Примена калцијум оксида у производњи експанзивних средстава за бетон

У изградњи савремених бетонских пројеката, пукотине због скупљања представљају суштински проблем који утиче на трајност, непропусност и стабилност конструкција. Као кључни додатак, експанзивни агенси ефикасно решавају овај проблем. Са великим запремином експанзије хидратације, стабилним перформансама, контролисаним трошковима и доступним сировинама, калцијум оксид служи као високоефикасни традиционални експанзиони основни материјал. Постао је основна сировина за производњу експанзивних средстава за бетон и широко се примењује у областима инжењеринга као што су водоотпорни бетон, масовни бетон и материјали за ињектирање. Ослањајући се на своје јединствене карактеристике реакције хидратације, експанзивни агенси на бази калцијум оксида могу ефикасно да компензују скупљање и деформацију бетона током очвршћавања, инхибирају пукотине од извора и побољшају укупан квалитет изградње пројеката.

Основни принцип примене калцијум оксида за производњу експанзивних агенаса лежи у његовој специфичној хемијској реакцији хидратације. Чисти калцијум оксид (живи креч) пролази кроз снажну реакцију хидратације са водом да би се добио калцијум хидроксид, са хемијском једначином: ЦаО+Х2О=Ца(ОХ)₂. Ова реакција не само да ослобађа велику количину топлоте, већ и узрокује значајне варијације запремине. Запремина продукта хидратације калцијум хидроксида је приближно двоструко већа од оригиналног калцијум оксида, стварајући стабилан ефекат експанзије запремине. За разлику од експанзивних агенаса калцијум сулфоалумината, експанзивни агенси на бази калцијум оксида карактеришу нежан и континуиран процес експанзије са благим раним ширењем и стабилним касним ширењем. Они могу тачно да задовоље потребе за сувим скупљањем и компензацијом хладног скупљања у средњим и касним фазама очвршћавања бетона, надокнађујући недостатак недовољне компензације касног скупљања традиционалних експанзивних средстава.

У индустријској производњи, избор сировина и процес предтретмана калцијум оксида директно одређују перформансе готових експанзивних средстава. Калцијум оксид који се користи у производњи мора имати високу активност и високу чистоћу. Обично се припрема калцинацијом висококвалитетног кречњака на температури изнад 1200℃, са ефективним садржајем калцијум оксида не мањим од 93%. Садржај нечистоћа као што су магнезијум оксид и силицијум диоксид мора се строго контролисати. Прекомерне нечистоће ће смањити ефикасност експанзије и узроковати неуравнотежену стабилност експанзије, што даље доводи до локалног пуцања бетона. Поред тога, сирови калцијум оксид има претерано брзу стопу хидратације, а директна примена ће резултирати прекомерним раним ширењем и недовољним касним ширењем. Због тога је модификациони третман од суштинског значаја у производњи. Процеси укључујући површински премаз, пречишћавање праха и мешање пропорција су усвојени да регулишу његову стопу хидратације, тако да ефекат експанзије може прецизно да одговара ритму очвршћавања бетона.

Тренутно, главни експанзивни агенси на бази калцијум оксида на тржишту су подељени у две категорије: тип чистог калцијум оксида и композитни модификовани тип. Експанзивни агенси од чистог калцијум оксида имају једноставну производну технологију и високу стопу експанзије, и углавном се користе у сценаријима који захтевају велики капацитет експанзије, као што је фуговање опреме и ојачање темеља. Композитни експанзивни агенси узимају калцијум оксид као основни материјал за језгро и мешају се са калцијум сулфоалуминатом, гипсом, активним минералним прахом и другим сировинама, интегришући предности две врсте експанзионих материјала. Конкретно, калцијум оксид обезбеђује стабилно касно ширење, док калцијум сулфоалуминат остварује брзу рану експанзију. Систем двоструке експанзије може свеобухватно да надокнади скупљање пластике, скупљање учвршћивања и температурно скупљање бетона, погодан за већину грађевинских пројеката укључујући изградњу зграда, тунеле и пројекте заштите воде, што га чини најраспрострањенијим типом у овом тренутку.

У поређењу са другим типовима експанзивних агенаса, експанзивни агенси на бази калцијум оксида имају истакнуте предности у примени. Прво, поседују високу ефикасност експанзије и одличну стабилност. Њихови производи за хидратацију испуњавају капиларне поре бетона, што не само да компензује скупљање, већ и побољшава компактност бетона, као и повећава непропусност и отпорност на мраз. Друго, са обилним резервама сировина и ниским трошковима производње, они испоручују високе трошкове у индустријској производњи и погодни су за велике инжењерске примене. Треће, имају снажну компатибилност са различитим цементним системима као што су обични портланд цемент и цемент од шљаке, и неће изазвати алкално-агрегатне реакције, осигуравајући дугорочну стабилност бетонских конструкција.