硫鋁酸鹽水泥解析
1.硫鋁酸鹽水泥的種類
從無水硫鋁酸鈣C4A3S 復(fù)合礦物研究中已開發(fā)出硫鋁酸鹽水泥系列。這個系列包括普通硫鋁酸鹽水泥和高鐵硫鋁酸鹽水泥(又稱鐵硫酸鹽水泥)。
硫鋁酸鹽水泥和鐵鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝完全一樣,區(qū)別僅在于兩者的鐵相礦物含量高低不同。
普通硫鋁酸鹽水泥:快硬硫鋁酸鹽水泥R·SAC 高強硫鋁酸鹽水泥H·SAC 膨脹硫鋁酸鹽水泥E·SAC自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥S·SAC低堿度快硬硫鋁酸鹽水泥
高鐵硫鋁酸鹽水泥:快硬鐵鋁酸鹽水泥R·FAC 高強鐵鋁酸鹽水泥H·FAC 膨脹鐵鋁酸鹽水泥E·FAC 自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥S·FAC
我國硫鋁酸鹽水泥應(yīng)用市場用量及品種
2.硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)的工藝特點
硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝跟傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相比,生料中石灰石的配入量大大降低,用于分解CaCO3的熱耗大幅度降低,放出CO2大大降低,且熟料燒成溫度較低,理論熱耗較低,燒成范圍較寬,節(jié)約能量。
3.硫鋁酸鹽水泥的原燃材料
原材料:鋁質(zhì)原料(主要提供Al2O3,也提供SiO2和Fe2O3)石灰質(zhì)原料(主要提供CaO)硫系原料(主要提供SO3)燃料:煙煤。
原料和燃料要求:礬土: Al2O3 >60%, SiO2 <15% 石灰石:CaO >50% , SiO2 <3.5%
二水石膏: SO3 >38%。硬石膏:SO3 >38%工業(yè)煙煤:發(fā)熱量>23826kJ/kg,灰分<3.5%, 揮發(fā)分>25% 原料總有害成分:R2O <0.5
4.硫鋁酸鹽的率值
三個系數(shù):堿度系數(shù)Cm,鋁硅比N,鋁硫比P
堿度系數(shù)Cm:表示熟料中氧化硅、氧化鋁和氧化鐵飽和形成C4A3S、C2AF、C2S的程度。Cm的范圍一般為0.95-0.98,必須小于1(就在于硫鋁酸鹽水泥系數(shù)中,不能有f-CaO的存在,否則將造成水泥的急凝)。
鋁硫比P:表示熟料中氧化鋁含量與三氧化硫含量之比,反映了形成C4A3S的氧化鋁與三氧化硫的適當比例。一般控制P<3.86.
鋁硅比N:表示熟料中氧化鋁含量與氧化硅含量值比,也反映了熟料中C4A3S 、C2S的比例。一般控制N>3。
5.硫鋁酸鹽水泥的配料原則
CaO的配入量:在硫鋁酸鹽水泥中,形成熟料礦物所需要的CaO是按照不足來設(shè)計的,因為如果CaO的配入量過多,超出形成熟料礦物所需要的量,將會形成f-CaO,從而造成熟料的急凝、強度低;同時,高鈣條件下, C4A3S的水化速度會大大加快。
SO3的配入量:在硫鋁酸鹽水泥中,形成熟料礦物所需要SO3的量按照過足來設(shè)計的,由于在硫鋁酸鹽水泥熟料煅燒過程中, SO3總會有所揮發(fā),如果SO3配入量不足,將會直接影響C4A3S的形成。在配料計算中SO3應(yīng)過量10%左右。
6.硫鋁酸鹽水泥熟料的礦物組成
硫鋁酸鹽水泥熟料中的礦物主要為C4A3S、C2S、C4AF,一般還存在少量游離石膏(f-CaSO4)、方鎂石(MgO)和鈣鈦礦(CaO·TiO2即CT) 等,煅燒不太正?;蚺淞喜划敃r,還有少量鈣黃長石(2CaO·Al2O3·SiO2即C2AS)、硫硅酸鈣(4CaO·2SiO2·CaSO4即2C2S·CaSO4) 、游離石灰(f-CaO)和鋁酸鈣(C12A7,CA)等。少量礦物游離石膏(游離CaSO4)方鎂石(MgO)鈣鈦礦(CaO·TiO2)煅燒不正?;蚺淞喜划敃r:鈣黃長石(2CaO·Al2O3·SiO2)硫硅酸鈣(4CaO·SiO2·CaSO4)游離石灰(游離CaO)
7.硫鋁酸鹽水泥的技術(shù)性能
A 硫鋁酸鹽水泥熟料的相對密度比硅酸鹽水泥熟料低,一班波動在2.87-2.92之間。
B 硫鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物主要由鈣礬石、鋁膠和鐵膠等組成。
C 硫鋁酸鹽水泥的初凝時間比硅酸鹽水泥快的多,一般在30-50min波動,終凝在40-90min波動
D 硫鋁酸鹽水泥總水化熱并不比硅酸鹽水泥總水化熱高,約45-50kJ/g,但是集中在8-48h釋放。
E 硫鋁酸鹽水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)與硅酸鹽水泥的孔隙結(jié)構(gòu)有明顯差別:總孔隙率低<15%;平均孔徑小,絕大部分孔徑小于30nm。最可級孔徑(1:1砂漿)為小于2.5nm,而且1.8nm左右的孔占很大的比例;孔的形狀多為墨水瓶孔。這樣的孔結(jié)構(gòu)是形成硫鋁酸鹽水泥抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕、干縮小等優(yōu)良性能的關(guān)鍵。
F 硫鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥比較,水化液相堿度低。因此可以抑制其由于使用堿活性集料而可能發(fā)生的堿-集料反應(yīng)。
8.硫鋁酸鹽水泥的特點和應(yīng)用
硫鋁酸鹽水泥的特點是早強高強、高抗凍性、耐蝕性、高抗?jié)B性、膨脹性能、低堿性。
目前主要應(yīng)用在 :冬季施工工程、搶修和搶建工程、配制噴射混凝土、生產(chǎn)水泥制品和混凝土預(yù)制構(gòu)件,補償收縮砼的配制和抗?jié)B工程、生產(chǎn)纖維增強水泥制品等。
硫鋁酸鹽水泥是當今世界水泥發(fā)展史上新出現(xiàn)的品種系列,尚處于應(yīng)用推廣時期,然而目前已顯示出十分樂觀的發(fā)展前景。
編輯:姜立東
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