二、鋁酸鹽水泥
鋁酸鹽水泥是以鋁酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料,磨細制成的水硬性膠凝材料,代號 CA。根據(jù)需要也可在磨制Al2O3含量大于68%的水泥時摻加適量的a-Al2O3。按Al2O3含量百分數(shù)將鋁酸鹽水泥分為四類:
CA-50 50%
CA-60 60%
CA-70 68%
CA-80 77 %
鋁酸鹽水泥的主要礦物成分為鋁酸一鈣(CaO·Al2O3),及其他的鋁酸鹽,如CaO·2Al2O3、2CaO · Al2O3· SiO2(鋁方柱石)、12CaO · 7 Al2O3等,有時還含有很少量 2CaO · SiOz等。
(一)鋁酸鹽水泥的水化與硬化
其水化反應隨溫度的不同而水化產(chǎn)物不相同。
當溫度小于20°C時,其反應:
CaO · Al2O3+ 10HzO一→CaO · Al2O3· 10HzO 當溫度在20-30°C時,其反應:
2(CaO · Al2O3)十11HzO一→2CaO · Al2O3· 8HzO+ Al2O3· 3HzO 當溫度大于30°C時,其反應:
3(CaO·Al2O3) + 12HzO一→3CaO · Al2O3· 6HzO十2CAl2O3· 3HzO)
在一般條件下, CAH10和C2AH8同時形成,一起共存,其相對比例則隨溫度的提高 而減少。但在較高溫度(300C以上)下,水化產(chǎn)物主要為C3AH6。
鋁酸鹽水泥中CAz的水化與CA基本相同,但水化速度較慢。C1zA7的水化作用很 快,也生成CzAHs。而CzAS與水作用則極為微弱,可視為惰性礦物。CzS則生成C-S-H 凝膠。
水化物CAH10或CzAH8都屬六方晶系,具有細長的針狀和板狀結(jié)構(gòu),能互相結(jié)成豎 固的結(jié)晶連生體,形成晶體骨架。析出的氫氧化鋁凝膠難溶于水,填充于晶體骨架的空隙 中,形成較密實的水泥石結(jié)構(gòu)。同時水化5~7d后,水化鋁酸鹽結(jié)晶連生體的大小很少改 變,故鋁酸鹽水泥初期強度增長很快,而以后強度增長不顯著。隨著時間的推移CAH10 和CzAH8會逐漸轉(zhuǎn)化為C3AH6,后期水泥強度降低。硅酸二鈣的數(shù)量少,在硬化過程中 不起很大作用。
鋁酸鹽水泥在普通硬化條件下,水泥石中不含鋁酸三鈣和氫氧化鈣,同時密實度也較 大,因此對礦物水和硫酸鹽的侵蝕作用具有很高的抵抗能力。
(二)鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求
鋁酸鹽水化常為黃或褐色,也有呈灰色的,國家標準《鋁酸鹽水泥)) (GB 201 2000)規(guī)定,其細度要求0.045mm篩余不大于20%或其表面積不小于300m2/kg,凝結(jié)時間(膠砂)應符合表1-13要求。各類型鋁酸鹽水泥各齡期強度值得附于表1-14數(shù)值。
凝結(jié)時間 表1-13
水泥類型 初凝時間不得早于(min) 終凝時間不得遲于( h)
CA~50、CA-70、CA-80 30 6
CA-60 60 18
水泥膠砂強度 表1-14
水泥類型 抗壓強度(MPa) 抗折強度(MPa)
6h 1d 3d 28d 6h 1d 3d 28d
CA-50 201) 10 50 3. 01) 5. 5 6. 5
CA-60 20 15 85 2. 5 5. 0 10.0
CA-70 30 40 5.0 6. 0
CA-80 25 30 4.0 5. 0
注:1)當用戶需要時,生產(chǎn)廠應提供結(jié)果。
(三)鋁酸鹽水泥的特'性
(1)快凝早強, 1d強度可達度的80%以上。
(2)水化熱大,且放熱量集中, 1d內(nèi)放出水化熱總量的70%~80%,使混凝土內(nèi)部 溫度上升,故即使在100C下施工,水化也很快。
(3)抗硫酸鹽性能很強,因其水化后無Ca(OH)2生成,但抗堿性極差。
(4)長期強度要降低,一般降低40%~50%。
關(guān)于鋁酸鹽水泥長期強度降低的原因,國內(nèi)外存在許多說法,但比較多的看法認為: 一是鋁酸鹽水泥中水泥主要水化產(chǎn)物CAH10和CzAH8為亞穩(wěn)晶體結(jié)構(gòu),經(jīng)一定時間后,特別是在較高溫度及高濕度環(huán)境中,易轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的呈立方體結(jié)構(gòu)的C3AH6。立方體晶 體相互搭接差,使骨架強度降低。二是在晶形轉(zhuǎn)化的同時,固相體積將減縮約50% ,使 孔隙率增加。三是在晶形轉(zhuǎn)變過程中析出大量游離水,進一步降低了水泥石的密度,從而 使強度下降。
(四)鋁酸鹽水泥的應用及施工注意事項
鋁酸鹽水泥不能用于長期承重的結(jié)構(gòu)及高溫高濕環(huán)境中的工程,適用于緊急軍事工程 (筑路、橋) ,搶修工程(堵漏等)、臨時性工程,以及配制耐熱混凝土,如高溫窯爐爐襯等。
配制鋁酸鹽水泥混凝土時應采用低水灰比。實踐證明,當W/C<0.4時,晶形轉(zhuǎn)化 后的強度尚能較高。不能在高溫季節(jié)施工,鋁酸鹽水泥施工適宜溫度為15°C,應控制在 不大于25°C。也不能進行蒸汽養(yǎng)護。不經(jīng)過試驗,鋁酸鹽水泥不得與硅酸鹽水泥或石灰 相混,以免引起閃凝和強度下降。
鋁酸鹽水泥是以鋁酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料,磨細制成的水硬性膠凝材料,代號 CA。根據(jù)需要也可在磨制Al2O3含量大于68%的水泥時摻加適量的a-Al2O3。按Al2O3含量百分數(shù)將鋁酸鹽水泥分為四類:
CA-50 50%
CA-60 60%
CA-70 68%
CA-80 77 %
鋁酸鹽水泥的主要礦物成分為鋁酸一鈣(CaO·Al2O3),及其他的鋁酸鹽,如CaO·2Al2O3、2CaO · Al2O3· SiO2(鋁方柱石)、12CaO · 7 Al2O3等,有時還含有很少量 2CaO · SiOz等。
(一)鋁酸鹽水泥的水化與硬化
其水化反應隨溫度的不同而水化產(chǎn)物不相同。
當溫度小于20°C時,其反應:
CaO · Al2O3+ 10HzO一→CaO · Al2O3· 10HzO 當溫度在20-30°C時,其反應:
2(CaO · Al2O3)十11HzO一→2CaO · Al2O3· 8HzO+ Al2O3· 3HzO 當溫度大于30°C時,其反應:
3(CaO·Al2O3) + 12HzO一→3CaO · Al2O3· 6HzO十2CAl2O3· 3HzO)
在一般條件下, CAH10和C2AH8同時形成,一起共存,其相對比例則隨溫度的提高 而減少。但在較高溫度(300C以上)下,水化產(chǎn)物主要為C3AH6。
鋁酸鹽水泥中CAz的水化與CA基本相同,但水化速度較慢。C1zA7的水化作用很 快,也生成CzAHs。而CzAS與水作用則極為微弱,可視為惰性礦物。CzS則生成C-S-H 凝膠。
水化物CAH10或CzAH8都屬六方晶系,具有細長的針狀和板狀結(jié)構(gòu),能互相結(jié)成豎 固的結(jié)晶連生體,形成晶體骨架。析出的氫氧化鋁凝膠難溶于水,填充于晶體骨架的空隙 中,形成較密實的水泥石結(jié)構(gòu)。同時水化5~7d后,水化鋁酸鹽結(jié)晶連生體的大小很少改 變,故鋁酸鹽水泥初期強度增長很快,而以后強度增長不顯著。隨著時間的推移CAH10 和CzAH8會逐漸轉(zhuǎn)化為C3AH6,后期水泥強度降低。硅酸二鈣的數(shù)量少,在硬化過程中 不起很大作用。
鋁酸鹽水泥在普通硬化條件下,水泥石中不含鋁酸三鈣和氫氧化鈣,同時密實度也較 大,因此對礦物水和硫酸鹽的侵蝕作用具有很高的抵抗能力。
(二)鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求
鋁酸鹽水化常為黃或褐色,也有呈灰色的,國家標準《鋁酸鹽水泥)) (GB 201 2000)規(guī)定,其細度要求0.045mm篩余不大于20%或其表面積不小于300m2/kg,凝結(jié)時間(膠砂)應符合表1-13要求。各類型鋁酸鹽水泥各齡期強度值得附于表1-14數(shù)值。
凝結(jié)時間 表1-13
水泥類型 初凝時間不得早于(min) 終凝時間不得遲于( h)
CA~50、CA-70、CA-80 30 6
CA-60 60 18
水泥膠砂強度 表1-14
水泥類型 抗壓強度(MPa) 抗折強度(MPa)
6h 1d 3d 28d 6h 1d 3d 28d
CA-50 201) 10 50 3. 01) 5. 5 6. 5
CA-60 20 15 85 2. 5 5. 0 10.0
CA-70 30 40 5.0 6. 0
CA-80 25 30 4.0 5. 0
注:1)當用戶需要時,生產(chǎn)廠應提供結(jié)果。
(三)鋁酸鹽水泥的特'性
(1)快凝早強, 1d強度可達度的80%以上。
(2)水化熱大,且放熱量集中, 1d內(nèi)放出水化熱總量的70%~80%,使混凝土內(nèi)部 溫度上升,故即使在100C下施工,水化也很快。
(3)抗硫酸鹽性能很強,因其水化后無Ca(OH)2生成,但抗堿性極差。
(4)長期強度要降低,一般降低40%~50%。
關(guān)于鋁酸鹽水泥長期強度降低的原因,國內(nèi)外存在許多說法,但比較多的看法認為: 一是鋁酸鹽水泥中水泥主要水化產(chǎn)物CAH10和CzAH8為亞穩(wěn)晶體結(jié)構(gòu),經(jīng)一定時間后,特別是在較高溫度及高濕度環(huán)境中,易轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的呈立方體結(jié)構(gòu)的C3AH6。立方體晶 體相互搭接差,使骨架強度降低。二是在晶形轉(zhuǎn)化的同時,固相體積將減縮約50% ,使 孔隙率增加。三是在晶形轉(zhuǎn)變過程中析出大量游離水,進一步降低了水泥石的密度,從而 使強度下降。
(四)鋁酸鹽水泥的應用及施工注意事項
鋁酸鹽水泥不能用于長期承重的結(jié)構(gòu)及高溫高濕環(huán)境中的工程,適用于緊急軍事工程 (筑路、橋) ,搶修工程(堵漏等)、臨時性工程,以及配制耐熱混凝土,如高溫窯爐爐襯等。
配制鋁酸鹽水泥混凝土時應采用低水灰比。實踐證明,當W/C<0.4時,晶形轉(zhuǎn)化 后的強度尚能較高。不能在高溫季節(jié)施工,鋁酸鹽水泥施工適宜溫度為15°C,應控制在 不大于25°C。也不能進行蒸汽養(yǎng)護。不經(jīng)過試驗,鋁酸鹽水泥不得與硅酸鹽水泥或石灰 相混,以免引起閃凝和強度下降。

