26、高铝水泥的生产及性能特点
1页1、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5080C,烧成温度一般在13001380C。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
2、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/S7,水泥标号可达325号以上;A/S9,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。
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