مخلوط سیمان پرتلند و سیمان کلسیم آلومینی
سیمان های کلسیم آلومینی ، سیمان های خاصی هستند که به دلیل خواص ویژه ای که دارند در کاربردهای مختلف شامل کاربردهای نسوز ، تعمیرات صنعتی و سازه ای ، محیط های در معرض سایش ، محیط های دارای خوردگی شیمیایی همچون خاک های سولفاته یا آب دریا ، محیط های در معرض فاضلاب و همچنین ساخت ترکیبات مختلف غیرسازه ای در صنعت شیمی ساختمان (ملات های خود تراز ، گروت های بدون انقباض ، چسب های کاشی ، پوشش های ساختمانی ، ملات های تعمیراتی و … ) استفاده می شوند.
در بسیاری از فرمول های صنعت شیمی ساختمان ، سیمان های کلسیم آلومینی در کنار سیمان پرتلند (و معمولا گچ(انیدریت) و آهک) حضور دارند. این ترکیب هرچند به علت حضور سیمان پرتلند در آن فاقد ویژگی نسوزندگی است اما ویژگی های دیگری دارد که به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته اند.
خصوصیات ویژه ای که از ترکیبات حاصل می شود در گستره وسیعی از مطالعات بررسی و تبیین شده اند ، اما از نظر کارکردی ، ترکیب سیمان کلسیم آلومینی و سیمان پرتلند خصوصیات زیر را بوجود می آورد :
1- افزایش قابل توجه سرعت هیدراتاسیون (گیرش و استحکام )
این موضوع که به نوعی یکی از اصلی ترین دلایل افزودن سیمان های کلسیم آلومینی به سیمان پرتلند می باشد ، در نمودار زیر براساس درصد های مختلف ترکیب نمایش داده شده است :

هرچند این اطلاعات با تغییرات طبیعی خصوصیات سیمان پرتلند و سیمان کلسیم آلومینی براساس تولیدکننده می تواند تا حدودی متفاوت باشند:


در واقع ، در یک مطالعه نشان داده شده است که ماهیت گچ اضافه شده به سیمان پرتلند (در فرایند تولید آن) و ترکیب فازهای مینرالی سیمان پرتلند (ناشی از تفاوت های مواد اولیه و کنترل های تولید در کاخانجات مختلف)، می تواند تاثیراتی در این موضوع داشته باشد :

همچنین مطالعات نشان داده است پس از ماهیت کلسیم سولفات ، میزان فاز مینرالی C3A موجود در ترکیب سیمان پرتلند و همچنین میزان آهک آزاد آن در میزان سیمان کلسیم آلومینی لازم برای ایجاد گیرش سریع در ترکیب با سیمان پرتلند اثرگذار است.
با وجود فاز C3A بیشتر ، ایجاد گیرش سریع آسان تر و با مقدار کمتری سیمان کلسیم آلومینی بدست می آید. همچنین وجود آهک آزاد بیشتر ، تشکیل فاز اترینگایت بین سیمان کلسیم آلومینی و کلسیم سولفات را تسریع می کند.
2- تغییرات استحکام
افزودن سیمان کلسیم آلومینی به سیمان پرتلند همانگونه که در نمودار زیر دیده می شود ، موجب افت استحکام ترکیب می شود.

هرچند این افت با اضافه کردن برخی افزودنی ها قابل جبران می باشد. افزودن اسید سیتریک و تری سدیم سیترات در مقدار 0.25% می تواند با وجود افزایش نسبی زمان گیرش ، اثر قابل توجهی بر افزایش استحکام هفت روزه بگذارد هرچند استحکام دو ساعته و 24 ساعته بدون تغییر می ماند.
افزودن آهک ، همانگونه که در شکل روبرودیده می شود ، اثر قابل توجه و مثبتی بر استحکام دو ساعته و هفت ساعته و افزایش مدت گیرش می گذارد .
همچنین افزودن کلسیم سولفات (گچ انیدریت) با تشکیل فاز اترینگایت ، به افزایش استحکام و همچنین جبران انقباض ترکیب کمک شایانی می نامید .

منابع
1- R. KWASNY-ECHTERHAGEN, L. AMATHIEU, F. ESTIENNE,CAC : a polyvalent binder for various applications in the dry-mortar industry, International Conference on Dry Mixes, St Petersbourg, December 2003, DOWNLOAD
2- Amathieu, L & Bier, Thomas & Scrivener, Karen. (2001). Mechanisms of set acceleration of Portland cement through CAC addition. International Conference on Calcium Aluminate Cements. 303-317. DOWNLOAD