11.铝酸盐水产技术.ppt

第十一章铝酸盐水泥铝酸盐水泥的性能n早强　　耐热n军事工程　紧急抢修　严寒冬季施工n耐热混凝土　窑炉内衬n自应力水泥和膨胀水泥铝酸盐水泥（矾土水泥）n原料：石灰石　　矾土原料：石灰石　　矾土n烧结　熔融烧结　熔融n粉磨粉磨n主要矿物：主要矿物：CACA铝酸一钙　铝酸一钙　CACA2 2二铝酸一钙等二铝酸一钙等主要品种n高铝水泥n高铝水泥－65n快硬高强及特快硬调凝铝酸盐水泥§11-1生产方法：生产方法：熔融法熔融法: :电炉、高炉、化铁炉电炉、高炉、化铁炉1300－1400℃熔融　　水泥和生铁（分层）不需细磨和预先混合，可用低品位原料热耗高，熟料硬，难磨烧结法：回转窑或立窑烧结法：回转窑或立窑烧成温度范围窄　不易控制易过烧或生烧需细磨和预先混合，需用高品位原料热耗低，熟料易磨冷却：冷却：慢冷熟料磨：熟料磨：不掺石膏细度：细度：80μm 筛余小于10%§11-2 　高铝水泥的组成n矿物组成nCA CA2 C12A7 C2AS CA6　n（少量的C2S CF C2F MgO·AlO 2CaO·MgO·2SiO2 CaO·TiO2）n化学组成nAl2O3 CaO SiO2 Fe2O3 TiO2 MgO 其他孰料矿物的性能nＣＡ　凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源　含量高，早期强度高，后期增进少（主要矿物）nＣＡ2　凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。

含量高影响快凝，但可提高耐火性nＣ12Ａ7　水化极快、凝结迅速而强度不高nC2AS（铝方柱石）　水化慢，水硬性差nCA6　没有水硬性，但耐火性好化学成分对水泥性能的影响nAlAl2 2O O3 3　　　　36%36%－－55% 55% 含量低含量低C C1212A A7 7 　　高　高　ＣＡＣＡ2 2 　　CACA6 6nCaOCaO　　32%32%－－42%42%　　高　　高C C1212A A7 7　　　　　　　　低　低　ＣＡＣＡ2 2 nSiOSiO2 2　＜　＜9%9%　　　　　　4%4%－－5%5%　均匀烧结　　多　均匀烧结　　多C2AS增加n FeFe2 2O O3 3 ＜＜3.0%3.0%　　　　 CF C2F 　胶凝性弱　　熔融法： FeFe2 2O O3 3 降低液相温度小于降低液相温度小于15%15%，烧结法时　，烧结法时　4%4%　易生烧　易生烧nTiO2 ＜＜3.0%3.0%　　　　 CaO·TiO2　惰性矿物　控制惰性矿物　控制4%4%以下以下nMgOMgO ＜＜2.0%2.0%　　　　 MgO·AlO惰性矿物　控制惰性矿物　控制2%2%以下以下n其他　碱　降低熔融温度，超过其他　碱　降低熔融温度，超过0.5%0.5%快凝　强度下降快凝　强度下降n　　　　　　P P2 2O O5 5 大于大于1%1%强度下降强度下降§11-3 　高铝水泥的原料n一、原料：矾土　石灰石n矾土矾土n主要化学成分主要化学成分：Al2O3（主要） SiO2 Fe2O3 TiO2 碳酸盐等n结构：结构：层状　层与层间质量有波动n主要矿物：主要矿物： Al2O3·H2O　一水硬铝石　水铝石　波美石　　　　　　 Al2O3·3H2O 　三水铝石　水铝土　矾土　　　　我国Al2O3·H2O 　和Al2O3·2 SiO2 ·2H2O 　高岭石n质量评定：质量评定：　A/S　质量系数　　比值大，质量好nSiO2＜10%　 Al2O3 ＜70%　 TiO2 ＜5%　 Fe2O3 ＜1.5%　 A/S ＞7n石灰石：石灰石：较纯　 CaO≥52%　 SiO2＜1%　MgO ＜ 2%§§11-4 11-4 　高铝水泥生产控制系数　高铝水泥生产控制系数n控制熟料中各主要矿物的含量n一、铝酸盐硬度系数Amn二、铝硅比系数A/Sn三、铝钙比系数A/C一、铝酸盐硬度系数AmnAm越高　　CA越多　 CA2越少nAm越小　　CA越小　 CA2越多nAm ＝1　　 只有CA　 没有CA2nAm ＝0.5　只有CA2 　 没有CAn生产普通高铝水泥时Am ＝0.75快硬高强矾土水泥Am ＝0.7－0.8低钙铝酸盐耐火水泥Am＝0.55－0.65n二、铝硅比系数A/SA/S　高　熟料耐火度高　　强度也高n三、铝钙比系数A/CA/C　高　水泥凝结硬化慢　耐火度高§§11-4 11-4 　高铝水泥配料计算　高铝水泥配料计算nAm　 A/S选定进行配料计算n重油　无灰分　煤　煤灰　n按无灰分、石灰石　矾土设石灰石：矾土＝x:1物料CaOSiO2Al2O3Fe2O3TiO2MgO矾土C1S1A1F1T1M1石灰石C2S2A2F2T2M2生料C0S0A0F0T0M0熟料CSAFTM§§11-511-5　　高铝水泥的水化和硬化高铝水泥的水化和硬化一、水化（水化快）1.CA的水化其水化生成物随环境温度而发生变化n当温度低于20℃时 CA+10H2O——CAH10n当温度为20～30℃时 2CA+11H2O——C2AH8+AH3n当温度高于30℃时 3CA+12H2O——C3AH6 +AH3水化铝酸钙水化铝酸钙水化铝酸二钙水化铝酸二钙氢氧化铝凝胶氢氧化铝凝胶水化铝酸三钙水化铝酸三钙氢氧化铝凝胶氢氧化铝凝胶2.CA2的水化其水化生成物随环境温度而发生变化n当温度低于20℃时 2CA2+aq——2CAH10+2AH3n当温度为20～30℃时 2CA2+aq——C2AH8+3AH3n当温度高于30℃时 3CA2+aq——C3AH6 +5AH5水化铝酸钙水化铝酸钙氢氧化铝凝胶氢氧化铝凝胶水化铝酸二钙水化铝酸二钙氢氧化铝凝胶氢氧化铝凝胶水化铝酸三钙水化铝酸三钙氢氧化铝凝胶氢氧化铝凝胶二、硬化n水化产物CAH10 、C2AH8为针状或板状晶体，能相互交织成坚固的结晶合生体，使水泥石获得很高的强度；n析出的氢氧化铝凝胶难溶于水，填充于晶体骨架的空隙中，形成致密的结构。

n经5～7d后，水化产物基本反应完毕，因此，高铝水泥的早期强度增长很快，强度很高，但后期强度增加不明显n经过1－2年，温热　强度下降？晶体的转化nCAH10 、C2AH8 　　　　C3AH6 　　　　当当温温度度高高于于30°C30°C时时，，转转化化为为水水化化铝铝酸酸三三钙钙（（C C3 3AHAH6 6））、、氢氢氧氧化化铝铝凝凝胶胶（（AHAH3 3）），，析析出出游游离离水水，，增增大大了了孔孔隙隙体体积积，，同同时时由由于于C C3 3AHAH6 6晶晶体体本本身身缺缺陷陷多多、、强强度度较较低低、、晶晶体体间间的的结结合合较较差差，，因因而而明明显显降降低低水水泥泥石石的的强强度度因因而而铝铝酸酸盐水泥不宜在高于盐水泥不宜在高于30℃30℃的条件下养护的条件下养护n结晶水含量的比较 CAH10 1CaO 10H2O C2AH8 2CaO 8H2O C3AH6 3CaO 6H2O§§11-611-6　　高铝水泥的性质和应用高铝水泥的性质和应用n一、性质一、性质n1.1.质量密度、体积密度、表观密度质量密度、体积密度、表观密度3200-3250kg/m3200-3250kg/m3 3 1000-1300kg/m 1000-1300kg/m3 3 1600-2000kg/m 1600-2000kg/m3 3n2.2.细度细度 比表面积不小于比表面积不小于240 m240 m2 2/kg/kg或或0.080mm0.080mm筛余不大于筛余不大于10%10%。

n3.3.凝结时间凝结时间初凝初凝40min 40min 终凝终凝10h10hn4.4.强度强度(3d)(3d)n强强度度发发展展迅迅速速，，放放热热量量大大，，低低温温也也能能很很好好硬硬化化，，当当高高于于30 30 ℃养护，强度剧烈下降养护，强度剧烈下降n影影响响因因素素：：温温度度、、水水灰灰比比，，海海水水或或含含CaClCaCl2 2强强度度危危害害，，掺掺加加石灰石或粉煤灰，可缓和晶型转化　湿度石灰石或粉煤灰，可缓和晶型转化　湿度水泥标号抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）1d3d1d3d42535.342.53.94.452545.152.54.95.462554.9764.55.95.472564.772.56.97.4n5.水化热　总量与硅酸盐水泥相近，但放热速度快n6.耐蚀性　耐硫酸盐和海水侵蚀性能好，当不耐碱n7.耐热性n耐热性好二、应用n1.紧急抢修、抢建工程和需要早期强度的工程n2.适用冬季及低温施工n3.适用制作耐热和隔热混凝土及砂浆n4.适用于含硫酸盐的地下水、矿物水侵蚀的工程n5.适用于油井和气井工程n6.制成膨胀水泥和自应力水泥n不适于于：n1.长期承重的结构工程－晶体转变引起的强度倒缩；n2.大体积工程－温度过高引起强度倒缩。

n3.于硅酸盐水泥混用§§11-711-7　　高铝水泥－　　高铝水泥－6565nAl2O3　含量在65%　CA2含量增加，少量CA6n与高铝水泥相比，凝结时间较慢，早期强度较低，但耐火度较高n高铝水泥－65　标号　525　625　n高强高铝水泥－65　标号　725　825　925§§11-811-8　快硬高强铝酸盐水泥　快硬高强铝酸盐水泥n熟料＋石膏n初凝时间25min　终凝3hn标号：625　725　825　925n早期强度高，后期强度增加§§11-911-9　特快硬调凝铝酸盐水泥　特快硬调凝铝酸盐水泥nCA为主的熟料，石膏和促硬剂n初凝2min 终凝10minn强度标号：以2h抗压强度确定　225n抢修　抢建　堵漏　喷射、低温施工。