高铝水泥的生产及性能特点.docx
水泥企业的十万个为什么一化验室及工艺知识(三)高铝水泥的生产及性能特点16、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、CA2、C12A7、C2AS,还有微量的尖品石(MA和钙石(CaOTiO)以及铁相，可能为C2F,也可能为CF、Fe203>FeO等。高铝水泥生产所用原料为矶土和石灰石。国外多采用熔融法生产高铝水泥。原料不需磨细，可用低品位矶土。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5080°C,烧成温度一般在13001380oCo在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=C-l.87S-0.7(F+T)0.55X(A-l.7S-2.53M)和铝硅比系数(Al:O./SiO:)。Am值高则CA多，水泥凝结快，强度高；Am值低，则CA少而CA2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0.809之间：如要求具有较好的耐高温性能，则A应控制在0.550.65较为合适。铝硅比A/S值对水泥强度有很大影响。AS>7,水泥标号可达325号以上:AS>9,水泥标号可达425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；CA2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CAHlo温度2030°C,转变为C3AH6和AI(OH)3凝胶：温度高于30时，则转变为C3AH6和AI(OH)3凝胶。C12A7的水化与CA相似，结品的C2AS水化很慢，-C2S水化生成C-ST凝胶。由于介相CAHlO和C2AH8逐步转变为C3AH6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。该水泥分为425、525、625、725四个标号。其28d强度不得低于3d强度指标。另一特点是在低温(510%)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。高铝水泥抗酸盐性能好，因为水化时不析出Ca(OH)2o此外，水化产物含有AI（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°C）,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°C1400°C的耐热混凝土。17、广泛试纸测定氯化按缓冲溶液为什么偏高配制PHlo的NH40H-NH4CL缓冲溶液时，将675gNHCl溶于水中，加57OnIINH40H,然后用水稀释至1L,为什么用广泛试纸测定H值不是10,而是10以上，有时达到13。PH10NH3-NH4C1缓冲溶液主要用于钙镁含量的络合滴定，其溶液的PH值要求在10左右测定溶液PH值的方法很多，通常是用广泛试纸蘸取缓冲溶液，然后迅即与PH值色板对照试纸浸湿部位颜色与色板上最相近的那个颜色所对应的PH值数值就是溶液的PH值。本题中所讲配制PH10NH3-NH4C1缓冲溶液，用广泛试纸测定PH值不是10,其原因如果不是强碱引入溶液（器具上粘有强碱，未洗净或由于意外原因引入强碱），则问题出在氨水浓度和广泛试纸的操作这两方面。在试验中，PH为10的缓冲溶液是控制溶液酸度的一种缓冲溶液。因为缓冲剂本身浓度较大，因此对计算结果也不要求十分准确，其数值采用近似方法计算。加之氨水浓度不固定，一般在26%28%之间波动，所以配制的缓冲溶液其H值也不一定很准，PH值大于10就是非常可能的。另外，以广泛试纸检验的PH值，应在蘸取缓冲溶液半秒钟（0.5s）之内对照色板，如果时间长了再对比也有偏高的可能。即便用PH值计来测定，用甘汞电极和玻璃电极测得的PH值在碱性范围内也不十分准确。只有选用合适在碱性区域内使用的电极测定才会比较准确。如果经检测溶液H值略大于10,对测定结果的影响不显著，这一点尽管放心使用。但如果经检测溶液PH值太大，远远超过10,象题中所说达到PH13以上，则应香明具体原因，反复检测几次，若仍为PH13以上，则应弃之重新配制。根据缓冲溶液的缓冲机理，一般来说，如果氨水的浓度变化对溶液PH值影响不十分显著，误差原因通常是化验员在操作时，广泛试纸蘸取缓冲溶液后没有在规定的时间（半秒钟）以内对照色板，或缺乏经验，对照不准而造成了误差，有的甚至将PHlO误差为PH13,凡属这种情况，化验员应加强基本技能的训练，熟练后即可减少此类误差。18、硅酸二钙的性能特点CS在熟料中含量一般为20%左右，是硅酸盐水泥熟料的主要矿物之一，在熟料中并不是以纯的形式存在，而是与少量MgO.AO、FeO.R等氧化物形成固溶体，通常称为贝利物（Belite）或B矿。纯CS在145OC以下有下列多晶转变。1425C1160630680C<500Cv*aNal*f780则C<H高瀛1"诧陶醯巾）在室温下，a、aH、AL、B等变型都是不稳定的，有转变成Y的趋势。在熟料中a型、。型一般较少存在，在烧成温度较高、冷却较快的熟料中，由于固溶有少量MgO、A1203、Fe203;等氧化物，可以B型存在。通常所指的硅酸二钙或B矿即为B型硅酸二钙。a型和aH型C2S强度较高，而Y型C2S乎无水硬性。在立窑生产中，若通风不良，还原气氛严重、烧成温度低、液相量不足、冷却较慢时，则硅酸二钙在低于500下，易由密度为3.28gCm的B型转变为密度为2.97g/cm的型，体积膨胀10%而导致熟料粉化，但若液相量多，可使溶剂矿物形成玻璃体，将B型硅酸二钙晶体包围住，并采用迅速冷却方法使之越过B型向丫型转变温度而保留下来。纯硅酸二钙色洁白，当含有Fe203时星棕黄色。贝利特水化反应较慢，28d水化20%左右凝结硬化缓慢，早期强度较低，但后期强度增长率较高，在一年后可赶上阿利特。贝利特的水化热较少，抗水性较好。19、硅酸三钙的性能特点C3S是硅酸盐水泥熟料的熟料的主要矿物。其含量通常为50%左右，有时甚至高达60%以上。纯C3S只有在20651250°C温度范围内才稳定。在2065°C以上，不一致熔融为Cao和液相：在1250°C以下，分解为C2S和CaO,但反应很慢，故纯C3S在室温可呈介稳状态存在。C3S有三种晶系七种变型：107QC106OC990C960C920C520R_>Mill_>lMl<»Tni韦律零喈R型为三方晶系，M型为单斜晶系，T型为三斜晶系，这些变型的晶体结构相近。在硅酸盐水泥熟料中，通常不以纯的C3S形式存在，总含有少量MgO>A120.Fe203等，形成固溶体，称为阿利特(Alite)或A矿，阿利特通常为M型或R型。纯C3S为白色，密度为3.14gcm,其晶体截面为六角形或棱柱形。单斜晶的阿利特单晶为假六方片状或板状。在阿利特中常以C2S和CaO的包裹体存在。C3S凝结时间正常，水化较快，放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大。28d强度可达1年强度的70%80%,其28d强度和1年强度在四种矿物中均最高。但C3S的水化热较高，抗水性差。
