eAAA水泥材料学5-3铝酸盐水泥ppt课件

1、铝酸盐水泥定义铝酸盐水泥，又称高铝水泥或矾土水泥。铝酸盐水泥，又称高铝水泥或矾土水泥。 是以矾土和石灰石为原料，按照适是以矾土和石灰石为原料，按照适当的比例配合后，经烧结或熔融，构成以铝当的比例配合后，经烧结或熔融，构成以铝酸钙为主，氧化铝含量约酸钙为主，氧化铝含量约50%50%的熟料，经粉磨的熟料，经粉磨而制成的水硬性胶凝资料。而制成的水硬性胶凝资料。耐火铝酸盐水泥耐火铝酸盐水泥耐火铝酸盐水泥耐火铝酸盐水泥 用用Al2O3Al2O3的质量分数为的质量分数为65%65%的铝酸的铝酸钙熟料磨细制成的。钙熟料磨细制成的。低钙耐火铝酸盐水泥低钙耐火铝酸盐水泥 以优质矾土和优质石灰石为原料，以优质矾土

2、和优质石灰石为原料，烧结构成烧结构成Al2O3Al2O3的质量分数在的质量分数在70%75%70%75%的熟料，的熟料，经磨细而制成。经磨细而制成。纯铝酸钙耐火铝酸盐水泥纯铝酸钙耐火铝酸盐水泥 用工业氧化铝作为铝制原料，减用工业氧化铝作为铝制原料，减少有害杂质，添加有效矿物，进一步改善耐火少有害杂质，添加有效矿物，进一步改善耐火特性。特性。铝酸盐水泥的分类建筑用铝酸盐水泥建筑用铝酸盐水泥快硬高强铝酸盐水泥快硬高强铝酸盐水泥 其主要工艺特点之一是磨细熟料其主要工艺特点之一是磨细熟料时要掺硬石膏，使熟料构成时要掺硬石膏，使熟料构成3CaOAl2O33CaSO431H2O3CaOAl2O33CaSO

3、431H2O，使水泥后期，使水泥后期强度不致下降。强度不致下降。膨胀铝酸盐水泥膨胀铝酸盐水泥 用质量分数用质量分数73%76%73%76%的铝酸盐水的铝酸盐水泥熟料和泥熟料和24%27%24%27%的二水石膏磨细到比外表积的二水石膏磨细到比外表积大于大于450m2/kg450m2/kg。自应力铝酸盐水泥自应力铝酸盐水泥 进一步提高膨胀铝酸盐水泥中二进一步提高膨胀铝酸盐水泥中二水石膏的掺入量就可得到自应力铝酸盐水泥。水石膏的掺入量就可得到自应力铝酸盐水泥。铝酸盐水泥的分类铝酸盐水泥的矿物组成铝酸盐水泥的矿物组成CACA铝酸一钙铝酸一钙 铝酸盐水泥中的主要矿铝酸盐水泥中的主要矿物，具有很高的水硬活

4、性，其特点物，具有很高的水硬活性，其特点是凝结正常，硬化迅速，是铝酸盐是凝结正常，硬化迅速，是铝酸盐水泥强度的主要来源。但假设含量水泥强度的主要来源。但假设含量过高，强度开展主要集中在早期。过高，强度开展主要集中在早期。CACA的结晶外形与煅烧方法、冷却条的结晶外形与煅烧方法、冷却条件等要素有关。烧结法所得件等要素有关。烧结法所得CACA多为多为矩形或不规那么板状，粒径矩形或不规那么板状，粒径510m510m，密度密度2.98g/cm32.98g/cm3。CA2 CA2 二铝酸一钙二铝酸一钙 水化硬化较慢，早期强水化硬化较慢，早期强度低，但后期强度能不断提高。度低，但后期强度能不断提高。CA2

5、CA2假设过多，将影响铝酸盐水泥的快假设过多，将影响铝酸盐水泥的快硬性能，但水泥的耐热性能可以得硬性能，但水泥的耐热性能可以得到提高。烧结法时到提高。烧结法时CA2CA2通常呈粒状晶通常呈粒状晶体，尺寸大多为体，尺寸大多为1020m1020m，密度为，密度为2.90g/cm32.90g/cm3。 质量优良的铝酸盐水泥，质量优良的铝酸盐水泥，其矿物组成普通以其矿物组成普通以CACA和和CA2CA2为主。为主。C12A7 C12A7 七铝酸十二钙七铝酸十二钙 晶体构造中铝和钙的配晶体构造中铝和钙的配位极不规那么，构造具有大量构造位极不规那么，构造具有大量构造空洞，使其水化极快，凝结迅速，空洞，使其

6、水化极快，凝结迅速，但强度不高。因此水泥中含有较多但强度不高。因此水泥中含有较多的的C12A7C12A7时，会出现快凝，强度降低，时，会出现快凝，强度降低，耐热性下降。耐热性下降。C2ASC2AS钙铝黄长石、铝方柱石钙铝黄长石、铝方柱石 在铝酸盐水泥中，由于在铝酸盐水泥中，由于其晶格内离子配位很对称，因此胶其晶格内离子配位很对称，因此胶凝性能很差，通常呈才长方、正方、凝性能很差，通常呈才长方、正方、板状和不规那么外形，普通情况下板状和不规那么外形，普通情况下分布比较均匀。分布比较均匀。 除上述铝酸盐矿物外，有除上述铝酸盐矿物外，有时还会有时还会有C2SC2S的存在，例外还能够有的存在，例外还能

7、够有少量的镁尖晶石或镁方柱石、钙钛少量的镁尖晶石或镁方柱石、钙钛矿等。矿等。CA6CA6六铝酸一钙六铝酸一钙 惰性矿物，没有水硬性惰性矿物，没有水硬性，但含有矿物，但含有矿物CA6CA6后，水泥的耐热性后，水泥的耐热性提高。提高。 主要化学组成为主要化学组成为CaOCaO、Al2O3Al2O3、SiO2SiO2、Fe2O3Fe2O3以及少量的以及少量的MgOMgO、TiO2TiO2等。等。 由于原料和消费方法的不同，成分在一定范围内动由于原料和消费方法的不同，成分在一定范围内动摇。摇。 Al2O3 33%60% Al2O3 33%60%，CaO 32%44%CaO 32%44%，SiO2 Si

8、O2 3%15%3%15%， Fe2O3 Fe2O3含含FeOFeO 1%15% 1%15%。铝酸盐水泥的化学组成氧化铝氧化铝 是保证生成铝酸盐矿物的根本成分。是保证生成铝酸盐矿物的根本成分。Al2O3Al2O3含量过低，含量过低，熟料中将出现熟料中将出现C12A7C12A7，使水泥快凝，强度下降；，使水泥快凝，强度下降；Al2O3Al2O3含量过高，熟含量过高，熟料中构成过多的料中构成过多的CA2CA2，使早期强度下降。，使早期强度下降。氧化钙氧化钙 也是保证生成铝酸盐矿物的根本成分。含量过高，易也是保证生成铝酸盐矿物的根本成分。含量过高，易行成行成C12A7C12A7，含量过低，构成大量的

9、，含量过低，构成大量的CA2CA2。氧化硅氧化硅 熟料中熟料中SiO2SiO2含量普通不宜超越含量普通不宜超越10%10%，因其含量添加，因其含量添加，C2ASC2AS相应添加。相应添加。SiO2SiO2含量在含量在4%5%4%5%时，能促使生料更均匀烧结并加时，能促使生料更均匀烧结并加速矿物构成。速矿物构成。氧化铁氧化铁 Fe2O3 Fe2O3构成胶凝性能极弱的构成胶凝性能极弱的C2FC2F、CFCF，会降低水泥的强，会降低水泥的强度，含量不宜过高。度，含量不宜过高。铝酸盐水泥的化学组成熔融法熔融法 该方法是将已配好的生料放入电炉、高炉、该方法是将已配好的生料放入电炉、高炉、反射炉、转炉或化

10、铁炉中熔融。生料不用磨细，在反射炉、转炉或化铁炉中熔融。生料不用磨细，在熔融过程中可到达混合均匀的目的。物料熔融温度熔融过程中可到达混合均匀的目的。物料熔融温度普通在普通在1300oC1400oC1300oC1400oC。烧结法烧结法 我国最广泛运用的是回转窑烧结法，它与我国最广泛运用的是回转窑烧结法，它与硅酸盐水泥熟料的煅烧类似：将生料在回转窑中烧硅酸盐水泥熟料的煅烧类似：将生料在回转窑中烧至部分熔融的烧结形状。原料中含至部分熔融的烧结形状。原料中含Fe2O3Fe2O3和和SiO2SiO2等杂等杂质要少。铝酸盐水泥烧成范围较窄，在质要少。铝酸盐水泥烧成范围较窄，在1300oC1330oC13

11、00oC1330oC之间。之间。铝酸盐水泥的消费方法 CA CA是铝酸盐水泥的主要矿物组成，是铝酸盐水泥的主要矿物组成，因此铝酸盐水泥的水化在很大程度上取决因此铝酸盐水泥的水化在很大程度上取决于于CACA的水化和水化物的结晶情况。其水化的水化和水化物的结晶情况。其水化过程和产物与温度关系极大。过程和产物与温度关系极大。铝酸盐水泥的水化硬化过程CA的水化CA2的水化C12A7的水化硬化浆体构造 CAH10 CAH10、C2AH8C2AH8属于六方晶系，结晶构成的属于六方晶系，结晶构成的片状和针状晶体，相互交错搭接，构成巩固的结晶片状和针状晶体，相互交错搭接，构成巩固的结晶体，氢氧化铝凝胶又填充于

12、晶体骨架的空隙，结合体，氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，结合水量大，因此，孔隙率低构造致密，故使水泥获得水量大，因此，孔隙率低构造致密，故使水泥获得较高的机械强度。水化较高的机械强度。水化5757天后，水化物的数量就很天后，水化物的数量就很少添加，因此铝酸盐水泥硬化初期的强度增长很快少添加，因此铝酸盐水泥硬化初期的强度增长很快，以后既不显著。，以后既不显著。 CAH10 CAH10、C2AH8C2AH8都是亚稳相，要逐渐转都是亚稳相，要逐渐转化成比较稳定的化成比较稳定的C3AH6C3AH6。六方六方 晶体晶体C3AH6C3AH6扫描电镜照片扫描电镜照片球粒结节状棱柱体球粒结节状棱柱体C3AH6扫描电镜照片扫描电镜照片铝酸盐水泥具有较好的早强性能。铝酸盐水泥具有较好的早强性能。铝酸盐水泥有一定的耐高温性，在高温下仍能坚持较高的强铝酸盐水泥有一定的耐高温性，在高温下仍能坚持较高的强度。度。铝酸盐水泥有很好的抗硫酸盐性能和抗海水腐蚀性能。铝酸盐水泥有很好的抗硫酸盐性能和抗海水腐蚀性能