Význam a role trikalcium aluminátu v cementových systémech

Cement se skládá z tzv. slínkových minerálů, jedná se o komplexy skládající se z různých oxidů a existuje jich celkem asi 20. Mezi klíčové reaktivní složky portlandského cementu patří trikalcium-silikát, dikalcium-silikát a trikalcium-aluminát (C3A), které přispívají k rychlému tuhnutí. Tato práce se zabývá přípravou vápenato-hlinitých fází vysokoteplotní metodou a sol-gel metodou, přičemž připravovány byly fáze monokalcium aluminát (CA), dodekakalcium heptaaluminát (C12A7), trikalcium aluminát (C3A) a kalcium dialuminát (CA2).

Hydratace a vliv na tuhnutí cementu

Slinkové minerály reagují s vodou, probíhá hydrolýza a následná hydratace. Pro trikalcium aluminát platí rovnice: 3CaO.Al2O3 + 6H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O (C3AH6). Trikalcium aluminát reaguje s vodou velmi rychle. Ke zpomalení se přidává ke slínku sádrovec, který reaguje s C3A za vzniku ettringitu, který na povrchu zrn vytváří ochrannou vrstvu, a tím zpomaluje tuhnutí cementu.

Ettringit zvětšuje svůj molární objem oproti C3AH6 2,6krát a vyvolává tlakem na stěny kapilár a pórů porušení tmelu a vznik trhlin. Všechny tyto složky hydratovaného cementu mohou být napadeny korozí.

Využití v materiálech typu MTA

Mineral Trioxide Aggregate (MTA), hydraulický cement na bázi křemičitanu vápenatého, je tvořen převážně portlandským cementem (cca 75 %). Výhody aplikace MTA při obturaci kořenových kanálků spočívají především v jeho vynikající biokompatibilitě a bioaktivitě, které aktivně podporují hojení, regeneraci kostní tkáně a cementu.

Složka cementu Chemický vzorec (zkráceně) Hlavní funkce
Trikalcium-silikát C3S Hydratační proces
Dikalcium-silikát C2S Hydratační proces
Trikalcium-aluminát C3A Rychlost tuhnutí
Tetrakalcium-aluminátferit C4AF Hydratace

Srovnání s ostatními alumináty

Stroncium aluminát (SrA) je fáze analogická kalcium aluminátu (CA) v cementu hlinitanovém, tyto fáze však nejsou izostrukturní. Po smísení s vodou cement hydratuje na tri-stroncium aluminát hexahydrát (Sr3AH6) a hlinitanový gel. Oproti cementu hlinitanovému, však jsou cementy stroncium aluminátové žárovzdorné (teplota tání SrAl2O4 je 1790 °C). Ve směsi s korundovým ostřivem je tak lze použít pro přípravu žárovzdorných materiálů použitelných při mnohem vyšších teplotách než by tomu bylo možné s cementy hlinitanovými.

Čtěte také: Výroba cementu a vápna: Klíčové milníky

Při použití sol-gel metody byly použity a zhodnoceny dva postupy - bez přídavku EDTA a s přídavkem EDTA. Použité metody byly porovnávány zejména z hlediska dosažené čistoty připravených fází. Ke stanovení čistoty připravených vápenato-hlinitých fází byla použita rentgenová difrakční analýza.

Čtěte také: kvalitní stavební materiály z betonárny ve Vyškově

Čtěte také: Cement: Podrobný průvodce

tags: #cement #trikalcium #aluminát

Oblíbené příspěvky: