硫铝酸盐水泥发展现状

硫铝酸盐水泥的发展现状

梁鸣

重庆科技学院

摘要：硫铝酸盐水泥作为特种水泥品种之一，具有早期强度高、凝结时间短、抗腐蚀性好、抗冻融性好、液相碱度低、自由膨胀率低等优点，并且生产成本低，在目前具有广阔的市场前景。本文重点阐述了硫铝酸盐水泥的性能、用途、生产条件及状况。

关键词：硫铝酸盐水泥；特种水泥；性能；用途；生产条件；生产现状

The Current Situation Of Sulpho-aluminate

LiangMing

ChongQing Uinversity Of Science And Technology

Abstract:Sulpho-aluminate, one of special cement varieties, has the advantages of higher strength in early period, shorter condensation time, better resistance to corrosion, better resistance to antifreeze, lower alkalinity in liquid phase, lower free expansive rate and so on. Moreover the production cost of sulpho-aluminate is low, so it has a large market foreground. In this article, we focus on the performance, application, production conditions and situations of sulpho-aluminate. Key words: sulpho-aluminate; special cement; performance; application; production conditions; production situation

随着现代工业的发展，到了20世纪初，仅仅有硅酸盐水泥、石灰、石膏等几种胶凝材料已远远不能满足重要工程建设的需要，因而一些专用水泥品种和特种水泥品种便应运而生。硫铝酸盐水泥是由矾土、石灰石、石膏按一定配比，经低温（1300℃~1350℃）煅烧而生产以硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）为主要矿物相的熟料，再在该熟料中配加适量混合材（石灰石、石膏等）后，共同粉磨而制成的具有早期强度高强、凝结时间短、碱度低等一系列优异性能的水硬性胶凝材料[1]。硫铝酸盐水泥是1975年我国建筑材料科学研究院研制成功的，并于1982年获得国家发明二等奖[2]，随着研究的不断深入这种水硬性胶凝材料被开发成了一系列特种水泥，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5个硫铝酸盐水泥品种[3]。硫铝酸盐水泥熟料的生产所需要的热耗低，且其易磨性好，因而是一种节能水泥。2005年，我国硫铝酸盐水泥产量达到了125.3万吨。目前，全国硫铝酸盐水泥产量基本稳定在125万吨左右。

1硫铝酸盐水泥的性能

1.1早期强度高

在目前企业所生产的各种快硬水泥中，硫铝酸盐水泥的早期强度性能要比硅酸盐水泥高3个标号，最高达725，其3d或7d的抗压强度指标也与普通硅酸盐水泥

28d的抗压强度相当[4]，见表1；并且由于硫铝酸盐水泥熟料中含有大量硅酸二钙（C2S），因而水泥的后期强度会缓慢提高，不会有后期强度倒缩的情况出现。因此，硫铝酸盐水泥是一种早期强度高强、凝结时间短、后期强度不会倒缩的优质水泥。

表1 快硬硫铝酸盐水泥个强度等级

强度等级

抗压强度/MPa抗折强度/MPa

1d 3d 28d 1d 3d 28d

42.5 52.5 62.5 72.530.0

40.0

50.0

55.0

42.5

52.5

62.5

72.5

45.0

55.0

65.0

75.0

6.0

6.5

7.0

7.5

6.5

7.0

7.5

8.0

7.0

7.5

8.0

8.5

1.2 自由膨胀率低

硫铝酸盐水泥，一种具有低自由膨胀率优势的水泥，由表2可以看出，在灰砂比（C/S）为1:0.5的情况下，低碱硫铝酸盐水泥28天的自由膨胀率为0.00~0.10%，快硬硫铝酸盐水泥28天的自由膨胀率为0.00~0.07%[5]。

表2 硫铝酸盐水泥自由膨胀率

水泥品种灰砂比（C/S）28天自由膨胀率

硫铝酸盐低碱水泥硫铝酸盐快硬水泥1:0.5

1:0.5

0.00~0.15%

0.00~0.07

1.3 液相碱度低

硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）是硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物组成，水泥水化过程中，C2S和C4A3S的主要水化反应为：

C4A3S + 2CaSO4+ 38H2O →C3A•3CaSO4•32H2O + 2AH3 (1)

C2S+ 2H2O →C-S -H + Ca(OH)2 (2)

3Ca(OH)2 + 2CaSO4 + AH3 + 26H2O →C3A•3CaSO4•32H2O (3) 由水化反应可知，硅酸二钙（C2S）水化产物Ca(OH)2只是一种中间产物，最终生成C3A•3CaSO4•32H2O，因此，硫铝酸盐水泥液相碱度较低，见表3，而普通硅酸盐水泥的水化液相PH值一般高达13左右。

表3 硫铝酸盐水泥液相碱度[6]

水泥品种水灰比（W/C）水泥液相1小时后PH值

硫铝酸盐低碱水泥硫铝酸盐快硬水泥10:1

10:1

≤10.5

≤11