Application de l'oxyde de calcium dans la production d'agents expansifs pour béton

Dans la construction de projets modernes en béton, la fissuration par retrait constitue un problème majeur affectant la durabilité, l’étanchéité et la stabilité des structures. En tant que mélange clé, les agents expansifs résolvent efficacement ce problème. Doté d'un grand volume d'expansion par hydratation, de performances stables, d'un coût contrôlable et de matières premières accessibles, l'oxyde de calcium sert de matériau de base d'expansion traditionnel à haute efficacité. Il est devenu une matière première essentielle pour la production d'agents expansifs pour le béton et est largement utilisé dans les domaines de l'ingénierie tels que le béton imperméable, le béton de masse et les matériaux de jointoiement. S'appuyant sur leurs caractéristiques uniques de réaction d'hydratation, les agents expansifs à base d'oxyde de calcium peuvent compenser efficacement le retrait et la déformation du béton pendant le durcissement, inhiber les fissures provenant de la source et améliorer la qualité globale de la construction des projets.

Le principe de base de l’application de l’oxyde de calcium pour produire des agents expansifs réside dans sa réaction chimique d’hydratation spécifique. L'oxyde de calcium pur (chaux vive) subit une vigoureuse réaction d'hydratation avec de l'eau pour générer de l'hydroxyde de calcium, avec l'équation chimique : CaO+H₂O=Ca(OH)₂. Cette réaction libère non seulement une grande quantité de chaleur mais provoque également une variation de volume importante. Le volume du produit d'hydratation, l'hydroxyde de calcium, est environ deux fois supérieur à celui de l'oxyde de calcium d'origine, produisant un effet d'expansion de volume stable. Différent des agents expansifs sulfoaluminate de calcium, les agents expansifs à base d'oxyde de calcium présentent un processus d'expansion doux et soutenu avec une expansion précoce douce et une expansion tardive stable. Ils peuvent répondre avec précision à la demande de compensation du retrait à sec et du retrait à froid dans les étapes de durcissement intermédiaire et tardif du béton, compensant ainsi le manque de compensation insuffisante du retrait tardif des agents expansifs traditionnels.

Dans la production industrielle, la sélection des matières premières et le processus de prétraitement de l'oxyde de calcium déterminent directement les performances des agents expansifs finis. L'oxyde de calcium utilisé dans la production doit avoir une activité et une pureté élevées. Il est généralement préparé par calcination de calcaire de haute qualité à une température supérieure à 1 200 ℃, avec une teneur effective en oxyde de calcium d'au moins 93 %. La teneur en impuretés telles que l'oxyde de magnésium et le dioxyde de silicium doit être strictement contrôlée. Des impuretés excessives réduiront l'efficacité de l'expansion et provoqueront une stabilité d'expansion déséquilibrée, conduisant en outre à une fissuration locale du béton. De plus, l'oxyde de calcium brut a un taux d'hydratation excessivement rapide, et une application directe entraînera une expansion précoce excessive et une expansion tardive insuffisante. Le traitement de modification est donc essentiel en production. Des processus comprenant le revêtement de surface, le raffinement de la poudre et la composition des proportions sont adoptés pour réguler son taux d'hydratation, de sorte que l'effet d'expansion puisse correspondre précisément au rythme de durcissement du béton.

À l'heure actuelle, les principaux agents expansifs à base d'oxyde de calcium sur le marché sont divisés en deux catégories : le type d'oxyde de calcium pur et le type composite modifié. Les agents expansifs à base d'oxyde de calcium pur présentent une technologie de production simple et un taux d'expansion élevé, et sont principalement utilisés dans des scénarios nécessitant une grande capacité d'expansion tels que le coulis d'équipement et le renforcement des fondations. Les agents expansifs composites prennent l'oxyde de calcium comme matériau de base et sont composés de sulfoaluminate de calcium, de gypse, de poudre minérale active et d'autres matières premières, intégrant les avantages de deux types de matériaux d'expansion. Plus précisément, l'oxyde de calcium assure une expansion tardive stable, tandis que le sulfoaluminate de calcium réalise une expansion précoce rapide. Le système à double expansion peut compenser complètement le retrait plastique, le retrait de durcissement et le retrait thermique du béton, adapté à la plupart des projets de génie civil, y compris la construction de bâtiments, de tunnels et de projets de conservation de l'eau, ce qui en fait le type le plus largement utilisé à l'heure actuelle.

Comparés à d’autres types d’agents expansifs, les agents expansifs à base d’oxyde de calcium présentent des avantages d’application importants. Premièrement, ils possèdent une efficacité d’expansion élevée et une excellente stabilité. Leurs produits d'hydratation remplissent les pores capillaires du béton, ce qui non seulement compense le retrait, mais améliore également la compacité du béton, ainsi que son imperméabilité et sa résistance au gel. Deuxièmement, avec des réserves abondantes de matières premières et de faibles coûts de production, ils offrent des performances élevées dans la production industrielle et conviennent aux applications d'ingénierie à grande échelle. Troisièmement, ils ont une forte compatibilité avec divers systèmes de ciment tels que le ciment Portland ordinaire et le ciment de laitier, et ne provoqueront pas de réactions alcali-agrégat, garantissant ainsi la stabilité à long terme des structures en béton.