鋁酸鹽水泥要點(diǎn)課件

1、膠凝材料學(xué)/00:55:57第三章 水泥各類水泥構(gòu)成世界上第二大產(chǎn)品（按重量）；大多數(shù)人的生活依賴于各類水泥的性能；污染的控制取得明顯進(jìn)步，粉塵排放降低到0.2-0.3g/kg水泥；/00:55:57一、水泥的特點(diǎn) 水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強(qiáng)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/00:55:57/00:55:57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

2、泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復(fù)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/00:55:57（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(yīng)力鋁酸鹽水泥、快硬高強(qiáng)鋁酸鹽水泥等。硫鋁酸鹽水泥無(wú)水硫鋁酸鈣硅酸二鈣有自應(yīng)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(wú)水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣有自應(yīng)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

3、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/00:55:57鋁酸鹽水泥/00:55:57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(fù)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(qiáng)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/00:55:57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(xué)組成和礦物組成主要礦物：CA鋁酸一鈣CA2二鋁酸一鈣等/00:55:57主要品種CA-50、CA60、CA-70、CA-80快硬高強(qiáng)

4、及特快硬調(diào)凝鋁酸鹽水泥化學(xué)組成：Al2O3 CaO SiO2 Fe2O3 TiO2 MgO 其他/00:55:57化學(xué)成分對(duì)水泥性能的影響Al2O336%55% 含量低C12A7 高2 CA6CaO32%42%高C12A7低2 SiO29%4%5%均勻燒結(jié)多C2AS增加 Fe2O3 3.0% CF C2F 膠凝性弱熔融法： Fe2O3 降低液相溫度小于15%，燒結(jié)法時(shí)4%易生燒TiO2 3.0% CaOTiO2惰性礦物控制4%以下MgO 2.0% MgOAlO惰性礦物控制2%以下其他堿降低熔融溫度，超過(guò)0.5%快凝強(qiáng)度下降P2O5 大于1%強(qiáng)度下降/00:55:57表7-1 各類型鋁酸鹽水泥化

5、學(xué)成分（%）類型Al2O3SiO2Fe2O3R2O（Na2O+0.658K2O）S1） （全硫）C1）CA-5050，608.02.50.400.10.1CA-6060，685.02.0CA-7050，771.00.7CA-80770.50.51）當(dāng)用戶需要時(shí)，生產(chǎn)廠應(yīng)提供結(jié)果。/00:55:57 高鋁水泥的礦物組成礦物組成CA CA2 C12A7 C2AS CA6少量C2S CF C2F MgOAl2O3 2CaOMgO2SiO2 CaOTiO2）/00:55:57熟料礦物的性能凝結(jié)正常，硬化迅速，為鋁酸鹽水泥強(qiáng)度的主要來(lái)源含量高，早期強(qiáng)度高，后期增進(jìn)少（主要礦物）2凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度較低

6、，后期強(qiáng)度高。含量高影響快凝，但可提高耐火性127水化極快、凝結(jié)迅速而強(qiáng)度不高C2AS（鋁方柱石）水化慢，水硬性差CA6沒(méi)有水硬性，但耐火性好。/00:55:57二、生產(chǎn)方法：（1）熔融法:設(shè)備：電爐、高爐、化鐵爐13001400熔融水泥和生鐵（分層）不需細(xì)磨和預(yù)先混合，可用低品位原料熱耗高，熟料硬，難磨（2）燒結(jié)法：設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯或立窯特點(diǎn)：燒成溫度范圍窄，不易控制；易過(guò)燒或生燒需細(xì)磨和預(yù)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(shí)不摻石膏細(xì)度：80m 篩余小于10%/00:55:57三、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)生變化當(dāng)溫度

7、低于20時(shí) CA+10H2OCAH10當(dāng)溫度為2030時(shí) 2CA+11H2OC2AH8+AH3當(dāng)溫度高于30時(shí) 3CA+12H2OC3AH6 +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/00:55:572.CA2的水化其水化生成物隨環(huán)境溫度而發(fā)生變化當(dāng)溫度低于20時(shí) 2CA2+aq2CAH10+2AH3當(dāng)溫度為2030時(shí) 2CA2+aqC2AH8+3AH3當(dāng)溫度高于30時(shí) 3CA2+aqC3AH6 +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)別？/00:55:57（2）硬化水化產(chǎn)物CAH10 、C2AH8為針狀或板狀晶體（六方晶系）

8、，能相互交織成堅(jiān)固的結(jié)晶合生體，使水泥石獲得很高的強(qiáng)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)57d后，水化產(chǎn)物基本反應(yīng)完畢，因此，高鋁水泥的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)很快，強(qiáng)度很高，但后期強(qiáng)度增加不明顯。經(jīng)過(guò)12年，溫?zé)釓?qiáng)度下降？/00:55:57晶體的轉(zhuǎn)化CAH10 、C2AH8 C3AH6 當(dāng)溫度高于30C時(shí)，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(shí)由于C3AH6晶體本身缺陷多、強(qiáng)度較低、晶體間的結(jié)合較差，因而明顯降低水泥石的強(qiáng)度。 。因而鋁酸鹽水泥不宜在高于30的條件下養(yǎng)護(hù)。結(jié)晶水含量的比較 CAH10 1CaO 10

9、H2O C2AH8 2CaO 8H2O C3AH6 3CaO 6H2O/00:55:57/00:55:57四、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(xué)成分：Al2O3（主要）SiO2 Fe2O3 TiO2 碳酸鹽等結(jié)構(gòu)：層狀層與層間質(zhì)量有波動(dòng)主要礦物： Al2O3H2O一水硬鋁石水鋁石波美石 Al2O33H2O 三水鋁石水鋁土礬土我國(guó)Al2O3H2O 和Al2O32 SiO2 2H2O 高嶺石質(zhì)量評(píng)定：A/S質(zhì)量系數(shù)比值大，質(zhì)量好SiO210% Al2O3 70% TiO2 5% Fe2O3 1.5% A/S 7石灰石：較純 CaO52% SiO21%MgO 2%/

10、00:55:57五、高鋁水泥生產(chǎn)控制系數(shù)控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/00:55:571、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(méi)有CA2Am 0.5只有CA2 沒(méi)有CA生產(chǎn)普通高鋁水泥時(shí)Am 0.75快硬高強(qiáng)礬土水泥Am 0.70.8低鈣鋁酸鹽耐火水泥Am0.550.65/00:55:572、鋁硅比系數(shù)A/SA/S高熟料耐火度高強(qiáng)度也高3、鋁鈣比系數(shù)A/CA/C高水泥凝結(jié)硬化慢耐火度高/00:55:57六、高鋁水泥配料計(jì)算Am A/S選定進(jìn)行配料計(jì)算重油無(wú)灰分煤煤灰按無(wú)灰分、石

11、灰石礬土設(shè)石灰石：礬土x:1/00:55:57物料CaOSiO2Al2O3Fe2O3TiO2MgO礬土C1S1A1F1T1M1石灰石C2S2A2F2T2M2生料C0S0A0F0T0M0熟料CSAFTM/00:55:57七、高鋁水泥的性質(zhì)和應(yīng)用一、性質(zhì)1.質(zhì)量密度、體積密度、表觀密度3200-3250kg/m3 1000-1300kg/m3 1600-2000kg/m32.細(xì)度 比表面積不小于240 m2/kg或0.080mm篩余不大于10%。3.凝結(jié)時(shí)間初凝40min 終凝10h4.強(qiáng)度(3d)強(qiáng)度發(fā)展迅速，放熱量大，低溫也能很好硬化，當(dāng)高于30 養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度劇烈下降。影響因素：溫度、水灰比，海

12、水或含CaCl2強(qiáng)度危害，摻加石灰石或粉煤灰，可緩和晶型轉(zhuǎn)化濕度/00:55:57表72 鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間 水泥類型初凝時(shí)間/min.終凝時(shí)間hCA-50 CA-70 CA-80不早于30不遲于6CA-60不早于60不遲于18表73 鋁酸鹽水泥膠砂強(qiáng)度 水泥類型抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)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-/00:55:575.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(dāng)不耐

13、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13001400高溫。/00:55:57鋁酸鹽水泥的性能早強(qiáng)耐熱軍事工程緊急搶修嚴(yán)寒冬季施工耐熱混凝土窯爐內(nèi)襯自應(yīng)力水泥和膨脹水泥/00:55:57二、應(yīng)用1.緊急搶修、搶建工程和需要早期強(qiáng)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(yīng)力水泥不適于于：1.長(zhǎng)期承重的結(jié)構(gòu)工程晶體轉(zhuǎn)變引起的強(qiáng)度倒縮；2.大體積工程溫度過(guò)高引起強(qiáng)度倒縮。3.和硅酸鹽水泥混用/00:55:57品種：高鋁水泥65Al2O3含量在65%CA2含量增加

14、，少量CA6與高鋁水泥相比，凝結(jié)時(shí)間較慢，早期強(qiáng)度較低，但耐火度較高高鋁水泥65標(biāo)號(hào)525625高強(qiáng)高鋁水泥65標(biāo)號(hào)725825925/00:55:57Secar 71水泥簡(jiǎn)介及使用特性純鋁酸鈣水泥生產(chǎn)廠商：Lafarge Aluminates(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）/00:55:57Secar 71 水泥的基本技術(shù)參數(shù)典型值代表的是產(chǎn)品的一般波動(dòng)范圍保證值為質(zhì)量保證書(shū)上的數(shù)值。它們是建立在ISO 3951標(biāo)準(zhǔn)之上，質(zhì)量的可接受水平為2.5%.化學(xué)成分Fineness 細(xì)度/00:55:57Secar 71 水泥的

15、基本技術(shù)參數(shù): EN 196 砂漿檢驗(yàn)典型值代表的是產(chǎn)品的一般波動(dòng)范圍 保證值為質(zhì)量保證書(shū)上的數(shù)值。它們是建立在ISO 3951標(biāo)準(zhǔn)之上，質(zhì)量的可接受水平為2.5%. 流動(dòng)值 凝結(jié)時(shí)間常溫耐壓強(qiáng)度EN 196 砂漿組成: 水泥：450g；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)砂：1350g; 水：225g；水灰比=0。5/00:55:57Secar 71 的粒度分布粒度分布曲線6034122,51,5D90D75D50D25D10/00:55:57水泥的比表面積對(duì)澆注料強(qiáng)度發(fā)展的影響試驗(yàn)配方: 硬質(zhì)耐火粘土骨料 75%/ ，水泥 25% ，溫度 20 C/00:55:57 耐火澆注料根據(jù)CaO含量和施工方式的不同分類CaO

16、 含量配方原則CAC 水泥Filler微粉Additive添加劑Aggregate 耐火骨料5 4 3 2,5 2 1 0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Self flow自流澆注Rodding 搗打Vibration振動(dòng)Gunning dry/wet干法/濕法噴涂/00:55:57傳統(tǒng)的中等水泥澆注料反絮凝澆注料從應(yīng)用角度的技術(shù)定位震動(dòng)澆注，自流澆注以及濕法噴涂2% addition 5% 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/00:55:

17、57 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(lái)石相從澆注料產(chǎn)品的礦物相組成的角度定位C=CaO A= Al2O3 S = SiO2C - A - S標(biāo)準(zhǔn)低水泥澆注料C - AA - SSecar 715% 加入量純氧化鋁低水泥澆注料超低水泥澆注料Secar 71 在兩種體系中均可以表現(xiàn)出優(yōu)良性能/00:55:577.2快硬高強(qiáng)鋁酸鹽水泥熟料石膏初凝時(shí)間25min終凝3h標(biāo)號(hào)：625725825925早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度增加/00:55:577.3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(qiáng)度標(biāo)號(hào)：以2h抗

18、壓強(qiáng)度確定225搶修搶建堵漏噴射、低溫施工/00:55:577.4 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（C11A7CaF2）為主要礦物的熟料，再與石膏一起磨細(xì)而成的水泥為快硬氟鋁酸鹽水泥。 /00:55:571、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(shè)計(jì)水泥熟料的礦物組成，然后計(jì)算出熟料的化學(xué)成分，再用試配法進(jìn)行配料。 /00:55:573、快硬氟鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 燒成溫度一般控制在12501350，火焰溫度控制在13501400，溫度過(guò)高，易結(jié)大塊，易結(jié)圈；溫度過(guò)低，容易產(chǎn)生生燒。

19、熟料要求急冷。水泥粉磨細(xì)度要求較高，一般比表面積控制在500600m2/kg。 4、快硬氟鋁酸鹽水泥性能與用途 快硬氟鋁酸鹽水泥凝結(jié)很快，硬化很快?？煊卜X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)物鈣礬石在高溫迅速脫水分解，它可用作鑄造業(yè)用的型砂水泥。 /00:55:577.5 快硬鐵鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以鐵相、無(wú)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(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料。 項(xiàng) 目 技術(shù)要求 比表面積（m2/kg） 不小于380凝結(jié)時(shí)間（min） 初凝 不早于25 終凝 不遲于180 游離氧化鈣（%） 不大于0.4/00

20、:55:572、快硬鐵鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 （1）熟料的化學(xué)成分及礦物組成主要化學(xué)成分分為CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要礦物為C4A3、-C2S、C4AF。（2）原料、燃料配料采用三組分配料：石灰石、鐵礬土、石膏。（3）煅燒煅燒設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。燒成溫度一般為12501350，。（4）粉磨在水泥粉磨過(guò)程中，比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350400m2/kg的范圍。 /00:55:573、快硬鐵鋁酸鹽水泥的特性和用途 （1）早強(qiáng)高強(qiáng)。 （2）抗凍性。 （3）耐蝕性能好。 （4）高抗?jié)B性能?？煊茶F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(yù)制構(gòu)件

21、等。 /00:55:578.2 快硬硫鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無(wú)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010%的石灰石，磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥，代號(hào)RSAC?？煊擦蜾X酸鹽水泥的標(biāo)號(hào)以3d抗壓強(qiáng)度表示，分425、525、625、725四個(gè)標(biāo)號(hào)。 /00:55:572、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CaO52%。MgO1.5%；礬土中Al2O350%65%，SiO225%；二水石膏SO338%，MgO3%，也可以使用相應(yīng)質(zhì)量的無(wú)水石膏。/00:55:57熟料的組成與率值 熟料礦物： 無(wú)水硫鋁酸鈣（CaOAl2O3）CaSO4（簡(jiǎn)寫(xiě)為C4A3）和硅酸二鈣-C2S為主，還有少量的CaSO4、鈣鈦礦（CT）和含鐵相等。 熟料的化學(xué)組成：CaO40%44%，Al2O318%22%，SiO28