Zastosowanie kaolinu w cemencie

Cement to termin używany do opisania wielu różnych rodzajów substancji stosowanych jako spoiwa lub kleje. Najważniejszym cementem produkowanym pod względem ilościowym jest cement portlandzki, który jest stosowany w budownictwie. Inne rodzaje cementu obejmują mury i odwierty naftowe produkowane do zastosowań specjalistycznych oraz cement glinowo-wapniowy, który jest stosowany w materiałach ogniotrwałych.

Większość tych cementów jest cementami nieorganicznymi i hydraulicznymi, co oznacza, że ​​wiążą, twardnieją i nie rozpadają się w wodzie. Podstawową cechą tych cementów jest ich zdolność do tworzenia stosunkowo stabilnych, nierozpuszczalnych skupisk związanych o znacznej wytrzymałości i stabilności wymiarowej po uwodnieniu wodą. Cementy organiczne obejmują lateksy i rozpuszczalne w wodzie polimeryzujące monomery, ale w tego typu cementach nie stosuje się kaolinu.

Cementy hydrauliczne wytwarza się poprzez przetwarzanie i dozowanie surowców w różnych proporcjach, a następnie spalanie w celu wytworzenia twardych grudek zwanych klinkierem. Klinkier jest następnie mielony do pożądanego rozdrobnienia wymaganego do odpowiedniego stopnia twardnienia w wyniku reakcji z wodą. Zwykle stosuje się dwa rodzaje surowców, jeden bogaty w wapń i drugi bogaty w krzemionkę. Stosowane materiały wapniowe obejmują kredę wapienną, margiel i muszle. Najpopularniejszymi materiałami krzemionkowymi są glina lub łupek. Można stosować kaolin ze względu na zawartość krzemianu glinu, ale nie jest on niezbędny i można go zastąpić innymi minerałami.
1.1 Kaolin w cemencie

Materiały pucolanowe są od dawna stosowane w przemyśle cementowym. Większość tych materiałów to produkty uboczne z innych gałęzi przemysłu, takie jak popiół lotny z węgla, żużel wielkopiecowy czy krzemionka koloidalna. Metakaolin, wytwarzany przez kalcynację kaolinu w temperaturze 650-800°C, to wysoce reaktywna pucolana odpowiednia do stosowania jako materiał cementujący w betonie. Cząstki metakaolinu są prawie dziesięciokrotnie mniejsze niż cząsteczki cementu, co pozwala na produkcję gęstszego, bardziej nieprzepuszczalnego betonu. Zastosowanie metakaolinu w betonie zwiększa trwałość, a także poprawia właściwości mechaniczne.