铝酸钙水泥
纯铝酸钙水泥早强性能好，中温残存强度高，耐火度高(>1650℃)，如将水泥中w( Al203)提高到80%，耐火度能达到1 790℃，且耐磨，抗剥落、抗还原性介质侵蚀能力强，适合作为胶结料或配制在高温、高压和还原条件下使用的不定形耐火材料。
工业上生产铝酸钙水泥所用的原料主要有石灰石( Ca055. 21%)和工业氧化铝(Al2O3 98.60%)。铝酸钙水泥化学成分主要是CaO-Al203二元系统，其中存在C3A、C12A7、CA、CA2、CA6五种化合物，其性能对比见表2-5。
CA具有最好的强度特性?随A12 03含量的增加，相应化合物(CA、CA2、CA2)的强度逐步下降，不一致熔点不断提高。根据这些铝酸盐矿物的性能投纯铝酸钙水泥要求早期及后期强度高，中温(800—1000℃)强度降低少及耐高温的特点，实际生产上通常确定其矿物组成必须以CA为主．CA2次之．CA6应少,其他矿物均应避免。
烧结法铝酸钙
20世纪90年代初，我国研究开发了用烧结法生产纯铝酸钙水泥，生产工艺简单且生产成本低，促进了该特种水泥的发展；同时，对该种水泥也进行了一些理论研究，以下主要探讨煅烧温度及配料组成对纯铝酸钙水泥性能的影响。
一般，纯铝酸钙水泥熟料的组成区域为：Ca0 20%～40%，Al203 60%～80%。将原料按表中的设计组成配合，放入球磨机中磨细；加水拌和均匀，用钢模在25MPa压力下压制成直径60mm，厚度8mm的波形圆饼；将该圆饼放入硅钼棒电炉内煅烧，煅烧温度分别控制在1350℃、1400℃、1450℃、1550℃、1600℃保温30min后关闭电源；在炉内冷却至1200℃出炉并在空气中急玲，制得熟料；将熟料磨细，细度控制在0.080mm方孔筛筛余约为2%，制得绝铝酸钙水泥。
(1)配料组成与熟料矿物形成按配料组成表2-6中l#、2#、3#配比组成的试样煅烧后，理论上形成的矿物应为CA、CA2，且CA的形成量依次降低，而CA2的形成量依次增加；4#配比试样煅烧后，理论上形成的矿物应为CA2和CA6。各配比方案矿物质量分数理论计算值见表2—7。
各试样在1550℃条件下煅烧制得熟料，熟料的XRD图谱显示．1#试样CA的衍射峰(d=4.69，2.98，2.52)最强．CA2的衍射峰（d一4. 46，3.51，2.60）较弱。随配料中A1203增加，CA2的衍射蜂增强，CA的衍射峰减弱。4#试样则基本上只有CA2的衍射峰。可见，实际矿物的形成与理论计算是相符的。
(2)煅烧温度与熟料矿物形成各温度下煅烧得到的试样，分析其游离Ca0(f-Ca0)含量。
1350℃下煅烧，试样中尚存在较多的f-Ca0，1450℃下煅烧，f．Ca0已基本吸收完全。
对各温度下煅烧的试样进行XRD图谱分析，2#试样在1350℃的较低温度下，即有较多的CA、CA2形成，但还有f-Ca0（d-2.78，2。41，1.70）的衍射峰，而无A1203存在。在1350℃温度下煅烧的1 0试样，还可以看到C12 Ar (d=4. 89，2.68，2.45)的衍射峰。随煅烧温度提高各试样CA、CA2矿物的衍射峰升高，矿物形成良好。在1600℃煅烧的试样中，CA形成量有所减少，而CA2有所增加。
(3)配料组成对凝结时间及强度的影响不论初凝时间还是终凝时间，它们都随试样中Al203的增如而呈延长趋势。通常认为CA矿物水化凝结硬化快，因此若CA含量高，水泥的凝结时间就短，这正符合一般配比的变化规律。
在一定的煅烧温度下，抗压强度基本上是随试样中A1203的增加而降低。这一结果主要是因为随试样中A1203的增加，CA矿物的形成量依次减少。4#配料理论上形成的矿物只有CA2和CA6，因而强度最低。从强度和耐火度两方面综合考虑，配料中A1203含量应控制在69%—75%，这样制得的纯铝酸盐水泥，其强度较高且耐火度也高。
(4)煅烧温度对凝结时间及强度的影响随煅烧温度的提高，试样凝结时间呈延长趋势。这是因为随温度提高，CA2矿物的形成量相对增加，而CA矿物的形成量相对减少。在1400℃煅烧的试样凝结时间较短，是由于C12A7矿物的形成所致；在1600℃高温下煅烧的试样凝结时间亦缩短，可能与杂质成分的固溶及矿物的结构畸变有关。
1#、2#试样，A1203含量较低，试样基本是强度随温度的提高而提高；而对Al203含量较高的3#试样，较高温度时ld强度降低，而3d、7d强度随温度的提高而提高；AI203含量更高的4#试样，各龄期强度均随温度的提高而降低。这一结果主要与不同煅烧温度下形成的矿物种类及含量不同有关。
(5) Ba0和Zn0对强度厦凝结时间的影响众所周知，在硅酸盐水泥生产中，微量元素和矿化剂对熟料的煅烧及性能有重要的影响。那么，对纯铝酸盐水泥而言，是否也能通过掺人外加剂来改善其易烧性，降低熟料中的f-CaO，且烧得的熟料具有较高强度和耐火度呢？选择Ba0和Zn0，以2#试样为基础，分别掺人1%的Ba0和1%的Zn0，于1550℃煅烧并磨制成水泥，测定水泥凝结时间及抗压强度。结果表明掺少量Ba0和Zn0昀水泥抗压强度有所降低而凝结时间显著缩短。
总之，经1350℃温度下煅烧，试样中存在较多的f-Ca0，主要矿物CA及CA2形成量少，且有少量C12A7形成；1450℃煅烧，试样中的f-Ca0基本吸收完全，主要矿物CA及CA2形成良好。
随煅烧温度提高至1550℃，CA及CA7的形成量均显著增加。配料组成中A1203增加，则CAz的形成量增加，水泥的凝结时间延长且强度降低；当A1203低于76%时，随煅烧温度提高，水泥的凝结时间延长但强度提高，尤其是3d、7d强度；掺少量Ba0和Zn0可使水泥凝结时间缩短但强度降低。
铝酸钙的化学合成
铝酸钙粉体制备通常采用传统的烧结法，即以石灰（或石灰石）和工业铝氧为原料，在高温下（一般1400℃左右）保温3～th，通过固相反应制得。用该方法制得的粉末的比表面积非常低(<1m2/g)，活性较差。在此工艺中，烧结制品的质量取央于颗粒尺寸、比表面积和原料粉的混合程度，因此有时不得不通过多次的加热研磨循环米减少粉末中未反应完全的原料。尽管如此?粉末中仍含有人们所不期望的C12A7或游离Ca0。T．W. Song等采用CaO 和A1203作原料，通过煅烧水化煅烧的方法，在实验室中制备了活化铝酸钙，其活性比传统烧结法的高；秦景燕在常压下水热合成铝酸钙水化物，然后经低温煅烧制备高活性的铝酸钙粉体；
Morozova等将石灰石溶解于氯化铝溶液中，用氨水滴定形成复合氢氧化物沉淀，将沉淀物在1000～1300℃煅烧后获得了稳定的CaO-A1203二元氧化物；Gulgun等用Pechnie前驱体法合成铝钙混合物后经低温(900℃)煅烧获得了比表面积为lOm2/g的高活性的纯铝酸钙粉末。
北京科技大学材料科学与工程学院选用Ca(OH)2饱和溶液和AlCl3溶液为初始原料，在常温下采用共沉淀法，在A13+与Ca2+的摩尔比约为2.2条件下，先合成铝酸钙永化沉淀物的前驱体，再经低温煅烧，制备出了活性高、纯度高的铝酸钙粉体，并研究了粉末制备过程中pH值对合成产物化学组成（即A13+与Ca2+的摩尔比）的影响，以及热处理温度对铝酸钙粉末特性的影响。
(1)合成方法采用化学纯Ca(OH)2和AICI3?6H20作为Ca2+和A13+。的来源，KOH(Imol./l)溶液作为沉淀剂。将化学纯AICl3 - 6H2()配制成浓度为Imol/f的溶液，搅拌1h后静置24h 待用；将化学纯Ca(OH)2加水配制成0.02mol/L的饱和水溶液。将上述两种溶液于(20±0.5)℃下按A13+与Ca2+的摩尔比为2.2制成混合液。混合液滴入Imol./l，的KOH至pH值于8.0左右开始出现沉淀，随着pH值的升高，大量的白色沉淀产生。最后将混合液的pH值分别滴定至设定的10.8、11.7和1 2.5。加碱后的混合液在隔绝空气的情况下搅拌2岫后，沉淀物用真空泵吸滤。将沉淀物用无水乙醇冲洗3次，然后置于11O℃下真空干燥24h。干燥后的沉淀物磨细至小于等于0.088mm．最后将干燥后的沉淀物分别于900℃、1000℃、1100℃保温3h煅烧，制得铝酸钙粉体。
(2)水化沉淀产物的化学组成固体（水化沉淀产物）的化学组成，即Al3+．与Ca2+的摩尔比是由初始浓度减去残余溶液的浓度后计算出来的。残余溶液中的Ca32+浓度随pH值的增高而减少，在pH值为12.5时，Ca2+浓度几乎为零。残余溶液中Al3+的浓度大体与Ca2+的浓度具有同样的变化形式：残余溶液中的Al3+的浓度随pH值的增高而减少，在pH值为11.7时．A13+浓度趋于稳定。残余溶液中A13+的浓度没有出现氢氧化铝的两性特征，这可能是受共同存在于溶液中的Ca2+的影响。
固体（水化沉淀产物）的Al3+与Ca2+的摩尔比与初始溶液的相比均有偏离，但偏离的程度不同。在pH值为11.7和12，5时，A13+与Ca2+的摩尔比与初始溶液的最为接近。
(3)水化沉淀产物的相组成pH值为12.5时水化沉淀产物在各温度下进行热处理，测定沉淀物的XRD图谱。110℃烘干后的XRD结果显示，前驱体是晶态的，矿物组成为C2AH6。XRD汝有检测到钙或铝的氢氧化物或含氯离子的化台物。也没有检测到CAH10或C4AH13。
因此，推断前驱体110℃烘干后应当是铝酸钙水化物和铝胶的混合物。并可以认为，在共沉淀及11O℃烘干过程中可能发生了如下反应：水化沉淀物在不同温度下煅烧后的XRD结果显示：900℃煅烧后的粉体中有C12A7、CA2和CA生成：1000℃和1100℃煅烧后的粉体与900℃的不同，均以CA为主晶相．CA2为次品相，XRD没有检测到钙或铝的氧化物，也没有检测到其他非铝酸钙矿物。
(4)水化沉淀物的粒度分布和比表面积在pH=12.5条件下，制备得到的水化沉淀物，于IIO℃烘干，然后分别在900℃、1000℃、1100℃煅烧，得到铝酸钙粉体。
对水化沉淀物和铝酸钙粉体进行力度分布(PSD)分析。结果表明：水化沉淀物具有较宽的颗粒分布，团聚体和颗粒的尺寸在亚微米至lOum的范围内，中位径在0.64～0.68um，且煅烧后颗粒的中位径均减小；而1000℃和1100℃烧后的中位径比900℃的略有升高，但变化不太大。水化沉淀物在110℃、900℃、1000℃和1100℃热处理后粉末的SEM形貌可以看出：110℃烘干后的lOum左右的团聚体是由众多小于lum的圆形小颗粒组成的；900℃煅烧时，开始有方形的颗粒生成，并在方形的颗粒上附着许多细小的无定形的颗粒；1000℃和1100℃煅烧时，出现了生长较好的、有棱角的立方颗粒，颗粒尺寸均小于lOum。
合成粉末的比表面积( BET)由于水化物的团聚，110℃时的数值较低。又由于有细小的无定形颗粒的存在，检测的BET于900℃煅烧时达到峰值，约为18. 3m2/g。随着煅烧温度的维续提高，晶化程度加剧，粉末的BET值叉开始下降。但在1000℃和1100℃下，BET值仍保持较高的数值，分别约为16m2/g和13m2/g。
化学合成高纯铝酸钙水泥的特性
通过固相反应制得纯铝酸钙水泥以CA、CA2为主要矿物相。
但用该方法制得的铝酸钙中CA2含量高（一般大于30%），活性较差，水泥的早期水化强度在可施工时间内不能充分发挥。采用化学法在常温下先合成铝酸钙水化物沉淀，然后以此为前驱体，经1100℃煅烧，可以获得具有稳定矿物相的、高活性的、富CA相的纯铝酸钙水泥。化学共沉淀法制备的两种标号为CA-21和CA-241的铝酸钙水泥，与两种市售的以传统烧结法生产的水泥l#和2#来进行对比。
(l)强度发展依据GB/T 17671-1999，首先确定获得胶砂流动度正好在130～150mm时的水灰质量比。测量流动度的试锥尺寸为：高度60mm，上口内径70mm，下口内径lOOmm。经试验，化学法合成纯铝酸钙水泥的水灰质量比确定为0.78，此时胶砂的流动度为140mm;而烧结法水泥获得同样流动度的水灰质量比为0.44。用达到上述流动度的水灰质量比分别制备胶砂，然后成型（试模规格为40mm×40mm×160mm）。各龄期的强度如表2-9所示。
表2-9水泥各龄期的耐压强度和抗折强度单位；MPa试样耐压强度抗折强度6bld3c:l6h1d3dCA-21CA-241403520168370383085795340巭6.55，71110巭6.8巭5.71211. 58.
16. 5从表2-9可看出，化学合成纯铝酸钙水泥各龄期(6h、ld和3d)的强度均比烧结法水泥发展的快，其ld的强度几乎是烧结法水泥3d强度的2倍。由ld和3d龄期的强度看，化学合成纯铝酸钙水泥的峰值强度来得早，其强度发挥得更充分。
(2)凝结时间和水化放热根据GB 201 2000测定化学合成纯铝酸钙水泥的凝结时间。
按水泥试样与标准砂（粒度为0.5～1.Omm）的质量比为1：1配制胶砂，首先确定此胶砂的标准稠度用水量(为试样质量的78%)，然后再以此用水量配制用于测定凝结时间的水泥胶砂。凝结时间用维卡仪测定，测定的初凝时间为1h lOmin，终凝时间为2h 50min。
按GB 2022测定化学合成纯铝酸钙水泥（水灰质量比为0.8）的水化放热速率。化学合成纯铝酸钙水泥的放热速率于30～130min内随时间呈直线上升趋势，并于130min左右达到峰值；
130min～12h内，放热速率呈下降趋势；约l2h后，放热速率趋于平缓，大约为0.10J/(s ?g)。纯铝酸钙水泥的水化放热量曲线在0～24h内所占面积很广，说明放热总量较大。另外，放热量在0—4. Sh内随时间呈梯度变化，超过4.5h后放热量随时间缓慢增加．12h时水化放热量为449. 24J/g，而24h时为488.38J/g。
由于化学合成纯铝酸钙水泥的活性高，水灰质量比高时，在水化早期，水化放热集中且放热量大，即在高水灰比下胶砂的凝结时间较短。为此，在使用中必须加缓凝剂，使胶砂的凝结延后。
(3)结合水与活性对测定各龄期强度后的各试块分别以无水乙醇终止水化，磨细后于llO℃干燥1h取出，再于1100℃煅烧1h后，测定并计算结合水量（即110℃干燥后与1100℃烧后的试样质量差除以1100℃烧后试样的质量×100%）。结果见表2-10。
由表2-10可见，化学合成纯铝酸钙水泥各龄期的结合水量均明显较烧结水泥的高，尤其是在ld和3d龄期，其结合水量均达到烧结水泥的2倍。这与相应各龄期强度的发展相符（见表2—9）。同时表明，化学合成纯铝酸钙水泥比传统烧结水泥具有更高的活性．它能充分地与水结合，形成水化产物，从而能产生很高的结合强度。
(4)耐火浇铸料性能按实验室标准配方制备一组耐火浇注料，除水泥种类和添加剂以外，其他原料及其比例均相同。A配方选用的水泥为化学合成纯铝酸钙水泥．B配方为传统烧结水泥。由于化学合成纯铝酸钙水泥的比表面积大，凝结快，因此在A配方中适当增加加水量，分散剂仅使用了缓凝剂ADSI。耐火浇铸料性能见表2-11。
表2-11 浇注料的性能指标性能条件A配方B配方流动值／mmlOmin30min2001802001 90体积密度／( g/cm3)110℃24h1100℃3h1550℃3h巭2.99巭2.96巭 2.95巭 3.18巭 3.13巭 3.10耐压强度/MPa110℃24hllOO℃3h1550aC 3h196108210117180237抗折强度／MPa11O℃24h1lOO℃3h1550℃3h2027361 53039绒变化率／%1550℃3h巭0.5巭0.2表中数据可看出，以化学合成纯铝酸钙水泥为结合剂的A 配方由于加水量大．烘干后试样的体积密度比以传统烧结水泥为结合剂的B配方的低，但与B配方试样相比，A配方试样表现出了较高的烘干强度，其烧后强度虽然略低，但与B 配方试样的大体相当。
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铝酸钙粉化验操作流程 1、原料(石灰石、铝矿)的测定 1.1、石灰石中氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）含量的测定 1.1.1、试液的制备 称取0.5000g试样于300—500ml的烧杯中，用少量水润湿，使试样散开，加入10ml的盐酸低温加热，然后再加入5ml的硝酸，并盖上表面皿，待试样完全溶解后，将其取下，冷却，讲所得的溶液一如250ml的容量瓶并定容。 1.1.2、石灰石中氧化钙（CaO）含量的测定 从上面配得的溶液中用移液管移取25.00ml于300ml的催形瓶中，加入2%氟化钾溶液5ml，搅拌后放置2分钟以上，加水致约200ml，加5ml（10ml）的三乙醇胺，边加边搅拌，然后加入少量的CMP指示剂，，用20%的氢氧化钾溶液调到有绿色荧光后再过量5—8ml，用EDTA标准液滴定至绿色荧光消失并呈红色即为终点，记录消耗的体积V1。最后进行计算：CaO%=T Ca O×V1/m×100% 1.1.3、氧化镁的测定 吸取25ml的试液于300ml的催形瓶中，用水稀释至约200ml，加入1ml酒石酸钾钠溶液和5ml的三乙醇胺，并不断搅拌，用1:1氨水调节溶液ph至约10（用精密试纸检验），然后加入20ml氨—氯化
氨缓冲溶液及少量的KB指示剂，用EDTA标准液滴定至纯蓝色，记录其滴定用去的体积V2，最后进行计算： MgO%=T Mg O×(V2-V1)/m×100% 1.2 、铝矿中氧化铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3）、二氧化硅（SiO2）的测定 1.2.1试液的制备： 称取0.5000g试样于银坩埚中，加约8g氢氧化钠，盖上盖子，放入高温炉，在650度温度下熔融20分钟，取出冷却至室温后，将坩埚移入已盛有100ml水预先加热近沸的300ml烧杯中，盖上表面皿。待熔块完全溶出后，取出坩埚并用水洗净坩埚，加入25ml盐酸，加1ml硝酸，用稀硝酸坩埚及坩埚盖入烧杯中，盖上表面皿，加热至沸腾，冷却，移入250ml容量瓶，加水至刻度，摇匀，得试液A。 1.2.1二氧化硅（SiO2）含量的测定 吸取25ml试液A于300ml塑料瓶中，加10ml的浓硝酸，10ml 15%氟化钾溶液，加固体氯化钾至溶液饱和（有固体氯化钾析出），放置15分钟。用中速定性滤纸过滤，用5%氯化钾水溶液洗涤烧杯及滤纸，将滤纸移入原塑料瓶中，加1ml酚酞及10ml 5%氯化钾乙醇溶液，用氢氧化钠溶液中和至粉红色，加200ml中和沸水，用NaOH标准滴定至粉红色即为终点，记录其消耗的体积V3，最后进行计算: SiO2%=T SiO2×V3/m×100%
化学建材用铝酸钙胶凝材料 Calcium Acuminate Gelled Materials Used In Chemical Building Materials 概述： Summary: 近年来，随着化学建材的迅速兴起，铝酸盐水泥作为硅酸盐水泥凝结硬化时间的调节添加剂已愈来愈被材料工作者重视，并将成为化学建材的重要原材料之一。郑州登峰熔料有限公司，正在结合化学建材的市场需要开发适用于这一行业的的各种铝酸盐水泥新型号。其特点是成分、细度和比面积都控制在一定范围内的性能比一般铝酸盐水泥稳定的CA50－J6、CA50－J7、CA50－J9、CA50－JN、CA50－J电熔、CA40－J电熔、CA70、CSA等水泥供用户选用。产品性能可靠，质量稳定，销售国内外，得到了国内外用户的青睐。 In recent years, with the rapid development of chemical building materials, aluminate cement is to be attached importance gradually by the material workers as a kind of regulation additive in control of the portland cement setting and hardening’s time, and it will be a kind of important raw materials in chemical building. Our company, ZHENGZHOU DENGFENG SMELTING MATERIALS CO., LTD, has developed some new kinds of aluminate cement in accordance with need of the chemical building materials market. These kinds of aluminate cement, whose composition, fineness and area per unit volume are in control, are more stable than general aluminate cements. The new kinds of aluminate cement, such asCA50-J6, CA 50-J7, CA50-J9, CA50-JN, fused CA50-J, fused CA40-J, CA70 and CSA, are available for all the customers now, and their reliable performance and stable quality favored by domestic and overseas customers. 性能和用途: Performance and Application: 铝酸盐水泥加入到硅酸盐水泥中，可以加快混合物的凝结时间和加速强度的早期发挥。当合理的选用各种添加剂，即可配制出既有快凝快硬的性能，还能获得所需要的流动性，保水性，粘结性以及收缩补偿性。
硫铝酸钙熟料烧结过程相变规律与氧化铝溶出性能研究 硫铝酸钙（3CaO·3Al2O3·CaSO4）作为含硫铝酸钙熟料的主要成分,其溶出性能优异,C/A（CaO与 Al2O3摩尔比）低至1.33,相对传统石灰烧结法而言,能显著降低石灰配入量并提高熟料中氧化铝溶出性能。本文以分析纯试剂为原料,通过XRD、SEM-EDS、TG-DSC、FTIR和粒度测试等手段研究了物料配比、温度制度以及Na2O掺杂对 CaO-Al2O3-SiO2-SO3体系物相转变、微观形貌、粉化性能以及氧化铝溶出性能的影响。主要研究结果如下:1)烧结温度为1350℃、保温时间为2h时最佳物料配比为:C/A=1.0、A/S=2.0 （Al2O3与SiO2质量比）;熟料中主要物相为3CaO·3Al2O3·CaSO4和β -2CaO·SiO2,氧化铝溶出率为87.42%。 C/A=1.0、A/S=2.0时硫铝酸钙熟料最佳温度制度为:烧结温度为1250℃,保温时间为30min;熟料中主要物相包括 3CaO·3Al2O3·CaSO4和β -2CaO·SiO2,氧化铝溶出率为86.41%。2)为了实现低配钙比下高溶出率的目标,向C/A=0.8的 CaO-Al2O3-SiO2-SO3体系掺杂Na2O能显著提升熟料中氧化铝的溶出率;Na2O掺杂量低于4%时,Na2O的加入促使 3CaO·3Al2O3·CaSO4、
同济大学 材料文献选读 论文 高贝利特硫铝酸盐水泥研究 专业：材料科学与工程 班级：建材一班 学生姓名：凌桥 指导教师：姚武 完成时间：2015年5月7日
高贝利特硫铝酸盐水泥研究现状 摘要：众所周知，水泥是一种高耗能，高污染行业，水泥生产要排放大量的CO 2。随着全球变暖和人们环保意识的增强，减少水泥行业的 CO 2排放已经成为目前迫切需要解决的问题。本文将介绍一种高贝利 特硫铝酸盐体系水泥（BCSAF ），并简单概述其制备与使用性能。 关键字：二氧化碳 贝利特 硫铝酸盐 1.引言 随着社会的不断发展，当今世界对于建筑材料的需求越来越大。而水泥作为建筑行业中最重要的一种人工制备原材料，其产量随需求增长而不断变大，已成为仅次于水的第二大人类消耗品，也是产量最大的工业产品。同时水泥生产又是一种高污染，高耗能的工业门类，其二氧化碳排放占到全世界二氧化碳排放总量的5%~8%左右。所以减少水泥行业的CO 2排放就显得格外重要。 自 1986 年以来，我国水泥年产量一直居于世界首位。2011 年水泥产量高达 20.67 亿 t ，约占世界水泥产量近 60%。随着经济的快速增长和社会的不断进步，在未来 100～200 年，全球对水泥高需求量趋势将持续增长，因此实现我国水泥工业的节能减排和低碳发展对全球可持续发展而言具有举足轻重的推动作用。 伴随着科技的进步以及生产工艺的逐步优化，普通硅酸盐水泥产业在节能减排目标上 也不断有新的突破[1，2]。从20世纪70年代至今，通过改进生料粉磨系统、选粉离心系统以 及挤压工艺，水泥工业电耗已降低约50%。同时随着收尘技术、尾气处理技术的进步，现在新型干法水泥厂粉尘、有害气体排放浓度已远低于国家标准。窑炉技术的进步使得燃料利用率大幅提高，新能源的不断发现也使得传统能源部分被替代，降低水泥了对传统能源的依赖。与此同时，随着水泥质量的稳定，可通过在水泥中掺入用特定种类的矿物掺合料替代部分水泥，降低水泥需求量，以实现水泥产业的减排目标。然而，经过长期的研究和探索，通过以上方法降低水泥产业的能耗和排放已几乎已达到了理论上限[3]，在接下来的生产中很难通过传统的节能减排手段再进一步降低水泥生产所带来的环境负荷。因此，通过对新型水泥的研发以进一步获得低碳、低能耗的混凝土材料已逐渐成为水泥产业的发展方向。 通常普通波特兰水泥，氧化钙含量约为 66%，在熟料中占 50%～70%的阿利特矿物﹙Alite ，即硅酸三钙，3CaO ?SiO 2)的形成温度约 1450℃，该矿物含氧化钙达 73.7%。在不考虑其它热损失的前提下，熟料的烧成热耗主要来自两个方面：一是熟料矿物(主要是阿利特矿物)的高温形成；二是生料中石灰石的分解。据估算，CaCO 3分解耗能占熟料理论热耗的 46%左右。显然，通用硅酸盐水泥熟料烧成的高能耗的根本原因在于其高钙矿物组成设计。早在 1978 年，Mehta [4]指出开发新型节能低排放水泥的关键在于在同等性能水平的基础上，采用低能耗、低温室气体排放组分替代高能耗高排放组分。 贝利特矿物(Belite ，即硅酸二钙，2CaO ?SiO 2，C 2S)，温度高于 1250℃即可快速形成，故可在较低的窑炉温度下形成。此外，贝利特含 CaO 为 65.1% (质量分数)，低于阿利特中73.7%的 CaO 含量，因此其所需石灰石量相对较少，由此而引起的能量消耗和碳排放也相应降低。因此，无论从制备过程的煤耗还是从其组成中的含钙量分析，形成贝利特所产生2的量均比阿利特少。无水硫铝酸钙(3CaO ?3SiO 2?CaSO 4，C 4A 3S ）组成中 CaO 含量低(36.8%)和形成温度低(1300℃左右)，与 C 2S 一样具有节能和低 CO 2排放的特点，且该矿物具有快硬早强的特点。综合目前国内外利用以上节能组分制备的节能减排水泥研究现状，高贝利特水泥和硫铝酸盐水泥为两种主要的节能水泥品种。低钙高性能硅酸盐水泥–高贝利特水泥，熟料体系为 C 2S –C 3S – C 3A –C 4AF ，矿物质量分数为 40%～70% C2S 、10%～40% C 3S 、2%～8% C 3A10%～25% C 4AF [5]。熟料烧成温度为 1 300～1 400 ℃，其水泥具有低水化热、高流动性、高耐久性和高后期强度等优点。与通用硅酸盐水泥相比，煅烧以贝利特为主导矿物的高贝利特水泥熟料可降低烧成温度 100～150 ℃，并显著降低烧成煤耗，减少 CO 、SO 2以及 NOx 的排放。高贝利特水泥 28d 强度与普通硅酸盐水泥强度相当，但是由于 C 2S 水化速度较慢，高贝利特水泥的早期强度(3、7d)偏低，使其应用范围受到限制；普通硫铝酸盐水泥，熟料体系主要矿物组成为[6]8%～37% C 2S 、55%75% C 4A 3S 、3%～10% C 4AF 。熟料的烧成温度为(1350±50) ℃，其水泥具有早强、高强、抗冻、抗渗、耐侵蚀和低碱度等优良特性。但是，由于其铝矾土的原料来源和生产成本较高、后期强度不高，凝结时间不易调节以及膨胀不稳定等因素，使其应用范围也受到一定限制。 所以基于无水硫铝酸钙矿物的早强和节能低碳等特点，利用 C 4A 3S 完全替代高钙含量的 C 3S ，与 C 2S 和 C 4AF 进行复合，利用铁相降低熟料烧成温度，C 4A 3S 提高水泥早期强度，贝利特保证水泥后期强度，制备一种高贝利特硫铝酸盐熟料矿物体系(BCSAF)C 2S –C 4A3S –C 4AF 。通过两者的优势互补而得到一种早期强度较高，而后期强度还能继续增长，同时又能有效减少碳排放的水泥。
中国高端回转窑制造商 铝酸钙粉呈灰白色，铝酸钙粉与无机强酸反应活性很高，主要成分是二氯酸钙和一铝酸钙的混合物，是一种净水剂聚氯化铝制造的专用原料，具有较高的利用价值，氯化铝用它做原料能降低成本，提高产品的质量，铝酸钙粉主要用于生产硫酸铝、聚合氯化铝、氯酸纳等产品。 生产铝酸钙粉两种工艺： 一、煅烧石灰石和铝矿石生产铝酸钙粉 产量：日产200吨 主要设备（配置可根据用户实际情况配置）：HRM1250立磨、PE600X900鄂式破碎机、2.2x42米回转窑、1.2x15米单筒冷却机、1.7x2.5风扫煤磨机等。
中国高端回转窑制造商 （铝酸钙粉客户案例） 铝酸钙粉是石灰石与铝矿石按照一定比例混合经过粉磨后，再经过回转窑煅烧后再粉磨得到的一种白色粉末。铝酸钙粉是二铝酸钙(CaO·2A1203)和一铝酸钙(CaO·A1203)的混合物，具有较强的活性是生产净水材料的理想材料。 采用砖窑生产铝酸钙粉由于煅烧工艺的落后，所以铝酸钙粉的成品质量参差不齐，而且产量也非常的低，一座窑一天只能生产铝酸钙粉30余吨，远远满足不了市场的需求，随着中国工业化的大力发展，废水产量也逐渐增高，对铝酸钙粉净水材料的需求也非常旺盛，该客户生产的净水材料主要销往中国的工业最发达的广东省，每月客户需求达到300吨，所以客户经过对国外铝酸钙粉生产设备的考察，决
中国高端回转窑制造商 定采用回转窑煅烧工艺生产铝酸钙粉，回转设备生产铝酸钙粉可以实现大产量生产，目前国际上采用回转窑生产铝酸钙粉占到80%，而且单条回转窑最大产量达到每天1000吨，而且产品质量合格率99%。目前该客户生产铝酸钙粉在本省还是首条采用回转窑设备生产铝酸 钙粉的企业。 该回转窑煅烧工艺生产铝酸钙粉主要采用HRM1250立式粉磨机作为石灰石与铝矿石混合物料的粉磨设备，磨机前段采用两个料仓分别是石灰石和铝矿石，料仓下面分别装有调速计量称来实现石灰石与铝矿石的自动化配比，然后进入立式辊磨机进行粉磨，HRM1250立式辊磨机生产铝石200目细粉可以达到16吨/小时，满足回转窑一小时10吨的原料供应，铝石粉在回转窑中经过45分钟的停留时间在高温段经过1200℃经过大约10分钟的高温煅烧，逐渐冷却卸出回转窑，在经过单筒冷却机，铝石熟料温度降到60℃。低温的熟料直接进入球磨机再次进行粉磨，将铝石熟料粉磨到200目包装出厂。 回转窑生产铝酸钙粉优点： 1、采用回转窑生产，由于熟料在回转窑是翻滚煅烧，热源可以与熟料充分的接触，可以达到产品99%的合格率。 2、回转窑煅烧工艺，是连续生产工艺，实现大产量的要求。 3、回转窑工艺附加有冷却装置，可以实现熟料的快速粉磨。 4、回转窑工艺采用的是生料粉状入窑，出窑后的熟料粒径90%都是2-3cm的熟料块，可以直接进入球磨机粉磨，省掉球磨机前面
随着新工艺、新装备的发展应用，如：立磨辊、盘，辊压机辊面，V型及其它各种选粉机风管、导风叶、撒料盘，风机叶轮、壳体，螺旋输送机叶片，溜槽，料仓等，铸造耐磨材料的应用受到限制，非铸造耐磨材料如：耐磨钢板、复合钢板、硬面堆焊、耐磨陶瓷片、耐磨陶瓷涂料、超高分子量聚乙烯板、环纳复合板等得到更广泛的应用。 6.1 耐磨钢板 耐磨钢板以瑞典钢铁奥克隆德有限公司（SSAB）生产的HARDOX为代表。耐磨钢板在许多不适宜采用铸造耐磨材料时体现出其优越性：硬度高，最高硬度已达HB600；韧性好，HARDOX600冲击韧性可达24J，比同等硬度的铸造合金高很多；可焊接；可机加工、弯曲与剪切，弯曲性能好，20mm厚的HARDOX500钢板可弯曲半径为80mm，有利于卷制半径较小的工件。 表6-1HARDOX耐磨钢板主要性能 注：R－弯曲半径，t－钢板厚度。 但是，耐磨钢板的缺陷是不能用于＞200℃的场合，因晶粒长大导致硬度下降。 6.2 硬面堆焊耐磨复合钢板 复合钢板是在基板表面上堆焊一层过共晶高铬合金耐磨层而构成的复合耐磨材料。软基板与硬面层的复合，带来诸多优点：硬度高，耐磨性优异；可焊接，其硬面磨损后可反复堆焊多次，基板可与其它构件焊接；可冷弯成型；可切割，因硬面层中含有大量碳化物，故火焰无法切割，只能用等离子、激光束或高压水枪切割。 表6-2复合钢板的主要化学成分及性能
注：最小弯曲半径为硬面层朝内的数值。若硬面层朝外，弯曲半径×2。 复合钢板与HADOX钢板两者各有特长，从耐磨性比较，前者硬面层中含有硬度达HV1600的M7C3型碳化物，即使硬度相同，耐磨性远优于后者；从耐热性比较，前者在500℃下硬度基本不下降，耐热性优于后者；从工艺性比较，后者优于前者。 表6-3复合钢板和耐磨钢板技术经济指标对比 6.3 硬面堆焊技术 目前国内的硬面堆焊技术发展很快，除复合钢板外，在立磨辊、盘上的应用取得突破性进展，与铸造辊、盘相比，具有较大优势：可在各种金属材料（碳钢、铸铁、高铬铸铁、镍硬铸铁、高锰钢等）表面堆焊；对磨损后的高铬铸铁或镍硬铸铁立磨辊、盘进行在线或离线修复堆焊（离线修复的质量优于在线修复），可反复堆焊数次；修复一次的费用约相当于进口磨辊的1/3，国产磨辊的1/2；用碳钢铸造磨辊、盘的基体，预留尺寸后表面堆焊成成品，与整体铸造的磨辊、盘相比，售价略低，耐磨性更优。 硬面堆焊技术在辊压机辊面、大型破碎机高锰钢锤头、螺旋输送机叶片、风机叶轮、选粉机导风叶等众多抗磨损部件上都有其独特的优势。 6.4 冲刷磨损条件下的耐磨材料 气固两相流冲刷磨损条件下，耐磨材料的选择与冲蚀角有关。小冲蚀角时， 以切削为主，应提高材料的硬度，此时选择陶瓷 类材料最合适；大冲蚀角时，应提高材料的 韧性或变形能力，吸收其冲击功，此时选择 高硬度金属材料或橡胶为宜。见右图。
水泥熟料中硫铝酸钙的定量分析 摘要：通过选择性溶解方法，进行硫铝酸钙的定量分析，并结合XRD确定其定量结果的精度。同时也给出了这两种方法用于测试水泥熟料中硫铝酸钙的具体步骤与方法，为硫铝酸钙的定量分析提供方便。系统的比较选择性溶解和XRD定量计算得到的硫铝酸钙定量结果。结果表明：两种方法都能得到较好的定量结果；XRD法测定结果偏高，结果波动较大；而化学法测定结果偏低，数据更加稳定。 关键词：选择性溶解; 硫铝酸钙; XRD; Rietveld定量分析 Quantitative Analysis of Calcium Sulfoaluminate in Cement Clinker Abstract: Calcium sulfoaluminate (C4A3$) is the main phase in CSA cements. Herein, we address the quantification analysis of C4A3$ in cement clinkers by chemical extraction accompanied with XRD estimating its precision. Meanwhile we thoroughly document the determination procedure of both techniques, providing direction for the quantification analysis of C4A3$. Systematic comparison between two methods has been done and results show: both approaches could yield reasonable C4A3$ content; the data obtained by XRD method is higher with larger fluctuation while chemical method’s is lower and more stable. Key words: extraction; calcium sulfoaluminate; XRD; Rietveld quantitative analysis 硫铝酸盐水泥是目前水泥研究热点之一[1-3]。硫铝酸钙（C4A3$）用于膨胀水泥中补偿收缩的成分，因其与传统硅酸盐水泥相比，煅烧温度低、原料所需石灰石少，其生产过程中能源消耗低、CO2等废气排放少，有利于节能环保。硫铝酸钙矿物使水泥具有早强、高强、抗冻、抗渗、耐蚀、微膨胀等优良特性。基于Reitveld方法的X线衍射定量分析可以直接测定无机矿物中各个矿物相的含量，是目前国际上分析水泥熟料矿物含量的最常用方法[4-5]。化学测定法也被用于测定水泥熟料中特定的一些矿物相的含量，如常用的游离CaO含量[6]的测定、选择性溶解等[7]。 XRD定量方法在水泥熟料矿物中的广泛使用利于Rietveld全谱拟合技术的发展。常用的Rietveld全谱拟合工具软件有GSAS EXGUI、FullProf、Topas、Maud等。GSAS EXGUI 在学术研究中的使用较为普遍，其定量结果的准确性也已经被系统的研究，认为Rietveld定量能在水泥熟料矿物的定量中得到满意的结果[4-5]。 选择性萃取[8-9]是化学分离工程中的常用手段，即用具有选择性溶解能力的溶剂（萃取剂）分离混合物体系中的某组分；在酸性溶液中，有机酸电离的有机配体通过其与硅酸盐相金属离子形成配合物，降低矿物水解活化能，从而使矿物溶解，另外熟料中其他矿相如铝相、铁相、硫酸盐相属于酸性物质，难溶于有机酸溶液，因而可用马来酸/甲醇溶液来萃取熟料中的硅酸盐相[10-11]。氯化铵水溶液呈弱酸性。可增加可溶性硫酸盐的溶解度，从而将其萃取出来。采用化学方法，分步选择性溶解熟料中的硅酸盐相、中间相，将C4A3$富集通过检测硫含量从而达到定量的目的[12]。 由于水泥熟料中矿物相较多，各个物相的含量变化较大（0~70%）。直接使用XRD全谱
快硬硫铝酸盐水泥标准 [标准编号]JC 714-1996 [代替编号]JC 714-87（1996） [实施日期]1997-01-01 1 范围 本标准规定了快硬硫铝酸盐水泥的定义、要求、试验方法、检验规则及包装标志、运输和贮存等。 本标准适用于快硬硫铝酸盐水泥的生产与检验。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 177-85 水泥胶砂强度检验方法 GB/T 1346-89 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法 GB/T 2419-94 水泥胶砂流动度测定方法 GB/T 5483-96 石膏和硬石膏 GB/T 8074-87 水泥比表面积测定方法（勃氏法） GB 9774-96 水泥包装袋 GB12573-90 水泥取样方法 3 定义 以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿
物成分的熟料，加入适量石膏和0～10%的石灰石，磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥，代号R.SAC 。 其中石膏应符合GB/T 5483中A 类一级、G 类二级以上的要求，石灰石中Al 2O 3含量应不大于2.0%。 4 标号 以3天抗压强度表示，分为425、525、625、725四个标号。 5 要求 5.1 比表面积、凝结时间应符合表1规定。 6.1 比表面积 按GB/T 8074进行 6.2 凝结时间 按GB/T 1346进行 6.3 强度 按GB/T 177进行，但作如下补充和规定： a)用水量按0.42水灰比（227mL ）和胶砂流动度达到121～130mm 来确定。当按0.42水灰比制备的胶砂流动度超出规定的范围时应按0.01的整倍数增减水灰比使流动性度达到规定的范围。胶砂流动度测定按GB/T 2419进行。 b ）试体成型后，带模置于温度20℃±3℃、温度大于90%的养护箱中养护4h 后脱模（如脱模困难，可适当延长脱模时间），放入20℃±2℃的水中养护。 c ）1天和3天龄期的试体，应在规定龄期上1h 的时间内进行强度检
高铝水泥性能及作用 一. 前言 高铝水泥和硅酸盐水泥都是属于水硬性水泥,前者的主要矿物组成是铝酸钙,后者的主要矿物组成是硅酸钙,由于矿物组成的不同,水泥的特性也不相同。 早在十九世纪后半页,法国由于海水和地下水对混凝土结构侵蚀破坏事故的频繁发生,一度成为土木工程上的重大问题,法国国民振兴会曾以悬赏金鼓励为此做贡献者。研究者们发现,合成的铝酸钙具有水硬性,并对海水和地下水具有抗侵蚀能力。1908年,法国拉法基采用反射炉熔融法生产成功高铝水泥并取得专利,解决了海水和地下水工程的抗侵蚀问题。在实际使用中还发现了高铝水泥有极好的早强性,在第一次世界大战期间,高铝水泥被大量用来修筑阵地构筑物。20世纪20年代以后,逐渐扩展到工业与民用建筑。到30年代初,在法国本土及其非洲殖民地区的一批高铝水泥混凝土工程不断出现事故,诸多研究工作者遂着手深入进行该水泥的水化硬化机理和以强度下降为中心的耐久性研究,发现高铝水泥的水化产物因发生晶形转变而使强度降低。此后,在结构工程中的应用都比较慎重。而主要发展了在耐热、耐火混凝土和膨胀水泥混凝土中的应用。20世纪八十年代以后,不定形耐火材料在耐火材料行业中的比例迅速增加,高铝水泥作为结合剂的用量也日益增加。 中国的高铝水泥,在建国初期为国防建设需要而开始立项研制,并开创性的采用回转窑烧结法生产高铝水泥,产品主要用作耐火浇注料的结合剂,以及配制自应力水泥、膨胀剂等。也成功的应用于火箭导弹的发射场地等国防建设和抢修用水泥。 近年来,随着化学建材的迅速兴起,高铝水泥作为硅酸盐水泥凝结硬化时间的调节添加剂已愈来愈被材料工作者重视,并将成为化学建材的重要原材料之一。其用量将大大超过耐火材料。 二. 高铝水泥的制造方法与化学矿物组成 高铝水泥的制造方法主要有以下几种:
铝酸钙生产工艺简介 1铝酸钙其本质就是水泥行业的高铝水泥熟料，之所以称做铝酸钙应该和近些年被广泛用于净水剂生产有关。 2其产品GB201-2000划分如下： 当不是用于生产高铝水泥时，后三项指标可不必考虑。 3生产工艺 铝酸钙的生产工艺类似于硅酸盐水泥熟料的生产工艺，因其生产规模通常较小，一般年产量在3~5万吨，因此多数生产工艺采用了中空窑进行煅烧生产，热耗在320~350kg/t。近年来随着市场需求量的不断增加，其生产规模有逐步扩大趋势。特别是水泥行业部分小熟料生产线淘汰后转产进入该行业。目前国内年产量10万吨、20万吨、30万吨铝酸钙熟料生产线均有建成投产，并且生产稳定，产品质量良好。 原燃材料 其对原材料的要求主要是石灰石品位要高，一般CaO应在52%以上，铝矾土要满足产品等级要求；采用煤粉作为燃料时，煤应用基低位发热量应在6500kcal/kg。采用天然气更能满足使用要求。 煅烧系统 煅烧系统在低生产规模下考虑到投资的经济性，一般采用中空窑+单冷机系统，吨熟料热耗通常在320~350kg/t以上，主要原因是窑尾排放烟气温度太高，一般在600~800℃以上。 在较大规模的生产量时，有两种技术方案可以考虑，一是采用中空窑+中温中压余热发电系统+单冷机（或篦式冷却机）系统；一是采用一是采用预热预分解煅烧系统+单冷机（或篦式冷却机）系统。采用前一方案，其余热发电量可以很好满足整个生产线包括熟料粉磨用电需要，在国内目前电价情况下是非常合适的方案，其综合能量利用效率最高。采用后一种技术方案也是很好很先进的一种技术方案，其热利用率较高，吨熟料煤耗可控制在110~120kg/t，废气温度在320℃上下，如果资金条件允许，可以考虑建设低温余热发电，效益会更好。在暂不考虑余热发电的情况下也可以比较经济的稳定生产运行。 生料粉磨 建议采用立磨系统，该系统可以利用废气余热作为烘干热源。更主要的是立磨粉磨系统对原料的水分有较好的适应性，其原料水分可以高达15~20%。一般可以不必考虑原料的烘干问题。 煤粉制备 考虑到生产规模较小，煤粉制备一般采用风扫烘干管磨机系统，主要是考虑到投资的经济性。 熟料粉磨 熟料粉磨采用通常的水泥粉磨系统即可。考虑到铝酸钙熟料粉化特性，建议采用开路超细磨机系统。
土木工程材料 土木工程材料的基本性质 （1）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？ 答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比： P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比： 了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。 （2）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？ 答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。 例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。 例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。 （3）塑性材料和脆性材料在外力作用下，其变形性能有何改变？ 答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。 （4）材料的耐久性应包括哪些内容？ 答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。 （5）材料的抗渗性、抗冻性、耐水性的含义是什么？分别用什么指标表示？ 气硬性胶凝材料 （1）气硬性胶凝材料与水硬性有胶凝材料有何区别？ 答：无机胶凝材料按凝结硬化条件分为气硬性有差错凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只胡在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度；水硬性胶凝材料不仅能够在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。石膏、石灰、水玻璃和菱苦土都是建筑上常用的气硬性无机胶凝材料；水硬性胶凝材料则是各种水泥。 （2）石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两星期以上，为什么？ 答：石灰在煅烧过程中，由于火候的不均匀，生产过程中常出现欠火石灰和过火石灰。过火石灰的产生主要是窑温过高，石灰石中的二氧化硅、三氧化铝等杂质发生熔结，使石灰遇水表现出质硬难化，延缓了熟化速度，其过烧成分可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，引起已硬化的石灰隆起开裂，直接影响工程质量。为了消除过火石灰的危害，石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两个星期以上，陈伏期间，石灰浆表面保持一层水分，使之与空气隔绝，避免碳化。
年产8万吨铝酸钙粉商业计划书 第一章项目名称及承办单位 一、项目名称：8万吨/年气烧隧道窑生产铝酸钙粉项目 二、项目地点：广西平果 三、项目承办单位：深圳陆基建材技术有限公司 四、项目单位概况 深圳市陆基建材技术有限公司系由致力于发展高新技术，促进社会进步的专业人员组建的高科技企业，依托中国建筑材料科学研究院雄厚的科研实力、先进的检测装备，在中国建筑材料科学研究院专家指导下，发展自有科研技术力量，开拓创新，锐意进取，至今已高速发展成为一个拥有自主知识产权，集科、工、贸一体的综合性公司。 深圳市陆基建材技术有限公司也是按全新现代企业制度组建的经济实体，由中国建筑材料科学研究院老一辈科学家担任顾问，成员均为年富力强的科研与开发高、中级技术人才。其中包括经营企业多年的高级管理人才、成果累累的科研精英、经验丰富的工程技术专家。公司现拥有教授级高级工程师四名，高级工程师两名，工程师五名。技术力量雄厚，并具有庞大的生产及技术产品信息网络。 陆基公司秉承“诚信执着”的信念，重科学，讲信用，在技术与产品的销售、应用过程中派出工程技术人员进行跟踪与指导，实实在在地做好售前技术支持与售后技术服务，所服务的工程都取得了很好的效果。2004年10月，陆基公司被中国建材市场协会授予“质量、服务、信誉AAA级企业”，其产品也获得“绿色建材产品”证书，2006年1月通过ISO9001-2000质量管理体系认证，建立了完善的质量保证体系。公司先后在深圳、广州、东莞、珠海、南宁、澳门等地设立了办事机构，技术与产品行销国内外，树立了良好的市场形象，带动了技术及行业发展。 陆基公司作为深圳建材行业协会常务理事单位，以兴办科技实业为宗旨，把科研成果转化为生产力，促进了建筑技术水平的提高与施工技术进步，以卓越的高新
硫铝酸盐水泥的发展现状 梁鸣 重庆科技学院 摘要：硫铝酸盐水泥作为特种水泥品种之一，具有早期强度高、凝结时间短、抗腐蚀性好、抗冻融性好、液相碱度低、自由膨胀率低等优点，并且生产成本低，在目前具有广阔的市场前景。本文重点阐述了硫铝酸盐水泥的性能、用途、生产条件及状况。 关键词：硫铝酸盐水泥；特种水泥；性能；用途；生产条件；生产现状 The Current Situation Of Sulpho-aluminate LiangMing ChongQing Uinversity Of Science And Technology Abstract:Sulpho-aluminate, one of special cement varieties, has the advantages of higher strength in early period, shorter condensation time, better resistance to corrosion, better resistance to antifreeze, lower alkalinity in liquid phase, lower free expansive rate and so on. Moreover the production cost of sulpho-aluminate is low, so it has a large market foreground. In this article, we focus on the performance, application, production conditions and situations of sulpho-aluminate. Key words: sulpho-aluminate; special cement; performance; application; production conditions; production situation 随着现代工业的发展，到了20世纪初，仅仅有硅酸盐水泥、石灰、石膏等几种胶凝材料已远远不能满足重要工程建设的需要，因而一些专用水泥品种和特种水泥品种便应运而生。硫铝酸盐水泥是由矾土、石灰石、石膏按一定配比，经低温（1300℃~1350℃）煅烧而生产以硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）为主要矿物相的熟料，再在该熟料中配加适量混合材（石灰石、石膏等）后，共同粉磨而制成的具有早期强度高强、凝结时间短、碱度低等一系列优异性能的水硬性胶凝材料[1]。硫铝酸盐水泥是1975年我国建筑材料科学研究院研制成功的，并于1982年获得国家发明二等奖[2]，随着研究的不断深入这种水硬性胶凝材料被开发成了一系列特种水泥，包括高强硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等5个硫铝酸盐水泥品种[3]。硫铝酸盐水泥熟料的生产所需要的热耗低，且其易磨性好，因而是一种节能水泥。2005年，我国硫铝酸盐水泥产量达到了125.3万吨。目前，全国硫铝酸盐水泥产量基本稳定在125万吨左右。 1硫铝酸盐水泥的性能 1.1早期强度高 在目前企业所生产的各种快硬水泥中，硫铝酸盐水泥的早期强度性能要比硅酸盐水泥高3个标号，最高达725，其3d或7d的抗压强度指标也与普通硅酸盐水泥
建筑工程广泛使用的五种水泥及其代号 硅酸盐水泥代号P·Ⅰ，P·Ⅱ 普通硅酸盐水泥、代号P·O 矿渣硅酸盐水泥、代号P·S 火山灰质硅酸盐水泥、代号P·P 粉煤灰硅酸盐水泥、代号P·F 硅酸盐水泥和普通硅酸盐硅酸盐水水泥 在硅酸盐系水泥品种中，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的组成相差较小，性能较为接近。 一、硅酸盐水泥的定义 按《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）规定：凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即国外通称的波特兰水泥）。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加石灰石和粒化高炉矿渣的称I 型硅酸盐水泥，代号P·I；在粉磨时掺加不超过水泥重量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，代号P·II。 二、硅酸盐水泥的水化和凝结硬化 水泥加水拌合后，最初形成具有可塑性的浆体（称为水泥净浆），随着水泥水化反应的进行逐渐变稠失去塑性，这一过程称为凝结。此后，随着水化反应的继续，浆体逐渐变为具有一定强度的坚硬的固体水泥石，这一过程称为硬化。可见，水化是水泥产生凝结硬化的前提，而凝结硬化则是水泥水化的必然结果。 （一）硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥与水拌合后，其熟料颗粒表面的四种矿物立即与水发生水化反应，生成水化产物。各矿物的水化反应如下： 2（3CaOSiO2）+6H2O=3CaO2SiO23H2O（水化硅酸钙凝胶）+3Ca（OH）2（氢氧化钙
晶体） 2（2CaOSiO2）+4H2O=3CaO2SiO23H2O+Ca（OH）2 3CaOAl2O3+6H2O=3CaOAl2O36H2O （水化铝酸钙晶体） 4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O=3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O （水化铁酸钙凝胶）上述反应中，硅酸三钙的水化反应速度快，水化放热量大，生成的水化硅酸钙（简写成C-S-H）几乎不溶于水，而以胶体微粒析出，并逐渐凝聚成为凝胶。经电子显微镜观察，水化硅酸钙的颗粒尺寸与胶体相当，实际呈结晶度较差的箔片状和纤维颗粒，由这些颗粒构成的网状结构具有很高的强度。反应生成的氢氧化钙很快在溶液中达到饱和，呈六方板状晶体析出。硅酸三钙早期与后期强度均高。 硅酸二钙水化反应的产物与硅酸三钙的相同，只是数量上有所不同，而它水化反应慢，水化放热小。由于水化反应速度慢，因此早期强度低，但后期强度增进率大，一年后可赶上甚至超过硅酸三钙的强度。 铁铝酸四钙水化反应快，水化放热中等，生成的水化产物为水化铝酸三钙立方晶体与水化铁酸一钙凝胶，强度较低。 铝酸三钙的水化反应速度极快，水化放热量最大，其部分水化产物——水化铝酸三钙晶体在氢氧化钙的饱和溶液中能与氢氧化钙进一步反应，生成水化铝酸钙晶体，二者的强度均较低。上述熟料矿物水化与凝结硬化特性见表3-2与图3-2。 表3-2 硅酸盐水泥主要矿物组成及其特性3CaOSiO2 （C3S）2CaOSiO2 （C2S）3CaOAl2O3 （C3A）4CaOAl2O3Fe2O3 （C4AF）密度（g/cm3）3.253.283.043.77水化反应速率快慢最快快水化放热量大小最大中强度早期高低低低后期高收缩中中大小抗硫酸盐侵蚀性中最好差好图3-2 熟料矿 物的水化和凝结硬化特性 由上所述可知，正常煅烧的硅酸盐水泥熟料经磨细后与水拌和时，由于铝酸三钙的剧烈水化，会使浆体迅速产生凝结，这在使用时便无法正常施工；因此，在水泥生产时
硫铝酸盐水泥的工艺制备 硫铝酸盐水泥又称第三系列水泥，是中国人发明的唯一的特种水泥品种系列，其根本特征是该系列水泥的熟料以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物。 特种水泥有几十个品种，之所以称硫铝酸盐水泥为第三系列水泥，是因为硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成与传统的硅酸盐水泥和铝酸盐水泥有本质的不同。硅酸盐水泥熟料以硅酸三钙和硅酸二钙为主要矿物，发明于1824年，时间早且用途最广泛，称为第一系列。铝酸盐水泥以铝酸钙为主要矿物，发明于1908年，发明时间次之，称为第二系列。硫铝酸盐水泥发明于1975年，所以称为第三系列。其他众多品种的特种水泥，都是这三个系列水泥的衍生品种。 硫铝酸盐系列水泥主要包括快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥三个品种。 快硬硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐水泥熟料、5％~15％的硬石膏或二水石膏及不超过15％~35％的石灰石经粉磨制成。该品种水泥具有早强、快硬、耐化学腐蚀等特点，主要用于水泥制品和工业与民用建筑的混凝土工程。特别是在抢修、需要抗海水侵蚀和冬期施工工程中，更能体现该品种水泥的优越性。 低碱度硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐数你熟料，5％~20％的硬石膏及15％~35％的石灰石经粉磨制成。该品种水泥的特点是早强、快硬和低碱度（水化液PH值低于10.5），主要用于玻璃纤维增强水泥制品的生产。 自应力硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐水泥熟料、30％~40％的二水石膏及不超过15％的石灰石经粉磨制成。该水泥的特点是水化硬化时会产生高膨胀，主要用于生产水泥压力管。 1．生产硫铝酸盐水泥熟料所用的原、燃料 生产硫铝酸盐水泥所用的基本原材料是石灰石、铝钒土和石膏，所用的燃料是烟煤。 （1）石灰石 石灰石作为钙质原料主要提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的氧化钙成分。生产硫铝酸盐水泥熟料所用的石灰石的成分要求一般为：w（CaO）≥50％、w(SiO2) ≤5％、w(MgO) ≤3％.适当成分的碱渣和电石渣也可作为硫铝酸盐水泥的钙质原料使用。 （2）铝钒土 铝钒土作为铝质原料主要提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的氧化铝成分。生产硫铝酸盐水泥熟料所用的生铝钒土的成分要求一般为：(Al2O3) ≥55％、w(SiO2) ≤15％，当铝钒土中的铁含量较高时，可适当降低对Al2O3含量的要求。碱对硫铝酸盐水泥的性能有不利影响，一般要求铝钒土中的碱（R2O）含量不超过0.5％。适当成分的含氯含铝工业废渣也可用作硫铝酸盐水泥熟料生产的铝质原料。 （3）石膏 石膏作为硫质原料主要供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的三氧化硫成分。生产硫铝酸盐水泥熟料所用石膏的成分要求一般为：①硬石膏，w(SO3) ≥45％、w(SiO2) ≤3％：②二水石膏，w(SO3) ≥35％、w(SiO2) ≤3％。适当成分的的磷石膏、氟石膏及脱硫石膏等工业废渣也可作为硫铝酸盐水泥熟料的硫质原料使用。