高性能硫铝酸钡(锶)钙水泥基材料的研制及应用
高铝水泥性能及作用(精)
高铝水泥性能及作用一. 前言高铝水泥和硅酸盐水泥都是属于水硬性水泥,前者的主要矿物组成是铝酸钙,后者的主要矿物组成是硅酸钙,由于矿物组成的不同,水泥的特性也不相同。
早在十九世纪后半页,法国由于海水和地下水对混凝土结构侵蚀破坏事故的频繁发生,一度成为土木工程上的重大问题,法国国民振兴会曾以悬赏金鼓励为此做贡献者。
研究者们发现,合成的铝酸钙具有水硬性,并对海水和地下水具有抗侵蚀能力。
1908年,法国拉法基采用反射炉熔融法生产成功高铝水泥并取得专利,解决了海水和地下水工程的抗侵蚀问题。
在实际使用中还发现了高铝水泥有极好的早强性,在第一次世界大战期间,高铝水泥被大量用来修筑阵地构筑物。
20世纪20年代以后,逐渐扩展到工业与民用建筑。
到30年代初,在法国本土及其非洲殖民地区的一批高铝水泥混凝土工程不断出现事故,诸多研究工作者遂着手深入进行该水泥的水化硬化机理和以强度下降为中心的耐久性研究,发现高铝水泥的水化产物因发生晶形转变而使强度降低。
此后,在结构工程中的应用都比较慎重。
而主要发展了在耐热、耐火混凝土和膨胀水泥混凝土中的应用。
20世纪八十年代以后,不定形耐火材料在耐火材料行业中的比例迅速增加,高铝水泥作为结合剂的用量也日益增加。
中国的高铝水泥,在建国初期为国防建设需要而开始立项研制,并开创性的采用回转窑烧结法生产高铝水泥,产品主要用作耐火浇注料的结合剂,以及配制自应力水泥、膨胀剂等。
也成功的应用于火箭导弹的发射场地等国防建设和抢修用水泥。
近年来,随着化学建材的迅速兴起,高铝水泥作为硅酸盐水泥凝结硬化时间的调节添加剂已愈来愈被材料工作者重视,并将成为化学建材的重要原材料之一。
其用量将大大超过耐火材料。
二. 高铝水泥的制造方法与化学矿物组成高铝水泥的制造方法主要有以下几种:2.1 回转窑烧结法由于中国的矾土含铁量较低,因此具有较宽的烧结温度范围,比较适合用回转窑烧结法生产。
回转窑烧结法采用烟煤作燃料,具有生产成本低、生产效率高、质量容易稳定的特点,在中国被广泛采用。
压电陶瓷-硫铝酸钡钙矿物复合材料的介电性能
压电陶瓷-硫铝酸钡钙矿物复合材料的介电性能李宁，常钧，黄世峰，于春红，程新（济南大学 250022）E-mail (mcselining@ )摘 要：采用压制成型法，以硫铝酸钡钙水泥矿物为基体制备了0－3型压电复合材料。
分析讨论了PLN 含量对压电复合材料压电性能的影响。
结果表明，在极化工艺参数为：极化电场强度为5kV/mm；极化时间为20min；极化温度为80℃的条件下，以硫铝酸钡钙水泥矿物作为基体的压电复合材料的相对介电常数随着PLN 含量的增加非线性增长，其值接近立方体模型理论值，而且复合材料表现出较好的高频稳定性。
r ε关键词：PLN 硫铝酸钡钙矿物 介电常数 介电损耗压电材料一般包括压电陶瓷、压电聚合物和聚合物基压电复合材料。
在土木工程领域中，以上三类压电材料均与混凝土母体存在相容性差的问题。
水泥基压电复合材料是近年来发展起来的一种新型功能复合材料，不但与混凝土母体具有良好的相容性，而且还可大大提高压电复合材料的传感精度及驱动力。
[1-4] 目前，水泥基压电复合材料的研究才刚刚起步，国内外仅有香港科技大学、同济大学混凝土材料研究国家重点实验室和济南大学在进行这方面的研究工作。
LI Zongjin 等人以白水泥为基体，采用常规的成型技术制备了0-3 型水泥基压电复合材料。
[5-7]程新等学者以快硬硫铝酸盐水泥为基体，采用压制成形法制备了水泥基压电材料。
[8-10]_含钡硫铝酸盐水泥是以硫铝酸钡钙(C2.75B1.25A3)S [11-12]为主导矿物的新型水泥，与硫铝酸盐水泥相比具 有强度更高，生产成本更低等优点[13]。
因为水泥是由几种矿物组成，其水化是一个很复杂的过程，而且受很多因素的影响，为了减少影响因素，笔者以硫铝酸钡钙矿物为基体，采用压制成型法制备了0-3型水泥基压电复合材料，并且分析讨论PLN 质量含量对水泥基压电复合材料的压电性能的影响。
[14]介电常数反映材料的介电性能，或者说反映材料的极化性质，不同用途的压电元件，对材料的介电常数的要求也不相同。
硫铝酸盐水泥的性能与应用(优.选)
硫铝酸盐水泥的性能与应用王旭白银中厦建材有限公司摘要：硫铝酸盐水泥主要是以硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥。
它是中国建筑材料科学研究院研制成功的特种水泥之一，该水泥具有早期强度高、凝结时间短、抗腐蚀性好、抗冻融性好等优点，并且生产成本低，目前具有广阔的市场前景。
关键词：硫铝酸盐水泥，性能特点，用途1引言硫铝酸盐水泥是以适当成分的石灰石、矾土、石膏为原料，经低温（1300～1350℃）煅烧而生成以硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）为主要矿物组成的熟料，掺加适量混合材(石灰石、石膏等)共同粉磨所制成的水硬性胶凝材料。
自1975年我国建筑材料科学研究院研制成功硫铝酸盐水泥以来，这种水硬性胶凝材料先后被开发成了包括高强硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等一系列的特种水泥品种。
2 硫铝酸盐水泥的性能硫铝酸盐水泥的主要矿物组成特征是以其含有的大量硫铝酸钙(C4A3S)而区别于其它系列水泥，与传统的硅酸盐水泥混凝土相比，它具有早强、高强、抗冻融、抗渗、耐腐蚀等特点。
2.1早强、高强硫铝酸盐水泥具有优异的早期强度，其3天的抗压强度指标相当于普通硅酸盐水泥28天的强度；由于水泥熟料中含有大量硅酸二钙，因此水泥的后期强度会缓慢增长，不会出现后期强度倒缩的情况。
表1为甘肃寿鹿山水泥厂生产的425快硬硫铝酸盐水泥与白银银山水泥厂生产的425普硅水泥各龄期抗压强度的比较。
可以看出，硫铝酸盐水泥的1天抗压强度高达30多MPa，而同标号的普硅水泥的1天强度仅为15.4MPa，硫铝酸盐水泥3天的抗压强度接近普硅水泥28天的强度值。
表1 不同品种水泥各龄期抗压强度对比2.2凝结时间短国家标准GB175-2007《通用硅酸盐水泥》规定：硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。
硫铝酸盐水泥基材料水化硬化机制的研究
摘要硫铝酸盐水泥具有快硬、早强、抗冻、抗渗、耐蚀、低碱性等优良特性，广泛应用于建筑工程、水泥制品、紧急抢修、防渗工程等方面。
在研究影响水泥性能的方面，水化硬化是两个重要的影响因素，同时粉煤灰和矿渣是水泥基材料中最常用的矿物掺合料。
本文结合颗粒的紧密堆积理论和最小二乘法原理，研究了矿渣和粉煤灰的掺入对水泥浆体力学性能、微观结构的影响。
研究结果表明：掺入矿渣和粉煤灰可以改善水泥基材料的颗粒级配，使水泥基材料具有较好的堆积密度，同时可以改善硬化水泥浆体的孔结构，增加硬化浆体的致密度，提高硬化浆体的强度。
当在硫铝酸盐水泥中同时掺入3.9%的粉煤灰和2.7% 2500目的矿渣时，硬化浆体结构较为致密，抗折、抗压强度较高。
关键词：硫铝酸盐水泥；粉煤灰；矿渣；紧密堆积理论；最小二乘法原理ABSTRACTsulphoaluminate cement with properties of high early strength, high strength, high impermeability, high frost resistance, anti-corrosion, lower alkalinity and so on, widely used in construction engineering, cement products, emergency repair, seepage control projects,etc. The study of influence of cement performance, hydration and harden are two important influence factors. Fly ash and slag are the most commonly used mineral admixtures in cement. This paper take packing density theory and the least square method into consideration, the influence of fly ash and slag mixed in cement on physical properties and microstructure is studied. The results show that adding slag and fly ash can improve grain composition of cement base material, make cement base material has good packing density, also can improve pore structure, density, and strength of hardening cement paste. The optimum additions of slag powder in mesh of 2500 and fly ash are 3.9% and 2.7%Keywords：Sulphoaluminate cement; Fly ash; Slag; Mechanical properties; Packing density theory;Least square method目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1 硫铝酸盐水泥的研究现状 (2)1.2.2 矿物掺合料的研究现状 (4)1.3本课题主要研究内容 (8)2 实验原料、设备及试验方法 (9)2.1 实验原料 (9)2.2 原料性能 (10)2.3 试验设备 (10)2.4 实验具体内容 (11)2.5预期实验结果 (11)2.6 试验方法 (11)2.6.1基本性能测试 (11)2.6.2 分析 (13)2.7 本章小结 (13)3 相关系数D值的计算 (14)3.1 粉体颗粒体积百分含量计算 (14)3.2 相对系数D值的计算 (14)3.3 最紧密堆积原理 (15)3.4 相对系数D值的选择 (15)3.5 本章小结 (19)4 矿物掺合料的掺入对硫铝酸盐水泥性能的影响 (20)4.1 粉煤灰和矿渣的掺量 (20)4.2 抗折强度分析 (20)4.3 抗压强度分析 (22)4.4 水化产物XRD分析 (24)4.5水化产物SEM分析 (25)4.6 本章小结 (26)5 结论 (27)参考文献 (28)致谢 ............................................................................................. 错误！未定义书签。
硫铝酸盐水泥的工艺制备
硫铝酸盐水泥的工艺制备硫铝酸盐水泥又称第三系列水泥，是中国人发明的唯一的特种水泥品种系列，其根本特征是该系列水泥的熟料以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物。
特种水泥有几十个品种，之所以称硫铝酸盐水泥为第三系列水泥，是因为硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成与传统的硅酸盐水泥和铝酸盐水泥有本质的不同。
硅酸盐水泥熟料以硅酸三钙和硅酸二钙为主要矿物，发明于1824年，时间早且用途最广泛，称为第一系列。
铝酸盐水泥以铝酸钙为主要矿物，发明于1908年，发明时间次之，称为第二系列。
硫铝酸盐水泥发明于1975年，所以称为第三系列。
其他众多品种的特种水泥，都是这三个系列水泥的衍生品种。
硫铝酸盐系列水泥主要包括快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥三个品种。
快硬硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐水泥熟料、5％~15％的硬石膏或二水石膏及不超过15％~35％的石灰石经粉磨制成。
该品种水泥具有早强、快硬、耐化学腐蚀等特点，主要用于水泥制品和工业与民用建筑的混凝土工程。
特别是在抢修、需要抗海水侵蚀和冬期施工工程中，更能体现该品种水泥的优越性。
低碱度硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐数你熟料，5％~20％的硬石膏及15％~35％的石灰石经粉磨制成。
该品种水泥的特点是早强、快硬和低碱度（水化液PH值低于10.5），主要用于玻璃纤维增强水泥制品的生产。
自应力硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐水泥熟料、30％~40％的二水石膏及不超过15％的石灰石经粉磨制成。
该水泥的特点是水化硬化时会产生高膨胀，主要用于生产水泥压力管。
1．生产硫铝酸盐水泥熟料所用的原、燃料生产硫铝酸盐水泥所用的基本原材料是石灰石、铝钒土和石膏，所用的燃料是烟煤。
（1）石灰石石灰石作为钙质原料主要提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的氧化钙成分。
生产硫铝酸盐水泥熟料所用的石灰石的成分要求一般为：w（CaO）≥50％、w(SiO2) ≤5％、w(MgO) ≤3％.适当成分的碱渣和电石渣也可作为硫铝酸盐水泥的钙质原料使用。