硅酸盐水泥与铝酸盐水泥的对比研究(2)
作者:佚名; 更新时间:2013-10-15

  2.2铝酸盐水泥
  铝酸盐水泥是以矾土或含铝废渣为主要原料、烧制成以铝酸盐矿物或铝酸盐复合矿物为基本组成的水泥,代号为CA,主要矿物组成为铝酸一钙(CaO·Al2O3)和二铝酸一钙(CaO·2Al2O3),主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和少量的MgO、TiO2等[6]。
  铝酸盐水泥按Al2O3含量百分数可以分为四类:CA-50、CA-60、CA-70和CA-80。其化学成分及主要物理性能指标如表3、4所示。
  表3铝酸盐水泥的化学成分(GB201-2000)
  ①当用户需要时,生产厂应提供结果和测定方法
  表4铝酸盐水泥物理性能指标
  ①当用户需要时,生产厂应提供结果
  铝酸盐水泥的水化作用主要是铝酸一钙的水化过程,其水化反应随温度而不同:当温度<20℃时,其主要水化产物为CaO·Al2O3·10H2O;当温度在20-30℃时,主要水化产物为2CaO·Al2O3·8H2O;当温度>30℃时,主要水化产物为3CaO·Al2O3·6H2O。CA2的水化与CA基本相同,但水化速率较慢。另外,C12A7的水化反应很快,也生成C2AH8,C2AS与水作用则极为微弱,可视为惰性矿物,少量的C2S则生成水化硅酸钙凝胶。
  水化物CAH10或C2AH8为针状或片状晶体,互相结成坚固的结晶连生体,形成晶体骨架。同时所生成的氢氧化铝凝胶填塞于骨架空间,结构致密,使水泥初期强度能得到迅速增长,而以后强度增长不显著。CAH10和C2AH8随着时间延长逐渐转化为较稳定的C3AH6,此过程随着环境温度的上升而加速,其结果游离水从水泥石内析出,孔隙增大,同时C3AH6本身强度较低,晶体间结合差,因而使水泥石的强度大为下降,引起长期强度下降,特别在湿热环境中,强度降低显著(后期强度可比最高强度值降低40%以上)。
  由于其特有的水化机理,铝酸盐水泥具有与硅酸盐水泥不同的特点,在应用范围上也存在一定区别:(1)水化热大,与一般高强度硅酸盐水泥大致相同,但放热速率特别快,且放热集中,1d内即可放出水化热总量的70-80%;(2)耐高温性好,可用于1000℃以下的耐热构筑物;(3)耐硫酸腐蚀性强,抗腐蚀性高于抗硫酸盐水泥;(4)硬化后不含铝酸三钙,不析出游离的氢氧化钙,且硬化后结构致密,对矿物水的侵蚀作用有很高的抵抗性;(5)属早强型水泥,其1d强度可达3d强度的80%以上,3d强度便可达到普通硅酸盐水泥28d的水平,后期强度增长不显著,主要用于工期紧急的工程和抢修工程。
  
  3结论
  
  硅酸盐水泥和铝酸盐水泥作为应用最为普遍的水泥品种,其重要性不言而喻。但是由于其成分、水化机理不同,使他们的性能存在较大差异,进而导致应用范围的不同。硅酸盐水泥标号高、抗冻性好、干缩性好、耐磨性好、不易产生裂缝,常用于重要结构中的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程,且适用于冬季施工、严寒地区遭受反复冻融的工程和干燥环境下的地面工程。铝酸盐水泥放热速率特别快、耐高温性好、耐硫酸腐蚀性强、不析出游离的氢氧化钙、早期强度高,可用于耐热构筑物、腐蚀性环境、矿物水侵蚀环境、工期紧急的工程和抢修工程等。不同的水泥优缺点也不同,适用范围不同,因此在工程施工过程中,明确水泥应用范围,正确合理的选用水泥品种对保证工程质量具有十分重要的作用。
  
  参考文献
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  [3]袁润章. 胶凝材料学(第二版)[M]. 武汉:武汉理工大学出版社,1996.
  [4]沈春林. 聚合物水泥防水涂料[M]. 北京:化学工业出版社,2003.
  [5]李连生,郭芳芳. 硅酸盐水泥的主要性能和应用[J]. 应用能源技术,2007(4):10-11.
  [6]张宇震. 中国铝酸盐水泥的生产与发展[J]. 水泥,2003(7):42-45.
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