水泥材料學(xué)5-3鋁酸鹽水泥課件

1、鋁酸鹽水泥定義鋁酸鹽水泥，又稱高鋁水泥或礬土水泥。 是以礬土和石灰石為原料，按照適當(dāng)?shù)谋壤浜虾?，?jīng)燒結(jié)或熔融，形成以鋁酸鈣為主，氧化鋁含量約50%的熟料，經(jīng)粉磨而制成的水硬性膠凝材料。耐火鋁酸鹽水泥耐火鋁酸鹽水泥 用Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%的鋁酸鈣熟料磨細(xì)制成的。低鈣耐火鋁酸鹽水泥 以優(yōu)質(zhì)礬土和優(yōu)質(zhì)石灰石為原料，燒結(jié)形成Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在70%75%的熟料，經(jīng)磨細(xì)而制成。純鋁酸鈣耐火鋁酸鹽水泥 用工業(yè)氧化鋁作為鋁制原料，減少有害雜質(zhì)，增加有效礦物，進(jìn)一步改善耐火特性。鋁酸鹽水泥的分類建筑用鋁酸鹽水泥快硬高強鋁酸鹽水泥 其主要工藝特點之一是磨細(xì)熟料時要摻硬石膏，使熟料形成3CaOAl2

2、O33CaSO431H2O，使水泥后期強度不致下降。膨脹鋁酸鹽水泥 用質(zhì)量分?jǐn)?shù)73%76%的鋁酸鹽水泥熟料和24%27%的二水石膏磨細(xì)到比表面積大于450m2/kg。自應(yīng)力鋁酸鹽水泥 進(jìn)一步提高膨脹鋁酸鹽水泥中二水石膏的摻入量就可得到自應(yīng)力鋁酸鹽水泥。鋁酸鹽水泥的分類鋁酸鹽水泥的礦物組成鋁酸 一鈣（CaOAl2O3，簡寫CA）二鋁酸一鈣（CaO2Al2O3，簡寫CA2）七鋁酸十二鈣（12CaO7Al2O3，簡寫C12A7）鋁方柱石（2CaOAl2O3SiO2，簡寫C2AS）鋁酸鹽水泥的礦物組成CA（鋁酸一鈣） 鋁酸鹽水泥中的主要礦物，具有很高的水硬活性，其特點是凝結(jié)正常，硬化迅速，是鋁酸鹽水泥

3、強度的主要來源。但若含量過高，強度發(fā)展主要集中在早期。CA的結(jié)晶形狀與煅燒方法、冷卻條件等因素有關(guān)。燒結(jié)法所得CA多為矩形或不規(guī)則板狀，粒徑510m，密度2.98g/cm3。CA2 （二鋁酸一鈣） 水化硬化較慢，早期強度低，但后期強度能不斷提高。CA2若過多，將影響鋁酸鹽水泥的快硬性能，但水泥的耐熱性能可以得到提高。燒結(jié)法時CA2通常呈粒狀晶體，尺寸大多為1020m，密度為2.90g/cm3。 質(zhì)量優(yōu)良的鋁酸鹽水泥，其礦物組成一般以CA和CA2為主。C12A7 （七鋁酸十二鈣） 晶體結(jié)構(gòu)中鋁和鈣的配位極不規(guī)則，結(jié)構(gòu)具有大量結(jié)構(gòu)空洞，使其水化極快，凝結(jié)迅速，但強度不高。因此水泥中含有較多的C12

4、A7時，會出現(xiàn)快凝，強度降低，耐熱性下降。C2AS（鈣鋁黃長石、鋁方柱石） 在鋁酸鹽水泥中，由于其晶格內(nèi)離子配位很對稱，因此膠凝性能很差，通常呈才長方、正方、板狀和不規(guī)則形狀，一般情況下分布比較均勻。 除上述鋁酸鹽礦物外，有時還會有C2S的存在，例外還可能有少量的鎂尖晶石或鎂方柱石、鈣鈦礦等。CA6（六鋁酸一鈣） 惰性礦物，沒有水硬性，但含有礦物CA6后，水泥的耐熱性提高。 主要化學(xué)組成為CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3以及少量的MgO、TiO2等。 由于原料和生產(chǎn)方法的不同，成分在一定范圍內(nèi)波動。 Al2O3 33%60%，CaO 32%44%，SiO2 3%15%， Fe2O3（含

5、FeO） 1%15%。鋁酸鹽水泥的化學(xué)組成氧化鋁 是保證生成鋁酸鹽礦物的基本成分。Al2O3含量過低，熟料中將出現(xiàn)C12A7，使水泥快凝，強度下降；Al2O3含量過高，熟料中形成過多的CA2，使早期強度下降。氧化鈣 也是保證生成鋁酸鹽礦物的基本成分。含量過高，易行成C12A7，含量過低，形成大量的CA2。氧化硅 熟料中SiO2含量一般不宜超過10%，因其含量增加，C2AS相應(yīng)增加。SiO2含量在4%5%時，能促使生料更均勻燒結(jié)并加速礦物形成。氧化鐵 Fe2O3形成膠凝性能極弱的C2F、CF，會降低水泥的強度，含量不宜過高。鋁酸鹽水泥的化學(xué)組成熔融法 該方法是將已配好的生料放入電爐、高爐、反射爐

6、、轉(zhuǎn)爐或化鐵爐中熔融。生料不必磨細(xì)，在熔融過程中可達(dá)到混合均勻的目的。物料熔融溫度一般在1300oC1400oC。燒結(jié)法 我國最廣泛使用的是回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法，它與硅酸鹽水泥熟料的煅燒相似：將生料在回轉(zhuǎn)窯中燒至部分熔融的燒結(jié)狀態(tài)。原料中含F(xiàn)e2O3和SiO2等雜質(zhì)要少。鋁酸鹽水泥燒成范圍較窄，在1300oC1330oC之間。鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)方法 CA是鋁酸鹽水泥的主要礦物組成，因此鋁酸鹽水泥的水化在很大程度上取決于CA的水化和水化物的結(jié)晶狀況。其水化過程和產(chǎn)物與溫度關(guān)系極大。鋁酸鹽水泥的水化硬化過程CA的水化CA2的水化C12A7的水化硬化漿體結(jié)構(gòu) CAH10、C2AH8屬于六方晶系，結(jié)晶形成的片狀和針狀晶體，互相交錯搭接，形成堅硬的結(jié)晶體，氫氧化鋁凝膠又填充于晶體骨架的空隙，結(jié)合水量大，因此，孔隙率低結(jié)構(gòu)致密，故使水泥獲得較高的機械強度。水化57天后，水化物的數(shù)量就很少增加，因此鋁酸鹽水泥硬化初期的強度增長很快，以后既不顯著。 CAH10、C2AH8都是亞穩(wěn)相，要逐漸轉(zhuǎn)化成比較穩(wěn)定的C3AH6。六方 晶體C3AH6掃描電鏡照片球粒結(jié)節(jié)狀棱柱體C3AH6掃描電鏡照片鋁酸鹽水泥具有較好的早強性能。鋁酸鹽水泥有一定的耐高溫性，在高溫下仍能保持較高的強度。鋁酸鹽水泥有很好的抗硫酸鹽性