Aluminiumcement

Betekenis

Aluminiumcement is een snelhardende cementsoort waarvan de snelle binding wordt veroorzaakt door aluminiumsilicaten; het dient als hydraulisch bindmiddel en onderscheidt zich door een hoog gehalte aan aluminiumoxide (Al2O3). Het belangrijkste klinkerbestanddeel is monocalciumaluminaat (CaAl2O4), en het materiaal wordt gewonnen uit bauxiet en kalksteen.

Toepassing

Aluminiumcement wordt toegepast waar snelle verharding, hoge aanvangssterkte of hoge vuurvastheid vereist zijn.

• Versnellen van de binding van beton en bereiken van zeer hoge aanvangssterkte (vaak al na 24 uur)
• Productie van vuurvast beton en andere vuurvaste toepassingen
• Als toeslagstof of versneller in bepaalde samenstellingen
• Herstelwerkzaamheden, beeldhouwkunst en het lokaal stoppen van waterlekkages in beton

Aandachtspunten

• Mengers en transportmiddelen grondig reinigen voordat overgeschakeld wordt naar een andere cementsoort.
• Aluminiumcement mag niet zonder meer met andere cementsoorten worden vermengd; de snelle reactie met kalk uit portlandcement schaadt de samenstelling en sterkte.
• Bij hydratatie komt veel warmte vrij; hoge temperaturen beïnvloeden sterkte en conversierisico.
• Aluminiumcement is bestand tegen zwakke zuren tot ongeveer pH 4, maar niet tegen sterke basen zoals natronloog of kaliloog.
• Aluminiumcement is duurder dan normale cementsoorten en is meestal ongeschikt voor constructiebeton vanwege het conversierisico.

Samenstelling en eigenschappen

• Gehalte aluminiumoxide (Al2O3) ligt in de praktijk tussen circa 40% en 80%.
• Belangrijk klinkerbestanddeel: monocalciumaluminaat (CaAl2O4).
• Zeer hoge reactiviteit met water en sterke warmteontwikkeling bij hydratatie.
• Stormachtige sterkteontwikkeling: hoge aanvangs- en eindsterkte die vaak al na 24 uur is bereikt in plaats van na 28 dagen bij normaal beton.
• Hoge vuurvastheid: doorgaans tot circa 1300 °C, in specifieke samenstellingen soms tot ca. 1450 °C (voorbeeld: Istra 50 met 50% aluminiumpoeder) en in bepaalde gevallen zelfs boven 1900 °C, afhankelijk van het Al2O3-gehalte en toeslagstoffen.

Conversie en beperkingen

• Bij hydratatie kunnen gehydrateerde fasen zoals CAH10 en C2AH8 bij temperaturen boven ongeveer 20 °C geleidelijk worden omgezet in C3AH6; daarbij komt water vrij, neemt porositeit en permeabiliteit toe en daalt de druksterkte: dit verschijnsel heet conversie.
• Vanwege conversie is aluminiumcement doorgaans ongeschikt voor constructiebeton; het kan onveilige sterkteveranderingen veroorzaken.
• Betonsamenstellingen met een cementgehalte ≥ 400 kg/m³ en een water-cementfactor (wcf) ≤ 0,4 worden geacht conversie te kunnen ondergaan met sterkteverlies, hoewel hierover niet alle deskundigen hetzelfde denken.
• Een temperatuur boven 60 °C gedurende de eerste 24 uur na storten kan leiden tot minder sterk beton, maar verlaagt mogelijk het conversierisico; ook deze stelling wordt niet door alle deskundigen onderschreven.

Praktische uitvoeringsaanwijzingen

• Aluminiumcement is geschikt voor toepassingen waar snelle sterkteontwikkeling gewenst is, maar vereist specifieke aandacht voor mengselsamenstelling en nazorg.
• Laat aluminiumcementbeton volledig uitharden voordat er “gewoon” beton tegenaan wordt gestort.
• Gebruik aluminiumcement bewust en niet routinematig als vervanger van portlandcement vanwege andere reactiemechanismen en prestatiekenmerken.