26、高铝水泥的生产及性能特点

高铝水泥的生产及性能特点

以铝酸钙为主、氧化铝含量约50%的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥。高铝水泥熟料的主要矿物组成为：CA 、CA 2、C 12A 7、C 2AS ，还有微量的尖晶石(MA)和钙钛石(CaO ⋅TiO 2)以及铁相，可能为C 2F ，也可能为CF 、Fe 203、Fe0等。

高铝水泥生产所用原料为矾土和石灰石。国外多采用熔融法生产高铝水泥。原料不需磨细，可用低品位矾土。但烧成热耗高，熟料硬度高，粉磨电耗大。我国广泛采用回转窑烧成法，烧成热耗低，粉磨电耗低，可用生产硅酸盐水泥的设备。但要用优质原料，生料要均匀，烧成温度范围窄，仅50～80℃，烧成温度一般在1300～1380℃。在煅烧中要采用低灰分燃料，以免灰分落入而影响物料的均匀性，造成结大块和熔融。另外，要控制好烧成带的火焰温度。由于熟料凝结正常，水泥粉磨时不加石膏等缓凝剂。

生料配料主要控制碱度系数Am = 2.53M)

.55(A 0T)0.7(F 1.87S C --+--和铝硅比系数(Al 2O 3/SiO 2)。Am 值高则CA 多，水泥凝结快，强度高；Am 值低，则CA 少而CA 2多，凝结慢、强度低。回转窑生产时，普通高铝水泥一般Am 选取0.75，若为快硬高强的高铝水泥，Am 应控制在0.8～0.9之间；如要求具有较好的耐高温性能，则Am 应控制在0.55～0.65较为合适。铝硅比A/S 值对水泥强度有很大影响。A/S ＞7，水泥标号可达325号以上；A/S ＞9，水泥标号可达425号以上，对于低钙铝酸盐水泥，A/S 常高于16。

CA 是高铝水泥的主要矿物，有很高的水硬活性，凝结时间正常，水化硬化迅速；CA 2水化硬化慢，后期强度高，但早期强度却较低，具有较好的耐高温性能。

CA 的水化产物与温度关系很大，在环境温度低于20℃时，主要生成CAH 10；温度20～30℃，转变为C 2AH 8和Al(OH)3凝胶；温度高于30℃时，则转变为C 3AH 6和Al(OH)3凝胶。C 12A 7的水化与CA 相似，结晶的C 2AS 水化很慢,β-C 2S 水化生成C-S-H 凝胶。由于介稳相CAH 10和C 2AH 8逐步转变为C 3AH 6稳定相，温度越高，转变越快，同时晶型转变释放出大量游离水，孔隙率急剧增加，使得高铝水泥的长期强度特别是在湿热环境下会明显下降，甚至引起工程破坏，因此，许多国家限制高铝水泥应用于结构工程。

高铝水泥初凝时间不得早于40min ，终凝时间不得迟于10h 。在高铝水泥中加入15%～60%硅酸盐水泥会发生闪凝，这是因为硅酸盐水泥析出Ca(OH)2，增加液相的pH 值之故。 高铝水泥的特点是强度发展非常迅速，24h 内几乎可达到最高强度，标号以3d 抗压强度来表示。其28d 强度不得低于3d 强度指标。另一特点是在低温（5～10℃）也能很好硬化，而在气温较高（＞30℃）条件下养护，强度剧烈下降。因此，高铝水泥使用温度不得超过30℃，更不宜采用蒸汽养护。高铝水泥抗硫酸盐性能好，因为水化时不析出Ca(OH)2。此外，水化产物含有Al(OH)3凝胶，使水泥石致密，抗渗性好，对碳酸水和稀酸(pH 不小于4)也有很好的稳定性，但对浓酸和浓碱的耐蚀性不好。由于在高温下（＞900℃），高铝水泥会发生固相反应，烧结结合逐步取代水化结合，因此，高铝水泥又有一定耐高温性，在高温下仍能保持较高强度，特别是低钙铝酸盐水泥，可作各种高温炉内衬。目前高铝水泥主要用于配制膨胀水泥、自应力水泥和1200～1400℃的耐热混凝土。