高鋁水泥
高鋁水泥,以前稱礬土水泥,是以鋁礬土和石灰為原料,按一定比例配製,經煅燒、磨細所製得的一種以鋁酸鹽為主要礦物成分的水硬性膠凝材料,又稱鋁酸鹽水泥。
特性
1、早強特性:其早期強度增進率遠遠超過快硬矽酸鹽水泥,適用於緊急搶修工程,但後期強度會降低,在結構工程中限制使用。
2、水化熱較大:早期水泥硬化放熱大,與同標號的矽酸鹽水泥相比,僅一天就可放出水化熱總量的70~80%。由於幾种放熱,適用於低溫養護的混凝土工程。
3、抗硫酸鹽侵蝕性能強:水化過程不析出遊離氫氧化鈣而是生成氫氧化鋁凝膠,在顆粒表面形成保護膜。在後期晶體轉化過程中抗侵蝕性有所降低。
4、耐高溫性好:高鋁水泥可作為耐熱混凝土的膠結材料,配置成耐熱混凝土。
正文
以鋁酸鈣為主要礦物組成的水泥,也稱礬土水泥。它是以石灰石和礬土為原料配製成生料,經高溫熔融或燒結成以鋁酸鈣為主要礦物組成的熟料,再經磨細而成。礬土含鐵量較低的,可採用迴轉窯燒結法生產;礬土含鐵量高的,則採用電爐、高爐或反射爐熔融法生產。高鋁水泥的水化產物中不含有氫氧化鈣,在高溫下,水泥仍能保持較高的強度,用它製作的混凝土經900°C和1300°C熱處理後的殘餘強度,分別為原有強度的70%和50%左右。因此,高鋁水泥多用來製作耐火膠泥和耐熱混凝土,廣泛用於各種工業窯爐。此外,高鋁水泥與石膏按一定比例配合,可製成膨脹水泥和自應力水泥(見特種水泥)。由於高鋁水泥的水化物有較多的結晶水,也可用來製作防輻射混凝土。
高鋁水泥早期強度增長很快,1天強度值可達到其標號強度值的80%左右。水泥的標號以 3天抗壓強度值確定。中國標準規定:高鋁水泥分為425、525、625、725四個標號。高鋁水泥可用於搶修、早期強度要求較高、冬季施工、抗硫酸鹽腐蝕及抗凍等工程。但高鋁水泥後期強度下降幅度較大,因此長期承重的高鋁水泥混凝土,應按其標準規定的最低穩定強度值設計。
高鋁水泥由於水化產物的晶型轉變,導致水泥石長期強度下降的主要原因是:水泥水化後的主要水化產物CaO·Al2O3·10H2O(簡寫為CAH10)和2CaO·Al2O3·8H2O(簡寫為C2AH8)不穩定,在常溫下,隨著時間的推移,都會轉變成穩定的3CaO·Al2O3·6H2O(簡寫為C3AH6),三者的比重分別為1.72、1.95、2.52。由於水化物比重的變化,使水泥石的孔隙率顯著增加,導致強度下降。此外,水化物CAH10和C2AH8都屬六方晶系,晶體呈片狀、針狀,晶體間結合比較牢固,而C3AH6屬立方晶系,常有較多的位錯等缺陷存在,晶體本身強度較低,晶體之間的結合也比前兩種晶體差,這也是導致高鋁水泥強度下降的另一原因。在濕熱環境下,水泥石長期強度下降更為嚴重,甚至可能引起水泥石結構破壞。因此,一般在結構工程中,不宜採用高鋁水泥。