Ελάχιστο τσιμέντο, εξαιρετικά χαμηλό τσιμέντο και απορρίμματα χωρίς τσιμέντο

Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η Lafarge στη Γαλλία ανέπτυξε με επιτυχία βαλβίδες χαμηλού τσιμέντου, ακολουθούμενη από την ανάπτυξη βαλβίδων πολύ χαμηλού τσιμέντου, οι οποίες κέρδισαν παγκόσμια εφαρμογή στη δεκαετία του 1980.Δεν υπάρχει ενιαίο πρότυπο για την κατηγοριοποίηση αυτών των καταρρίπτων.Σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM στις Ηνωμένες Πολιτείες, ορίζονται με βάση την περιεκτικότητα σε CaO στο προϊόν.

Σε αντίθεση με τα συμβατικά ανθεκτικά καστάλ,τα κατεργασμένα με χαμηλό τσιμέντο και με εξαιρετικά χαμηλό τσιμέντο αντικαθιστούν εν μέρει ή σε μεγάλο βαθμό το αλουμινικό τσιμέντο ασβεστίου με υπερλεπτές σκόνες της ίδιας ή παρόμοιας χημικής σύνθεσης με το κύριο υλικό των κατεργασμένωνΕπιπλέον, προστίθενται μικρές ποσότητες διασκορπιστικών (μείωση του νερού) και επιταχυντές καθυστερημένης ρύθμισης.

Οι μηχανισμοί καθιέρωσης και σκληρύνει των χαμηλού τσιμέντου, εξαιρετικά χαμηλού τσιμέντου, και χωρίς τσιμέντο castbles διαφέρουν από εκείνες του συμβατικού ασβεστίου αλουμινικού τσιμέντου.Ενώ το παραδοσιακό τσιμέντο βασίζεται κυρίως σε σύνδεση υγρασίας, τα κατεργασμένα με χαμηλή συγκέντρωση τσιμέντου παρουσιάζουν και ενυδάτωση και σύνδεση με πήξη, τα κατεργασμένα με εξαιρετικά χαμηλή συγκέντρωση τσιμέντου είναι κυρίως συνδεδεμένα με πήξη και τα κατεργασμένα χωρίς τσιμέντο βασίζονται εξ ολοκλήρου στην σύνδεση με πήξη.

Η αρχή της σύνδεσης με πήξη είναι η ακόλουθη: σε σιδηροπυρίτιο-αλουμινίου που περιέχει SiO2 σε πολύ λεπτή σκόνη,η ανάμειξη της σκόνης με νερό σχηματίζει κολλοειδή σωματίδια λόγω της υψηλής δραστηριότητας της υπερτελής σκόνης SiO2Η επιφάνεια αυτών των κολλοειδών σωματιδίων διαχωρίζει τις ομάδες Si-OH σε Si-O− και H+, δίνοντας στα σωματίδια αρνητικό φορτίο.Αυτά τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια απορροφούν τα ιόντα Al3+ και Ca2+ που απελευθερώνονται αργά κατά την υδρόλυση του αλουμινικού ασβεστίουΌταν η προσρόφηση φθάνει το ισοηλεκτρικό σημείο (όπου τα κολοειδή σωματίδια είναι ουδέτερα), συμβαίνει πήξη,σχηματίζουν δεσμούς που σκληρύνονται μέσω ξήρανσης.

Τα πλεονεκτήματα του χαμηλού τσιμέντου, του εξαιρετικά χαμηλού τσιμέντου και των απορριμμάτων χωρίς τσιμέντο:

1. Μειωμένη περιεκτικότητα σε CaO: Η χαμηλότερη περιεκτικότητα σε CaO μειώνει το σχηματισμό των χαμηλών φάσεων τήξης, ενισχύοντας την ανθεκτικότητα, την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και την αντοχή σε σκουλήκια, με τα castbles χωρίς τσιμέντο να προσφέρουν ανώτερη απόδοση.
2. Μικρότερη απαίτηση νερού ανάμειξης: Το νερό που απαιτείται για την ανάμειξη είναι μόνο το 1/2 έως το 1/3 αυτού των συμβατικών ανθεκτικών καυσίμων (περίπου 4%·6%), με αποτέλεσμα χαμηλότερη πορώσεια και μεγαλύτερη πυκνότητα χύδης.
3. Βελτιωμένη Δύναμη: Μετά το σχηματισμό και τη θέρμανση, παράγονται ελάχιστα ή καθόλου προϊόντα υδράσεως τσιμέντου.Η αντοχή αυξάνεται σταδιακά με τη συγκόλληση σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

Υλικά συσσωματωμάτων και σκόνης

Το χαμηλό τσιμέντο, το εξαιρετικά χαμηλό τσιμέντο και τα μη τσιμέντο μπορούν να χρησιμοποιήσουν συσσωρευτές και σκόνες από πηλό, υψηλή αλουμίνη, πολυλίτη, κορούντο, υλικά που περιέχουν άνθρακα ή καρβίδιο του πυριτίου.Η επιλογή των συνδετικών, όπως η υπερλεπτή σκόνη ή το άλας πυριτίου/αλουμίνης, εξαρτάται από τη χημική σύνθεση του αλατιού.Για παράδειγμα:

• Τα καστάλια με βάση το κορούντιο θα πρέπει να χρησιμοποιούν πολύ λεπτή σκόνη αλουμινίου ή συνδυασμό πολύ λεπτής σκόνης αλουμινίου και πυριτίου.
• Τα σιδηροπυρηνικά αλουμίνια μπορούν να χρησιμοποιούν μόνο σιδηροπυρηνικά υπερλεπτά σκόνη, ένα συνδυασμό σιδηροπυρηνικών και υπερλεπτών σκόνης αλουμινίου ή σιδηροπυρηνικά μόρια ως συνδετικό.

Αυτά τα καινοτόμα καταρρίμματα αντιπροσωπεύουν σημαντική πρόοδο στην τεχνολογία ανθεκτικών υλικών, παρέχοντας βελτιωμένες επιδόσεις και ευρύτερες εφαρμογές σε βιομηχανίες υψηλών θερμοκρασιών.