鋁酸鹽水泥要點

膠凝材料學/03:41:5414:21:0812:35:17第三章水泥各類水泥構(gòu)成世界上其次大產(chǎn)品（按重量）；大多數(shù)人的生活依靠于各類水泥的性能；污染的限制取得明顯進步，粉塵排放降低到0.2-0.3g/kg水泥；/03:41:5414:21:0812:35:17一、水泥的特點水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合勻整形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝合硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。二、水泥適用范圍不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。三、水泥的分類第一節(jié)緒論/03:41:5414:21:0812:35:17/03:41:5414:21:0812:35:17水泥通用水泥專用水泥特性水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復合硅酸鹽水泥石灰石硅酸鹽水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等三、水泥的分類（一）按用途和性能分/03:41:5414:21:0812:35:17（二）按主要水硬性物質(zhì)分水泥種類主要水硬性物質(zhì)主要品種硅酸鹽水泥硅酸鈣絕大多數(shù)通用水泥、專用水泥和特性水泥鋁酸鹽水泥鋁酸鈣高鋁水泥、自應力鋁酸鹽水泥、快硬高強鋁酸鹽水泥等。硫鋁酸鹽水泥無水硫鋁酸鈣硅酸二鈣有自應力硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥等鐵鋁酸鹽水泥鐵相、無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣有自應力鐵鋁酸鹽水泥、膨脹鐵鋁酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥等氟鋁酸鹽水泥氟鋁酸鈣、硅酸二鈣氟鋁酸鹽水泥等以火山灰或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥活性二氧化硅活性氧化鋁石灰火山灰水泥、石膏礦渣水泥、低熱鋼渣礦渣水泥等/03:41:5414:21:0812:35:17鋁酸鹽水泥/03:41:5414:21:0812:35:17以礬土、含鋁廢渣、工業(yè)氧化鋁等為主要原料，燒制而成的以鋁酸鹽礦物或復合礦物為基本組成的水泥。分類：鋁酸鹽水泥（含以前的高鋁水泥）快硬高強鋁酸鹽水泥、低鈣鋁酸鹽水泥硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥/03:41:5414:21:0812:35:17第一節(jié)：鋁酸鹽水泥（礬土水泥）原料：石灰石礬土（或工業(yè)氧化鋁）燒結(jié)熔融粉磨一、化學組成和礦物組成主要礦物：CA鋁酸一鈣CA2二鋁酸一鈣等/03:41:5414:21:0812:35:17主要品種CA-50、CA－60、CA-70、CA-80快硬高強及特快硬調(diào)凝鋁酸鹽水泥化學組成：Al2O3

CaOSiO2Fe2O3TiO2

MgO

其他/03:41:5414:21:0812:35:17化學成分對水泥性能的影響Al2O336%－55%含量低C12A7高ＣＡ2CA6CaO32%－42%高C12A7低ＣＡ2SiO2＜9%4%－5%勻整燒結(jié)多C2AS增加Fe2O3＜3.0%CFC2F膠凝性弱熔融法：Fe2O3降低液相溫度小于15%，燒結(jié)法時4%易生燒TiO2＜3.0%CaO·TiO2惰性礦物限制4%以下MgO＜2.0%MgO·AlO惰性礦物限制2%以下其他堿降低熔融溫度，超過0.5%快凝強度下降P2O5大于1%強度下降/03:41:5414:21:0812:35:17表7-1各類型鋁酸鹽水泥化學成分（%）類型Al2O3SiO2Fe2O3R2O（Na2O+0.658K2O）S1）（全硫）C1）CA-50≥50，<60≤8.0≤2.5≤0.40≤0.1≤0.1CA-60≥60，<68≤5.0≤2.0CA-70≥50，<77≤1.0≤0.7CA-80≥77≤0.5≤0.51）當用戶需要時，生產(chǎn)廠應提供結(jié)果。/03:41:5414:21:0812:35:17

高鋁水泥的礦物組成礦物組成CACA2C12A7C2AS

CA6少量C2SCFC2FMgO·Al2O32CaO·MgO·2SiO2CaO·TiO2）/03:41:5414:21:0812:35:17熟料礦物的性能ＣＡ凝合正常，硬化快速，為鋁酸鹽水泥強度的主要來源含量高，早期強度高，后期增進少（主要礦物）ＣＡ2凝合硬化慢，早期強度較低，后期強度高。含量高影響快凝，但可提高耐火性Ｃ12Ａ7水化極快、凝合快速而強度不高C2AS（鋁方柱石）水化慢，水硬性差CA6沒有水硬性，但耐火性好。/03:41:5414:21:0812:35:17二、生產(chǎn)方法：（1）熔融法:設備：電爐、高爐、化鐵爐1300－1400℃熔融水泥和生鐵（分層）不需細磨和預先混合，可用低品位原料熱耗高，熟料硬，難磨（2）燒結(jié)法：設備：回轉(zhuǎn)窯或立窯特點：燒成溫度范圍窄，不易限制；易過燒或生燒需細磨和預先混合，需用高品位原料熱耗低，熟料易磨冷卻：慢冷熟料粉磨時不摻石膏細度：80μm篩余小于10%/03:41:5414:21:0812:35:17三、高鋁水泥的水化和硬化（1）水化（水化快）1.CA的水化其水化生成物隨環(huán)境溫度而發(fā)生變更當溫度低于20℃時CA+10H2O——CAH10當溫度為20～30℃時2CA+11H2O——C2AH8+AH3當溫度高于30℃時3CA+12H2O——C3AH6+AH3水化鋁酸鈣水化鋁酸二鈣氫氧化鋁凝膠水化鋁酸三鈣氫氧化鋁凝膠/03:41:5414:21:0812:35:172.CA2的水化其水化生成物隨環(huán)境溫度而發(fā)生變更當溫度低于20℃時2CA2+aq——2CAH10+2AH3當溫度為20～30℃時2CA2+aq——C2AH8+3AH3當溫度高于30℃時3CA2+aq——C3AH6+5AH5水化鋁酸鈣氫氧化鋁凝膠水化鋁酸二鈣氫氧化鋁凝膠水化鋁酸三鈣氫氧化鋁凝膠區(qū)分？/03:41:5414:21:0812:35:17（2）硬化水化產(chǎn)物CAH10、C2AH8為針狀或板狀晶體（六方晶系），能相互交織成堅實的結(jié)晶合生體，使水泥石獲得很高的強度；析出的氫氧化鋁凝膠難溶于水，填充于晶體骨架的空隙中，形成致密的結(jié)構(gòu)。經(jīng)5～7d后，水化產(chǎn)物基本反應完畢，因此，高鋁水泥的早期強度增長很快，強度很高，但后期強度增加不明顯。經(jīng)過1－2年，溫熱強度下降？/03:41:5414:21:0812:35:17晶體的轉(zhuǎn)化CAH10、C2AH8C3AH6當溫度高于30°C時，轉(zhuǎn)化為水化鋁酸三鈣（C3AH6）、氫氧化鋁凝膠（AH3），析出游離水，增大了孔隙體積，同時由于C3AH6晶體本身缺陷多、強度較低、晶體間的結(jié)合較差，因而明顯降低水泥石的強度。。因而鋁酸鹽水泥不宜在高于30℃的條件下養(yǎng)護。結(jié)晶水含量的比較CAH101CaO10H2OC2AH82CaO8H2OC3AH63CaO6H2O/03:41:5414:21:0812:35:17/03:41:5414:21:0812:35:17四、生產(chǎn)鋁酸鹽水泥的主要原料一、原料：礬土石灰石、工業(yè)氧化鋁礬土主要化學成分：Al2O3（主要）SiO2Fe2O3TiO2碳酸鹽等結(jié)構(gòu)：層狀層與層間質(zhì)量有波動主要礦物：Al2O3·H2O一水硬鋁石水鋁石波美石Al2O3·3H2O三水鋁石水鋁土礬土我國Al2O3·H2O和Al2O3·2SiO2·2H2O高嶺石質(zhì)量評定：A/S質(zhì)量系數(shù)比值大，質(zhì)量好SiO2＜10%Al2O3＜70%TiO2＜5%Fe2O3＜1.5%A/S＞7石灰石：較純CaO≥52%SiO2＜1%MgO＜2%/03:41:5414:21:0812:35:17五、高鋁水泥生產(chǎn)限制系數(shù)限制熟料中各主要礦物的含量1、鋁酸鹽硬度系數(shù)Am2、鋁硅比系數(shù)A/S3、鋁鈣比系數(shù)A/C/03:41:5414:21:0812:35:171、鋁酸鹽硬度系數(shù)AmAm越高CA越多CA2越少Am越小CA越小CA2越多Am＝1只有CA沒有CA2Am＝0.5只有CA2沒有CA生產(chǎn)一般高鋁水泥時Am＝0.75快硬高強礬土水泥Am＝0.7－0.8低鈣鋁酸鹽耐火水泥Am＝0.55－0.65/03:41:5414:21:0812:35:172、鋁硅比系數(shù)A/SA/S高熟料耐火度高強度也高3、鋁鈣比系數(shù)A/CA/C高水泥凝合硬化慢耐火度高/03:41:5414:21:0812:35:17六、高鋁水泥配料計算AmA/S選定進行配料計算重油無灰分煤煤灰按無灰分、石灰石礬土設石灰石：礬土＝x:1/03:41:5414:21:09物料CaOSiO2Al2O3Fe2O3TiO2MgO礬土C1S1A1F1T1M1石灰石C2S2A2F2T2M2生料C0S0A0F0T0M0熟料CSAFTM/03:41:5414:21:09七、高鋁水泥的性質(zhì)和應用一、性質(zhì)1.質(zhì)量密度、體積密度、表觀密度3200-3250kg/m31000-1300kg/m31600-2000kg/m32.細度比表面積不小于240m2/kg或0.080mm篩余不大于10%。3.凝合時間初凝40min終凝10h4.強度(3d)強度發(fā)展快速，放熱量大，低溫也能很好硬化，當高于30℃養(yǎng)護，強度猛烈下降。影響因素：溫度、水灰比，海水或含CaCl2強度危害，摻加石灰石或粉煤灰，可緩和晶型轉(zhuǎn)化濕度/03:41:5414:21:09表7—2鋁酸鹽水泥的凝合時間水泥類型初凝時間/min.終凝時間／hCA--50CA--70CA--80不早于30不遲于6CA--60不早于60不遲于18表7—3鋁酸鹽水泥膠砂強度

水泥類型抗壓強度/MPa抗折強度/MPa6h1d3d28d6h1d3d28dCA-50204050-3.05.56.5-CA-60-204585-2.55.010.0CA-70-2530--5.06.0-CA-80-2530--4.05.0-/03:41:5414:21:095.水化熱總量與硅酸鹽水泥相近，但放熱速度快6.耐蝕性耐硫酸鹽和海水侵蝕性能好，當不耐堿7.耐熱性鋁酸鹽水泥可作為耐熱砂漿或耐熱混凝土的膠結(jié)材料，能耐1300～1400℃高溫。/03:41:5414:21:09鋁酸鹽水泥的性能早強耐熱軍事工程緊急搶修寒冷冬季施工耐熱混凝土窯爐內(nèi)襯自應力水泥和膨脹水泥/03:41:5414:21:09二、應用1.緊急搶修、搶建工程和須要早期強度的工程2.適用冬季及低溫施工3.適用制作耐熱和隔熱混凝土及砂漿4.適用于含硫酸鹽的地下水、礦物水侵蝕的工程5.適用于油井和氣井工程6.制成膨脹水泥和自應力水泥不適于于：1.長期承重的結(jié)構(gòu)工程－晶體轉(zhuǎn)變引起的強度倒縮；2.大體積工程－溫度過高引起強度倒縮。3.和硅酸鹽水泥混用/03:41:5414:21:09品種：高鋁水泥－65Al2O3含量在65%CA2含量增加，少量CA6與高鋁水泥相比，凝合時間較慢，早期強度較低，但耐火度較高高鋁水泥－65標號525625高強高鋁水泥－65標號725825925/03:41:5414:21:09Secar71水泥簡介及運用特性純鋁酸鈣水泥生產(chǎn)廠商：LafargeAluminates(Kernos)生產(chǎn)原料：工業(yè)氧化鋁+石灰石生產(chǎn)方法：豎窯或電爐熔融用途：不定形耐火材料（耐火混凝土）/03:41:5414:21:09Secar71水泥的基本技術參數(shù)典型值代表的是產(chǎn)品的一般波動范圍保證值為質(zhì)量保證書上的數(shù)值。它們是建立在ISO3951標準之上，質(zhì)量的可接受水平為2.5%. 化學成分Fineness細度/03:41:5414:21:09Secar71水泥的基本技術參數(shù):EN196砂漿檢驗典型值代表的是產(chǎn)品的一般波動范圍

保證值為質(zhì)量保證書上的數(shù)值。它們是建立在ISO3951標準之上，質(zhì)量的可接受水平為2.5%.

流淌值凝合時間常溫耐壓強度EN196砂漿組成:水泥：450g；國際標準砂：1350g;水：225g；水灰比=0。5/03:41:5414:21:09Secar71的粒度分布粒度分布曲線6034122,51,5D90D75D50D25D10/03:41:5414:21:09水泥的比表面積對澆注料強度發(fā)展的影響試驗配方:硬質(zhì)耐火粘土骨料75%/，水泥25%，溫度

20?C/03:41:5414:21:09耐火澆注料依據(jù)CaO含量和施工方式的不同分類CaO含量配方原則CAC水泥Filler微粉Additive添加劑Aggregate耐火骨料5432,5210水泥結(jié)合澆注料超低水泥澆注料低水泥澆注料中等水泥澆注料反絮凝體系施工方式Selfflow自流澆注Rodding搗打Vibration振動Gunningdry/wet干法/濕法噴涂/03:41:5414:21:09傳統(tǒng)的中等水泥澆注料反絮凝澆注料從應用角度的技術定位震動澆注，自流澆注以及濕法噴涂2%addition5%水泥加入量8%水泥加入量MCCLCC澆注料中CaO含量0,5% 1%1,5%2%2,5%3%ULCC8-20%的水泥加入量傳統(tǒng)的干法噴涂/03:41:5414:21:09提高高溫性能

降低SiO2含量 高溫相為CA6提高高溫性能

降低CaO含量高溫相為A3S2莫來石相從澆注料產(chǎn)品的礦物相組成的角度定位C=CaOA=Al2O3S=SiO2C-A-S標準低水泥澆注料C-AA-SSecar71<3%加入量Secar71>5%加入量純氧化鋁低水泥澆注料超低水泥澆注料Secar71在兩種體系中均可以表現(xiàn)出優(yōu)良性能/03:41:5414:21:097.2快硬高強鋁酸鹽水泥熟料＋石膏初凝時間>25min終凝≤3h標號：625725825925早期強度高，后期強度增加/03:41:5414:21:097.3特快硬調(diào)凝鋁酸鹽水泥CA為主的熟料，石膏和促硬劑初凝2min終凝10min強度標號：以2h抗壓強度確定225搶修搶建堵漏噴射、低溫施工/03:41:5414:21:097.4快硬氟鋁酸鹽水泥

以礬土、石灰石、螢石（或再加石膏）經(jīng)配料煅燒得到的以氟鋁酸鈣（C11A7·CaF2）為主要礦物的熟料，再與石膏一起磨細而成的水泥為快硬氟鋁酸鹽水泥。/03:41:5414:21:091、快硬氟鋁酸鹽水泥礦物組成

主要礦物為氟鋁酸鈣、阿利特、貝利特和鐵鋁酸鈣固溶體。2、快硬氟鋁酸鹽水泥配料

先設計水泥熟料的礦物組成，然后計算出熟料的化學成分，再用試配法進行配料。/03:41:5414:21:093、快硬氟鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝燒成溫度一般限制在1250～1350℃，火焰溫度限制在1350～1400℃，溫度過高，易結(jié)大塊，易結(jié)圈；溫度過低，簡潔產(chǎn)生生燒。熟料要求急冷。水泥粉磨細度要求較高，一般比表面積限制在500～600m2/kg。4、快硬氟鋁酸鹽水泥性能與用途快硬氟鋁酸鹽水泥凝合很快，硬化很快。快硬氟鋁酸鹽水泥可用于搶修工程，用作噴錨用的噴射水泥。由于其水化產(chǎn)物鈣礬石在高溫快速脫水分解，它可用作鑄造業(yè)用的型砂水泥。/03:41:5414:21:097.5快硬鐵鋁酸鹽水泥

以適當成分的生料，經(jīng)煅燒所得以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸鈣為主要礦物的熟料，加入適量石灰石和石膏，磨細制成的早期強度高的水硬性膠凝材料。

項目技術要求比表面積（m2/kg）不小于380凝結(jié)時間（min）初凝不早于25終凝不遲于180游離氧化鈣（%）

不大于0.4/03:41:5414:21:092、快硬鐵鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝（1）熟料的化學成分及礦物組成主要化學成分分為CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要礦物為C4A3、β-C2S、C4AF。（2）原料、燃料配料接受三組安排料：石灰石、鐵礬土、石膏。（3）煅燒煅燒設備為回轉(zhuǎn)窯。燒成溫度一般為1250～1350℃，。（4）粉磨在水泥粉磨過程中，比表面積應限制在350m2/kg以上，一般為350～400m2/kg的范圍。/03:41:5414:21:093、快硬鐵鋁酸鹽水泥的特性和用途（1）早強高強。

（2）抗凍性。（3）耐蝕性能好。

（4）高抗?jié)B性能。快硬鐵鋁酸鹽水泥適合于冬季施工工程、搶修工程、配制噴射混凝土及生產(chǎn)預制構(gòu)件等。/03:41:5414:21:098.2快硬硫鋁酸鹽水泥以適當成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和0～10%的石灰石，磨細制成的早期強度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥，代號R·SAC?？煊擦蜾X酸鹽水泥的標號以3d抗壓強度表示，分425、525、625、725四個標號。

/03:41:5414:21:092、快硬硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝◆原料。鋁質(zhì)原料（礬土）、石灰質(zhì)原料（石灰石）和石膏。要求石灰石中CaO＞52%。MgO＜1.5%；礬土中Al2O350%～65%，SiO2＜25%；二水石膏SO3＞38%，MgO＜3%，也可以運用相應質(zhì)量的無水石膏。/03:41:5414:21:09

◆熟料的組成與率值熟料礦