11.硅酸盐水泥生产技术

1、第十一章,铝酸盐水泥,铝酸盐水泥的性能,早强耐热 军事工程紧急抢修严寒冬季施工 耐热混凝土窑炉内衬 自应力水泥和膨胀水泥,铝酸盐水泥（矾土水泥）,原料：石灰石矾土 烧结熔融 粉磨 主要矿物：CA铝酸一钙CA2二铝酸一钙等,主要品种,高铝水泥 高铝水泥65 快硬高强及特快硬调凝铝酸盐水泥,11-1生产方法：,熔融法:电炉、高炉、化铁炉 13001400熔融水泥和生铁（分层） 不需细磨和预先混合，可用低品位原料 热耗高，熟料硬，难磨 烧结法：回转窑或立窑 烧成温度范围窄不易控制 易过烧或生烧 需细磨和预先混合，需用高品位原料 热耗低，熟料易磨 冷却：慢冷 熟料磨：不掺石膏 细度：80m 筛余小于1

2、0%,11-2 高铝水泥的组成,矿物组成 CA CA2 C12A7 C2AS CA6 （少量的C2S CF C2F MgOAlO 2CaOMgO2SiO2 CaOTiO2） 化学组成 Al2O3 CaO SiO2 Fe2O3 TiO2 MgO 其他,孰料矿物的性能,凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源含量高，早期强度高，后期增进少（主要矿物） 2凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。含量高影响快凝，但可提高耐火性 127水化极快、凝结迅速而强度不高 C2AS（铝方柱石）水化慢，水硬性差 CA6没有水硬性，但耐火性好。,化学成分对水泥性能的影响,Al2O336%55% 含量低C12A7

3、 高2 CA6 CaO32%42%高C12A7低2 SiO29%4%5%均匀烧结多C2AS增加 Fe2O3 3.0% CF C2F 胶凝性弱 熔融法： Fe2O3 降低液相温度小于15%，烧结法时4%易生烧 TiO2 3.0% CaOTiO2惰性矿物控制4%以下 MgO 2.0% MgOAlO惰性矿物控制2%以下 其他碱降低熔融温度，超过0.5%快凝强度下降 P2O5 大于1%强度下降,11-3 高铝水泥的原料,一、原料：矾土石灰石 矾土 主要化学成分：Al2O3（主要） SiO2 Fe2O3 TiO2 碳酸盐等 结构：层状层与层间质量有波动 主要矿物： Al2O3H2O一水硬铝石水铝石波美石

4、 Al2O33H2O 三水铝石水铝土矾土 我国Al2O3H2O 和Al2O32 SiO2 2H2O 高岭石 质量评定：A/S质量系数比值大，质量好 SiO210% Al2O3 70% TiO2 5% Fe2O3 1.5% A/S 7 石灰石：较纯 CaO52% SiO21%MgO 2%,11-4 高铝水泥生产控制系数,控制熟料中各主要矿物的含量 一、铝酸盐硬度系数Am 二、铝硅比系数A/S 三、铝钙比系数A/C,一、铝酸盐硬度系数Am,Am越高CA越多 CA2越少 Am越小CA越小 CA2越多 Am 1 只有CA 没有CA2 Am 0.5只有CA2 没有CA 生产普通高铝水泥时Am 0.75

5、快硬高强矾土水泥Am 0.70.8 低钙铝酸盐耐火水泥Am0.550.65,二、铝硅比系数A/S A/S高熟料耐火度高强度也高 三、铝钙比系数A/C A/C高水泥凝结硬化慢耐火度高,11-4 高铝水泥配料计算,Am A/S选定进行配料计算 重油无灰分煤煤灰 按无灰分、石灰石矾土 设石灰石：矾土x:1,11-5高铝水泥的水化和硬化,一、水化（水化快） 1.CA的水化 其水化生成物随环境温度而发生变化 当温度低于20时 CA+10H2OCAH10 当温度为2030时 2CA+11H2OC2AH8+AH3 当温度高于30时 3CA+12H2OC3AH6 +AH3,水化铝酸钙,水化铝酸二钙 氢氧化铝凝

6、胶,水化铝酸三钙 氢氧化铝凝胶,2.CA2的水化 其水化生成物随环境温度而发生变化 当温度低于20时 2CA2+aq2CAH10+2AH3 当温度为2030时 2CA2+aqC2AH8+3AH3 当温度高于30时 3CA2+aqC3AH6 +5AH5,水化铝酸钙 氢氧化铝凝胶,水化铝酸二钙 氢氧化铝凝胶,水化铝酸三钙 氢氧化铝凝胶,二、硬化,水化产物CAH10 、C2AH8为针状或板状晶体，能相互交织成坚固的结晶合生体，使水泥石获得很高的强度； 析出的氢氧化铝凝胶难溶于水，填充于晶体骨架的空隙中，形成致密的结构。 经57d后，水化产物基本反应完毕，因此，高铝水泥的早期强度增长很快，强度很高，但

7、后期强度增加不明显。 经过12年，温热强度下降？,晶体的转化,CAH10 、C2AH8 C3AH6 当温度高于30C时，转化为水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3），析出游离水，增大了孔隙体积，同时由于C3AH6晶体本身缺陷多、强度较低、晶体间的结合较差，因而明显降低水泥石的强度。 。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。 结晶水含量的比较 CAH10 1CaO 10H2O C2AH8 2CaO 8H2O C3AH6 3CaO 6H2O,11-6高铝水泥的性质和应用,一、性质 1.质量密度、体积密度、表观密度 3200-3250kg/m3 1000-1300kg/m3 1600

8、-2000kg/m3 2.细度 比表面积不小于240 m2/kg或0.080mm筛余不大于10%。 3.凝结时间 初凝40min 终凝10h 4.强度(3d) 强度发展迅速，放热量大，低温也能很好硬化，当高于30 养护，强度剧烈下降。 影响因素：温度、水灰比，海水或含CaCl2强度危害，掺加石灰石或粉煤灰，可缓和晶型转化湿度,5.水化热总量与硅酸盐水泥相近，但放热速度快 6.耐蚀性耐硫酸盐和海水侵蚀性能好，当不耐碱 7.耐热性 耐热性好,二、应用,1.紧急抢修、抢建工程和需要早期强度的工程 2.适用冬季及低温施工 3.适用制作耐热和隔热混凝土及砂浆 4.适用于含硫酸盐的地下水、矿物水侵蚀的工程 5.适用于油井和气井工程 6.制成膨胀水泥和自应力水泥 不适于于： 1.长期承重的结构工程晶体转变引起的强度倒缩； 2.大体积工程温度过高引起强度倒缩。 3.于硅酸盐水泥混用,11-7高铝水泥65,Al2O3含量在65%CA2含量增加，少量CA6 与高铝水泥相比，凝结时间较慢，早期强度较低，但耐火度较高 高铝水泥65标号525625 高强高铝水泥65标号725825925,11-