H → CAH ₁₀

3CAH ₁₀ → C ₃ AH ₆ + 2AH ₃ + 18H

Эта реакция высвобождает воду, необходимую для продолжения процесса конверсии. Таким образом, конверсия зависит как от температуры, так и от водоцементного отношения. Реакция превращения приводит к уменьшению объема твердых частиц и увеличению пористости, поскольку габаритные размеры образцов цементного теста или бетона остаются постоянными.

Эффект преобразования высокоглиноземистого цемента:

Конверсия высокоглиноземистого цемента приводит к потере прочности из-за того, что преобразованный кубический гексагидрат трикальцийоксида алюминия (C ₃ AH ₆ ) имеет более высокую плотность, чем непревращенный моноалюминат кальция декагидрат. гидрат (CAH ₁₀ ). Таким образом, если общий объем тела остается постоянным, то преобразование приводит к повышенной пористости пасты, что оказывает огромное влияние на прочность цементного теста или цементного бетона.

Потеря прочности из-за конверсии зависит как от температуры, так и от водоцементного отношения. При умеренном и высоком соотношении вода / цемент остаточная прочность настолько мала, что не может быть приемлемой для большинства структурных целей.

Даже при низком соотношении вода / металл преобразование увеличивает пористость настолько, что может легко произойти химическое воздействие. Таким образом, из-за эффектов преобразования HAC больше не используется для конструкционного бетона над или под землей, но это полезный материал для ремонтных работ с ограниченным сроком службы и для временных работ.

Вода гидратации высокоглиноземистого цемента составляет около 50% от веса сухого цемента, что примерно в 100 раз больше воды, необходимой для гидратации обычного портландцемента, но с высоким глиноземистым цементом с низким водоцементным соотношением порядка 0,35 практично и действительно желательно.

Влияние температуры отверждения на высокоглиноземистый цемент:

Многолетние полевые исследования и эксперименты, проведенные в лаборатории, показали, что:

(a) Бетон, изготовленный из HAC с отношением свободной воды к цементу менее 0.4 и хранится в воде при 18 ° C в течение всего начального периода отверждения и последующего срока службы, минимальная прочность будет достигнута примерно через 5 лет. Однако эта минимальная сила не будет значительно меньше дневной силы.

(b) Если бетон, изготовленный с использованием HAC, хранится в воде при 18 ° C в течение 24 часов, а затем хранится в воде при 38 ° C, он быстро превращается в верхний предел и достигает минимальной прочности примерно через 90 дней. Однако эта сила значительно меньше дневной силы.

(c) Если бетон, изготовленный с использованием HAC, хранится в воде при 18 ° C в течение длительного периода, например, примерно до 8½ лет, а затем погружается в воду при 38 ° C, он быстро преобразует и ослабнет прочность до минимума, достигаемого для непрерывного хранения. при 38 ° С.

(d) Температура 38 ° C — это верхний предел температуры, который, вероятно, будет развиваться во время отверждения или обычно отапливаемых зданий. Следовательно, рекомендуется, чтобы конструкция высокоглиноземистого бетона была основана на минимальной прочности при температуре 38 ° C.

(e) Бетон с высоким содержанием глинозема с высокой степенью конверсии подвержен химическому воздействию в присутствии длительной влажности и химически агрессивных агентов. Этот риск может быть более серьезным для бетона с более высоким водоцементным соотношением.

Влияние водо-водяного отношения на потерю прочности на конверсию показано в следующей таблице 3.11:

Минимальное значение прочности после преобразования может быть принято, как показано в следующей таблице 3.12:

Физические свойства высокоглиноземистого цемента:

Цемент с высоким содержанием глинозема имеет черный цвет и имеет очень высокую скорость набора прочности. Около 80% его предельной прочности достигается в возрасте 24 часов. Даже 8 часов прочности достаточно для снятия опалубки. Высокая скорость набора силы обусловлена ​​быстрым увлажнением. Скорость его тепловыделения также очень высока.

Его скорость выделения тепла составляет 9 калорий / час на грамм цемента (9 кал / г / час), тогда как для быстротвердеющего цемента скорость выделения тепла составляет (3.5 кал / г / ч), то есть в 2½ раза больше, чем у быстротвердеющего портландцемента. Однако общая теплота гидратации обоих цементов одинакова. Для обычного портландцемента скорость выделения тепла составляет 1,6 кал / ч на грамм.

Прочность на сжатие 1: 2: 4 бетона, приготовленного с использованием высокоглиноземистого цемента, дает около 420 кг / см ² через 24 часа и 490 кг / см ^: через 3 дня. Его предел прочности также выше, чем у обычного цемента. Как указано выше, его тепловыделение очень быстрое и происходит примерно в первые 10 часов.

Высокая скорость выделения тепла делает этот цемент непригодным для массовых бетонных работ, но высокая скорость выделения тепла является большим преимуществом при укладке бетона в морозную погоду.

Время схватывания:

Цемент с высоким содержанием глинозема — медленно схватывающийся цемент. Его первоначальное время схватывания составляет от 4 до 5 часов, а окончательное время схватывания — примерно через 30 минут после первоначальной настройки. Время схватывания высокоглиноземистого цемента в значительной степени зависит от добавления гипса, извести, портландцемента и органических веществ.Таким образом, нельзя использовать никакие добавки. Для уменьшения времени схватывания этого цемента в него можно добавить 1-2% гашеной извести. Когда быстрое схватывание имеет жизненно важное значение, например, для остановки проникновения воды или временного строительства между приливами и т. Д., Используются смеси обычного портландцемента и высокоглиноземистого цемента в подходящих пропорциях, но предел прочности таких паст довольно низок.

В обычных бетонных конструкциях два цемента не должны соприкасаться друг с другом, так как в таких случаях произойдет схватывание.Быстрое схватывание или ускоренное время схватывания связано с образованием гидрата C ₄ A при добавлении извести из обычного портландцемента к алюминату кальция из высокоглиноземистого цемента. Также гипс, содержащийся в портландцементе, может реагировать с гидратированными алюминатами кальция и вызывать схватывание плоти.

Если необходимо укладывать слои двух цементов, их следует укладывать в разное время. Если первый слой уложен из высокоглиноземистого цемента, то слой портландцемента следует укладывать как минимум через 24 часа.Если первый слой выполнен из портландцемента, то бетон из высокоглиноземистого цемента следует укладывать через 3-7 дней. Также следует избегать заражения через растения или инструменты.

При таком же соотношении вода / цемент и равных пропорциях смеси бетон, изготовленный из высокоглиноземистого цемента, демонстрирует большую обрабатываемость, чем бетон из портландцемента, из-за того, что частицы высокоглиноземистого цемента имеют более гладкую поверхность, чем частицы портландцемента, поскольку сырье из высокоглиноземистого материала цементный сплав полностью в топке.Во-вторых, высокоглиноземистый цемент имеет меньшую общую площадь поверхности 2500 см ² / до 3200 см ² / г.

Технология бетона:

Устойчивость к химическому воздействию:

1. Обладает высокой устойчивостью к воздействию сульфатов. Это связано с отсутствием Ca (OH) ₂ в гидратированном высокоглиноземистом цементе и, во-вторых, с защитным влиянием относительно инертного геля, образующегося при гидратации.

2. Этот цемент не подвержен воздействию CO ₂ , растворенного в чистой воде.

3. Этот цемент не является кислотоустойчивым, но может хорошо выдерживать очень разбавленные растворы кислот (значение pH более 3,5–4,0), присутствующих в промышленных сточных водах.

4. Этот цемент легко разрушается азотной, соляной или плавиковой кислотами.

5. Едкие щелочи даже в разбавленных растворах разрушают этот цемент с большой силой, растворяя гель оксида алюминия.

6. Хотя этот цемент очень хорошо переносит морскую воду, но морскую воду никогда не следует использовать в качестве воды для замешивания.Использование морской воды в качестве воды для замешивания очень сильно влияет на схватывание и твердение цемента. Точно так же в этот цемент никогда не следует добавлять хлорид кальция.

Огнеупорные свойства высокоглиноземистого цемента:

Бетон с высоким содержанием глинозема — один из самых передовых огнеупорных материалов, но его характеристики варьируются в зависимости от диапазона температур. Между комнатной температурой и примерно 500 ° C бетон, изготовленный из высокоглиноземистого цемента, теряет прочность больше, чем бетон, сделанный из портландцемента, затем до 800 ° C два бетона сопоставимы, но при температуре выше 1000 ° C высокоглиноземистый цемент дает отличные характеристики.

Между 700 ° C и 1000 ° C происходят твердые реакции между цементом и мелким заполнителем. Эта реакция известна как керамическая связка, которая отвечает за повышение прочности высокоглиноземистого цементного бетона между 800 ° C и 1000 ° C. Скорость реакции увеличивается с повышением температуры.

Таким образом, бетон, изготовленный из высокоглиноземистого цемента и дробленого обожженного кирпича в качестве заполнителя, может выдерживать очень высокие температуры, скажем, до 1350 ° C. Температуры от 1350 ° C до 1500 ° C можно выдерживать с помощью специальных заполнителей, таких как плавленый оксид алюминия или карборунд.Бетон, изготовленный из специального белого алюминатного цемента с заполнителем из плавленого глинозема, может выдерживать температуру до 1800 ° C в течение длительного периода времени. Этот цемент содержит 70-80% Al ₂ O ₃ (глинозем), 20-25% извести и около 1,0% железа и кремнезема. Его состав достигает C ₃ A ₅ . Однако цена его очень высока.

Огнеупорный бетон из высокоглиноземистого цемента имеет хорошую стойкость к воздействию кислоты. Химическая стойкость увеличивается при обжиге при 900 ° C до 1000 ^o C.Как только бетон затвердеет, его можно использовать, то есть предварительно обжигать его нельзя. Огнеупорный кирпич расширяется при нагревании, поэтому он требует создания компенсационных швов, в то время как бетон с высоким содержанием глинозема можно заливать монолитно или с швами только точно до требуемого размера и формы. Таким образом, огнеупорный бетон с высоким содержанием глинозема может выдерживать значительные термические удары. Огнеупорная футеровка может быть изготовлена ​​дробеструйным способом из высокоглиноземистого цементного раствора.

В целях изоляции, когда ожидается повышение температуры до 950 ° C, можно с успехом использовать легкий бетон, изготовленный из высокоглиноземистого цемента и легких заполнителей.Плотность и теплопроводность этого бетона составляют от 500 до 1000 кг / м ³ и от 0,21 до 0,29 Дж / м ² с. ° C / м.

Прочность на сжатие и долговечность растворов на основе гипса FGD, смешанных с измельченным гранулированным доменным шлаком

Материалы (Базель). 2020 Aug; 13 (15): 3383.

Мин Панг

¹ Школа материаловедения и инженерии, Университет Тунцзи, Шанхай, 201804, Китай; nc.ude.ijgnot@nimgnap

² Ключевая лаборатория передовых строительных материалов Министерства образования, Университет Тунцзи, Шанхай, 201804, Китай

Чжэньпин Сунь

¹ Школа материаловедения и инженерии, Университет Тунцзи, Шанхай 201804, Китай; NC.ude.ijgnot@nimgnap

² Ключевая лаборатория передовых строительных материалов Министерства образования, Университет Тунцзи, Шанхай 201804, Китай

¹ Школа материаловедения и инженерии, Университет Тунцзи, Шанхай 201804, Китай; nc.ude.ijgnot@nimgnap

² Ключевая лаборатория передовых строительных материалов Министерства образования, Университет Тунцзи, Шанхай 201804, Китай

Поступила в редакцию 29 июня 2020 г .; Принята в печать 27 июля 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья — статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Реферат

В данной статье предпринимается попытка одного нового вяжущего на основе гипса для десульфуризации дымовых газов (FGD), которое состоит из гипса FGD, измельченного гранулированного доменного шлака (GGBS) и обычного портландцемента (OPC).Влияние сырья, химических активаторов и условий отверждения на прочность на сжатие этого нового раствора на основе связующего, а также его долговечность и микроскопические характеристики исследуются с учетом максимально возможного использования гипса FGD. Результаты показывают, что прочность на сжатие этого нового строительного раствора на основе связующего при нормальных условиях отверждения может увеличиваться вместе с дозировкой GGBS с трех до 90 дней. Прочность на сжатие одной выбранной пропорции смеси (FG-4550), которая содержит самую высокую дозу гипса FGD (45 мас.%), почти то же самое, что и те, которые содержат самую высокую дозу GGBS. Лучшая прочность на сжатие FG-4550 при нормальных условиях отверждения может быть достигнута, если улучшена дисперсность GGBS. Активированное влияние CaCl ₂ на прочность на сжатие FG-4550 превосходит влияние Ca (OH) ₂ в условиях отверждения паром. FG-4550 показывает хорошую водостойкость, низкий коэффициент усадки, но низкую прочность на сжатие после 30 циклов замораживания-оттаивания. Основываясь на минералогии дифракции рентгеновских лучей, морфологии сканирующей электронной микроскопии и распределении диаметров пор при ядерном магнитном резонансе ¹ H, прочность на сжатие этого раствора на основе гипса FGD в основном зависит от скоплений эттрингита.

Ключевые слова: гипс для десульфуризации дымовых газов (FGD), прочность на сжатие, гранулированный доменный шлак, эттрингит, условия парового отверждения

1. Введение

Основным химическим составом гипса (дегидрата) является сульфат натрия (CaSO ₄ ), который может быть дегидратирован до бассанита (полугидрата) и ангидрита (безводного). Его модуль упругости, прочность на разрыв при расщеплении, вязкость разрушения и прочность на изгиб сильно коррелируют с его пористостью [1,2].Гипс FGD — это искусственный гипс, полученный в процессе десульфуризации дымовых газов (FGD) для контроля загрязнения воздуха на угольных электростанциях. Этот побочный продукт имеет почти такой же состав, что и натуральный гипс [3,4,5]. Восстановление ресурсов процесса FGD уделялось много лет, особенно для гипса FGD [6]. Из гипса FGD изготавливают сборные строительные элементы, такие как кирпичи, блоки и стеновые панели [7], но некоторое количество ртути, вероятно, будет внедрено в гипс FGD из-за мокрого скруббера FGD [8].Гипс FGD также использовался в портландцементе [9], алюминатном цементе [10], материале, содержащем сульфат кальция [11], и различных связующих цемента [12,13]. Уже получены гибридные материалы на основе гипса FGD, смешанные с отходами текстильного волокна или стирол-акриловой эмульсией [14,15].

Кроме того, гипс FGD может быть использован в качестве сырья для полугидрата α-сульфата кальция и ангидрита [16,17,18]. Прочность на изгиб штукатурок из гипса FGD выше, чем у штукатурок из гипса из-за короткого времени схватывания и большего количества игольчатых кристаллов [19].Вместе с измельченным гранулированным доменным шлаком (GGBS) в бетоне, гипс FGD после предварительной термической обработки может способствовать росту эттрингита [20]. Не обрабатываемый как добавка, гипс FGD превращается в связующее, которое содержит GGBS, цемент, известковый порошок и жидкое стекло [5]. Следовательно, можно было бы в полной мере использовать преимущества гипса FGD и GGBS, создав одно новое вяжущее на основе гипса на основе суперсульфатированного цемента (SSC).

Типичными составами SSC являются GGBS (75 ~ 85 вес.%), Сульфатный состав, подобный гипсу (10 ~ 20 вес.%) и щелочной активатор (менее 5 мас.%), такой как обычный портландцемент (OPC), для ускорения коррозии стеклянной сетки GGBS. Прочность на сжатие SSC в основном зависит от образования эттрингита, поэтому настоятельно рекомендуется GGBS с содержанием Al ₂ O ₃ (более 13 ~ 15 мас.%) [21]. Существует исследование, в котором делается попытка использовать GGBS с низкой реактивностью, результаты которого показывают, что ранняя прочность на сжатие SSC не увеличивается, а позже наблюдается только медленное увеличение [22].SSC, изготовленный из GGBS с низким содержанием Al ₂ O ₃ (7 мас.%), Имеет более низкую степень гидратации и меньшее количество гидратов (эттрингита и CSH), что приводит к более высокой пористости и худшим механическим свойствам [23 ]. Оба [22,23] предположили, что краеугольным камнем для SSC, сделанного с GGBS с низким содержанием Al ₂ O ₃ , является ускорение растворения стеклянной сети GGBS. Летучая зола с низким содержанием кальция класса F может быть эффективным поставщиком глинозема для SSC [24].Щелочным активатором в SSC может быть OPC в [21,23], KOH в [22], ангидрит в [25], клинкеры в [26,27]. Летучая зола с циркулирующим псевдоожиженным слоем может использоваться в качестве щелочного активатора, который содержит ангидрит и портландит [24].

Замечательными преимуществами SSC являются низкая теплота гидратации [26] и превосходная устойчивость к сульфатным атакам [28]. Был проведен ряд исследований по иммобилизации ядерных отходов низкого и среднего уровня активности с использованием SSC [29,30]. Для более широкого применения побочных продуктов фосфогипс используется для SSC [27].Модифицированный SSC был изготовлен в [31], который состоит из активированного силикатом натрия шлака, гипса и цемента. Только ковшовый шлак и гипс могли быть превращены в побочное связующее [32]. Таким образом, возможно одно новое связующее, которое в основном содержит гипс FGD и GGBS, активированный OPC по механизму SSC.

Здесь сделан один новый строительный раствор на основе вяжущего, который частично происходит из SSC, но содержит больше гипса FGD. Прочность на сжатие и характеристики долговечности этого раствора на основе гипса FGD при различных условиях отверждения изучаются на основе эволюции его микроструктуры, что обеспечивает альтернативный метод повторного использования гипса FGD для создания новых устойчивых связующих.Мы представляем новаторские эксперименты по применению ядерного магнитного резонанса ¹ H (ЯМР) на пористости вяжущих на основе гипса, чтобы мотивировать дальнейшие ЯМР-исследования пористости вяжущих материалов.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

FGD gypsum, S95-GGBS и S105-GGBS были предоставлены Shanghai Baotian New Building Materials Co., Ltd (Шанхай, Китай). Химический состав этого сырья был указан в. Физическое состояние гипса FGD было порошкообразным, темно-коричневого цвета и составляло 15.6 мас.% Свободной воды, которую сушили в вакуумном сушильном шкафу при 40 ° C в течение 3 дней. OPC (цемент PO52.5, Conch Cement Corp., Уху, Китай) хранился в промышленном состоянии, с плотностью 3200 кг / м ³ , удельной поверхностью 352 м ² / кг, а начальная время схватывания и время окончательного схватывания составили 142 мин и 275 мин. Прочность на сжатие OPC в промышленном состоянии составила 38,7 МПа и 61,2 МПа через 3 дня и 28 дней, соответственно. Прочность на изгиб OPC в промышленном состоянии составляла 6.9 МПа и 8,1 МПа через 3 дня и 28 дней соответственно. S105-GGBS имел тот же состав, что и S95-GGBS, только был более мелким по гранулометрическому составу. Средний диаметр частиц гипса FGD, S95-GGBS и S105-GGBS составлял 35,59 мкм, 10,36 мкм и 7,74 мкм соответственно. Подробное распределение частиц по размерам показано в. Из этого видно, что гранулометрический состав гипса FGD в основном распределялся от 10 мкм до 40 мкм (61 мас.%) И от 40 мкм до 60 мкм (32 мас.%). Для сравнения, гранулометрический состав S95-GGBS находился в диапазоне от 6 мкм до 12 мкм (33 мас.%) и от 2,5 мкм до 6 мкм (26 мас.%), которые, очевидно, были намного мельче, чем S105-GGBS. CaCl ₂ и Ca (OH) _2, в качестве щелочных активаторов были приобретены у Shanghai Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd (Шанхай, Китай). Дозировки двух активаторов составляли 1–3 мас.%. В качестве заполнителя использовался обычный речной песок с модулем крупности 2,4 и насыпной плотностью 1450 кг / м ³ . Для смешивания образцов использовалась водопроводная вода.

Гранулометрический состав гипса FGD и GGBS.

Таблица 1

Химический состав сырья (мас.%).

905 905 905 905 905 0,35

2,2. Прочность на сжатие

Растворы (40 × 40 × 160 мм ³ ) были изготовлены и испытаны в соответствии со стандартом Китая GB / T 17671-1999 [33]. Процедура проводилась при скорости нагружения (2400 ± 200) Н / с. Каждый результат представлял собой среднее значение пяти образцов. Соотношение воды и цемента в растворах составляло 0,5, соотношение песка и цемента в растворах составляло 1/3, с подробными пропорциями, указанными в.Образцы были отверждены при нормальных условиях отверждения 20 ± 1 ° C и (65 ± 1%) относительной влажности (RH).

Таблица 2

Пропорция смеси образцов раствора (мас.%).

Влияние S105-GGBS на прочность на сжатие минометов FG-4550 было исследовано в соответствии с n. обычные условия отверждения.S95-GGBS был заменен на S105-GGBS в количестве 15 вес.%, 30 вес.%, 45 вес.%, 60 вес.%, 75 вес.% И 100 вес.%, С подробными пропорциями, указанными в.

Таблица 3

Пропорция смеси FG-4550, замененного на S105-GGBS (мас.%).

_{15 27,5 905 2215 905 FG-4550-60}

45501500 FG

Условия отверждения паром были применены к образцам FG-4550.Краткий процесс был следующим. После выдержки в течение 2 ч при комнатной температуре свежие образцы с формами выдерживали в паровой камере в течение 8 ч при 60 ° C со скоростью нагрева 20 ° C / ч. Затем они были извлечены из формы и отверждены при нормальных условиях отверждения. Сравнивалось влияние CaCl ₂ и Ca (OH) ₂ на прочность на сжатие растворов FG-4550 в условиях отверждения паром.

2.3. Водостойкость

Растворы FG-4550 сначала были отверждены в условиях отверждения паром, а затем отверждены при нормальных условиях отверждения в течение 28 дней.Водостойкость оценивалась по прочности на сжатие растворов после погружения на 7, 28, 56 и 90 дней. Температура процесса погружения в воду составляла 20 ± 1 ° C, и образцы помещали на пластиковый каркас, расположенный в середине воды в контейнере из нержавеющей стали. Воду в емкости из нержавеющей стали меняли каждые 7 дней до конца.

2.4. Устойчивость к карбонизации

Испытания на устойчивость к карбонизации строительных смесей FG-4550 проводились в соответствии с китайским стандартом GBT50082-2009 (ускорение карбонизации) [34].После отверждения на пару образцы отверждали в течение 26 дней при нормальных условиях отверждения, затем сушили в течение 48 часов в печи при 60 ° C. Образцы отбирали в камеру карбонизации после обработки парафином. Условия в камере карбонизации: концентрация CO ₂ (20 ± 3)%, температура (20 ± 2) ° C и относительная влажность (70 ± 5)%. Глубина карбонизации достигалась опрыскиванием растворами фенолфталеина (0,1 моль / л).

2,5. Устойчивость к циклам замораживания-оттаивания

Устойчивость к циклам замораживания-оттаивания строительных смесей FG-4550 оценивали после 30 циклов замораживания-оттаивания.Перед циклами замораживания-оттаивания растворы FG-4550 были отверждены в условиях отверждения паром, а затем в нормальных условиях в течение 28 дней. Процедура одного цикла замораживания-оттаивания заключалась в следующем: (1) погружение в воду при 15–20 ° C на 2 дня; (2) запись веса после того, как его вынули из воды и вытерли насухо; (3) цикл замораживания-оттаивания, который начинался при (-25 ± 2) ° C в течение 4 часов; (4) этап удаления после выдержки времени и нагревания в воде при 15–20 ° C в течение 4 часов.

2.6. Усадка при высыхании

Коэффициенты усадки строительных смесей FG-4550 оценивались с использованием китайского стандарта JC / T603-2004, который использовался для другого материала на основе гипса FGD [5].Растворы FG-4550 сначала выдерживались в условиях паровой отверждения, а затем отверждались при нормальных условиях в течение 7 дней. Изменения длины миномета FG-4550 наблюдались с 7 суток до 14, 21, 28, 56, 90 суток. Коэффициенты усадки были рассчитаны с использованием уравнения (1), в котором L ₀ было исходной длиной образца, L _t было длиной образца в период t (день), а ∆L было коэффициентом усадки.

∆L (%) = L ₀ / L _т × 100%

(1)

2.7. Анализ микроструктуры

Пасты FG-4550 (20 мм × 20 мм × 20 мм) получали при w / c = 0,5. Минералогический состав паст FG-4550 через 3 дня и 28 дней при нормальных условиях отверждения и условиях отверждения паром был протестирован с использованием оборудования для дифракции рентгеновских лучей (XRD) (Bruker, Карлсруэ, Германия) Rigaku-D / max2550VB3 +, от 5 ° до 75 ° со скоростью 5 ° / мин с излучением Cu Kα. Картины XRD были представлены с использованием программного обеспечения Jade 6.5. (версия 6.5, MDI, Ливермор, Калифорния, США). Сканирующая электронная микроскопия (SEM) минометов FG-4550 была продемонстрирована FEI Quanta FEG 200 (FEI, Хиллсборо, Орегон, США).Перед микроскопическими наблюдениями образцы сушили в вакуумном сушильном шкафу при 40 ° C в течение 72 часов, затем измельчали ​​и покрывали золотом для испытания с ускоряющим напряжением 15 кВ и током 20 мА.

¹ H Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) успешно использовался для исследования морфологии C – S – H [35,36], фронтов карбонизации в цементном тесте [37], пористости известково-пуццолановых смесей и строительных растворов. [38,39] и суперпластификаторы в свежем цементе [40,41]. Один метод, использованный в [37], игнорировал быструю диффузию.Скорость поперечной релаксации ЯМР поровой воды в гидратированном цементном тесте можно упростить с помощью уравнения (2), цитируемого в [42]. Используя уравнение (2), 1 / T ₂ представляет собой скорость релаксации, ρ2 представляет собой релаксивность поверхности, а S / V представляет собой отношение поверхности к объему порового пространства. Релаксивность поверхности зависела от химического состава твердого тела, взаимодействующего с молекулами поровой воды [37].

В ходе этого эксперимента были измерены времена релаксации ЯМР T ₂ с использованием метода [37].Соответствующие цементные пасты (20 мм × 20 мм × 20 мм) были изготовлены при w / c = 0,5 и отверждены при различных условиях отверждения. Затем они были отверждены под водой при 20 ± 1 ° C. Перед испытанием ЯМР образцы разбивали на части и погружали в спирт, чтобы остановить гидратацию цемента на 2 дня. Тесты ЯМР были выполнены с использованием ЯМР PQ-001 (Niumag Corporation, Шанхай, Китай), как это было сделано в предыдущих исследованиях в нашей лаборатории [38,39]. Частота протонного резонанса составляла 23 МГц, а постоянный магнит поддерживали при 32 ° C.Спад поперечной намагниченности измеряли методом Карра-Перселла-Мейбума-Гилла (CPMG). Параметры измерения CPMG: время эхо = 100 мкс, количество эхо = 500 и количество сканирований = 128.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Прочность на сжатие при нормальных условиях отверждения

Прочность на сжатие растворов на основе гипса FGD с S95-GGBS при нормальных условиях отверждения продемонстрирована в. Происходит через 3 дня при дозировке 35 мас.% Гипса FGD, растворы на основе гипса FGD, смешанные с максимальным GGBS (60 мас.%) показал самую высокую прочность на сжатие (FG-3560). Такие же результаты были получены при использовании растворов на основе гипса FGD в условиях 40 мас.% Гипса FGD (FG-4055) и условиях 45 мас.% Гипса FGD (FG-4550). Среди смесей на основе гипса FGD с тремя дозировками гипса FGD (35–45 мас.%) Первое место по прочности на сжатие занял FG-4055. Все самые низкие значения прочности на сжатие обнаружены в растворах на основе гипса FGD с минимальным GGBS (FG-3550, FG-4045, FG-4540) для каждой дозировки гипса FGD (35 мас.%, 40 мас.%, 45 мас.%). Прочность на сжатие FG-3550 была выше, чем у FG-4045 и FG-4540.

Прочность на сжатие растворов на основе гипса FGD с S95-GGBS при нормальных условиях отверждения.

По прошествии 28 дней прочность на сжатие FG-3560 и прочность на сжатие FG-3550 претерпели значительные изменения. Увеличение прочности на сжатие FG-3560 составило с 15,2 МПа (3 дня) до 35,1 МПа (28 дней), что является наивысшей прочностью на сжатие.Повышение прочности на сжатие FG-3550 составило с 9,6 МПа (3 дня) до 26,3 МПа (28 дней). Второе и третье места в рейтинге прочности на сжатие растворов на основе гипса FGD заняли FG-4550 и FG-4055 соответственно. Как и в возрасте 3 дней, самая низкая прочность на сжатие была у FG-4540.

Предел прочности на сжатие FG-3560 через 90 дней все еще был самым высоким, но на втором месте оказался FG-3550 (35,6 МПа), который был немного выше, чем у FG-4550 (35,6 МПа).2 МПа). Прочность на сжатие FG-4540 (30,5 МПа) заняла четвертое место, показав различные ситуации через 3 дня и 28 дней. FG-3555 (24,6 МПа), FG-4050 (25,3 МПа) и FG-4545 (25,6 МПа) могут иметь самую низкую прочность на сжатие из-за небольших зазоров между ними.

Согласно схеме гидратации обычного SSC [21], количество гидратов или происхождение прочности на сжатие сильно зависит от количества GGBS и степени высвобождения ионов Al ³⁺ из GGBS.Таким образом, более низкая прочность на сжатие была обнаружена в растворах на основе гипса FGD с меньшим GGBS. Увеличение прочности на сжатие FG-3550 после более длительного времени отверждения также можно понять, используя механизм SSC [21]. Прочность на сжатие SSC в основном представлена ​​эттрингитом, который образуется во время ранней гидратации. Прочность на сжатие обычного портландцемента (OPC) в основном представлена ​​C – S – H, который продолжает расти в течение всего времени гидратации. На основании пропорции смеси FG-3550 можно сделать вывод, что прочность на сжатие FG-3550 зависит как от эттрингита, так и от C – S – H.

Что касается пропорции смеси FG-4550 с наибольшим количеством гипса FGD, влияние крупности GGBS на прочность на сжатие было испытано на растворах этой выбранной пропорции смеси путем замены S95-GGBS на S105-GGBS, как показано в . Появление через 3 дня S105-GGBS показало небольшое влияние на развитие прочности на сжатие. Прочность на сжатие FG-4550-100 (полная замена) только превзошла FG-4550. В течение времени отверждения, продленного до 90 дней, вся прочность на сжатие растворов на основе гипса FGD с S105-GGBS показала огромный прогресс.Нормы прочности на сжатие этих минометов регулярно соблюдались при дозировке S105-GGBS.

Прочность на сжатие смесей на основе гипса FGD, замененных на S105-GGBS при нормальных условиях отверждения.

3.2. Прочность на сжатие активированного FG-4550 в условиях отверждения паром

Прочность на сжатие FG-4550, смешанного с различными химическими активаторами в условиях отверждения паром, проиллюстрирована на. Видно, что увеличение CaCl ₂ на прочность на сжатие FG-4550 является значительным, в то время как уменьшение Ca (OH) ₂ на прочность на сжатие FG-4550 очевидно.Независимо от времени отверждения, наибольшая прочность на сжатие была у FG-4550, смешанного с 3 мас.% CaCl ₂ . Порядок прочности на сжатие активированного FG-4550 регулярно сопровождался дозировками CaCl ₂ в возрасте 3 дней, 7 дней и 28 дней. В течение 3–28 дней прочность на сжатие FG-4550 без активаторов постепенно увеличивалась с 79,5% до 96,5% FG-4550, смешанного с 3 мас.% CaCl ₂ . Все значения прочности на сжатие FG-4550, смешанного с Ca (OH) ₂ , показали заметные недостатки в течение всего времени отверждения.При достижении 28 дней прочность на сжатие FG-4550, смешанного с 1 мас.%, 2 мас.%, 3 мас.% Ca (OH) ₂ , составляла только 58,9%, 58,2% и 56,3% от FG- 4550, смешанный с 3 мас.% CaCl ₂ соответственно. Для сравнения, прочность на сжатие FG-4550 в условиях отверждения паром через 3 дня (22,4 МПа) была выше, чем при нормальных условиях отверждения (16,4 МПа), но ниже через 28 дней (29,3 МПа и 31,9 МПа, соответственно). Кажется, что условия паровой отверждения не могут быть полезны для развития прочности на сжатие FG-4550.

Прочность на сжатие активированного FG-4550 в условиях отверждения паром.

В отличие от диэтанол-изопропаноламина (DEIPA), ускоряющего процесс гидратации алюминатных фаз [43], хорошо известно, что CaCl ₂ в основном ускоряет процесс гидратации и развитие прочности на сжатие трикальцийсиликата (C ₃ S) [44], что приводит к лучшей прочности на сжатие FG-4550. Учитывая, что в сырье было всего 5 мас.% Цемента, влияние условий парового отверждения на прочность на сжатие за счет модификаций микроструктуры [45] может быть незначительным, как показано на рис.Основываясь на механизме SSC [21], отрицательное влияние Ca (OH) ₂ на прочность на сжатие FG-4550 можно объяснить вмешательством Ca (OH) ₂ на исходный щелочной активатор при гидратации. система.

3.3. Долговечность FG-4550 в условиях отверждения паром

Показатели долговечности FG-4550 продемонстрированы в. Во время погружения от 7 до 90 дней, возрастающая амплитуда прочности на сжатие FG-4550 становилась меньше через 28 дней и оставалась стабильной от 56 до 90 дней.Поскольку основной причиной разрушения материалов на основе гипса является кристаллизация с водой, независимо от используемого гипса, бассанита (полугидрата) или ангидрита (безводного), стабильность прочности на сжатие FG-4550 под водой означает, что возникла уплотненная микроструктура. от плотной пористости и полной гидратации ГГБС. Прочность на сжатие FG-4550 после циклов замораживания-оттаивания (30 раз) составляла всего 14,2 МПа, что свидетельствует о плохом поведении этого гипсового вяжущего FGD при низких температурах окружающей среды.По сравнению с превосходными характеристиками гипсового вяжущего FGD после 200 циклов замораживания-оттаивания (34,57 МПа) [5] и типичных композиций SSC [21], можно предположить, что дополнительный гипс FGD в FG-4550 может сыграть отрицательную роль. роль в его устойчивости к циклам замораживания-оттаивания. Гипс состоит из игольчатых кристаллов гипса, которые накопили поры в виде проницаемой сетевой системы внутри матрицы [46,47], а также фронт карбонизации (или глубину карбонизации), коррелированный с пористостью [37]. Стабилизация глубины карбонизации через 7 дней и 14 дней показала, что стабильная пористость FG-4550 в течение этого периода, в то время как увеличение глубины карбонизации с 3 дней до 7 дней и с 14 дней до 28 дней выявило критические изменения в эти периоды. дней.Коэффициент усадки FG-4550 сохранялся от 0,045% до 0,051% от 7 дней до 90 дней. Согласно коэффициентам усадки материалов на основе цемента, объемная усадка зависит от физической усадки от испарения свободной воды и химической усадки от процесса гидратации [5]. Из-за условий отверждения паром гидратация GGBS была ускорена, и внутри FG-4550 почти не было свободной воды, что привело к низким коэффициентам усадки, показанным на рис.

Долговечность FG-4550 в условиях отверждения паром.

3.4. Микроскопические характеристики FG-4550

Рентгенограммы паст FG-4550 при различных условиях отверждения показаны на рис. При нормальных условиях отверждения интенсивность гипса значительно снизилась с 3 до 28 дней. Между тем, интенсивность трикальция (C ₃ S) и интенсивность дикальция (C ₂ S), по-видимому, не изменилась. Интенсивность эттрингита (AFt) была очевидна через 3 дня и 28 дней, что означает, что произошел процесс гидратации SSC.В сырье FG-4550 было почти на 20 мас.% Гипса больше, чем в сырье SSC, описанном в [20]. Кроме того, для запуска процесса полной гидратации SSC в FG-4550 было почти на 20 мас.% Меньше GGBS. Следовательно, щелочные активаторы в FG-4550 могли не быть исчерпаны, поэтому фазы клинкера в цементе все еще были видны через 28 дней, особенно трехкальциевый силикат (C ₃ S). В условиях парового отверждения минералогические ситуации были весьма схожими, а это означает, что условия парового отверждения могут быть альтернативой для растворов на основе гипса FGD для сокращения производственного графика на рабочих площадках.

Рентгенограммы паст FG-4550 в условиях отверждения паром и нормальных условиях отверждения.

СЭМ-изображения минометов FG-4550 при различных условиях отверждения показаны на рис. Слои штабеля Ca (OH) ₂ через 3 дня показали, что гидратация цемента началась в дополнительных зернах цемента, что соответствует рентгенограммам FG-4550 in. Стержневидный эттрингит (AFt) был обнаружен рядом с агрегатами через 28 дней, как показано на b, и кластеры стержневидного эттрингита (AFt) также наблюдались в условиях отверждения паром, как показано на d.Эти перекрытые кристаллы во многом определяют прочность FG-4550 на сжатие. Есть несколько микротрещин, показанных на a, c, которые могут повлиять на прочность на сжатие FG-4550 через 3 дня.

СЭМ-изображения строительного раствора FG-4550 при различных условиях отверждения. ( a , b ) FG-4550 через 3 дня и 28 дней при нормальных условиях отверждения; ( c , d ) FG-4550 через 3 дня и 28 дней в условиях отверждения паром.

Распределение диаметров пор паст FG-4550, инвертированное временем релаксации T ₂ , показано на рис.При нормальных условиях отверждения пики на кривой амплитуды были дискретными через 3 дня, что означает высокую пористость. Пики на кривой амплитуды были слабыми через 28 дней, что означает более мелкую пористость. В условиях отверждения паром пики на кривой амплитуды через 3 дня были аналогичны пикам через 28 дней. Эта ситуация означает, что развитие пористости паст FG-4550 практически прекратилось после процесса отверждения паром. Очевидное изменение пористости паст FG-4550 при нормальных условиях отверждения происходило из-за эффекта наполнителя в виде образования гидратов от 3 до 28 дней.Небольшое изменение пористости паст FG-4550 в условиях отверждения паром могло быть связано с появлением гидратов в паровой камере в течение 8 часов при 60 ° C. Эффект наполнителя гидратов для FG-4550 в основном относится к стержнеобразному эттрингиту (AFt) в b, d.

Распределение диаметров пор паст FG-4550 при различных условиях отверждения, инвертированное на время релаксации ЯМР T ₂ .

4. Выводы

Целью данной статьи было исследование прочности на сжатие и долговечности одного раствора на основе гипса FGD.Рассмотрены варианты сырьевых материалов, условий отверждения и химических активаторов в зависимости от прочности на сжатие. Показатели долговечности этого раствора на основе гипса FGD при одной выбранной пропорции смеси (FG-4550, с наибольшим количеством гипса FGD 45 мас.%) В условиях отверждения паром в отношении водостойкости, устойчивости к циклам замораживания-оттаивания и усадки при высыхании были оценен.

Прочность на сжатие этого раствора на основе гипса FGD при нормальных условиях отверждения может быть увеличена за счет увеличения GGBS (до 60 мас.%). Улучшение тонкости GGBS также было эффективным методом развития прочности на сжатие. Активированный эффект CaCl ₂ был лучше, чем у Ca (OH) ₂ , на прочность на сжатие FG-4550 в условиях отверждения паром. Стабильные характеристики водостойкости, устойчивости к карбонизации и степени усадки FG-4550 обусловлены измененной пористостью в условиях отверждения паром. Устойчивость FG-4550 к циклам замораживания-оттаивания была более низкой, что частично было связано с дополнительным количеством гипса FGD в сырье.Спутанный эттрингит был основным гидратом этого связующего на основе гипса FGD.

Вклад авторов

M.P. и З.С. задумал проект, М. и H.H. выполнили эксперименты. М.П. написал рукопись под руководством З.С. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

1. Чарола Е.А., Пюрингер Дж., Штайгер М. Гипс: обзор его роли в разрушении строительных материалов.Environ. Геол. 2007. 52: 339–352. DOI: 10.1007 / s00254-006-0566-9. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Chen Z., Sucech S., Faber K.T. Иерархическое исследование механических свойств гипса. J. Mater. Sci. 2010. 45: 4444–4453. DOI: 10.1007 / s10853-010-4527-z. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Стаут У.Л., Придди У. Использование гипса побочного продукта десульфуризации дымовых газов (ДДГ) на люцерне. Commun. Почвоведение. Завод анальный. 1996; 27: 2419–2432. DOI: 10.1080 / 00103629609369712. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Йост Л.Дж., Шок С.С., Холм С.Э., Лоуни Ю.В., Ноггл Дж. Дж. Отсутствие полных путей воздействия металлов в натуральном гипсе и гипсе с ДДГ. Гм. Ecol. Оценка рисков. 2010. 16: 317–339. DOI: 10.1080 / 10807031003670352. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Лей Д.Ю., Го Л.П., Сунь В., Лю Дж.П., Мяо К.В. Исследование свойств необработанных высокопрочных строительных материалов на основе гипса на основе гипса. Констр. Строить. Матер. 2017; 153: 765–773. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.07.166. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Гудвин Р.В. Извлечение ресурсов из систем обессеривания дымовых газов.J. Загрязнение воздуха. Контроль. Доц. 1982; 32: 986–989. DOI: 10.1080 / 00022470.1982.10465500. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Коппола Л., Белз Г., Динелли Г., Коллепарди М. Сборные строительные элементы на основе гипса и золы угольных электростанций. Матер. Struct. 1996. 29: 305–311. DOI: 10.1007 / BF02486365. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Ли Дж.Й., Чо К.М., Ченг Л., Кинер Т.К., Джегадисан Г., Аль-Абед С.Р. Исследование методики определения состава ртути в материалах для десульфуризации дымовых газов.J. Air Waste Manag. Доц. 2009; 59: 972–979. DOI: 10.3155 / 1047-3289.59.8.972. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 9. Руст Д., Рэтбоун Р., Махбуб К.С., Робл Т. Разработка низкоэнергетических цементных продуктов. J. Mater. Civ. Англ. 2012; 24: 1125–1131. DOI: 10.1061 / (ASCE) MT.1943-5533.0000456. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Гуань Б.Х., Лу В.Б., Е Q.Q., Фу Х.Л., Ву З.Б. Калориметрическое исследование алюминатного цемента, смешанного с гипсом для обессеривания дымовых газов. J. Therm. Анальный. Калорим. 2009; 98: 737–742. DOI: 10.1007 / s10973-009-0107-3. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Цувалас Г., Рантис Г., Цимас С. Альтернативные материалы, содержащие сульфат кальция, в качестве замедлителей схватывания цемента: Часть II. ФГД Гипс. Джем. Concr. Res. 2004. 34: 2119–2125. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2004.03.021. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Zhang Y.J., Yu P., Pan F., He Y. Синергетический эффект увеличения и расширения AFt в цементной системе из гипсового цементного композита портландцемент-алюминатный цемент-FGD. Констр. Строить. Матер. 2018; 190: 985–994. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.09.139. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Лу В. Б., Гуань Б. Х., Ву З.Б. Калориметрическое исследование тройного вяжущего алюминатного цемента, портланд-известнякового цемента и гипса FGD. J. Therm. Анальный. Калорим. 2010. 101: 119–127. DOI: 10.1007 / s10973-009-0542-1. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Лю Ю.Ю., Чжан Ю.Х., Го Ю.Х., Чу П.К., Ту С.С. Пористые материалы, состоящие из гипса для десульфуризации дымовых газов и отходов текстильного волокна. Отходы биомассы Valoriz. 2017; 8: 203–207. DOI: 10.1007 / s12649-016-9617-у.[CrossRef] [Google Scholar] 15. Ву К.С., Ма Х.Г., Чен К.Дж., Гу Б., Ли С.П., Чжу Х.Д. Влияние модифицированной силаном стирол-акриловой эмульсии на водонепроницаемые свойства гипса для обессеривания дымовых газов. Констр. Строить. Матер. 2019; 197: 506–512. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.11.185. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Гуань Б.Х., Шен З.Х., Ву З.Б., Ян Л.С., Ма X.F. Влияние pH на получение полугидрата α-сульфата кальция из гипса FGD гидротермальным методом. Варенье. Ceram. Soc. 2008. 91: 3835–3840.DOI: 10.1111 / j.1551-2916.2008.02729.x. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Шэнь З.Х., Гуань Б.Х., Фу Х.Л., Ян Л.С. Влияние тартрата натрия и калия и цитрата натрия на получение полугидрата α-сульфата кальция из гипса для десульфуризации дымовых газов в концентрированном растворе электролита. Варенье. Ceram. Soc. 2009. 92: 2894–2899. DOI: 10.1111 / j.1551-2916.2009.03330.x. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Джинават С., Титианан С. Производство многофазного гипса и ангидрита из десульфурированного гипса дымовых газов Mae Moh.Adv. Джем. Res. 2002. 14: 121–126. DOI: 10.1680 / adcr.2002.14.3.121. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Пракайпун В., Джинават С. Сравнительное влияние добавок на механические свойства штукатурок, сделанных из обессериваемых дымовых газов и природного гипса. Матер. Struct. 2003. 36: 51–58. DOI: 10.1007 / BF02481571. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Го X.L., Ши Х.С. Влияние термообработанного гипса для десульфуризации дымовых газов (ДДГ) на характеристики шлакобетона. J. Wuhan Univ. Technol.-Mater. Sci.Эд. 2013; 28: 1122–1127. DOI: 10.1007 / s11595-013-0831-1. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Matschei T., Bellmann F., Stark J. Гидратационные свойства сульфатно-активированных шлаковых цементов. Adv. Джем. Res. 2005. 17: 167–178. DOI: 10.1680 / adcr.2005.17.4.167. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Грусковняк А., Лотенбах Б., Виннефельд Ф., Фиги Р., Ко С.С., Адлер М., Мадер У. Механизмы гидратации суперсульфатированного шлакового цемента. Джем. Concr. Res. 2008; 38: 983–992. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2008.03.004. [CrossRef] [Google Scholar] 23.Масуди Р., Хутон Р.Д.Изучение механизма гидратации суперсульфатированных цементов, изготовленных из высокоглиноземистых и низкоглиноземистых шлаков. Джем. Concr. Compos. 2019; 103: 193–203. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2019.05.001. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Нгуена Х.А., Чанг Т.П., Ши Дж.Й., Чен К. Влияние летучей золы с низким содержанием кальция на прочность на сжатие и гидратацию низкоэнергетического суперсульфатированного цементного теста. Джем. Concr. Compos. 2019; 99: 40–48. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2019.02.019. [CrossRef] [Google Scholar] 25.Руберт С., Ангулски да Луз К., Варела М.В.Ф., Перейра Филхо Дж.И., Хутон Р.Д. Механизмы гидратации суперсульфатированного цемента — роль щелочного активатора и содержания сульфата кальция. J. Therm. Анальный. Калорим. 2018; 134: 971–980. DOI: 10.1007 / s10973-018-7243-6. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Лю С.Х., Ван Л., Гао Ю.Х., Ю. Б. Ю., Бай Ю. Сравнительное исследование гидратных свойств различных вяжущих систем. J. Therm. Анальный. Калорим. 2014; 118: 1483–1492. DOI: 10.1007 / s10973-014-4052-4. [CrossRef] [Google Scholar] 27.Ding S., Shui Z.H., Chen W., Lu J.X., Tian S.F. Свойства суперсульфатированного фосфогизо-шлакобетона. J. Wuhan Univ. Technol.-Mater. Sci. Эд. 2014; 29: 109–113. DOI: 10.1007 / s11595-014-0876-9. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Основания Т., Новелл Д.В., Уилберн Ф.В. Устойчивость суперсульфатированного цемента к сильносульфатным растворам. J. Therm. Анальный. Калорим. 2003. 72: 181–190. DOI: 10,1023 / А: 10231602. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Collier N.C., Milestone N.B., Gordon L.E., Ko S.C. Пригодность суперсульфатированного цемента для иммобилизации ядерных отходов.J. Nucl. Матер. 2014; 452: 457–464. DOI: 10.1016 / j.jnucmat.2014.05.078. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Кольер Н.С., Ли X., Бай Ю., Milestone N.B. Влияние сульфатной активации на раннюю гидратацию композитного цемента БФС: ПК. J. Nucl. Матер. 2015; 464: 128–134. DOI: 10.1016 / j.jnucmat.2015.04.044. [CrossRef] [Google Scholar] 31. Лю Дж., Ху Л., Тан Л.П., Чжан Е.К., Рен Дж. Характеристики усадки, ранняя гидратация и свойства затвердевания активированного силикатом натрия шлака, включенного в гипс и цемент.Констр. Строить. Матер. 2020; 248: 118687. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2020.118687. [CrossRef] [Google Scholar] 32. Нгуен Х., Адесанья Э., Охеноя К., Крискова Л., Понтикес Ю., Киннунен П., Илликайнен М. Эттрингитовое связующее на основе побочных продуктов — синергия между ковшевым шлаком и гипсом. Констр. Строить. Матер. 2019; 197: 143–151. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.11.165. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Стандарт на метод испытаний для определения прочности (GB / T17671-1999) Государственное бюро технического надзора Китая за качеством; Пекин, Китай: 1999.[Google Scholar] 34. Стандарт на метод испытаний на долговечность и долговечность обычного бетона (GBT50082-2009) Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития Китайской Народной Республики; Пекин, Китай: 2009. [Google Scholar] 35. Мюллер А.С.А., Скривенер К.Л., Гаевич А.М., Макдональд П.Дж. Уплотнение C-S-H, измеренное с помощью релаксометрии ЯМР ¹ Н. J. Phys. Chem. С. 2013; 117: 403–412. DOI: 10.1021 / jp3102964. [CrossRef] [Google Scholar] 36. Бортолотти В., Бризи Л., Браун Р.J.S., Fantazzini P., Mariani M. Образование нано- и субнано-многомасштабной пористости и другие особенности, выявленные с помощью релаксометрии ¹ H ЯМР во время гидратации цемента. Ленгмюра. 2014; 30: 10871–10877. DOI: 10.1021 / la501677k. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Кано-Баррита П.Ф.Д.Дж., Балком Б.Дж., Кастелланос Ф. Фронт карбонизации в цементном тесте, обнаруженный с помощью измерений ЯМР T ₂ с использованием одностороннего магнита с низким полем. Матер. Struct. 2017; 50: 150. DOI: 10.1617 / s11527-017-1019-5. [CrossRef] [Google Scholar] 38.Tziotziou M., Karakosta E., Karatasios I., Diamantopoulos G., Sapalidis A., Fardis M., Maravelaki-Kalaitzaki P., Papavassiliou G., Kilikoglou V. Применение ЯМР ¹ H для изучения гидратации и пористости известково-пуццолановые смеси. Микропористый мезопористый материал. 2011; 139: 16–24. DOI: 10.1016 / j.micromeso.2010.10.010. [CrossRef] [Google Scholar] 39. Valckenborg R.M.E., Pel L., Hazrati K., Kopinga K., Marchand J. Распределение воды в порах в строительном растворе во время сушки, как определено с помощью ЯМР. Матер. Struct.2001; 34: 599–604. DOI: 10.1007 / BF02482126. [CrossRef] [Google Scholar] 40. Sun Z.P., Pang M., Yu Y., Yang P.Q., Yu W.W. Влияние суперпластификатора на кривую времени поперечной релаксации цементного теста. J. Chin. Ceram. Soc. 2011; 39: 537–543. [Google Scholar] 41. Yu Y., Sun Z.P., Pang M., Yang P.Q. Зондирование микроструктуры раннего цементного теста с помощью низкопольного ЯМР ¹ Н. J. Wuhan Univ. Technol.-Mater. Sci. Эд. 2013; 28: 963–967. DOI: 10.1007 / s11595-013-0801-7. [CrossRef] [Google Scholar] 42.Гальперин В.П., Дженг Дж.Й., Сонг Ю.К. Применение спин-спиновой релаксации для измерения площади поверхности и распределения пор по размерам в гидратирующем цементном тесте. Magn. Резон. Визуализация. 1994; 12: 169–173. DOI: 10.1016 / 0730-725X (94) -1. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 43. Райдинг К., Сильва Д.А., Скривенер К. Повышение прочности смешанных цементных систем в раннем возрасте с помощью CaCl ₂ и диэтанол-изопропаноламина. Джем. Concr. Res. 2010; 40: 935–946. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2010.01.008. [CrossRef] [Google Scholar] 44.Juenger M.C.G., Monteiro P.J.M., Gartner E.M., Denbeaux G.P. Исследование влияния хлорида кальция на гидратацию трикальцийсиликата с помощью мягкого рентгеновского микроскопа. Джем. Concr. Res. 2005; 35: 19–25. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2004.05.016. [CrossRef] [Google Scholar] 45. Алдеа К.М., Янг Ф., Ван К.Дж., Шах С.П. Влияние условий отверждения на свойства бетона с использованием замещения шлака. Джем. Concr. Res. 2000. 30: 465–472. DOI: 10.1016 / S0008-8846 (00) 00200-3. [CrossRef] [Google Scholar] 46. Лю С.Б., Гао Дж. М., Тан Ю.Б., Чен Х.М. Подготовка и определение характеристик материалов на основе гипса, используемых для 3D-робокастинга. J. Mater. Sci. 2018; 53: 16415–16422. DOI: 10.1007 / s10853-018-2800-8. [CrossRef] [Google Scholar] 47. Филиппов А.В., Хосина Е.В., Хосин В.Г. Самодиффузия жидкости в порах затвердевшего гипса: ЯМР-исследование в градиенте импульсного поля. J. Mater. Sci. 1996; 31: 1809–1814. DOI: 10.1007 / BF00372195. [CrossRef] [Google Scholar]

Влияние сульфата кальция на образование эттрингита в системах со смесью алюмината и сульфоалюмината кальция

[1]
Пинг, Г., Бодуан, Дж. Дж., Влияние солей лития на гидратацию портландцементного высокоглиноземистого цементного теста, J Mater Sci Lett. 17 (1995), 1207-1209.

DOI: 10.1007 / bf002

[2]
Пинг, Г., Бодуан, Дж. Дж., Проводящее калориметрическое исследование ранней гидратации обычных высокоглиноземистых цементных паст портландцемента, Журнал материаловедения. 14 (1997), 3875-3881.

[3]
Янотка, И., Крайци, Л., Экспериментальное исследование по модернизации сульфоалюминатно-белитовых цементных систем путем смешивания с портландцементом, «Достижения в исследованиях цемента». 1 (1999), 35-41.

DOI: 10.1680 / adcr.1999.11.1.35

[4]
Пейминг, В., Линглин, X., Гидратационные свойства портландцемента и цемента на основе алюмината кальция при 0 20 ℃, Procedure Engineering. 27 (2012), 253-260.

DOI: 10.1016 / j.proeng.2011.12.451

[5]
Маджумдар, А.Дж., Сингх, Б., Эдмондс, Р. Н., Гидратация смесей глиноземистого цемента ciment-Fondu и гранулированного доменного шлака, Cement Concrete Res. 2 (1990), 197-208.

DOI: 10.1016 / 0008-8846 (90) _-6

[6]
Аматье, Л., Бир, А., Скривенер, К., Механизмы ускорения схватывания портландцемента за счет добавления САЦ. Int. Конф. по алюминатному цементу, ROYAUME-UNI, Эдинбург, (2001).

[7]
Кигельман, Дж., Скривенер, К., Зурбригген, Р. Влияние системы связующих смесей на гидратацию самовыравнивающихся составов. 16-я международная конференция по строительным материалам, Веймар, (2006 г.).

[8]
Пеллетье-Шенья, Л., Виннефельд, Ф., Лотенбах, Б. и др., Влияние источника сульфата кальция на механизм гидратации связующих портландцемент-сульфоалюминат кальция, клинкер-сульфат кальция, Cement Concrete Comp. 5 (2011), 551-561.

DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2011.03.005

[9]
Тейлор, Х.Ф. У., Химия цемента, второе издание, Томас Телфорд, Лондон (1997).

[10]
Сакаи, Э., Никайдо, Ю., Ито, Т. и др., Образование эттрингита и микроструктура быстротвердеющего цемента // Цементный бетон. 9 (2004), 1669–1673.

DOI: 10.1016 / j.cemconres.2004.04.021

[11]
Пури, А., Войку, Г., Баданойу, А., Расширяющиеся связующие в системе портландцемент-алюминат кальция-сульфат кальция, Rev Chim-Bucharest. 8 (2010), 740-744.

[12]
Фу, Ю., Динг Дж., Бодуан Дж. Дж. Характеристики расширения компаундно-расширяющей добавки и предварительно гидратированной расширяющей добавки на основе высокоглиноземистого цемента, Cement Concrete Res. 6 (1995), 1295-1304.

DOI: 10.1016 / 0008-8846 (95) 00122-s

[13]
Мейфей, С., Чжунъян, Д., Кезонг, Л., Влияние различных форм сульфата кальция на гидратацию и свойства литейного цемента, J. ​​Chin. Кремний. Soc. 3 (1982), 298-310.

[14]
Пейминг, В., Линглин, X., Гофан, З., Образование и преобразование эттрингита во время гидратации портландцемента от 0 до 20 ℃, Журнал Китайского керамического общества. 5 (2012), 646-650.

[15]
Кунтер, В., Лотенбах, Б., Скривенер, К. Л., О значении увеличения объема для изменения длины строительного раствора в сульфатных растворах, Цементный бетон Res. 46 (2013), 23-29.

DOI: 10.1016 / j.cemconres.2013.01.002

глиноземистый цемент — Французский перевод — Linguee

69 corr…]

UNE fentre dans le

[…]

systme ternaire sulfate de Calc / laitier de haut-fourneau granul / aluminates reactifs, qui s’tend sur l’axe sulfate de Calcium — laitier de haut-forneau granul de 35 70% en poids de sulfate de Calculation Com CaSO4 et en Direction des aluminates reactifs de 0,5 5% en poids Calculations и другие партины, которые обеспечивают ретрансляцию до 0,3 мм / м за 28 дней, не требуют 21 дня на складе и при относительной влажности 20 ° C на 65% больше, чем на складе, влажность или вода в воде.

v3.espacenet.com