高鋁水泥的性能及作用

關(guān)于高鋁水泥的性能及作用主要內(nèi)容介紹第2頁,共17頁，星期六，2024年，5月1.1高鋁水泥1.高鋁水泥簡介鐵鋁酸鹽水泥水泥礦物組成硅酸鹽水泥（Portlandcement）鋁酸鹽水泥(高鋁水泥)硫鋁酸鹽水泥氟鋁酸鹽水泥少熟料或無熟料水泥第3頁,共17頁，星期六，2024年，5月1.1高鋁水泥高鋁水泥（舊稱礬土水泥）是以鋁酸鈣為主，氧化鋁含量約50%的熟料，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，又稱鋁酸鹽水泥?；瘜W(xué)組成：

Al2O3(50~60%)、CaO(32~35%)、SiO2(4~8%)、Fe2O3(1~3%)礦物組成：

主要為鋁酸一鈣（CaO·Al2O3,簡寫CA,含量~70%），含有少量的硅酸二鈣（C2S）與其他鋁酸鹽，如12CaO·7Al2O3(簡寫C12A7)、CaO·2Al2O3(CA2)、2CaO·Al2O3·SiO2(C2AS)1.高鋁水泥簡介第4頁,共17頁，星期六，2024年，5月1.2高鋁水泥的水化與硬化（1）高鋁水泥的水化T<20℃

1.高鋁水泥簡介20℃<T<30℃T>30℃第5頁,共17頁，星期六，2024年，5月1.2高鋁水泥的水化與硬化(2)高鋁水泥的硬化硬化過程：水化生成的CAH10與C2AH8(六方晶系)為片狀、針狀晶體，相互交替攀附，重疊結(jié)合，形成堅(jiān)硬的結(jié)晶連接體，使水泥獲得很高的強(qiáng)度。氫氧化鋁凝膠又填充于晶體骨架的孔隙中，使水泥形成比較致密的結(jié)構(gòu)。經(jīng)5~7天后，水化物的數(shù)量就很少增加，因此高鋁水泥早期強(qiáng)度增長的很快，而后期強(qiáng)度增長的不太顯著。注：CAH10、C2AH8（亞穩(wěn)態(tài)）

C3AH61.高鋁水泥簡介第6頁,共17頁，星期六，2024年，5月1.4高鋁水泥的性能和應(yīng)用范圍根據(jù)高鋁水泥的水化可總結(jié)出高鋁水泥具有以下特性高鋁水泥的早強(qiáng)特性：其早期強(qiáng)度增進(jìn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過快硬硅酸鹽水泥，適用于緊急搶修工程，但后期強(qiáng)度會(huì)降低，在結(jié)構(gòu)工程中限制使用。水化熱較大：早期水泥硬化放熱大，與同標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥相比，僅一天就可放出水化熱總量的70~80%。由于幾種放熱，適用于低溫養(yǎng)護(hù)的混凝土工程?？沽蛩猁}侵蝕性能強(qiáng)：水化過程不析出游離氫氧化鈣而是生成氫氧化鋁凝膠，在顆粒表面形成保護(hù)膜。在后期晶體轉(zhuǎn)化過程中抗侵蝕性有所降低。耐高溫性好：高鋁水泥可作為耐熱混凝土的膠結(jié)材料，配置成耐熱混凝土。1.高鋁水泥簡介第7頁,共17頁，星期六，2024年，5月高鋁水泥的生產(chǎn)過程2.高鋁水泥的制備石灰石粉礬土粉磨按比例混合生料入窯煅燒熟料礬土水泥粉磨生產(chǎn)流程圖第8頁,共17頁，星期六，2024年，5月2.1回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法2.高鋁水泥的制備生料在回轉(zhuǎn)窯中的燒結(jié)過程中，首先通過固相反應(yīng)形成CA礦物，由于石灰石在分解后具有較高的反應(yīng)活性，因此會(huì)局部出現(xiàn)少量C12A7礦物,但隨著溫度的提高，礬土中的Al2O3和SiO2的反應(yīng)速度加大，熟料中的礦物會(huì)逐漸按設(shè)計(jì)組成達(dá)到相平衡，最終C12A7消失，熟料礦物主要礦相為CA.回轉(zhuǎn)窯示意圖第9頁,共17頁，星期六，2024年，5月2.2電弧爐熔融法

用熔融法生產(chǎn)，可以配制CaO含量較高也即CA礦物含量較高的水泥，從而獲得早期強(qiáng)度更高的高鋁水泥，另外熔融法還適合利用高鐵礬土作原料，生產(chǎn)Fe2O3含量較高的水泥。2.3反射爐熔融法反射爐熔融法是法國的Lafarge公司的專有技術(shù)，F(xiàn)ondu水泥，Secar51水泥，德國的海德堡生產(chǎn)的ISTRA40,ISTRA50水泥都采用反射爐熔融法生產(chǎn)。反射爐熔融法與電弧爐熔融法同樣適合生產(chǎn)高鈣含量和高鐵含量水泥，并且需要嚴(yán)格控制氣氛和冷卻過程，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。2.高鋁水泥的制備第10頁,共17頁，星期六，2024年，5月3.高鋁水泥的性能研究高鋁水泥后期晶型轉(zhuǎn)變孔結(jié)構(gòu)惡化晶體間結(jié)合力降低強(qiáng)度倒縮存在的問題：國內(nèi)外研究：

摻入減水劑改善孔結(jié)構(gòu)以增加晶型轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)；控制養(yǎng)護(hù)的溫濕度條件以延緩水化產(chǎn)物的晶型轉(zhuǎn)變；采用聚合物與磷酸鹽對(duì)高鋁水泥改性；在高鋁水泥中加入?；郀t礦渣。效果不明顯胡曙光、王甲春在高鋁水泥中加入石灰石粉，不但穩(wěn)定高鋁水泥的早期強(qiáng)度，而且還能抑制后期強(qiáng)度倒縮，并改善其工作性能，為此研究石灰石粉對(duì)高鋁水泥強(qiáng)度影響。第11頁,共17頁，星期六，2024年，5月3.1

樣品制備高鋁水泥膠砂試件配比如下表，按照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》成型高鋁水泥膠砂試件，拆模后養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，然后測(cè)試抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。高鋁水泥膠砂試件配比表試樣混合比例/g石灰石粉水泥水沙L0010044250L119944250L229844250L339744250L449644250L559544250L669444250L779344250L889244250L999144250L1010904425020208044250第12頁,共17頁，星期六，2024年，5月3.2

結(jié)果分析3.2.1

強(qiáng)度分析a、不同石灰石粉摻量下高鋁水泥膠砂試件抗折強(qiáng)度b、不同石灰石粉摻量下高鋁水泥膠砂試件抗壓強(qiáng)度第13頁,共17頁，星期六，2024年，5月3.2.2孔結(jié)構(gòu)分析不同石灰石粉摻量下高鋁水泥膠砂試件孔結(jié)構(gòu)第14頁,共17頁，星期六，2024年，5月3.2.3

微觀形貌分析高鋁水泥水化產(chǎn)物微觀形貌

(A0：純高鋁水泥；A5：摻5%石灰石粉高鋁水泥)針狀或片狀CAH10，C2AH8立方體結(jié)構(gòu)C3AH6針狀或片狀CAH10，C2AH8，C3A·CaCO3·11H2O主要為C3A·CaCO3·11H2O第15頁,共17頁，星期六，2024年，5月高鋁水泥膠砂試件抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度隨石灰石粉摻量的增加先升高后降低，各齡期（1,3,7,28d）膠砂試件的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均在石灰石粉摻量為3%時(shí)達(dá)到最大值；高鋁水泥膠砂試件的28d總孔隙率、大孔隙率和小孔隙率均隨石灰石粉摻量的增加先減小后增大，當(dāng)石灰石粉摻量為3%時(shí)各孔隙率均最低