铝酸盐水泥

还是配制膨胀水泥和自应力水泥的主要组分。
二、组成
1、矿物组成 由于高铝水泥以Al2O3、CaO、SiO2为主 要成分，因此其矿物组成为C12A7、CA和 C2S，CA、C2S和C2AS，或CA、C2AS和 CA2。
（1）铝酸一钙（CA）
CA是高铝水泥的主要矿物，它使高铝水泥的初 始强度发展速率远比高C3S含量的硅酸盐水泥快。 其特点是凝结正常，硬化迅速，是高铝水泥强度的 主要来源。但是CA含量过高时，强度发展主要集中 在早期，后期强度增进率不显著。
高铝水泥
一、概述
高铝水泥，又称矾土水泥或铝酸盐水泥，是以铝酸钙为主的熟料经 磨细制成的水硬性胶凝材料。
1918年高铝水泥真正投入商业性生产。具有十分典型的早强快硬特
性，最初主要用于军事工程，如法国军队在第一次世界大战中用其构筑 炮座和其他特殊工程。目前这种水泥不仅用于军事工程，而且还广泛应 用于各类抢修工程，冬季施工和要求早强的特殊工程。另外，高铝水泥 还具有良好的耐高温特性，可用于制备耐热混凝土，作窑炉内衬材料，
（5）六铝酸一钙（CA6）
低钙铝酸盐水泥中常见的一种矿物，为惰性矿 物，无水硬性。但其可提高水泥的耐热性。
2、化学组成
主要化学成分为CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3，还有少量
的MgO、TiO2等。
（1）氧化铝（Al2O3）
氧化铝是保证形成低碱性铝酸钙的基本成分，我国采用 烧结法生产时氧化铝大于45%；国外氧化铝为35%~45%。 氧化铝过低，熟料中易出现C12A7，使水泥快凝，强度下降；
CA属于单斜晶系，熔融温度1600℃。其晶形与
煅烧方法、冷却条件等因素有关，熔融法生产高铝 水泥熟料中的CA呈棱柱状（5~10微米），烧结法 生产熟料中的CA呈不规则矩形或板状。
（2）二铝酸一钙（CA2）
高铝水泥中CaO含量较低时，CA2较多。其水 化硬化较慢，早强低，但后期强度能不断增长。如 果CA2含量过高，将影响高铝水泥的快硬性能。但 随CA2增加，水泥的耐热性能提高。属于单斜晶系。 熔融法生产时，CA2晶体呈巨大棱柱状；烧结法生
Al2O3/SiO2>7%。熔融法生产水泥时可采用低品位铁矾土。 对石灰石的要求为：
要求采用较纯的石灰石，其中CaO≥52%，SiO2<1，MgO<2%。
2、配料计算
与硅酸盐水泥熟料生产相似，为了得到含适量 CA的高铝水泥熟料，必须控制熟料中CA与CA2的比 例。一般采用铝酸盐碱度系数（Am）和铝硅比系数 （A/S）来配制。
（7）其他
碱可使熔融温度降低，但含量超过0.5%，会引起水泥快 凝和强度下降。P2O5含量超过1%时，水泥的强度下降。
三、高铝水泥的生产
一、原料
生产高铝水泥的原料为矾土和石灰石。
矾土主要成分为Al2O3，我国采用回转窑烧结法生产水泥时对矾土的要求 为：
SiO2<10%，Al2O3>70%，Fe2O3<1.5%，TiO2<5%，
Al2O3过高，CA2过多，使水泥早期强度降低。
（2）氧化钙
氧化钙过高，熟料中容易出现C12A7；氧化钙过 低，大量形成CA2。熟料烧成温度随CaO含量增加 而降低，采用烧结法生产时，若CaO过高，烧成温 度范围较窄，生产不易控制。
（3）氧化硅
适量（4%~5%）能促进生料更均匀地烧结，加 速熟料形成。但氧化硅过多，C2AS含量相应增加， 水泥的早强性能降低。一般认为SiO2含量不宜超过 10%。
（4）氧化铁
熔融法生产时，氧化铁能降低熔融温度，但含 量不宜超过15%；烧结法生产时，少量氧化铁使熟 料易于烧结，但超过4%时熟料容易产生夹馅现象， 即表面正常，内部生烧，使水泥的凝结变快，强度 降低。
（5）二氧化钛
含量超过4%时，水泥活性降低。
（6）氧化镁
少量MgO（1%~2%）能加速熟料形成，降低高铝熔融 物的粘度和熔融温度。随着MgO增多，镁铝尖晶石相应增加， MA不具有胶凝性，生产中MgO含量应不小于2%。
（1）铝酸盐碱度系数（Am） 铝酸盐碱度系数（ Am ），是指熟料中形成CA和CA2的CaO量与熟料中铝酸钙全部为 CA时所需的CaO量之比。 Am=（C-1.87S-0.70（F+T））/（0.55（A-1.70S-2.53M）） Am越大，表示熟料中CA/CA2之比值越大；反之，CA/CA2之比值越小。熟料中除生成 C2AS和MA之外，当Am=1时，其余Al2O3全部化合成CA，而不存在CA2；当Am=0.5时， 只形成CA2，而不存在CA。我国生产高铝水泥时，Am下限一般为0.5左右，上限值为 0.8~0.9。当上限值接近于1时，用熔融法制得的水泥会出现快凝；烧结法生产水泥时易结 窑引起产量明显下降。Am降低，水泥凝结变慢，强度降低，若Am低于0.5，则水泥强度 发展很慢。 （2）铝硅比系数（A/S） A/S越高，S越少，水泥强度越高。A/S大于7时，水泥标号可达到325#，A/S大于9时，水 泥标号可达到425#。 （3）水泥熟料的矿物组成计算 CA=1.55（2Am-1）（A-1.70S-2.53M）；CA2=2.55（1-Am）（A-1.7S-2.53M） C2AS=4.57S；CT=1.70T；C2F=1.7；MA=3.53M。
3、生产方法
可采用熔融法和烧结法。
（1）熔融法
将生料置于电炉、高炉、反射炉或转炉中熔融 制取熟料。实际生产的熔融温度1300~1400℃。 （2）烧结法 回转窑烧成，烧成温度1300~1330 ℃。
四、高铝水泥的硬化过程
高铝水泥水化生成的CAH10、C2AH8属于六方 晶系，所形成的片状与针状晶体互相交叉搭接，形 成坚固的骨架结构，氢氧化铝凝胶填充其间，且结 合水量大，因此孔隙率低，结构致密，使水泥获得 较高的机械强度。
产时，呈粒状（10~20微米）。
（3）七铝酸十二钙（C12A7）
结构中铝和钙的配位极不规则，结构中存在大 量空腔，水极易进入。因此，C12A7水化、凝结极快， 但强度不及CA高。当水泥中C12A7较多时，水泥出 现快凝，甚至强度倒缩，耐热性下降。
（来自百度文库）钙铝黄长石（C2AS）
晶格中离子配位对称性很高，故水化活性极低。