铝酸盐水泥水化机理.doc

.页眉. 页脚.. 铝酸盐水泥水化机理一, 高铝水泥的组成高铝水泥,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。铝酸盐水泥以 Al 2O 3、 CaO 和 SiO 2 为主要成分, 水泥的组成可能是 C 12A 7、 CA和C 2S、 CA、C 2S和 CA、C 2 AS和 CA 2。 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 C 3S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 AC 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。 2, 二铝酸一钙( CA 2) 高铝水泥中 CaO 含量较低时, CA 2 较多。其水化较慢, 早期强度低, 但后期强度不断增长。如果 CA 2 含量过高,将影响高铝水泥的快硬性能。但随 CA 2 增加,水泥的耐热性能提高。质量优良的高铝水泥,其矿物组成一般以 CA和 CA 2 为主。 3, 七铝酸十二钙( C 12A 7) C 12A 7 晶体中铝和钙的配位极不规则, 其结构中存在大量空腔, 水极易进入。因此, C 12A 7 水化、凝结极快, 但强度不及 CA 高。当水泥中 C 12A 7 较多时,水泥出现快凝,甚至强度倒缩,耐热性下降。 4, 钙铝黄长石( C 2 AS ) C 2 AS 也称吕方柱石,因为此晶格中离子配位对称性很高,故水化活性极低。 5, 六铝酸一钙( CA 6) CA 6 是低钙铝酸盐水泥中常见的一种矿物,为惰性矿物,无水硬性。.页眉. 页脚.. 但 CA 6 能提高水泥的耐热性。高铝水泥熟料的主要化学成分为 CaO 、 Al 2O 3、 SiO 2、 Fe 2O 3 ,还有少量的 MgO 、 TiO 2 等。下列为各国生产高铝水泥成分组成。二,高铝酸水泥中另外的成分及作用 1, 氧化铝氧化铝过低, 熟料中易出现 C 12A 7, 使水泥快凝, 强度下降; 氧化铝过高, CA 2 过多,亦使水泥早期强度降低。 2, 氧化钙氧化钙含量过高,熟料中易出现 C 12A 7, 使水泥快凝;氧化钙过低, 大量形成 CA 2, 使水泥早期强度降低。 3, 二氧化硅适量二氧化硅( 4%~5% ) 能促进生料更均匀地烧结, 加速熟料形成。.页眉. 页脚.. 但二氧化硅增加, C 2 AS 含量相应增加, 水泥的早期性能降低。一般认为, 熟料中二氧化硅含量不超过 10% 。 4, 氧化铁少量氧化铁能使熟料易于烧结, 但超过 4% 时熟料容易产生夹馅现象, 即表面正常,但内部生烧,使水泥的凝结变快,强度降低。 5, 氧化镁氧化镁常以碳酸镁形式存在于石灰石中,少量氧化镁( 1%~2% )能加速熟料生成,降低高铝熔融物的粘度和熔融温度。但随氧化镁增多,镁铝尖晶石亦相应增加, MA 不具有胶黏性,在生产中氧化镁含量应少于 2% 。四,高铝水泥的水化及硬化高铝水泥的主要矿物为 CA ,由于 CA 结构中 Ca 、 Al 的配位极不规则,水化极快,因此,其水化产物与温度关系极大。一般认为: 当温度为 15~20 ℃时: CA+10 H→ CAH 10 当温度为 20~30 ℃时:( 2m+n ) CA+ ( 10n+11m ) H→ n CAH 10+ mC 2 AH 8+ mAH 3m与 n 之比随温度提高而增加。当温度>30 ℃时: 3CA+12H → C 3 AH 6 +2 AH 3 CA 2 的水化与 CA 相同: 当温度为 15~20 ℃时: 2CA 2 +26H → 2CAH 10 +2AH 3 温度为 20~30 ℃时: 2CA 2 +17H →C 2 AH 8 +3AH 3 温度>30 ℃时: 3CA 2 +21H →C 3 AH 6 +5AH 3 .页眉. 页脚.. C 12A 7 的水化比 CA 还快,水化反应如下: 温度<5 ℃时:C 12A 7 +66H → 4CAH 10 +3C 2 AH 8 +2CH 温度<20 ℃时: C 12A 7 +51H → 6C 2 AH 8 +AH 3 温度>20 ℃时: C 12A 7 +33H → 4C 3 AH 6 +3AH 3 C 2 AS 水化极为缓慢。高铝水泥的硬化过程, 与硅酸盐水泥基本相同。 CAH 10、 C 2 AH 8 都属于六方晶系, 所形成的片状与针状晶体相互交叉搭接, 形成坚固的骨架结构, 氢氧化铝凝胶填充期间, 且结合水量大, 因此空隙率低,结构致密,使水泥获得较高的机械强度。五,高铝水泥的养护我国 GB201-81 规定,高铝水泥划分为四个标号,既 425 、 525 、 625 和 725 四种型号。高铝水泥的最大特点是强度发展非常迅速, 24h 内几乎可以达到最高强度的 80% 。另