26、高铝水泥的生产及性能特点

高铝水泥的生产及性能特点以铝酸钙为主、氧化铝含量约 50%的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为高铝水 泥。高铝水泥熟料的主要矿物组成为：CA、CA2、C4、C2AS,还有微量的尖晶石(MA) 和钙钛石(CaOTiO2)以及铁相，可能为C2F，也可能为CF、Fe203、FeO等。高铝水泥生产所用原料为矾土和石灰石。国外多采用熔融法生产高铝水泥。原料不需磨 细，可用低品位矾土。但烧成热耗高，熟料硬度高，粉磨电耗大。我国广泛采用回转窑烧成 法，烧成热耗低，粉磨电耗低，可用生产硅酸盐水泥的设备。但要用优质原料，生料要均匀， 烧成温度范围窄，仅5080°C，烧成温度一般在13001380°C。在煅烧中要采用低灰分燃 料，以免灰分落入而影响物料的均匀性，造成结大块和熔融。另外，要控制好烧成带的火焰 温度。由于熟料凝结正常，水泥粉磨时不加石膏等缓凝剂。生料配料主要控制碱度系数Am = C一1.87S0.7(珂T)和铝硅比系数(AlQ/SiO) Am值高 0.55(A-1.7S-2.53M)2 32则CA多，水泥凝结快，强度高；Am值低，则CA少而CA2多，凝结慢、强度低。回转窑 生产时，普通高铝水泥一般Am选取0.75，若为快硬高强的高铝水泥，Am应控制在0.8 0.9之间；如要求具有较好的耐高温性能，则Am应控制在0.550.65较为合适。铝硅比A/S 值对水泥强度有很大影响。A/S>7,水泥标号可达325号以上；A/S>9，水泥标号可达425 号以上，对于低钙铝酸盐水泥，A/S常高于16。CA 是高铝水泥的主要矿物，有很高的水硬活性，凝结时间正常，水化硬化迅速； CA2 水化硬化慢，后期强度高，但早期强度却较低，具有较好的耐高温性能。CA的水化产物与温度关系很大，在环境温度低于20C时，主要生成CAH10；温度20 30C，转变为C2AH8和A1(OH)3凝胶；温度高于30C时，则转变为C3AH6和Al(OH)3凝胶。 C12A7的水化与CA相似，结晶的C2AS水化很慢,0-C2S水化生成C-S-H凝胶。由于介稳相 CAH10和C2AH8逐步转变为C3AH6稳定相，温度越高，转变越快，同时晶型转变释放出大102836量游离水，孔隙率急剧增加，使得高铝水泥的长期强度特别是在湿热环境下会明显下降，甚 至引起工程破坏，因此，许多国家限制高铝水泥应用于结构工程。高铝水泥初凝时间不得早于40min,终凝时间不得迟于10h。在高铝水泥中加入15% 60%硅酸盐水泥会发生闪凝，这是因为硅酸盐水泥析出Ca(OH)2，增加液相的pH值之故。高铝水泥的特点是强度发展非常迅速，24h内几乎可达到最高强度，标号以3d抗压强 度来表示。其28d强度不得低于3d强度指标。另一特点是在低温(510C)也能很好硬化， 而在气温较高(> 30 C)条件下养护，强度剧烈下降。因此，高铝水泥使用温度不得超过 30C，更不宜采用蒸汽养护。高铝水泥抗硫酸盐性能好，因为水化时不析出Ca(OH)2。此外， 水化产物含有A1(OH)3凝胶，使水泥石致密，抗渗性好，对碳酸水和稀酸pH不小于4)也有 很好的稳定性，但对浓酸和浓碱的耐蚀性不好。由于在高温下O900C)，高铝水泥会发生 固相反应，烧结结合逐步取代水化结合，因此，高铝水泥又有一定耐高温性，在高温下仍能 保持较高强度，特别是低钙铝酸盐水泥，可作各种高温炉内衬。目前高铝水泥主要用于配制 膨胀水泥、自应力水泥和12001400C的耐热混凝土。