该视频介绍了替代水泥或替代水泥材料 (ACM)。视频特别讨论了铝酸钙 (CAC)、硫铝酸钙 (CSA) 和碱活化 (AA) 或土聚物水泥,并将它们与波特兰水泥进行了比较。视频介绍了 ACM 的分类程序以及重要事实、环境影响、强度增加和耐久性概述。
视频讨论了每种替代水泥的优势和挑战,并就耐久性成为关注点时可在哪些环境中使用水泥给出了建议。
视频的汉语翻译:这段视频介绍了替代水泥材料,这些水泥与波特兰水泥有些不同。我会告诉你几种替代水泥材料(ACMs)的类型,一些有趣的事实,以及我认为它们最适合的使用场所。
我的名字是泰勒·莱,我对混凝土非常痴迷。通常我们制作混凝土的成分很简单:石头、沙子、水泥和水。当我们说水泥时,我们指的是波特兰水泥。但当我们用ACMs制作混凝土时,我们使用不同的水泥。这是唯一的区别,石头、沙子和水都是一样的。现在,添加剂可能会有所不同。ACMs有不同的化学成分,不同的性质,我们对它们的了解也不如波特兰水泥,但它们已经作为修补材料使用了几十年,因为它们通常能很快获得强度。然而,ACMs的另一个好处是它们有时可以具有较低的碳足迹或较低的内含能量。
ACMs有三种主要类型或类别:熟料型、钙化型和非熟料型。它们的区别在于生产过程中所需的热量。熟料型需要大量的热量,钙化型需要中等量的热量,而非熟料型是你可以找到的像粉煤灰之类的东西,你只需添加激活剂。你不会无缘无故地得到某些东西,低热量的材料通常需要高能量的激活剂和水或其他液体来混合。
我认为,将ACMs与波特兰水泥(OPC)相比,就像可口可乐和其他类型的可乐一样,它们都是可乐,但都有些不同。例如,可口可乐零,它有零卡路里,他们说它尝起来像可口可乐,但我觉得有点不同。然后是健怡可乐,非常非常不同。还有可口可乐生活,这是新型的环保可乐。
一些有趣的事实:钙铝酸盐水泥,它们是极快凝结的水泥,但它们产生的微观结构不稳定,你实际上会看到材料在大约60天后失去强度,有时会失去50%的强度,这让人害怕,但你必须超设计,如果你需要4000 psi的强度,那么这意味着你在前七天需要8000 psi,因为长期来看,你会回到大约4000 psi。这些水泥在二战期间被广泛用于修补跑道,如果有人轰炸了跑道,他们会用钙铝酸盐水泥修补,能够非常迅速地起降飞机,谁在乎它们会随着时间的推移而降解。
钙硫铝酸盐水泥,它们也是极快凝结的,就像野马一样,如果你不小心,它们会非常快地获得强度,如果你将它们与乳胶或其他聚合物结合,可能会发生神奇的事情。
碱激活水泥,也被称为地质聚合物,它们是100%的粉煤灰和矿渣加上激活剂。问题是你不能使用任何粉煤灰或矿渣,你需要合适的材料,并且必须将其与合适的激活剂配对,很多研究仍在进行中,它们的性质极大地依赖于用于制造它们的材料。
这个图表显示了不同的ACMs与生产它们所需的能量或排放量的对比。蓝色条表示熟料过程中的能量,黄色条表示激活剂或材料生产中的能量。你可以看到波特兰水泥的碳足迹最高,一些像钙硫铝酸盐水泥的能量需求大约是波特兰水泥的一半。
这是抗压强度的对比,显示了一天、三天、七天、28天的强度,黑色的是波特兰水泥,其他ACMs各不相同,有些在一天后强度是波特兰水泥的两倍。
强度很好,但耐久性呢?这是个好问题。我将总结我们从一个由美国联邦公路管理局(FHWA)资助的大型研究项目中的一些发现,该项目由乔治亚理工学院领导,俄克拉荷马州立大学、特尼咨询公司和美国陆军工程兵团也参与其中。
我们发现钙铝酸盐水泥的一些优点是它们的离子渗透量非常低,收缩量也很低,这对防止开裂有好处。但它们的缺点是随着时间的推移会失去强度,这种逆转会导致开裂,并且在冻融环境中的剥落性能较差。因此,这些材料适合用于热带环境或非常干燥的气候,不适合用于冻融环境。



