高铝水泥的性能及作用

关于高铝水泥的性能及作用主要内容介绍第2页,共17页，2024年2月25日，星期天1.1高铝水泥1.高铝水泥简介铁铝酸盐水泥水泥矿物组成硅酸盐水泥（Portlandcement）铝酸盐水泥(高铝水泥)硫铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥少熟料或无熟料水泥第3页,共17页，2024年2月25日，星期天1.1高铝水泥高铝水泥（旧称矾土水泥）是以铝酸钙为主，氧化铝含量约50%的熟料，经磨细制成的水硬性胶凝材料，又称铝酸盐水泥。化学组成：

Al2O3(50~60%)、CaO(32~35%)、SiO2(4~8%)、Fe2O3(1~3%)矿物组成：

主要为铝酸一钙（CaO·Al2O3,简写CA,含量~70%），含有少量的硅酸二钙（C2S）与其他铝酸盐，如12CaO·7Al2O3(简写C12A7)、CaO·2Al2O3(CA2)、2CaO·Al2O3·SiO2(C2AS)1.高铝水泥简介第4页,共17页，2024年2月25日，星期天1.2高铝水泥的水化与硬化（1）高铝水泥的水化T<20℃

1.高铝水泥简介20℃<T<30℃T>30℃第5页,共17页，2024年2月25日，星期天1.2高铝水泥的水化与硬化(2)高铝水泥的硬化硬化过程：水化生成的CAH10与C2AH8(六方晶系)为片状、针状晶体，相互交替攀附，重叠结合，形成坚硬的结晶连接体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的孔隙中，使水泥形成比较致密的结构。经5~7天后，水化物的数量就很少增加，因此高铝水泥早期强度增长的很快，而后期强度增长的不太显著。注：CAH10、C2AH8（亚稳态）

C3AH61.高铝水泥简介第6页,共17页，2024年2月25日，星期天1.4高铝水泥的性能和应用范围根据高铝水泥的水化可总结出高铝水泥具有以下特性高铝水泥的早强特性：其早期强度增进率远远超过快硬硅酸盐水泥，适用于紧急抢修工程，但后期强度会降低，在结构工程中限制使用。水化热较大：早期水泥硬化放热大，与同标号的硅酸盐水泥相比，仅一天就可放出水化热总量的70~80%。由于几种放热，适用于低温养护的混凝土工程。抗硫酸盐侵蚀性能强：水化过程不析出游离氢氧化钙而是生成氢氧化铝凝胶，在颗粒表面形成保护膜。在后期晶体转化过程中抗侵蚀性有所降低。耐高温性好：高铝水泥可作为耐热混凝土的胶结材料，配置成耐热混凝土。1.高铝水泥简介第7页,共17页，2024年2月25日，星期天高铝水泥的生产过程2.高铝水泥的制备石灰石粉矾土粉磨按比例混合生料入窑煅烧熟料矾土水泥粉磨生产流程图第8页,共17页，2024年2月25日，星期天2.1回转窑烧结法2.高铝水泥的制备生料在回转窑中的烧结过程中，首先通过固相反应形成CA矿物，由于石灰石在分解后具有较高的反应活性，因此会局部出现少量C12A7矿物,但随着温度的提高，矾土中的Al2O3和SiO2的反应速度加大，熟料中的矿物会逐渐按设计组成达到相平衡，最终C12A7消失，熟料矿物主要矿相为CA.回转窑示意图第9页,共17页，2024年2月25日，星期天2.2电弧炉熔融法

用熔融法生产，可以配制CaO含量较高也即CA矿物含量较高的水泥，从而获得早期强度更高的高铝水泥，另外熔融法还适合利用高铁矾土作原料，生产Fe2O3含量较高的水泥。2.3反射炉熔融法反射炉熔融法是法国的Lafarge公司的专有技术，Fondu水泥，Secar51水泥，德国的海德堡生产的ISTRA40,ISTRA50水泥都采用反射炉熔融法生产。反射炉熔融法与电弧炉熔融法同样适合生产高钙含量和高铁含量水泥，并且需要严格控制气氛和冷却过程，以保证产品质量的稳定性。2.高铝水泥的制备第10页,共17页，2024年2月25日，星期天3.高铝水泥的性能研究高铝水泥后期晶型转变孔结构恶化晶体间结合力降低强度倒缩存在的问题：国内外研究：

掺入减水剂改善孔结构以增加晶型转变的动力学；控制养护的温湿度条件以延缓水化产物的晶型转变；采用聚合物与磷酸盐对高铝水泥改性；在高铝水泥中加入粒化高炉矿渣。效果不明显胡曙光、王甲春在高铝水泥中加入石灰石粉，不但稳定高铝水泥的早期强度，而且还能抑制后期强度倒缩，并改善其工作性能，为此研究石灰石粉对高铝水泥强度影响。第11页,共17页，2024年2月25日，星期天3.1

样品制备高铝水泥胶砂试件配比如下表，按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》成型高铝水泥胶砂试件，拆模后养护至规定龄期，然后测试抗折强度和抗压强度。高铝水泥胶砂试件配比表试样混合比例/g石灰石粉水泥水沙L0010044250L119944250L229844250L339744250L449644250L559544250L669444250L779344250L889244250L999144250L1010904425020208044250第12页,共17页，2024年2月25日，星期天3.2

结果分析3.2.1

强度分析a、不同石灰石粉掺量下高铝水泥胶砂试件抗折强度b、不同石灰石粉掺量下高铝水泥胶砂试件抗压强度第13页,共17页，2024年2月25日，星期天3.2.2孔结构分析不同石灰石粉掺量下高铝水泥胶砂试件孔结构第14页,共17页，2024年2月25日，星期天3.2.3

微观形貌分析高铝水泥水化产物微观形貌

(A0：纯高铝水泥；A5：掺5%石灰石粉高铝水泥)针状或片状CAH10，C2AH8立方体结构C3AH6针状或片状CAH10，C2AH8，C3A·CaCO3·11H2O主要为C3A·CaCO3·11H2O第15页,共17页，2024年2月25日，星期天高铝水泥胶砂试件抗折强度和抗压强度随石灰石粉掺量的增加先升高后降低，各龄期（1,3,7,28d）胶砂试件的抗折强度和抗压强度均在石灰石粉掺量为3%时达到最大值；高铝水泥胶砂试件的28d总孔隙率、大孔隙率和小孔隙率均随石灰石粉掺量的增加先减小后增大，当石灰石粉掺量为3%时各孔隙率均最低；石灰石