CBMF貝利特硫鋁酸鹽水泥標準征求意見稿

1、CBMF貝利特硫鋁酸鹽水泥標準征求意見稿編制說明及研究報告天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司2017年4月1CBMF貝利特硫鋁酸鹽水泥標準編制說明一、工作簡況1.任務(wù)來源貝利特硫鋁酸鹽水泥是目前國內(nèi)外在低碳水泥研究領(lǐng)域的一項重要發(fā)明。和普通硅酸鹽水泥相比在生產(chǎn)時能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約綜合能耗20%以上，二氧化碳排放排放量降低20%以上，并可以使用一些工業(yè)廢渣作為原料，大量吸納工業(yè)固體廢渣，綜合使用比例可超過30%。因此是一種節(jié)能、低碳、環(huán)保的新型水泥品種，對于水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。在性能上，以天津水泥工業(yè)設(shè)計院就院有限公司為代表的研究機構(gòu)，通過對配料機制和煅燒制度的完善，使新型水泥的性能完全可

2、以達到硅酸鹽水泥的水平。在實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)方面，在國家十二五科技支撐計劃項目經(jīng)費支持下，已分別在日產(chǎn)130、日產(chǎn)500噸小型熟料生產(chǎn)線和日產(chǎn)2000噸級大型熟料生產(chǎn)線上，順利完成工業(yè)化生產(chǎn)試驗工作，獲得了新型水泥熟料煅燒的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，得到了性能超過硅酸鹽水泥熟料的新型低鈣水泥熟料，取得了突破性進展。對新型水泥混凝土基本性能和耐久性研究表明，新型水泥和減水劑的適應(yīng)性良好，流動性和普通硅酸鹽水泥接近，各齡期強度顯著高于普通硅酸鹽水泥，混凝土主要的耐久性都優(yōu)于普通硅酸鹽水泥，應(yīng)用前景被普遍看好。盡管這種新型低鈣水泥和普通硅酸鹽水泥的性能相似，但是由于化學(xué)成分、礦物組成不同，水化機理和水化產(chǎn)物也有較大

3、差別，不適用現(xiàn)行普通硅酸鹽水泥的產(chǎn)品標準。雖然新型水泥主要礦物和硫鋁酸鹽水泥相同，但是礦物組成有顯著的差別，水泥的性能也有一定區(qū)別，和硫鋁酸鹽水泥高早強、后期強度不增長或者增長緩慢的特點完全不同，也不適用硫鋁酸鹽水泥標準。為推動貝利特硫鋁酸鹽水泥的推廣和應(yīng)用，亟需制定適宜新型水泥自身性能特點新的產(chǎn)品標準，來指導(dǎo)企業(yè)的生產(chǎn)和銷售。在中國中材國際工程有限公司和天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院等單位的推薦下，2016年7月25日中國建筑材料聯(lián)合會中建材聯(lián)標發(fā)201681號文將貝利特硫鋁酸鹽水泥列入建材聯(lián)合會協(xié)會標準計劃，項目編號2016-10-xbjh，要求2017年7月25日前完成相應(yīng)制定研究工作。該項工作

4、對于建材行業(yè)推廣節(jié)能、低碳、環(huán)保的新型水泥產(chǎn)品，推動水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級，促進節(jié)能減排，積極應(yīng)對氣候變化，都具有重要的意義。2 工作過程本項標準研究由天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司承擔(dān)，為較好完成本項標準研究工作，天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司于2016年8月初成立了標準制定專項工作組，就標準制定方案進行了專項研討和評審，對貝利特硫鋁酸鹽水泥標準制定工作中的工作重點、任務(wù)分工、試驗研究方案、進度安排和主要試驗內(nèi)容進行了詳細的安排。2017年4月完成了驗證試驗、數(shù)據(jù)匯總和整理等所有既定的工作內(nèi)容，形成了標準征求意見稿（草案）。二、標準編制原則和主要內(nèi)容1.編制原則 目前

5、國外沒有貝利特硫鋁酸鹽水泥標準，本標準的制定主要結(jié)合目前國內(nèi)在新型低碳水泥產(chǎn)品的研究進展，特別是在貝利特硫鋁酸鹽水泥研究取得重大突破的情況下，參考GB/T 175-2007通用硅酸鹽水泥標準和GB/T 20472-2006硫鋁酸鹽水泥標準提出的。貝利特硫鋁酸鹽水泥的性能介于普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽特種水泥之間。貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料礦物中，既含有硅酸鹽水泥中的硅酸二鈣，又含有硫鋁酸鹽水泥中的無水硫鋁酸鈣，其強度性能等指標和普通硅酸鹽水泥接近，而凝結(jié)特性又和硫鋁酸鹽水泥接近。上述兩個水泥產(chǎn)品標準，都不能夠完全適用于貝利特硫鋁酸鹽水泥，需要制定新的符合新型水泥礦物組成和性能特點的標準，本標準的編制

6、原則是： （1）充分體現(xiàn)標準技術(shù)要求的先進性、科學(xué)性和嚴謹性； （2）有利于貝利特硫鋁酸鹽水泥產(chǎn)品性能的穩(wěn)定和安全可靠； （3）有利于貝利特硫鋁酸鹽水泥產(chǎn)品的推廣應(yīng)用；2.標準文本框架 貝利特硫鋁酸鹽水泥標準的編寫，按GB/T 1.1 -2000標準化工作導(dǎo)則 第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則所要求的格式編寫，結(jié)構(gòu)與GB/T 175-2007通用硅酸鹽水泥的結(jié)構(gòu)基本一致，針對貝利特硫鋁酸鹽水泥的性能特點，對主要技術(shù)要求進行了相應(yīng)規(guī)定。3.標準主要技術(shù)內(nèi)容3.1定義和分類 貝利特硫鋁酸鹽水泥，在國內(nèi)有關(guān)研究機構(gòu)的聯(lián)合攻關(guān)下，其性能指標完全可以和普通硅酸鹽水泥相媲美，具備在大宗化鋼筋混凝土和及結(jié)構(gòu)工

7、程中替代硅酸鹽水泥的潛能。新型水泥熟料的主要礦物為硅酸二鈣（即貝利特）和無水硫鋁酸鈣（硫鋁酸鹽礦物），因此新型水泥產(chǎn)品定義為貝利特硫鋁酸鹽水泥。 貝利特硫鋁酸鹽水泥的分類，主要按外摻物的種類和摻量不同，分為貝利特硫鋁酸鹽水泥和普通貝利特硫鋁酸鹽水泥。貝利特硫鋁酸鹽水泥是由貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料添加適量的石膏和石灰石磨制而成； 普通貝利特硫鋁酸鹽水泥是在貝利特硫鋁酸鹽水泥基礎(chǔ)上，添加其它混合材磨制而成，普通貝利特硫鋁酸鹽水泥品種的設(shè)置，主要是鼓勵水泥生產(chǎn)企業(yè)在水泥生產(chǎn)中節(jié)約水泥熟料，更多地使用各種工業(yè)廢渣。3.2組分與材料3.2.1 組分 為確保水泥具有良好的綜合物理性能，水泥強度等級都可以達到

8、32.5等級以上，本標準規(guī)定了兩種水泥的物料組成，如表1所示。貝利特硫鋁酸鹽水泥中熟料含量最低不小于80%，石膏和石灰石含量分別不大于10%，代號BSAC；普通貝利特硫鋁酸鹽水泥中熟料含量最低不小于65%，除了熟料、石膏和石灰石，允許添加摻量不超過15%的粉煤灰或者礦渣，使用火山灰質(zhì)混合材時，最大摻量不可超過8%，代號O.BSAC。 表1 貝利特硫鋁酸鹽水泥的代號和組分 （單位：%）品種代號組分（質(zhì)量分數(shù)）熟料石膏石灰石?；郀t礦渣粉煤灰貝利特硫鋁酸鹽水泥BSAC802020-普通貝利特硫鋁酸鹽水泥O.BSAC65且805且105且105且15*15且20* 可用不超過水泥質(zhì)量8%且符合5.2

9、.6要求的火山灰質(zhì)混合材代替。3.2.2 材料（1） 熟料 貝利特硫鋁酸鹽水泥使用的熟料，應(yīng)符合附錄A的技術(shù)要求。研究表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的強度能夠很好地反映熟料的燒成質(zhì)量和綜合性能，是最重要的一項指標。熟料強度檢驗時，不添加石膏或者石灰石等其它物質(zhì)，只測定純熟料的強度，為保證貝利特硫鋁酸鹽水泥的各項性能，熟料3d抗壓強度不低于30MPa，28d強度不低于55MPa。熟料的化學(xué)成分中的三氧化二鋁（Al2O3）含量和二氧化硅（SiO2）含量應(yīng)按附錄A控制，確保各種熟料礦物達到足夠含量，以適應(yīng)于物理性能要求。（2） 石膏 貝利特硫鋁酸鹽水泥使用的石膏，既可以是天然石膏也可以是工業(yè)副產(chǎn)石膏，

10、主要用于調(diào)控水泥的凝結(jié)時間。通過添加適量石膏，能夠?qū)⒇惱亓蜾X酸鹽水泥凝結(jié)時間調(diào)控在標準規(guī)定的范圍內(nèi)，從而使水泥的凝結(jié)性能更加穩(wěn)定?；炷猎囼炑芯孔C明，純貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料在混凝土體系中的強度發(fā)展遠不如添加適量石膏后的水泥，因此為保證貝利特硫鋁酸鹽水泥有較好的混凝土強度發(fā)展，必須添加適量的石膏。本標準允許使用符合GB/T 5483規(guī)定的A類硬石膏或者G類二水石膏或者M類混合石膏，符合GB/T 21371 工業(yè)副產(chǎn)石膏，并應(yīng)通過試驗證明對水泥和混凝土性能無害。（3） 石灰石 貝利特硫鋁酸鹽水泥中使用的石灰石，在水泥水化時可以形成水化碳鋁酸鹽礦物，并可以起到穩(wěn)定主要水化產(chǎn)物-鈣礬石的晶體形態(tài)，

11、使水泥抗折強度的穩(wěn)定持續(xù)增長，任何齡期內(nèi)都不產(chǎn)生“倒縮”，對于貝利特硫鋁酸鹽水泥水化體系有重要作用。因此，添加的石灰石的品質(zhì)應(yīng)有足夠保證，本標準參考硫鋁酸鹽水泥標準有關(guān)規(guī)定，要求使用的石灰石，三氧化二鋁（Al2O3）含量應(yīng)不大于2.0%。（4） 其他混合材 在貝利特硫鋁酸鹽水泥中，可以添加粉煤灰、礦渣、或者其它火山灰質(zhì)混合材等硅酸鹽水泥通常使用的材料，因為貝利特硫鋁酸鹽水泥中含有大量的硅酸鹽礦物-硅酸二鈣，硅酸二鈣的水化也可以釋放一定的氫氧化鈣，這些混合材可以通過與氫氧化鈣產(chǎn)生二次水化反應(yīng)，增加水化產(chǎn)物的數(shù)量并水泥性能產(chǎn)生積極作用。但是由于硅酸二鈣水化反應(yīng)產(chǎn)生釋放氫氧化鈣的時間需要較長的齡期，

12、添加這些混合材會對水泥的早期強度有不利的影響，因此，其摻量應(yīng)限制在一定范圍。3.3 主要技術(shù)指標3.3.1 強度等級與劃分 試驗研究表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥強度性能介于硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥之間，早期強度高于硅酸鹽水泥，低于硫鋁酸鹽水泥，后期強度和普通硅酸鹽水泥基本相同，并具有類似較高的強度增進率。本標準以大量的試驗結(jié)果為依據(jù)，并參考普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥產(chǎn)品標準，將貝利特硫鋁酸鹽水泥分為兩類，并按水泥強度進行了等級劃分。如下表2所示。 表2 貝利特硫鋁酸鹽水泥各齡期強度要求 單位為兆帕品種強度等級抗壓強度抗折強度3d28d3d28d貝利特硫鋁酸鹽水泥52.535.052.55.0

13、6.542.530.042.54.56.0普通貝利特硫鋁酸鹽水泥42.530.042.54.05.532.525.032.53.55.03.3.2 化學(xué)成分指標 化學(xué)成分指標主要包含：SO3含量、 MgO含量和Cl-含量三項。石膏溶解速度和溶解度對貝利特硫鋁酸鹽水泥水化硬化速度以及強度發(fā)展有重要影響。水泥中的SO3含量包含熟料中的SO3含量和外加石膏中帶入的SO3含量總和，貝利特硫鋁酸鹽水泥中SO3含量和熟料礦物中的無水硫鋁酸鹽礦物的良好匹配，能夠使水泥的凝結(jié)特性穩(wěn)定在合理的范圍，并發(fā)揮較高的物理強度。由于熟料本身就含有較多的SO3，相對普通硅酸鹽水泥，新型水泥中的SO3含量很高，但是水泥中S

14、O3含量過高，意味著會有部分石膏在水化反應(yīng)中過剩，存在水泥石結(jié)構(gòu)后期的膨脹破壞的潛在危險，同時水泥的抗壓強度也會顯著降低，因此，對SO3含量的上限提出了限制。MgO含量和Cl-含量的控制，主要是借鑒了普通硅酸鹽水泥的標準，前者主要是避免水泥在水化后期產(chǎn)生膨脹破壞作用，后者主要是避免引起水泥混凝土中的鋼筋發(fā)生銹蝕，具體指標和GB 175-2007通用硅酸鹽水泥標準中的有關(guān)內(nèi)容一致，能夠保障新品種水泥在水泥工程的質(zhì)量安全。3.3.3 物理性能指標 標準對貝利特硫鋁酸鹽水泥的物理性能，如：凝結(jié)時間、安定性、強度、細度等進行了規(guī)定。 凝結(jié)時間：純的貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的初凝時間與煅燒熟料所使用的原料

15、有很大關(guān)系，不同地區(qū)的原料，或者原料品種不同，熟料的初凝時間有較大區(qū)別，有的長達2-3小時，有的則只有20-40分鐘，但是添加適量石膏的貝利特硫鋁酸鹽水泥的初凝時間則可以穩(wěn)定在25-45分鐘的范圍內(nèi)，和硫鋁酸鹽水泥凝結(jié)特性接近。貝利特硫鋁酸鹽水泥的終凝時間，會隨著混合材摻量和種類的不同有所區(qū)別，一般來說終凝時間不會長于普通硅酸鹽水泥，試驗表明貝利特硫鋁酸鹽水泥的終凝時間一般不會超過120分鐘。 安定性：貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料即使煅燒不充分，熟料中的鈣離子會選擇形成鈣黃長石、或者硫硅鈣石等過渡礦物，也不會形成游離石灰，所以貝利特硫鋁酸鹽水泥中的f-CaO很低，一般不會造成安定性問題，而熟料使用的

16、原料中如果MgO 含量較高，則有可能含有一定的f-MgO，因此本標準參考普通硅酸鹽水泥標準，要求水泥采用沸煮法的安定性合格，避免水泥在水化硬化后期出現(xiàn)膨脹問題。 強度：貝利特硫鋁酸鹽水泥具有和普通硅酸鹽水泥相似的強度發(fā)展規(guī)律，并具有基本相同的抗壓和抗折強度。為了能夠與普通硅鹽水泥產(chǎn)品質(zhì)量相比較，結(jié)合試驗驗證研究，在制定貝利特硫鋁酸鹽水泥強度等級的具體指標時，參考了GB 175-2007通用硅酸鹽水泥產(chǎn)品標準的主要數(shù)據(jù)。貝利特硫鋁酸鹽水泥抗折強度一般情況下稍低于硅酸鹽水泥，因此，指標數(shù)值稍有下降，抗壓強度特別是早期強度明顯高于普通硅酸鹽水泥，指標數(shù)值有所提高。 細度：這是一個選擇性指標，為了充分

17、發(fā)揮水泥的水化活性，需要將水泥磨細到足夠的細度水平。貝利特硫鋁酸鹽水泥的易磨性較好，在相同的粉磨時間能夠得到比硅酸鹽水泥更細的產(chǎn)品，因此本標準規(guī)定的技術(shù)指標稍高于普通硅酸鹽水泥。根據(jù)水泥熟料和混合材的品質(zhì)質(zhì)量，生產(chǎn)單位應(yīng)對水泥細度進行適當調(diào)控，調(diào)控的原則是不對水泥的主要性能產(chǎn)生明顯的影響。3.3.4 試驗方法 水泥的三個化學(xué)成分指標（SO3含量、MgO含量和Cl-含量）以及熟料中的的三氧化二鋁（Al2O3）和二氧化硅（SiO2）含量、堿含量（Na2O含量、K2O含量）都直接引用GB/T 176-2008 標準進行試驗；水泥的標準稠度用水量、凝結(jié)時間和安定性引用GB/T 1346 標準進行試驗；

18、水泥物理強度按GB/T 17671 標準進行，因為貝利特硫鋁酸鹽水泥需水量小（理論水化需水量小于普通硅酸鹽水泥），膠砂流動度明顯好于普通硅酸鹽水泥，水灰比按0.47進行，和硫鋁酸鹽水泥的試驗方法一致；比表面積按GB/T 8074 標準進行試驗。3.3.5檢驗規(guī)則 貝利特硫鋁酸鹽水泥廠的年生產(chǎn)能力相對普通硅酸鹽水泥廠的規(guī)模較小，一般為30-60萬噸，出廠水泥的編號與取樣，以 400噸水泥為一編號，也就是一個取樣單位，取樣方法按GB/12573進行。 出廠的水泥必須對各項技術(shù)指標進行確認并符合有關(guān)技術(shù)要求，同時其包裝的質(zhì)量也因符合要求，滿足這兩方面的要求后水泥才能夠出廠。出廠檢驗項目主要是一些強制

19、性指標要求，分別是化學(xué)成分、凝結(jié)時間、安定性和強度這四個指標。在這四項指標符合技術(shù)要求的情況下，水泥的性能和質(zhì)量能夠得到保證。規(guī)定了合格品和不合格品的判定規(guī)則，產(chǎn)品實物質(zhì)量檢驗合格、包裝合格才允許出廠。檢驗報告包含出廠檢驗項目、水泥細度、混合材品種和摻量、石膏和助磨劑的品種及摻量等水泥用戶比較關(guān)心的一些內(nèi)容，檢驗報告能夠?qū)λ嗟母鞣N組成（內(nèi)在的和外摻的）及物理化學(xué)性能進行明確地反應(yīng)，讓用戶放心，作為購買與否的主要判據(jù)，作為交貨與驗收的主要憑據(jù)。3.3.6交貨與驗收，包裝、標志、運輸和貯存 貝利特硫鋁酸鹽水泥的交貨與驗收規(guī)則，主要參考GB175通用硅酸鹽水泥標準的主要內(nèi)容和相關(guān)細節(jié)，作為具備替代

20、硅酸鹽水泥潛力的一種新品種水泥，在交貨和驗收環(huán)節(jié)應(yīng)該和通用硅酸鹽水泥一致，符合有關(guān)驗收規(guī)則。考慮到貝利特硫鋁酸鹽水泥早期水化較快，水泥封存樣的保存時間可以適當減少，由90d減少為45d。 貝利特硫鋁酸鹽水泥的包裝、標志、運輸和貯存規(guī)則，應(yīng)該和通用硅酸鹽水泥沒有區(qū)別，這里完全引用GB175通用硅酸鹽水泥標準中的相關(guān)內(nèi)容，對包裝、標志、運輸和貯存進行了規(guī)定。3.3.7 標準的附錄A 貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料是我國自主研發(fā)的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一種新品種水泥熟料，本附錄列出的技術(shù)要求，力圖能夠體現(xiàn)新品種水泥熟料的先進性。選擇符合技術(shù)要求的優(yōu)質(zhì)熟料，對于控制水泥產(chǎn)品的質(zhì)量有至關(guān)重要的作用。本附錄為規(guī)范性

21、附錄，提出了熟料控制的具體技術(shù)要求并規(guī)定了試驗方法。三、主要試驗（或驗證）情況分析 本標準研究試驗主要由天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司完成，現(xiàn)已完成全部試驗研究和論證工作，試驗結(jié)果能夠為標準的制定和技術(shù)要求規(guī)定提供充足的論據(jù)，研究及試驗驗證主要包含以下幾個方面：1.熟料的化學(xué)組成和性能 貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料礦物主要由硅酸鹽水泥的硅酸二鈣和硫鋁酸鹽水泥熟料的無水硫鋁酸鈣組成，新型水泥熟料在化學(xué)組成上和已有兩種水泥熟料有明顯的差別?；瘜W(xué)組成的差別，使得新型貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料具有許多特殊的性能和經(jīng)濟價值。特殊的性能在于，它即具有普通硅鹽水泥熟料一樣優(yōu)異的后期強度和強度增進率，又具有硫鋁酸鹽水泥

22、熟料一樣優(yōu)異的早期強度和快凝性質(zhì)。特殊的經(jīng)濟價值在于，和普通硅酸鹽水泥熟料相比，熟料的燒成熱耗和二氧化碳排放量可降低20%以上，和硫鋁酸鹽水泥熟料相比，對鋁質(zhì)原料的品位要求大幅度降低，顯著降低熟料的生產(chǎn)成本。為了說明熟料的化學(xué)組成物理性能的關(guān)系，本次標準研究選擇了幾種具有代表性的貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，測定了熟料的化學(xué)組成和物理性能，并和普通硅酸鹽水泥熟料和硫鋁酸鹽水泥熟料進行了比較（見研究報告的第1節(jié)表3和表4）。試驗研究結(jié)果表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料在特定的化學(xué)組成范圍內(nèi)，3d強度可以達到30-50MPa，28的強度可以達到60-70MPa。根據(jù)這些試驗結(jié)果，確定了附錄A有關(guān)熟料的技術(shù)要

23、求。2.石膏和石灰石的種類及摻量 石膏和石灰石是貝利特硫鋁酸鹽水泥必不可少的組分，對于水泥的性能有重要的影響。研究表明，石膏和石灰石在水泥中有一個最佳摻量范圍內(nèi)，此時水泥的性能達到最佳。2.1 石膏的種類和摻量（單摻） 試驗研究了不同類型的石膏（二水石膏、硬石膏和脫硫石膏），在不同摻量下對貝利特硫鋁酸鹽水泥物理性能的影響（見研究報告的第2.1節(jié)圖1-7），研究結(jié)果表明：石膏的類型對水泥性能影響較小，不同類型的石膏在相同摻量下，獲得的貝利特硫鋁酸鹽水泥的強度、需水量、和凝結(jié)時間沒有明顯差別；而石膏摻量對水泥性能有一定影響，隨著石膏摻量的增加，水泥的強度呈逐漸下降趨勢，凝結(jié)時間縮短，但變化不大。2

24、.2 石灰石的種類和摻量（單摻） 石灰石對貝利特硫鋁酸鹽水泥的性能有很重要的作用，研究表明，石灰石中的碳酸鈣能夠和主要水化產(chǎn)物（鈣礬石）起一定的化學(xué)反應(yīng)，能夠穩(wěn)定鈣礬石的晶體形態(tài)，保證水泥的抗折強度穩(wěn)定增長，在任何齡期都不會出現(xiàn)倒縮。因為起作用的主要是碳酸鈣，因此石灰石的品質(zhì)越好，作用就越好。但是石灰石摻量的過度增大，會使水泥的強度產(chǎn)生明顯降低，因此也因控制一定的范圍內(nèi)（具體研究研究情況見研究報告的第2.2節(jié)圖8-14）。2.3 石膏和石灰石的雙摻 對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的大量試驗研究表明，在石膏和石灰石雙摻相對石膏和石灰石分別單摻，水泥的性能要好得多。雙摻的情況下熟料實際含量降低，水泥的性

25、能反而更優(yōu)，因此，本標準要求在貝利特硫鋁酸鹽水泥中，石膏和石灰石應(yīng)同時添加（見研究結(jié)果見研究報告的第2.3節(jié)表8所示）。3.混合材的種類和摻量 添加適量的石膏和石灰石后，貝利特硫鋁酸鹽水泥中仍然可以添加一定量的其它種類混合材，這些混合材包括粉煤灰、礦渣、火山灰等其它物質(zhì)。本次研究試驗主要使用的混合材為礦渣粉和粉煤灰，以及它們的復(fù)合?；旌喜牡膿饺肽軌蛩嗟哪Y(jié)時間有一定影響，從而改善水泥和減水劑的適應(yīng)性。貝利特硫鋁酸鹽水泥水化時，釋放氫氧化鈣的速度很慢，釋放出的氫氧化鈣數(shù)量遠少普通硅酸鹽水泥，因此對于混合材的激發(fā)效應(yīng)不如硅酸鹽水泥，因為貝利特硫鋁酸鹽水泥自身具有很高的早期強度，因此，也能夠添加一

26、定數(shù)量的混合材，但是隨著混合材摻量的增大，各齡期強度會快速下降，對水泥的早期強度或者后期強度造成一定影響（見研究報告第3節(jié)表10），所以摻量不能太大。4.水泥的細度對性能的作用 細度對貝利特硫鋁酸鹽水泥物理性能有一定的影響，但并不明顯。隨著水泥比表面積的增大，水泥的早期強度稍有增加，后期強度基本保持不變。因為貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料相對普通硅酸鹽水泥熟料易磨性好，為了保證水泥的強度，比表面積可以適當大一些（具體研究結(jié)果見研究報告第4節(jié)圖15-18）。5.水泥的凝結(jié)時間和強度等級選用了一種具有代表性的貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料、石膏、石灰石以及礦渣和粉煤灰等物料，委托中國水泥發(fā)展中心物化檢測所對貝利特

27、硫鋁酸鹽水泥的性能進行了對比驗證。驗證試驗結(jié)果表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥的初凝時間一般為35-50分鐘，終凝時間一般為90-120分鐘，處在一個相對比較穩(wěn)定的區(qū)間，石膏、石灰石以及混合材的種類和摻量對水泥凝結(jié)時間的影響較?。回惱亓蜾X酸鹽水泥中的石膏和石灰石摻量存在一個最佳范圍區(qū)間，當石膏和石灰石分別摻5%以下時，水泥的強度最好，3d強度達到45-50MPa，28d強度達到56-57MPa；當石膏和石灰石摻量分別增加到10%左右時，水泥的3d強度和28d強度有所降低，3d強度40MPa左右，28d強度48MPa左右；在摻加石膏和石灰石的基礎(chǔ)上，進一步單獨添加粉煤灰或礦渣粉、或者添加二者的混合物，

28、水泥的強度會進一步降低，但只要水泥中熟料的摻量保持在65%以上，水泥的28d強度仍然可以達到32.5等級水泥的要求。本標準考慮到貝利特硫鋁酸鹽水泥未來作為硅酸鹽水泥之外的另一種具有普遍推廣和使用價值的水泥，指標應(yīng)該和硅酸鹽水泥接近，將貝利特硫鋁酸鹽水泥按強度等級劃分為52.5、42.5和32.5三個等級（具體研究結(jié)果見研究報告第5節(jié)表12）。6.與普通硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥制備的混凝土性能比較貝利特硫鋁酸鹽水泥混凝土相比硅酸鹽水泥混凝土，具備較好的工作性，同時具有較高的抗壓強度、軸心抗壓強度、彈性模量，尤其在高強度等級的混凝土中，強度優(yōu)勢更明顯；軸心抗拉強度和極限拉伸值二者相當。貝利特硫鋁酸

29、鹽水泥混凝土具有更好的抗?jié)B性、抗氯離子滲透性能、抗硫酸鹽侵蝕和抗凍融性能，干燥收縮程度低，受壓徐變小，堿基料反應(yīng)膨脹低。貝利特硫鋁酸鹽水泥混凝土的抗碳化性能較弱，但是綜合考慮其較高的結(jié)構(gòu)致密性和良好的界面結(jié)構(gòu)，將部分抵消其抗碳化較弱的問題。C30貝利特硫鋁酸鹽水泥混凝土的抗鋼筋銹蝕能力稍差于硅酸鹽水泥混凝土，C50高強度等級混凝土與硅酸鹽水泥混凝土具有同樣良好的抗鋼筋銹蝕能力（具體研究結(jié)果見研究報告的第6節(jié)內(nèi)容）。四、標準中如果涉及專利，應(yīng)有明確的知識產(chǎn)權(quán)說明 符合本標準時，會涉及與貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料相關(guān)專利的使用。專利權(quán)人為天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司，專利權(quán)人同意在公平、合理無歧視基

30、礎(chǔ)上，收費許可任何組織或者個人在實施本標準時實施專利。五、產(chǎn)業(yè)化情況、推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達到的經(jīng)濟效果等情況 本標準涉及的貝利特硫鋁酸鹽水泥，在工業(yè)化生產(chǎn)中相對普通硅酸鹽水泥可節(jié)約能耗20%以上，降低二氧化碳減排量20%以上，并在原料配料中可以大量使用粉煤灰、低品位鋁礬土等工業(yè)廢渣，經(jīng)濟和社會效益顯著。 目前已和有關(guān)公司簽訂了技術(shù)合作協(xié)議，對高性能貝利特硫鋁酸鹽水泥進行成果轉(zhuǎn)化生產(chǎn)。隨著貝利特硫鋁酸鹽水泥標準的制定和實施，新型水泥的水泥生產(chǎn)量和使用量將會有迅速的發(fā)展。新型水泥既可以替代硫鋁酸鹽水泥用在特種工程材料，通過大幅度降低水泥生產(chǎn)成本，擴大原料適用范圍，促進特種工程材料水泥在更為廣泛的領(lǐng)

31、域應(yīng)用，解決特種水泥造價高應(yīng)用范圍窄的瓶頸問題；又可以替代普通硅酸鹽水泥用在大宗鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中，憑借其混凝土結(jié)構(gòu)密實、抗?jié)B性好的特點用在防水和抗?jié)B工程中，憑借其抗硫鋁酸鹽侵蝕個抗氯離子滲透性好的特點用在海洋工程中，使用價值和使用效果遠遠大于普通硅酸鹽水泥，經(jīng)濟技術(shù)效果顯著。六、采用國際標準和國外先進標準情況，與國際、國外同類標準水平的對比情況，國內(nèi)外關(guān)鍵指標對比分析或與測試的國外樣品、樣機的相關(guān)數(shù)據(jù)對比情況 目前國外尚無貝利特硫鋁酸鹽水泥標準。七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準，特別是強制性標準協(xié)調(diào)性 無八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù) 無九、標準性質(zhì)的建議說明 由于目前貝利特硫鋁

32、酸鹽水泥正處于推廣應(yīng)用初期，生產(chǎn)和使用數(shù)量尚少，建議本標準為推薦性標準。十、貫徹標準的要求和措施建議（包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦法、實施日期等） 預(yù)計本標準2017年8月底完成審議后，2017年10月份前完成標準報批，建議實施日期為2017年12月1日。 本標準頒布后，建議由標準主要起草單位和建材行業(yè)主管部門共同組織相關(guān)生產(chǎn)、研究、檢驗等單位開展標準宣貫工作。 十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標準的建議無十二、 其它應(yīng)予以說明的事項無1CBMF貝利特硫鋁酸鹽水泥標準研究報告1、化學(xué)組成對貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料性能的影響熟料的化學(xué)組成影響熟料中的礦物組成，進而影響到熟料的強度性能，因此，制備了不同的化學(xué)成

33、分的熟料并測試了熟料的強度性能，研究了化學(xué)成分對熟料性能的影響，不同方案的貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的化學(xué)組成見表1所示，物理性能見表2。同時對比分析了硅酸鹽水泥熟料，貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料和硫鋁酸鹽水泥熟料的物化組成及物理性能，分別見表3和表4。表1 貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的化學(xué)組成燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3TiO2合計方案10.2115.0721.971.2951.430.907.870.4799.69方案20.3117.3620.692.4149.560.947.350.4799.09方案30.2321.9215.043.5249.511.008.060.4598.

34、55表2貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的物理性能凝結(jié)時間抗折強度，MPa抗壓強度，MPa初凝終凝3d28d3d28d方案10:241:376.87.049.272.1方案20:331:566.26.546.668.0方案31:192:295.06.433.460.7表3 貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料與硅酸鹽水泥熟料和硫鋁酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3TiO2合計硅酸鹽0.24 21.90 5.53 3.14 65.19 2.63 0.76 0.5599.94貝利特0.3117.3620.692.4149.560.947.350.4799.09硫鋁0.18 11.0

35、2 29.30 4.34 45.22 0.75 7.24 1.06 99.11注：表中硅酸鹽代表硅酸鹽水泥熟料，貝利特代表貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料，硫鋁代表硫鋁酸鹽水泥熟料，以下同。表4貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料與硅酸鹽水泥熟料和硫鋁酸鹽水泥熟料的物理性能凝結(jié)時間抗折強度，MPa抗壓強度，MPa初凝終凝3d28d3d28d硅酸鹽1:443:176.88.634.258.8貝利特0:331:566.26.546.668.0硫鋁0:130:297.87.265.075.7表1和表2表明，化學(xué)組成對貝利特硫鋁酸鹽水泥的物理性能有顯著的影響，隨著熟料中鋁含量的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時間逐漸縮短，抗壓

36、強度尤其是3d抗壓強度逐漸增大；而隨著熟料中硅含量的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時間逐漸延長，抗壓強度逐漸減小。這是因為熟料中鋁含量的增加使得熟料中的無水硫鋁酸鈣礦物含量增加，水化速度加快，凝結(jié)時間縮短，早期強度顯著增加，后期強度也獲得提高；熟料中硅含量的增加則使得熟料中硅酸二鈣含量增加，降低了水泥的水化速度，延長了凝結(jié)時間，早期和后期強度下降。表3和表4表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的化學(xué)組成介于硅酸鹽水泥熟料和硫鋁酸鹽水泥熟料之間，其凝結(jié)時間和抗壓強度也介乎于二者之間。由此表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的凝結(jié)時間適中，既具有較高的早期強度，又能獲得較高的后期強度。2、石膏及石灰石的種類和摻量

37、對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的影響石膏和石灰石作為混合材能夠參與貝利特硫鋁酸鹽水泥的水化反應(yīng)，因此對貝利特硫鋁酸鹽水泥的性能將產(chǎn)生重要影響。分別研究了不同種類的石膏和石灰石對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的影響。2.1 石膏的種類和摻量對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的影響選取常見的硬石膏、天然石膏和脫硫石膏摻入貝利特硫鋁酸鹽水泥，研究其對水泥性能的影響，石膏的化學(xué)成分見表5，試驗結(jié)果見圖1-7。表5 石膏的化學(xué)成分分析燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3TiO2合計硬石膏6.21 1.27 0.62 0.23 39.10 0.98 51.130.0399.57 天然石膏20.76 2.14 0.

38、26 0.12 31.98 0.00 44.320.0599.63脫硫石膏22.92 1.30 0.32 0.22 32.52 1.11 41.260.0399.68 圖1表明，石膏的種類對貝利特硫鋁酸鹽水泥的標準稠度需水量影響不大，隨著石膏摻量的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的需水量稍有增加。摻加硬石膏的水泥的標準稠度用水量最低，而且隨著石膏摻量的增加，水泥需水量的增大幅度也最小。圖1 石膏種類和摻量對貝利特硫鋁酸鹽水泥需水量的影響圖2 石膏種類和摻量對初凝時間的影響圖3 石膏種類和摻量對終凝時間的影響圖4 石膏種類和摻量對3d抗折的影響圖5 石膏種類和摻量對28d抗折的影響圖2和圖3表明，貝利特

39、硫鋁酸鹽水泥中摻加石膏后，水泥的凝結(jié)時間隨著石膏摻量的增加而縮短，石膏的種類對貝利特硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時間影響不大，摻加硬石膏的水泥有相對較長的凝結(jié)時間。圖4和圖5表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥中摻加石膏后，水泥的3d抗折強度出現(xiàn)輕微下降，石膏種類對貝利特硫鋁酸鹽水泥抗折強度的影響不大，摻加硬石膏的貝利特硫鋁酸鹽水泥具有相對較高的抗折強度；摻加石膏對水泥28d抗折強度降低較為明顯，出現(xiàn)輕微的抗折強度倒縮現(xiàn)象。圖6 石膏種類和摻量對3d抗壓的影響圖7 石膏種類和摻量對28d抗壓的影響圖6和圖7表明，貝利特硫鋁酸鹽水泥中摻加石膏后，水泥的抗壓強度出現(xiàn)一定幅度下降；石膏種類對貝利特硫鋁酸鹽水泥抗壓強度的影

40、響不大，摻加硬石膏的貝利特硫鋁酸鹽水泥具有相對較高的抗壓強度。上述試驗現(xiàn)象的出現(xiàn)這可能是因為石膏摻入后加速了貝利特硫鋁酸鹽水泥的水化，石膏摻入量越大，這種加速作用越明顯，水泥需要的化學(xué)結(jié)合水增加，水泥的需水量逐漸增大，水泥的水化產(chǎn)物之間搭接速度加快使得水泥凝結(jié)時間縮短，過快的水化速度使得硬化漿體受到一定程度的破壞，水泥強度出現(xiàn)下降。硬石膏由于溶解性較差，對于加速貝利特硫鋁酸鹽水泥水化的促進作用較小，因而隨著摻量增加，水泥的需水量增加，凝結(jié)時間縮短和強度降低相對較小。2.2 石灰石的種類和摻量對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的影響試驗選取了一種質(zhì)地較好的石灰石（石灰石1）和一種含粘土雜質(zhì)較高的石灰石（石

41、灰石2），兩種石灰石分別以不同的摻量制備貝利特硫鋁酸鹽水泥，研究了石灰石種類和摻量對貝利特硫鋁酸鹽水泥的性能的影響，石灰石的化學(xué)成分見表6，試驗結(jié)果見圖8-14.表6 摻入貝利特硫鋁酸鹽水泥中的石灰石的化學(xué)成分燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3TiO2合計石灰石143.42 0.20 0.33 0.16 54.84 0.37 0.340.0399.96 石灰石244.03 2.14 2.26 0.12 50.13 0.25 0.280.0599.26圖8 石灰石種類和摻量對貝利特硫鋁酸鹽水泥需水量的影響圖9 石灰石種類和摻量對初凝時間的影響圖10 石灰石種類和摻量對終凝時間的

42、影響圖8表明，質(zhì)地較好的石灰石（石灰石1）作為混合材摻入貝利特硫鋁酸鹽水泥能夠小幅降低水泥的需水量，而含粘土雜質(zhì)較高的石灰石（石灰石2）則會增加貝利特硫鋁酸鹽水泥的需水量。這是可能是因為質(zhì)地較好的石灰石一方面減少了水泥中熟料的用量，另一方面石灰石顆粒較少參與水化過程，其“滾珠”效應(yīng)能夠增加水泥的流動性，因而隨著摻量的增加，水泥的需水量逐漸降低；而含粘土雜質(zhì)較高的石灰石中的粘土具有一定的吸附水的作用，這導(dǎo)致水泥的標準稠度用水量小幅增加，而且隨著石灰石摻量的增加，這種作用越明顯。圖9和圖10表明，質(zhì)地較好的石灰石（石灰石1）在摻量為2.5%時，貝利特硫鋁酸鹽水泥的初凝和終凝時間均出現(xiàn)小幅降低，摻量

43、大于5%之后，水泥的凝結(jié)時間變長；含粘土雜質(zhì)較高的石灰石（石灰石2）基本上隨著摻量的增加延長了貝利特硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時間。這可能是因為貝利特硫鋁酸鹽水泥中使用的石灰石，在水泥水化時可以形成水化碳鋁酸鹽礦物，一定程度上加速了水泥的水化，石灰石中碳酸鈣含量越高這種效果越明顯；隨著石灰石摻量高于5%，石灰石對熟料的稀釋作用造成水泥凝結(jié)時間延長。圖11 石灰石的種類和摻量對3d抗折的影響圖12 石灰石的種類和摻量對28d抗折的影響 圖11和12表明，隨著石灰石摻量的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的抗折強度均出現(xiàn)先增大后減小的趨勢；摻加質(zhì)地較好的石灰石（石灰石1）的水泥的抗折強度高于摻加粘土雜質(zhì)較高的石灰石

44、（石灰石2）。這可能是因為石灰石中的碳酸鈣能夠參與貝利特硫鋁酸鹽水泥的水化，形成水化碳鋁酸鹽礦物，具有穩(wěn)定鈣礬石的晶體形態(tài)的作用，使得鈣礬石晶體不發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，從而保證水泥的抗折強度穩(wěn)定增長，在任何齡期都不會出現(xiàn)倒縮，石灰石中碳酸鈣含量越多，對水泥抗折強度的增強效果越明顯。當石灰石摻加量超過10%以后，由于石灰石對熟料的稀釋作用，使得水泥的抗折強度出現(xiàn)降低。圖13 石灰石對水泥3d抗壓強度的影響圖14 石灰石對水泥28d抗壓強度的影響圖13和14表明，隨著石灰石摻量的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的抗壓強度均出現(xiàn)減小的趨勢；摻加質(zhì)地較好的石灰石（石灰石1）的水泥的抗壓強度高于摻加粘土雜質(zhì)較高的石灰石

45、（石灰石2）。2.3 石灰石和石膏雙摻對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的影響選取2.1節(jié)中的硬石膏和2.2節(jié)中的石灰石1，各自按照水泥質(zhì)量的2.5%，5%和10%的摻加量制備貝利特硫鋁酸鹽水泥，并與空白樣進行對比研究。水泥的配比見表7，水泥性能見表8。表7 石灰石和石膏雙摻貝利特硫鋁酸鹽水泥的配比石灰石和石膏摻加方式貝利特硫鋁酸鹽水泥樣品名稱水泥組分（質(zhì)量分數(shù)）%熟料石膏石灰石石膏單摻DG-197.52.5-DG-2955-DG-39010-石灰石單摻DL-197.52.5-DL-2955-DL-39010-石膏和石灰石雙摻SC-1952.52.5SC -2905.05.0SC -3801010表8石

46、灰石和石膏雙摻貝利特硫鋁酸鹽水泥的性能石灰石和石膏摻加方式貝利特硫鋁酸鹽水泥樣品名稱標稠（%）凝結(jié)時間（min）安定性3d強度 MPa28天強度MPa初凝終凝抗壓抗折抗壓抗折石膏單摻DG-124.35569合格45.25.755.16.4DG-224.94161合格41.35.452.66.1DG-325.33853合格38.65.150.36.0石灰石單摻DL-123.86484合格44.65.543.26.5DL-223.66789合格42.35.141.66.3DL-323.47092合格38.84.837.36.1石膏和石灰石雙摻SC-124.05779合格46.45.956.96.7

47、SC -224.44285合格49.86.256.37.2SC -324.84092合格41.65.848.56.7表8表明，相比石膏和石灰石單摻，雙摻石灰石和石膏的貝利特硫鋁酸鹽水泥的綜合性能較好。當雙摻石灰石和石膏的摻量小于10%時，水泥的標準稠度用水量和凝結(jié)時間適中，安定性均合格，水泥的抗壓和抗折強度較高，其中抗折強度能夠保持穩(wěn)定的增長；當雙摻石膏和石灰石摻量的摻量均超過10%時，水泥的強度性能明顯下降。綜上所述，貝利特硫鋁酸鹽水泥中雙摻石灰石和石膏雙摻，有助于改善水泥的綜合性能，但是其摻加量不易過大。3 混合材的種類和摻量對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的影響在石灰石和石膏雙摻的基礎(chǔ)上，分別在

48、貝利特硫鋁酸鹽水泥中單摻和復(fù)摻混合材高爐礦渣粉和粉煤灰，研究混合材的種類和摻量對貝利特硫硫酸鹽水泥性能的影響。水泥配比見表9，水泥性能見表10。表9 摻加礦渣粉和粉煤灰的貝利特硫鋁酸鹽水泥的配比礦粉和粉煤灰的摻加方式貝利特硫鋁酸鹽水泥樣品名稱水泥組分（質(zhì)量分數(shù)）%熟料石膏石灰石?；郀t礦渣粉煤灰空白SC -2905.05.0單摻DS-185555-DF-18555-5DS-2805510-DF-2805510復(fù)摻FC-1805555FC-26510107.57.5表10摻加礦渣粉和粉煤灰的貝利特硫鋁酸鹽水泥的性能礦粉和粉煤灰的摻加方式貝利特硫鋁酸鹽水泥樣品名稱標稠（%）凝結(jié)時間（min）安定性

49、3d強度 MPa28天強度MPa初凝終凝抗壓抗折抗壓抗折空白SC -224.44285合格49.86.256.37.2單摻DS-124.24590合格39.85.449.46.3DF-124.85096合格45.56.052.66.7DS-224.05199合格40.25.247.86.2DF-225.155106合格40.35.347.86.2復(fù)摻FC-124.54982合格41.65.548.26.6FC-224.256110合格32.23.837.65.4表10表明，粉煤灰和礦粉單摻或者復(fù)摻對貝利特硫鋁酸鹽水泥的標準稠度用水量影響不大，水泥的使用性能均較好；單獨摻加粉煤灰或礦粉使得水泥的

50、凝結(jié)時間稍有延長，而復(fù)摻粉煤灰和礦粉使得水泥的凝結(jié)時間稍有縮短，總體變化不大。無論單摻還是復(fù)摻粉煤灰和礦粉，水泥的抗壓和抗折強度均出現(xiàn)降低現(xiàn)象，而且隨著混合材摻量的增大，水泥的強度降低越明顯；單獨摻加相同摻量的粉煤灰，摻量小于5%時，貝利特硫鋁酸鹽水泥的抗壓和抗折強度好于單獨摻加礦粉的水泥，摻量在10%時，二者強度基本相同；混合材摻量相同的情況下，復(fù)合摻加粉煤灰和礦粉的水泥的強度性能稍好于單獨摻加粉煤灰或礦粉的水泥。4 水泥細度對貝利特硫鋁酸鹽水泥性能的影響為了充分發(fā)揮水泥的水化活性，需要將貝利特硫鋁酸鹽水泥粉磨到合適的細度，細度偏低將不能發(fā)揮水泥的水化活性，細度偏高將使得水泥的水化過快，造成

51、凝結(jié)時間縮短、需水量增大和水化熱集中釋放等問題，同時還將造成粉磨電耗的增加。通過試驗研究確定了貝利特硫鋁酸鹽水泥的細度范圍。根據(jù)前述研究結(jié)果，試驗用貝利特硫鋁酸鹽水泥中分別摻加5%的硬石膏和5%的石灰石1，制備了比表面積為3000、3500、4000和4500cm2/g的水泥，不同細度水泥的性能見圖15-18。圖15表明，隨著比表面積的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的需水量有增大的趨勢，這可能是因為隨著水泥細度的增加，一方面水泥顆粒表面積增大，吸附水量增加，另一方面水泥細度增加，水化速度加快，化學(xué)結(jié)合水增加，二者疊加使得水泥的需水量增大。圖15 比表面積對水泥需水量的影響圖16 比表面積對水泥凝結(jié)時

52、間的影響圖17 比表面積對水泥抗折強度的影響圖18 比表面積對水泥抗壓強度的影響圖16表明，隨著比表面積的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時間縮短，這可能是因為水泥細度增加，水化速度加快，水化產(chǎn)物鈣礬石的針棒狀晶體迅速搭接，從而使水泥漿體迅速失去塑性，表現(xiàn)出較短的凝結(jié)時間。圖17表明，隨著比表面積的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的抗折強度先增大然后基本保持不變，3d抗折強度甚至在比表面積超過4000cm2/g后出現(xiàn)下降。這可能是應(yīng)為隨著比表面積的增加，一定程度上提高了水泥的抗折強度，但是隨著比表面積的進一步增大，水泥早期快速生成大量的鈣礬石晶體，對水泥硬化體結(jié)構(gòu)造成一定的破壞，從而使得水泥的3d抗折強度出現(xiàn)一定程度降低，隨著水化的持續(xù)，28天齡期時上述結(jié)構(gòu)的破壞出得到一定程度的修復(fù)，因此水泥28天齡期的抗折強度隨著細度的增加能夠保持不變。圖18表明，隨著比表面積的增加，貝利特硫鋁酸鹽水泥的抗壓強度增大，比表面積超過3500cm2/g以后，水泥的抗壓強度增大的幅度很小。這是因為水泥細度增加后，越來越多的水泥顆粒在早期就已經(jīng)水化完全，后期可水化的顆粒不多，從而使得水泥的抗壓強度變化不大。根據(jù)上述試驗結(jié)果，綜合考慮水泥的性能和粉磨能耗，貝利特硫鋁酸鹽水泥適宜的比表面積為3500