铝酸盐水泥.ppt

高铝水泥 一、概述 高铝水泥，又称矾土水泥或铝酸盐水泥，是以铝酸钙为主的熟料经磨细制成的水硬性胶凝材料。 1918年高铝水泥真正投入商业性生产。具有十分典型的早强快硬特性，最初主要用于军事工程，如法国军队在第一次世界大战中用其构筑炮座和其他特殊工程。目前这种水泥不仅用于军事工程，而且还广泛应用于各类抢修工程，冬季施工和要求早强的特殊工程。另外，高铝水泥还具有良好的耐高温特性，可用于制备耐热混凝土，作窑炉内衬材料，还是配制膨胀水泥和自应力水泥的主要组分。 二、组成 1、矿物组成 由于高铝水泥以Al2O3、CaO、SiO2为主要成分，因此其矿物组成为C12A7、CA和C2S，CA、C2S和C2AS，或CA、C2AS和CA2。 （1）铝酸一钙（CA） CA是高铝水泥的主要矿物，它使高铝水泥的初始强度发展速率远比高C3S含量的硅酸盐水泥快。其特点是凝结正常，硬化迅速，是高铝水泥强度的主要来源。但是CA含量过高时，强度发展主要集中在早期，后期强度增进率不显著。 CA属于单斜晶系，熔融温度1600℃。其晶形与煅烧方法、冷却条件等因素有关，熔融法生产高铝水泥熟料中的CA呈棱柱状（5~10微米），烧结法生产熟料中的CA呈不规则矩形或板状。 （2）二铝酸一钙（CA2） 高铝水泥中CaO含量较低时，CA2较多。其水化硬化较慢，早强低，但后期强度能不断增长。如果CA2含量过高，将影响高铝水泥的快硬性能。但随CA2增加，水泥的耐热性能提高。属于单斜晶系。熔融法生产时，CA2晶体呈巨大棱柱状；烧结法生产时，呈粒状（10~20微米）。 （3）七铝酸十二钙（C12A7） 结构中铝和钙的配位极不规则，结构中存在大量空腔，水极易进入。因此，C12A7水化、凝结极快，但强度不及CA高。当水泥中C12A7较多时，水泥出现快凝，甚至强度倒缩，耐热性下降。 （4）钙铝黄长石（C2AS） 晶格中离子配位对称性很高，故水化活性极低。 （5）六铝酸一钙（CA6） 低钙铝酸盐水泥中常见的一种矿物，为惰性矿物，无水硬性。但其可提高水泥的耐热性。 2、化学组成 主要化学成分为CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3，还有少量的MgO、TiO2等。 （1）氧化铝（Al2O3） 氧化铝是保证形成低碱性铝酸钙的基本成分，我国采用烧结法生产时氧化铝大于45%；国外氧化铝为35%~45%。氧化铝过低，熟料中易出现C12A7，使水泥快凝，强度下降；Al2O3过高，CA2过多，使水泥早期强度降低。 （2）氧化钙 氧化钙过高，熟料中容易出现C12A7；氧化钙过低，大量形成CA2。熟料烧成温度随CaO含量增加而降低，采用烧结法生产时，若CaO过高，烧成温度范围较窄，生产不易控制。 （3）氧化硅 适量（4%~5%）能促进生料更均匀地烧结，加速熟料形成。但氧化硅过多，C2AS含量相应增加，水泥的早强性能降低。一般认为SiO2含量不宜超过10%。 （4）氧化铁 熔融法生产时，氧化铁能降低熔融温度，但含量不宜超过15%；烧结法生产时，少量氧化铁使熟料易于烧结，但超过4%时熟料容易产生夹馅现象，即表面正常，内部生烧，使水泥的凝结变快，强度降低。 （5）二氧化钛 含量超过4%时，水泥活性降低。 （6）氧化镁 少量MgO（1%~2%）能加速熟料形成，降低高铝熔融物的粘度和熔融温度。随着MgO增多，镁铝尖晶石相应增加，MA不具有胶凝性，生产中MgO含量应不小于2%。 （7）其他 碱可使熔融温度降低，但含量超过0.5%，会引起水泥快凝和强度下降。P2O5含量超过1%时，水泥的强度下降。 三、高铝水泥的生产 一、原料 生产高铝水泥的原料为矾土和石灰石。 矾土主要成分为Al2O3，我国采用回转窑烧结法生产水泥时对矾土的要求为： SiO210%，Al2O370%，Fe2O31.5%，TiO25%，Al2O3/SiO27%。熔融法生产水泥时可采用低品位铁矾土。 对石灰石的要求为： 要求采用较纯的石灰石，其中CaO≥52%，SiO21，MgO2%。 2、配料计算 与硅酸盐水泥熟料生产相似，为了得到含适量CA的高铝水泥熟料，必须控制熟料中CA与CA2的比例。一般采用铝酸盐碱度系数（Am）和铝硅比系数（A/S）来配制。 （1）铝酸盐碱度系数（Am） 铝酸盐碱度系数（ Am ），是指熟料中形成CA和CA2的CaO量与熟料中铝酸钙全部为CA时所需的CaO量之比。 Am=（C-1.87S-0.70（F+T））/（0.55（A-1.70S