Effect of the strontium aluminate and hemihydrate contents on the properties of a calcium sulphoaluminate based cement

Abstract

ABSTRACT:The effect of strontium aluminate (SrAl 2 O 4 ) on the hydration process of a calcium sulphoaluminate (C 4 A 3 Ŝ ) cement was investigated. Cement pastes were prepared by mixing C 4 A 3 Ŝ , hemihydrate (CaSO 4 ·½H 2 O, CŜ H 0.5 ) and 0, 10 or 20wt% of SrAl 2 O 4 (SrA). The amount of CŜ H 0.5 was 15, 20 or 25wt% based on the C 4 A 3 Ŝ quantity. The cement pastes were hydrated using water to cement ratios (w/c) of 0.4 and 0.5. Samples were cured from 1 to 28 d. The compressive strength and setting time were evaluated and the hydration products were characterized. It was found that the setting time was delayed up to 42 min for the samples containing SrAl 2 O 4 compared to samples without addition. The samples with 25wt% hemihydrate containing 20wt% SrAl 2 O 4 developed the highest compressive strength (60 MPa) after 28 d of curing. The main product after hydration was ettringite (C 6 AŜ 3 H 32 ). The morphology of this phase consisted of thin needle-shaped crystals. RESUMEN: Efecto del contenido de aluminato de estroncio y hemihidrato sobre las propiedades de un cemento de sulfoaluminato de calcio.Se investigó el efecto de la adición de aluminato de estroncio (SrAl 2 O 4 ) sobre las propiedades de un cemento de sulfoaluminato de calcio (C 4 A 3 Ŝ ). Se prepararon muestras mezclando C 4 A 3 Ŝ , hemihidrato (CaSO 4 ·½H 2 O, CŜ H 0.5 ) y 0, 10 o 20% e.p de SrAl 2 O 4 (SrA). La cantidad de CŜ H 0.5 fue de 15, 20 o 25% e.p. basado en la cantidad de C 4 A 3 Ŝ . Las relaciones agua/cemento utilizadas fueron 0.4 y 0.5. Las muestras fueron curadas hasta 28 d. Se evaluó el tiempo de fraguado y la resistencia a la compresión. Los productos de hidratación se caracterizaron mediante DRX y MEB. El tiempo de fraguado se retardó hasta 42 minutos con la adición del SrAl 2 O 4 comparado con las muestras sin adiciones. Las muestras con 25% e.p. de yeso y 20% e.p. de SrAl 2 O 4 desarrollaron la mayor resistencia a la compresión alcanzando 60 MPa a 28 d de curado. Los análisis por MEB y DRX muestran como principal producto de hidratación a la etringita (C 6 AŜ 3 H 32 ), cuya morfología se observa como cristales aciculares.

Radiopacifier Particle Size Impacts the Physical Properties of Tricalcium Silicate–based Cements

“…Nano WMTA also consists of elements such as strontium salt and carbonate and zeolite, which are stabilizer agents (16, 17). Furthermore, scanning electron microscopic analysis of strontium aluminate in combination with gypsum showed that this component can reduce the size of ettringite, which in turn could decrease the void size between ettringite needlelike crystals (34). These findings are also consistent with previously published investigations (18, 20).…”

Effect of Gamma Radaition on the Morphology of Concrete in Radioactive Waste Disposal Site 2

“…This may be due to the generation of hydrogen gas under radiation, and the partial reaction of calcium sulphoaluminate particles with surrounding formed strontium aluminate. In these cement blocks ettringite is detected as smaller but needle shaped crystals; the presence of SrAl 2 O 4 inhibits the formation of ettringite crystals [33]. Also, as a result of carbonation, the cement blocks may undergo changes in the porosity of cement blocks.…”

“…Carbonation of cement blocks results from the reactions of (C 3 S) and (C 2 S) with Carbon Dioxide. These reactions result in formation of CaCO 3 and silica gel, as follows [21,33]: There is a shift in the basal spacing of the cement. This can be attributed to the energy transferred from the gamma rays to the molecules of water and the cement components.…”

Estudio de un compuesto cementante fotoluminiscente y su aplicación en la construcción

“…No obstante su empleo cada vez en crecimiento en las obras civiles ha demandado que se realicen estudios más detallados los cuales tienen como fin, entender el efecto de añadir el compuesto de aluminato de estroncio co-dopado con Eu,Dy (SrAl 2 O 4 :M, donde M=Eu 2+ , Dy 3+ .) en mezclas a base de Cemento Portland Ordinario (CPO) ( Velazco et al 2014) .…”

“…El artículo tiene como finalidad profundizar en el entendimiento del comportamiento físico y de las propiedades mecánicas de los compuestos cementantes fotoluminiscentes; así como también, analizar la influencia del SrAl 2 O 4 :M como parte de mezclas basadas en CPO a nivel macroscópico para su aplicación en la in-geniería civil. Se debe recalcar que el estudio a nivel físico-químico, atómico y molecular ha sido ya realizado en otras investigaciones anteriores (Ptáček et al, 2014;Velazco et al, 2014;Ptacek, 2014).…”