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:
2.1 回转窑烧结法
由于中国的矾土含铁量较低,因此具有较宽的烧结温度范围,比较适合用回转窑烧结法生产。回转窑烧结法采用烟煤作燃料,具有生产成本低、生产效率高、质量容易稳定的特点,在中国被广泛采用。
回转窑烧结法的要点是:选用优质矾土和优质石灰石为原料,按一定比例配合送入球磨机,粉磨成生料,然后进入回转窑进行烧结,烧成的熟料经球磨机粉磨成细粉即成为高铝水泥。
当选用工业氧化铝和优质石灰石为原料时,采用天然气和柴油或重油等无灰燃料可生产出白色的纯铝酸钙水泥。由于其杂质含量低,广泛用来配制高档耐火浇注料,同时由于其颜色为白色,已将它与白色硅酸盐水泥混合用于化学建材中需要装饰效果的场合。
回转窑烧结法的组分设计一般在Al2O3-CaO-SiO2三元相图中的CA-CA2-
C2AS三角形内,生料在回转窑的烧结过程中,首先通过固相反应形成CA矿物,由于石灰石在分解后具有较高的反应活性,因此会局部出现少量C12A7矿物,但随着温度的提高,矾土中的Al2O3和SiO2的反应速度加大,熟料中的矿物会逐渐按设计组成达到相平衡,最终C12A7消失,熟料矿物主要矿相为CA,其次为CA2和C2AS,以杂质存在的Fe2O3和TiO2,形成C2F 和CT。
因此,用回转窑烧结法生产的高铝水泥,在煅烧状态较好的情况下,不会存在
C12A7 (这也是化学建材用高铝水泥中不希望存在的矿物。用回转窑烧结法生产化学建材用高铝水泥,其配料成分的稳定控制、烧成制度的严格掌握和稳定水泥的矿相组成,十分重要。
2.2 电弧炉熔融法
用矾土和石灰质原料,按设计成分计算配合比混合,用电弧炉进行熔化,在控制冷却的情况下,形成熟料。经球磨机粉磨至要求的细度即为高铝水泥。
用电弧炉熔融法适合生产CaO含量较高的高铝水泥。用回转窑烧结法生产的熟料,其CaO含量一般在35%以内,因为CaO含量过高,就会使熟料的温度烧成范围变的狭窄而不易稳定操作。而用熔融法生产,就可以配制CaO含量较高也即CA矿物含量较高的水泥,从而获得早期强度更高的高铝水泥,另外熔融法还适合利用高铁矾土作原料,生产Fe2O3含量较高的水泥。
用熔融法生产高铝水泥的技术要点是选用优质矾土和优质石灰质原料,在熔化过程中尽可能掌握氧化气氛,因为还原气氛中会有FeO生成,并形成称为Pleochroite 的多色矿物,根据Midgley教授的研究[1]认为Pleochroite的化学式
为:(Ca,Na,K,Fe2+A(Fe3+, AlB (Al2O75 (AlO46-x (Si,TiO2x ,Pleochroite的生成会对高铝水泥的性能产生有害影响,导致C12A7的含量增多,使高铝水泥的凝结硬化过程难于控制。
另外,用熔融法生产高铝水泥,冷却条件对性能会产生巨大的影响。因此,控制冷却是一个重要工序。
2.3 反射炉熔融法
反射炉熔融法是法国的Lafarge公司的专有技术,Fondu水泥,Secar51水泥,德国的海德堡生产的ISTRA40,ISTRA50水泥都采用反射炉熔融法生产。
反射炉熔融法与电弧炉熔融法同样适合生产高钙含量和高铁含量水泥,并且需要严格控制气氛和冷却过程,以保证产品质量的稳定性。
2.4 市场上不同制造方法的几种高铝水泥的性能
三.高铝水泥的特性及用途
3.1 高铝水泥的水化特性
高铝水泥的主要矿物为铝酸一钙(CA,次要矿物为二铝酸一钙(CA2,与水反应可用下式表示:高铝水泥在常温下的水化产物CAH10和C2AH8都属于介稳产物,它们
在温度超过35℃情况下会转变成稳定的C3AH6,在这种晶形转变过程中,会引起强度下降,其原因为:
(1. CAH10和C2AH8是六角片状晶体,C3AH6为立方晶形晶体,C3AH6的结合力比CAH10和C2AH8差。
(2. 在晶形转变过程中释放出结晶水而使孔隙率增大。
(3. 水化初期或低温下形成的Al(OH3为胶状体,充填在晶体间起增强的作用。温度提高后铝胶转变为晶体三水铝石(Al2O3·3H2O降低了胶体的增强作用。
因此,对单独将高铝水泥用于结构工程,需持慎重态度。但是由于高铝水泥的水化产物不出现游离Ca(OH2,也不像硅酸盐水泥中存在C2S矿物,因此在作为耐火混凝土的结合剂时,不会发生如硅酸盐水泥在反复加热和冷却的过程中因CaO和
Ca(OH2的反复形成,以及β-C2S的多晶转变而使耐火混凝土产生体积不稳定的弊病。而且高铝水泥具有早强性,在窑炉中施工,可以尽量缩短养护期,即所谓“一天混凝土”,因此高铝水泥被广泛应用于耐火材料行业。
3.2 高铝水泥和硅酸盐水泥的混合物的水化
3.2.1 高铝水泥的水化产物CAH10 、C2AH8与硅酸盐水泥水化产物C-S-H凝胶反应形成水化硅铝酸钙(stratlingite也称为水化钙黄长石C2ASH8,由于C2ASH8的形成,避免了
CAH10和C2AH8因转化为C3AH6而产生的强度下降。
3.2.2 高铝水泥值得注意的特性之一是具有能加快硅酸盐水泥凝结时间,加速强度发挥和缓解水化热的性能。图1为高铝水泥和普通硅酸盐水泥简单混合时高铝水泥的加入量对硅酸盐水泥凝结时间的影响曲线,由图1可见不同的高铝水泥对硅酸盐水泥的促凝效果有一定的区别,但总的趋势比较接近。
3.2.3 精心选择高铝水泥的适宜添加量,可以使与硅酸盐水泥的混合物获得满意的水化性能,既获得了高的早期强度,又保留了良好的长期强度。图2表示了不同高
铝水泥与硅酸盐水泥的混合物对胶砂强度的影响,当高铝水泥的加入量为10%时,不仅可以获得一定值的6小时强度,而且在养护过程中强度还会不断增长。28天的强度值基本上达到纯硅酸盐水泥的28天强度值。而且三种不同的高铝水泥效果基本相同。
综上所述,高铝水泥和硅酸盐水泥的混合物可以改变原有两种水泥的性能,而开发出各种新型胶凝材料。
3.3 高铝水泥与石膏混合物
高铝水泥和各种石膏的混合物,在加水搅拌后发生相互反应,而形成钙矾石,
3CA+3CaSO4+41H2O→C3A·3 CaSO4·32H2O+6Al(OH3
3CA+CaSO4+21H2O→C3A·CaSO4·12H2O+6Al(OH3
石膏矾土膨胀水泥,无水石膏矾土水泥,止水堵漏水泥,自应力水泥和混凝土膨胀剂都是利用上述反应原理。
随着石膏形态的不同,膨胀效果也会产生很大区别,使用无水石膏膨胀效果比较好,且容易稳定。半水石膏反应迅速,膨胀量大,且不易稳定。究竟采用哪种石膏,需要根据开发的产品性能要求而定。
近十几年来,商品砂浆的迅速兴起,利用石膏和高铝水泥的膨胀效应,往往用作收缩补偿,以克服砂浆的开裂问题。实际上,在形成钙矾石的过程中希望形成高结合水的
3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O钙矾石,在富Ca(OH2的条件下,高含水的钙矾石比较容易形成,而硅酸盐水泥水化时就可以提供Ca(OH2,有时可以另外配入Ca(OH2。
3.4 高铝水泥具有抗生物酸侵蚀的性能,已广泛用于污水管道的制造和某些食品加工厂的地面材料。
四. 高铝水泥应用于配制商品砂浆――一个极具开发前景的领域
由第三节所述内容可知,高铝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。
例如地面自流平材料,二次地面基线找平,以及旧地面的修补,一方面需要通过添加剂获得优秀的自流平性能,而且需要获得快速硬化的性能,快速吸收水份的性能,以便可以尽快能行走进行下一个工序。
高铝水泥应用于化学建材,首先是为了加快凝结和硬化,以达到增加工作效率的目的。但实际上,高铝水泥主要组分的反应基础应该是铝酸钙与硫酸钙与氢氧化钙或来源于硅酸盐水泥中的氢氧化钙之间的反应,反应产物钙矾石是一种含有大量结合水的矿物(含32H2O,通过这一矿物的快速形成,可以使硬化体在短时间内具有低的残余水。从而可降低硬化体因水份蒸发而产生大的收缩。
利用高铝水泥和硅酸盐水泥混合后产生的这一系列性能,已广泛用来配制各种商品砂浆。如:
瓷砖粘贴剂、瓷砖薄胶泥、自流平地面材料、密封材料、止水堵漏材料、快硬砂浆、修补砂浆、粘结砂浆、浇注砂浆
五. 与硅酸盐水泥、石灰、石膏配制加热硬化型水泥制品
加热硬化型水泥组成物是一种由硅酸盐水泥、高铝水泥、石膏类、石灰类组成的混合物。在加水混合后,在水泥存在的情况下,在常温下硬化速度迟缓,但经60℃以上加热会急速硬化而形成制品,其反应本质是高铝水泥中的铝酸钙与硅酸盐水泥中的Ca(OH2和无水石膏或半水石膏在60℃以上急剧反应形成钙矾石
(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O。
日本积水化学已利用这一原理生产建筑外墙板,由于在加热加压过程中只需保持30分钟即可成型板材,大大缩短了水泥制品的生产周期,给大型板材连续机械化生产创造了条件。
加热硬化型水泥组成物,由硅酸盐水泥81~96.5%,高铝水泥10~2.4%,无水石膏及半水石膏5~0.7%,石灰5~0.5,以水泥混合物为100%,在加入0.2~2.0%的碱金属有机碳酸盐,经混合而成。
碱金属碳酸盐如苹果酸钠、乙二醇酸钠等的加入可以改善混合物的加热成型性能,使刚刚加热硬化后的制品的机械强度发挥良好,防止成型物脱模时出现损坏。
加热硬化型水泥混合物与细木片,木屑的混合经加水加压加热可形成不同体积密度的大
型板材。它具有优良的强度、防火性能和耐久性，已成功的用作内外墙板。加热硬化型水泥混合物还可以与聚合物涂层等一起热压形成复合制品，起到增强和装饰作用。六. 结束语以铝酸钙为主要矿物的高铝水泥已有近 100 年的应用开发历史，过去主要利用其单一水泥的特性进行使用，如因其具有耐海水侵蚀性而使用于海港工程；利用其快速硬化性能而用于军事抢修工程；利用其耐火耐热性而应用于不定形耐火材料等。近代，随着化学建材的开发，高铝水泥和硅酸盐水泥的复合性能已愈来愈被人们重视，因为两种水泥复合后既能保留硅酸盐水泥的后期强度，又能利用高铝水泥的早强特性；既能保留硅酸盐水泥的耐久性，又能克服高铝水泥因水化产物晶形转化而产生的后期强度损失问题；同时还能利用高铝水泥和硅酸盐水泥和石膏共同反应形成钙矾石这一高含水矿物，起到快速硬化、快速吸水、收缩补偿等作用，从而获得良好的砂浆性能。各种化学添加剂的使用，使这种水泥混合物获得优良的流动性。粘结性等各种使用性能，使商品砂浆获得了无限发展空间。
项目名称：航空高性能铝合金材料的基础研究首席科学家：张新明中南大学 起止年限：2012.1-2016.8 依托部门：湖南省科技厅教育部
一、关键科学问题及研究内容 3.2 主要研究内容 3.2.1 三类高性能铝合金的成分与组织模式设计 本项目以调整铝合金主成分设计方向为突破口，增加高固溶度元素含量，降低低固溶度元素含量，消除恶化综合性能的残余结晶相，并引入可形成共格多元弥散相的过渡族和稀土特定微量元素，创新设计新一代高性能铝合金成分，确立高强高韧高淬透、超强高韧耐蚀、中强高耐损伤的多相适配微结构模式，形成三类铝合金原型，为此需要开展下列研究工作，重点研究解决科学问题1（新型高淬透性过饱和固溶体与第二相的形成、演变及其强韧化作用）和科学问题2（复杂环境下铝合金耐损伤、抗腐蚀多相微结构的适配模式设计与调控机理）。（1）高强高韧高淬透性铝合金成分与组织模式设计 ●研究Al-Zn-Mg-Cu系高Zn、低Cu、低Mg富铝区的相平衡与温度和成分 的关系。 ●研究Al-Zn-Mg-Cu系合金析出转变动力学—成分关系，确立淬火温区稳 定、时效温区析出成分区域。 ●研究高强铝合金淬透性和析出强韧化与成分的关系，设计高淬透高强高 韧的新型铝合金成分。 ●研究过渡族和稀土元素影响共格相界向非共格相界转变的规律及机理、 新型弥散相影响再结晶的规律及机理。 ●研究淬火界面形核析出规律、多相界面协同调控淬透性与强韧性的作 用，确立高淬透高强高韧的多相适配微结构模式。 （2）超强高韧耐蚀铝合金成分与组织模式设计 ●研究Al-Zn-Mg-Cu合金高Zn、低Cu、低Mg富铝区主成分对析出第二相及 其与基体电位差、极化行为的影响规律，设计新型超强铝合金主成分。 ●研究过渡族与稀土元素复合添加对Al3Zr晶体结构及热稳定性的作用规 律，确立新型多元弥散相，设计超强铝合金的微合金化成分。 ●研究新型多元铝化物共格弥散相抑制铝基体再结晶作用规律，揭示共格弥 散相对强韧性和耐蚀性的影响规律及机理。 ●研究基体晶界和第二相对耐蚀性和强韧性的协同作用及机理，确立超强高
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:
1铝的基本特性与应用范围 铝是元素周期表中第三周期主族元素，原子序数为13，原子量为26.9815。 铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，仅为2.7 g / cm3，约为铜或钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好；无磁性；基本无毒；有吸音性；耐酸性好；抗核辐射性能好；弹性系数小；良好的力学性能；优良的铸造性能和焊接性能；良好的抗撞击性。此外，铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用，下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。 铝的基本特性及主要应用领域
3 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1变形铝合金的分类 变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si合金（6×××系），Al-Zn-Mg合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。 这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3. 2中国变形铝合金的牌号表示法 根据GB/T16474 —1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，
自流平水泥的性能及用途 自流平水泥的性能及用途 自流平水泥：在低水灰比下不经振捣能使净浆、砂浆或混凝土达到预定强度和密实度的特种水泥。自流平水泥是科技含量高、技术环节比较复杂的高新绿色产品。它是由多种活性成分组成的干混型粉状材料，现场拌水即可使用。稍经刮刀展开，即可获得高平整基面。硬化速度快，5小时即可在上行走，24天进行后续工程（如铺木地板、PVC地板等），施工快捷、简便是传统人工找平所无法比拟的。 安全、环保、美观、快速施工与投入使用是自流平水泥的特色。它提升了文明的施工程序，创建了优质舒适平坦的空间，多样化标致饰面材的铺贴，让生活增添了绚丽的色彩。 自流平水泥用途:可广泛应用于工业厂房、车间、仓储、商业卖场、展厅、体育馆、医院、各种开放空间、办公室、居家、别墅、温馨小空间……等等。可作为饰面面层，亦可作为耐磨基层。 自流平水泥性状： 外观:自由粉体状 包装：25kg/袋 色泽:水泥色 粘结料:普硅水泥、高铝水泥 骨料:石英砂、最大粒径0.4mm以下 附加剂:多种表面活性助剂及分散乳胶粉 水料比:5L/25KG 优异性： 1、施工简单易为，加适量的水即可形成近似自由流体浆料，能快速展开而获得高平整度地坪。 2、施工速度快，经济效益大，较传统人工找平高5-10倍，且在短时间内即可供通行、荷重，大幅缩短工期。 3、预混产品，质量均匀稳定，施工现场干净整洁，有利于文明施工，是绿色环保产品。 4、抗返潮性佳，对面层保护性强，实用性强，适用范围广。 垫层自流平水泥 ◎特性:强度C25以上，高平整度，2m范围落差1mm,5小时即可在上行走，24～48小时（依气温及浇注层含水量而定）即可进行饰面层铺装或涂刷。 ◎用途:用于工商业地坪、洁净室、医院静音地坪、无尘地坪、抗静电地坪。作为铺贴PVC塑胶卷材、片材、块材、橡胶地板以及涂刷环氧树脂、聚氨酯地坪的基层,住宅、别墅高平整地坪，作为软木地板、实木地板、实木复合地板、强化地板、高级饰面材、金刚板等铺面基层。 ◎施工厚度:2～5mm（视基面平整度而定） 水泥自流平产品在地面装修中的应用 水泥自流平产品在地面装修中的应用 水泥基自流平材料是由特种水泥、超塑化组分、优选级配集料组分及有机改性组分以适当比例在工厂中采用自动化的生产线完成材料配比及充分搅拌而成，用时只需加适量水搅拌便可成为具流动性或稍加辅助行铺摊就能流动找平的高强、速凝地面材料。用于对平整度有严格要求的地面的施工，为新建筑和修缮提供系统的解决方法。可机械泵送，也可手工操作。主要用于工业地面、商用地面、民用地面的装饰。 性能特点 平整，可做超平地；耐磨，不起砂；抗压、抗折强度高，可承受重荷载。 早强高强性能――水泥基自流平材料以超早强水泥为基材，强度发展快，加快施工进度，后期强度高,5小时后可上人行走，24小时后
浅谈硅酸盐水泥的选择与应用 学号：2010040432 姓名：高健专业：工程管理班级：4班 【摘要】本文对建筑工程中通常使用的各种硅酸盐水泥的特点、生产工艺、工作效能、注意事项，水泥制品特点等进行了简要分析。（主要从硅酸盐水泥的种类特征进行分析，进而为实际生活中选择合适的硅酸盐水泥。） 【关键词】波兰特水泥； 在所有的材料中，建筑材料的消耗量是最大的。因而，在所有的产业中，建筑材料产业成为了资源消耗量最大的产业。水泥，是建筑工程中最基础，用量最大的建筑材料。水泥性能的优良、以及所选用的水泥的型号、规格的不同，会直接影响到整个建筑工程的质量及最终的成败。各种不同的水泥，其生产工艺及性能也是各有特色的。 硅酸盐水泥，又称波特兰水泥（英语：Portland Cement），是由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 一水泥分类 这类水泥包括不掺或掺有混合材料的各种硅酸盐水泥，中国按其混合材料的掺加情况，共分为如下六类。 1.纯熟料硅酸盐水泥，用于较为重要的土木建筑工程，因其抗冻性和耐磨性较好， 适用于配制高标号混凝土。 2.普通硅酸盐水泥，广泛用于制做各种砂浆和混凝土。普通硅酸盐水泥在应用方面 与硅酸盐水泥基本相同，并且有一些硅酸盐水泥不能应用的地方普通硅酸盐水泥也可以用，这使得普通硅酸盐水泥成为建筑行业应用面最广，使用量最大的水泥品种。 3.矿渣硅酸盐水泥，（矿渣水泥的抗渗性较差，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程 中。但具有良好的耐热性，可用于温度不高于200℃的混凝土工程中，如热工窑炉基础等。）可用于地面、地下、水中各种混凝土工程，也可用于高温车间的建筑，但不宜用于需要早期强度高和受冻融循环、干湿交替的工程。因其颜色较浅，比重较小，水化热
（二零一二年十二月） 2019-2025年中国高性能铝合金行业快速做大市场策略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……
报告目录 第一章企业快速做大市场策略概述 (6) 第一节研究报告简介 (6) 第二节高性能铝合金行业快速做大市场策略研究原则与方法 (6) 一、研究原则 (6) 二、研究方法 (7) 第三节研究企业快速做大市场策略的重要性及意义 (8) 第二章市场调研：2018-2019年中国高性能铝合金行业市场深度调研 (10) 第一节高性能铝合金概述 (10) 第二节我国高性能铝合金行业监管体制与发展特征 (10) 一、行业管理体制及主管部门 (10) 二、行业法律法规及政策 (10) 三、行业技术水平及技术特点 (12) （一）全球铝加工行业技术水平及技术特点 (12) （二）国内铝加工行业技术水平及技术特点 (12) （1）我国铝加工行业技术及装备水平不断提高，但整体技术水平仍然较低 (13) （2）研究和开发方面的投入不足，创新能力受到限制 (13) 四、专用设备用铝合金材料行业技术水平 (13) 五、行业经营模式及特点 (14) 六、行业的周期性、季节性和区域性 (14) （1）行业区域性特征明显 (14) （2）行业的周期性、季节性 (14) 第三节2018-2019年中国高性能铝合金行业发展情况分析 (14) 一、全球铝加工行业概况 (15) 二、我国铝加工行业概况 (15) （1）我国铝加工行业起步晚，技术水平较低 (15) （2）我国铝合金产品消费潜力巨大，市场前景广阔 (16) （3）我国铝加工行业将继续保持增长态势 (16) （4）技术进步和新产品研发推动产业升级 (17) （5）高性能铝合金产品的市场前景将更加广阔 (17) 三、高性能铝合金细分行业概况 (18) （一）核燃料加工专用设备及其用材简介 (18) （二）我国核燃料加工专用设备行业概况 (19) （1）我国核燃料加工专用设备制造技术已处于国际先进水平 (19) （2）政策面的有力扶持成为行业发展的最大推动力 (19) 第四节2018-2019年我国高性能铝合金行业竞争格局分析 (19) 一、行业竞争格局与市场化程度分析 (19) （1）铝加工行业处于充分竞争状态 (19) （2）专用设备用铝合金材料行业处于不完全竞争状态 (20) 二、细分行业内的主要企业及其市场份额 (20) （1）竞争对手目前所占的市场分额 (20) （2）三方各自所占的市场份额变动情况 (20)
几种常见硅酸盐水泥的特性 一、组成部分 1)硅酸盐水泥(又称波特兰水泥) 由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成。 硅酸盐水泥熟料的主要成分为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。 2)矿渣硅酸盐水泥（简称故渣水泥） 由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量计为20～70％；允许用不超过混合材料总掺量1/3的火山灰质混合材料（包括粉煤灰）、石灰石、窑灰来代替部分粒化高炉矿渣,这些材料的代替数量分别不得超过15％、10％、8％；允许用火山灰质混合材料与石灰石，或与窑灰共同来代替矿渣，但代替的总量不得超过15％，其中石灰石不得超过10％、窑灰不得超过8％;替代后水泥中的粒化高炉矿渣不得少于20％。 3) 火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥） 由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成。 水泥中火山灰质混合材料掺加量按重量计为20～50％；允许掺加不超过混合材料总掺量1/3的粒化高炉矿渣,代替部分火山灰质混合材料，代替后水泥中的火山灰质混合材料不得少于20％。 4）粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥） 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成 水泥中粉煤灰掺加量按重量计为20～40％；允许掺加不超过混合材料总掺量1/3的粒化高炉矿渣，此时混合材料总掺量可达50％，但粉煤灰掺量仍不得少于20％或大于40％。 5）复合硅酸盐水泥（简称复合水泥） 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰混合材料、适量石膏磨细制成 水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于15％，不超过50％。水泥中允许用不超过8％的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥
水泥的高性能化 1 前言 生产水泥的目的是满足各种混凝土建筑工程的需要。国标中水泥按强度分等级，是为了满足混凝土建筑工程的基本物理性能要求。从广东过去几十年混凝土材料的发展过程来看，上世纪80年代前，工程绝大部分使用低标号混凝土（C30以下）。低标号混凝土对配制技术或配制材料的要求均较低，外加剂（减水剂）甚少用到混凝土工程。在此情况下，无论是立窑水泥或湿法窑、干法窑烧制的转窑水泥，在配制混凝土时抗压强度差异不大。即使今天，按此条件配制混凝土来进行对比，大部分的强度结果均有类似规律。 但从上世纪80年代到本世纪初，随着经济的高速发展，混凝土工程的大型化及混凝土材料的高性能化要求越来越多。以广州近几年混凝土材料的设计、施工要求来看，出现了垂直高度300多米的泵送混凝土，高抛自流平（26m高度抛下、免振）等高工作性能的混凝土；C80高强混凝土，F5.0~6.0的高抗折、耐磨性好的道路混凝土；S20高抗渗、耐酸耐碱混凝土；低收缩抗开裂混凝土，广州新机场跑道的高强、抗冲击、耐磨、低收缩率混凝土；低水化热、高强度的大体积混凝土等等。混凝土材料性能要求越来越高，数量日益增多。为满足城市化及混凝土材料性能提高的要求，广东省商品混凝土搅拌站已有上百家，外加剂普遍使用，与外加剂相容性好的高标号水泥被首选、配制混凝土的粗细骨料质量要求及配制技术不断提高。这些均是提高
混凝土材料性能的措施及保证。从混凝土材料的发展及配制技术的提高，人们也越来越认识到水泥高性能化的重要性。简而言之，社会、经济的发展，要求混凝土材料的高性能化。这促进了混凝土技术的发展，为配制高性能混凝土及降低生产成本，又提出了水泥的高性能化。它是混凝土高性能化及低成本生产混凝土的基础。目前广州市绝大部分重点工程、尤其是对混凝土性能要求较高的工程所用水泥均为省内几家大水泥厂提供，这主要是由水泥性能决定的。 2 水泥高性能化的含义 目前水泥生产厂家对水泥的高性能化认识不全面。在我国水泥与混凝土分属于两个行业，生产水泥的技术人员不了解混凝土技术及进展，更不懂得如何使水泥的性能与配制混凝土技术相适应，往往将高标号、高比表面积的水泥认为是优质水泥的唯一标准，结果出现了水泥与外加剂相容性差，配制大体积混凝土时温度应力大、收缩大及耐久性差等问题。 本文认为：水泥性能的优劣必须从水泥在混凝土中的使用性能及效果来衡量。水泥的高性能化应包括以下三方面的含义：（1）是用现代先进技术生产的可大幅度提高各项物理性能的水泥。（2）可满足混凝土性能的不同要求，显著改善混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能，更有利于实现混凝土的高性能化。（3）在配制混凝土时，能够用最少的水泥用量来达到高性能混凝土目标。
高铝水泥的生产及性能特点 以铝酸钙为主、氧化铝含量约50%的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥。高铝水泥熟料的主要矿物组成为：CA 、CA 2、C 12A 7、C 2AS ，还有微量的尖晶石(MA)和钙钛石(CaO ?TiO 2)以及铁相，可能为C 2F ，也可能为CF 、Fe 203、Fe0等。 高铝水泥生产所用原料为矾土和石灰石。国外多采用熔融法生产高铝水泥。原料不需磨细，可用低品位矾土。但烧成热耗高，熟料硬度高，粉磨电耗大。我国广泛采用回转窑烧成法，烧成热耗低，粉磨电耗低，可用生产硅酸盐水泥的设备。但要用优质原料，生料要均匀，烧成温度范围窄，仅50～80℃，烧成温度一般在1300～1380℃。在煅烧中要采用低灰分燃料，以免灰分落入而影响物料的均匀性，造成结大块和熔融。另外，要控制好烧成带的火焰温度。由于熟料凝结正常，水泥粉磨时不加石膏等缓凝剂。 生料配料主要控制碱度系数Am = 2.53M) .55(A 0T)0.7(F 1.87S C --+--和铝硅比系数(Al 2O 3/SiO 2)。Am 值高则CA 多，水泥凝结快，强度高；Am 值低，则CA 少而CA 2多，凝结慢、强度低。回转窑生产时，普通高铝水泥一般Am 选取0.75，若为快硬高强的高铝水泥，Am 应控制在0.8～0.9之间；如要求具有较好的耐高温性能，则Am 应控制在0.55～0.65较为合适。铝硅比A/S 值对水泥强度有很大影响。A/S ＞7，水泥标号可达325号以上；A/S ＞9，水泥标号可达425号以上，对于低钙铝酸盐水泥，A/S 常高于16。 CA 是高铝水泥的主要矿物，有很高的水硬活性，凝结时间正常，水化硬化迅速；CA 2水化硬化慢，后期强度高，但早期强度却较低，具有较好的耐高温性能。 CA 的水化产物与温度关系很大，在环境温度低于20℃时，主要生成CAH 10；温度20～30℃，转变为C 2AH 8和Al(OH)3凝胶；温度高于30℃时，则转变为C 3AH 6和Al(OH)3凝胶。C 12A 7的水化与CA 相似，结晶的C 2AS 水化很慢,β-C 2S 水化生成C-S-H 凝胶。由于介稳相CAH 10和C 2AH 8逐步转变为C 3AH 6稳定相，温度越高，转变越快，同时晶型转变释放出大量游离水，孔隙率急剧增加，使得高铝水泥的长期强度特别是在湿热环境下会明显下降，甚至引起工程破坏，因此，许多国家限制高铝水泥应用于结构工程。 高铝水泥初凝时间不得早于40min ，终凝时间不得迟于10h 。在高铝水泥中加入15%～60%硅酸盐水泥会发生闪凝，这是因为硅酸盐水泥析出Ca(OH)2，增加液相的pH 值之故。 高铝水泥的特点是强度发展非常迅速，24h 内几乎可达到最高强度，标号以3d 抗压强度来表示。其28d 强度不得低于3d 强度指标。另一特点是在低温（5～10℃）也能很好硬化，而在气温较高（＞30℃）条件下养护，强度剧烈下降。因此，高铝水泥使用温度不得超过30℃，更不宜采用蒸汽养护。高铝水泥抗硫酸盐性能好，因为水化时不析出Ca(OH)2。此外，水化产物含有Al(OH)3凝胶，使水泥石致密，抗渗性好，对碳酸水和稀酸(pH 不小于4)也有很好的稳定性，但对浓酸和浓碱的耐蚀性不好。由于在高温下（＞900℃），高铝水泥会发生固相反应，烧结结合逐步取代水化结合，因此，高铝水泥又有一定耐高温性，在高温下仍能保持较高强度，特别是低钙铝酸盐水泥，可作各种高温炉内衬。目前高铝水泥主要用于配制膨胀水泥、自应力水泥和1200～1400℃的耐热混凝土。
浅谈硅酸盐水泥特性 摘要：水泥作为建筑行业重要的基础原料，成为了国民经济建设的必要物资基础，而硅酸盐水泥因为其自身的特性，在特定环境下更是显得必不可少。 关键字：硅酸盐；水泥；特性 Abstract: Cement as the construction industry important basic material, become the national economic construction of the necessary material base, and Portland cement because its own characteristics, in certain circumstances it is to appear more indispensable. Key Word: Portland; Cement; characteristics 1.硅酸盐水泥定义及分类 硅酸盐水泥在国外又称为波特兰水泥，在我国的定义是凡是由硅酸盐水泥熟料，搀和0-5%的石灰石或者是粒化高炉矿渣，在添加适量的石膏，研磨成细粉状的水硬性胶凝材料，这是中国的国家通用标准对硅酸盐水泥的定义。 按照国家标准，硅酸盐水泥一般分为两种类型，第一种是Ⅰ型硅酸盐水泥这种硅酸盐水泥的代号是P怠，其定义为不掺加任何混合材料的硅酸盐水泥。第二种是Ⅱ型硅酸盐水泥，这种硅酸盐水泥的代号是P愠，其定义为在硅酸盐水泥粉磨时搀和石灰石或者是粒化高炉矿渣,掺加的质量不得超过水泥本身质量的5%。 2.硅酸盐水泥特性及应用 2.1硅酸盐水泥特性 (1硅酸盐水泥强度高 硅酸盐水泥的特性与一般水泥相比，最显著的特性是凝结快，凝结快预示着硬化快，硬化快意味着硅酸盐水泥的早期强度增长率比一般谁大，强度比一般水泥高。 (2硅酸盐水泥水化热高
玉墙高性能混凝土选用材料的原则 普通混凝土选用水泥时，必须要根据混凝土的使用要求，考虑以下几项水泥技术条件：1.水泥强度等级2.在各种温度和湿度条件下，水泥早期和后期强度发展的规律3.在制品的使用环境中，水泥的稳定性4.各种水泥的其他性能。 当用户使用加有混合材的水泥时，往往不清楚所加入的混合材的数量和细度，所以为了保证混凝土的质量并充分发挥矿物质材料的作用，在配置耐久性混凝土时宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并将矿物质材料以掺合料的形式作为配置混凝土的组分加入拌合料中。当工程水泥用量很大时，也可由水泥厂家根据用户的订货要求，生产满足规定性能指标的水泥，一来减少混凝土搅拌站的储存，而来减少混凝土配置过程中多组分计量的可能误差。 国外研究用于高强高性能混凝土的特种水泥有球形水泥、调粒径水泥、超细磨水泥和高贝利特水泥等，这些水泥有的尚处于试验研究阶段，有些水泥国内并无生产，所以一般不推荐首选使用特种水泥。 特别需要説明的是，配制高强度混凝土不一定必须使用高强度水泥。因为我国水泥的强度强度等级是按照规定的水灰比成型水泥砂浆，养护至规定龄期来确定的。而在高强高性能混凝土中水胶比一般只有0.30左右，和水泥强度等级检验师时的水灰比相比，有了明显的减小，这时不同强度等级水泥强度发展情况、水化产物结构与水泥强度检验水灰比条件下完全不一样。化学外加剂和矿物掺合料的使用，使得用较低强度等级水泥配置高强混凝土有了可能。 中国建筑材料科学研究总院对利用不同强度等级的水泥配制高性能混凝土的进行研究，对比了不同强度等级的水泥在高、低水胶比条件下水化程度和水化掺物微观结构的差别，用低强度等级水泥配制了高强高性能混凝土，对其配比、胶凝材料水化热、抗压强度、耐腐蚀性能、碳化性能、抗渗透性能、抗冻融性能进行了系统试验。 实验证明利用中低强度等级水泥配制高强高性能混凝土是可行的，还具有较多的优势，首先，由于高强度等级水泥和特种水泥价格较高，一定程度上影响了高性能混凝土的推广应用，其次，有的高强度登记水泥常采用磨细工艺生产，水泥比表面积大大提高，从而导致混凝土早期开裂，与外加剂之间的适应性变差，给工程应用带来了一系列问题，最后，考虑到低强度等级水泥比表面积较小，其水化放热速率相对较低，有利于混凝土的早期温升控制，减少早期湿度应力产生的裂缝。 综合阅读： https://www.doczj.com/doc/1e19026125.html,/ https://www.doczj.com/doc/1e19026125.html,/ https://www.doczj.com/doc/1e19026125.html,/
一,AA 7055铝合金材料性能摘要 7055铝合金是目前最先进的商用高强高韧铝合金，具备极高的强度、较好的韧性以及良好的抗应力腐蚀性，具有广泛的应用前景。材料在复杂的服役环境中可能受到各种不同载荷的作用，对材料在不同加载条件下力学行为的研究是完善材料开发、应用以及进行新材料及结构设计的基础。目前，国内对7055铝合金的研究尚处于起步阶段，对于这类新型高性能铝合金在不同加载条件下的力学行为研究仍然十分匮乏，同时，目前也没有一个被广泛接受的本构模型能对该类材料在大的温度和应变率范围内力学行为进行准确描述。另外，作为目前研究材料动态力学行为最为常用的实验设备——分离式霍普金森压杆（SHPB）和分离式霍普金森拉杆（SHTB），在实验方法和实验技术上尚未形成完善、统一的标准，有待进一步的研究和发展，譬如SHPB实验中实现预定应变率的实验参数选取问题，以及SHTB实验中的试样连接方式等。 基于以上背景，本文首先针对SHPB和SHTB实验方法开展了研究和改进工作；然后，较为系统地研究了美国铝业公司生产的AA 7055-T77铝合金在不同温度和应变率下的力学性能及行为，结合微观组织分析对其部分机理进行了初步研究，根据实验结果对Johnson-Cook本构模型进行了修正，并对本构模型的适用性进行了检验和讨论；最后，为评估AA 7055铝合金的高速撞击特性，对AA 7055铝合金和参考材料在高速撞击下的厚板成坑行为进行了研究和对比分析。本文主要的研究内容如下： 第一，基于一维应力波理论推导出一个应变率预估公式，以预估公式为核心，提出了一种可方便实现预定应变率的SHPB实验方案设计方法，并通过数值仿真与实验对该方法进行了演示和验证。 第二，设计了一种用于SHTB装置的楔形卡口式试样连接方式，并通过数值仿真及实验测试证明了这种卡口式连接方式是有效可行的。 第三，利用Gleeble热模拟试验机对AA 7055铝合金在不同温度下的低应变率单轴压缩性能进行了测试，温度范围为300~750K，加载应变率分别为0.0005s-1、0.01s-1和1s-1；利用SHPB 及改进试样连接方式的SHTB装置对其在常温下的动态压缩性能和动态拉伸性能进行了研究，应变率测试范围为：动态压缩时900~5000s-1，动态拉伸时500~1600s-1；获得了AA 7055铝合金在以上加载条件下的应力应变关系和力学行为。 第四，基于AA 7055铝合金的实验结果，提出了一个包含临界转变温度 哈尔滨工业大学工学博士学位论文 的温度效应附加函数、一个耦合温度的应变率效应函数和一个包含有效应变的分段应变硬化函数，综合以上结果，提出了一个具有上述特征的修正Johnson-Cook模型。利用该修正模型对7050-T7451铝合金在较大的温度和应变率范围内的流动应力进行了预测，得到的结果与实验结果符合的较好；同时，该修正模型高温下简化形式对AA 7055铝合金在本文研究范围内的流动应力预测结果与实验结果符合得较好，得到的结果均优于Johnson-Cook模型。说明本文提出的修正Johnson-Cook模型对于铝合金材料具有较好的适用性。 第五，对45%体积分数SiCp/2024Al复合材料、2024铝合金及2A12铝合金也进行了部分测试，获得了这3种参考材料的部分力学性能和材料参数。参考材料的实验结果以及文献中的实验数据表明，本文提出的温度效应附加函数同样适用于参考材料以及部分其它材料。 第六，在单次动态压缩的基础上，利用SHPB对AA 7055铝合金和2024铝合金进行不同次数的循环动态压缩测试，通过对宏观应力应变关系和微观组织变化综合分析，研究了AA 7055铝合金动态压缩时剪切局部化的发展过程。发现了铝合金动态压缩时试样内部剪切局部化的形成机理和发展规律。 最后，利用二级轻气炮系统研究了AA 7055铝合金、45%体积分数SiCp/2024Al复合材料和
摘要 高性能混凝土(HPC)被认为是21世纪的结构混凝土，是先进生产力。代表着混凝土的发展方向。我国高性能混凝土的研究与应用已达10年，取得了长足进步，但同发达国家相比，还存在着较大差距，原因是多方面的其中高性能混凝土原材料的品质波动太大是主要原因。水泥是生产高性能混凝土最为重要的原材料。提高水泥品质，稳定水泥质量，对于发展高性能混凝土至关重要。本论文就水泥的原材料选用、水泥的煅烧与粉磨和水泥的选用几方面阐述了高性能混凝土发展对水泥的要求。 关键词：水泥原材料粉磨煅烧水泥质量
ABSTRACT High performance concrete (HPC) binder are considered in the 21st century，the structure of concrete is advanced productive forces. Represents the development direction of the concrete. Our research and application of high performance concrete has been for 10 years，and has made considerable progress，but compared with the developed countries，the large gap still exists，there are many reasons for the raw materials of high performance concrete quality fluctuation is the main reason is too big. The cement is the most important production of high performance concrete materials. To improve the quality of the cement stable quality，cement，for the development of high-performance concrete is very important. This thesis will cement material selection，cement grinding and cement calcined and choose a few aspects of the development of high-performance concrete cement. Key words：Cement grinding material calcined calcination cement quality
高铝水泥性能及其作用 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. 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： 2.1 回转窑烧结法 由于中国的矾土含铁量较低，因此具有较宽的烧结温度范围，比较适合用回转窑烧结法生产。回转窑烧结法采用烟煤作燃料，具有生产成本低、生产效率高、质量容易稳定的特点，在中国被广泛采用。 回转窑烧结法的要点是：选用优质矾土和优质石灰石为原料，按一定比例配合送入球磨机，粉磨成生料，然后进入回转窑进行烧结，烧成的熟料经球磨机粉磨成细粉即成为高铝水泥。 当选用工业氧化铝和优质石灰石为原料时，采用天然气和柴油或重油等无灰燃料可生产出白色的纯铝酸钙水泥。由于其杂质含量低，广泛用来配制高档耐火浇注料，同时由于其颜色为白色，已将它与白色硅酸盐水泥混合用于化学建材中需要装饰效果的场合。 回转窑烧结法的组分设计一般在Al2O3－CaO－SiO2三元相图中的CA－CA2－C2AS 三角形内，生料在回转窑的烧结过程中，首先通过固相反应形成CA矿物，由于石灰石在分解后具有较高的反应活性，因此会局部出现少量C12A7矿物，但随着温度的提高，矾土中的Al2O3和SiO2的反应速度加大，熟料中的矿物会逐渐按设计组成达到相平衡，最终C12A7消失，熟料矿物主要矿相为CA，其次为CA2和C2AS，以杂质存在的Fe2O3和TiO2,形成C2F和CT。 因此，用回转窑烧结法生产的高铝水泥，在煅烧状态较好的情况下，不会存在C12A7（这也是化学建材用高铝水泥中不希望存在的矿物）。用回转窑烧结法生产化学建材用高铝水泥，其配料成分的稳定控制、烧成制度的严格掌握和稳定水泥的矿相组成，十分重要。 2.2 电弧炉熔融法 用矾土和石灰质原料，按设计成分计算配合比混合，用电弧炉进行熔化，在控制冷却的
河南大学土木建筑学院课题：硅酸盐水泥
硅酸盐水泥 胶凝材料是指在物理、化学作用下，从具有可塑性的浆体逐渐变成坚固石状体的过程，能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质。因其具有原料丰富、生产成本低、耐久性好、适应性强、耐火性好等众多优点而广泛应用于工业、民用建筑、水利工程等建设之中，成为在国民经济及人民生活中不可缺少的重要材料。 胶凝材料一般可分为有机和无机两类。有机胶凝材料是指各种树脂和沥青等；无机胶凝材料又可分为水硬性和非水硬性。水硬性胶凝材料在拌水后技能在空气中硬化一，又能在水中硬化并具有强度，通常称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥等；非水硬性胶凝材料是指不能在水中硬化，但能在空气中或其他条件下硬化，如石灰、石膏、镁质胶凝材料等等。 在众多的胶凝材料中，水泥占有尤为突出的，它是基本建设的主要原料之一，广泛应用于工业、农业、国防、交通、城市建设、水利及海洋开发等工程建设。水泥工业的发展对保证国家建设和提高生活水平具有十分重要的意义。水泥按其主要矿物组成可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、少熟料或无熟料水泥。水泥的主要技术特征是：水硬性（分为快硬和特快硬两类）；水化热（分为中热和低热两类）；抗硫酸盐性（分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀）；膨胀性（分为膨胀和自应力）；耐高温性（铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级）。 在水泥诸多品种中，硅酸盐水泥是应用最广泛和研究最多的。在此从硅酸盐水泥的分类、生产、技术要求、性能及应用等方面对硅酸盐水泥进行简单的研究分析。 所谓硅酸盐水泥是指从黏土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以硅酸盐钙为主要成分的熟料，加入0—5％的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，国际上统称为波特兰水泥。 硅酸盐水泥的分类 硅酸盐水泥包括纯熟料硅酸盐水泥和掺混合材料硅酸盐水泥两类，我国按其混合材料的掺加情况，共分为如下五类：纯熟料硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥。 纯熟料硅酸盐水泥在硅酸盐水泥熟料中加入适量石膏，磨细而成的水泥，分425、525、625、725四个标号。其早期强度比其他几种硅酸盐水泥高5～10％,抗冻性和耐磨性较好，适用于配制高标号混凝土，用于较为重要的土木建筑工程。 普通硅酸盐水泥简称普通水泥。由硅酸盐水泥熟料掺加少量混合材料和适量石膏磨细而成。混合材料的加入量根据其具有的活性大小而定。普通水泥分为275、325、425、525、625和725六个标号,广泛用于制做各种砂浆和混凝土。 矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥。由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣，加
水泥的性能特点及改进方法 摘要：水泥广泛应用于工业与民用建筑工程，还广泛应用于农业、水利、公路、铁路、海港和国防等工程。近年来，随着经济的发展和建设的需要，工程上越来越多的要求水泥具有多方面的性质。本文介绍了几种常用水泥的性质特点，同时对其可能的改性方法加以简略介绍。 关键词： 水泥 性能 施工 改良 一、几种常用水泥的组成与结构特点 1、硅酸盐水泥 硅酸盐水泥也称波特兰水泥，由硅酸盐水泥熟料、0~5%的石灰石活粒化高炉矿渣、适量石膏磨细组成。共分为两种类型：不掺混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P ?Ⅰ,在硅酸盐水泥熟料中掺加不超过水泥质量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。硅酸盐水泥熟料主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙组成，除熟料外，还含有游离氧化钙、游离氧化镁和碱等次要成分。 国标GB 175—2007对硅酸盐水泥要求水泥颗粒粒径一般在7~200μm 范围内，可用筛析法和比表面积法检验。国标GB 175—2007规定硅酸盐水泥比表面积应大于300㎡/kg 。凝结时间初凝不得早于45min ，终凝不得迟于390min ，初凝时间不满足为废品，终凝时间不满足为不合格品。另外，体积安定性不良的水泥应作废品处理，不得用于工程中。碱含量（选择性指标）按O K O Na 22658.0 计算值表示。 GB/T 17671—1999规定，将水泥、标准砂和水按1：2.5：0.5的比例，并按规定的方法制成40mm ×40mm ×160mm 的标准试件，在标准养护条件下养护至规定的期龄，分别按规定的方法测定其3d 和28d 的抗压强度和抗折强度，根据测定结果，将水泥分为42.5、42.5R 、52.5、52.5R 、62.5、62.5R 六个等级。 2、普通硅酸盐水泥 由硅酸盐水泥熟料、>5%~≤20%的活性混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性凝胶材料，称为普通硅酸盐水泥，代号P ?O 。允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量8%的非活性材料来代替。 GB175-2007规定，普通硅酸盐水泥初凝时间不小于45min ，终凝不大于600min 。安定性要求煮沸法合格。强度等级要求根据3d 和28d 的抗折和抗压强度，将普通硅酸盐水泥分为42.5、42.5R 、52.5、52.5R 四个强度等级，各强度
硫铝酸盐水泥的性能与应用 王旭 白银中厦建材有限公司 摘要：硫铝酸盐水泥主要是以硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥。它是中国建筑材料科学研究院研制成功的特种水泥之一，该水泥具有早期强度高、凝结时间短、抗腐蚀性好、抗冻融性好等优点，并且生产成本低，目前具有广阔的市场前景。 关键词：硫铝酸盐水泥，性能特点，用途 1引言 硫铝酸盐水泥是以适当成分的石灰石、矾土、石膏为原料，经低温（1300～1350℃）煅烧而生成以硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）为主要矿物组成的熟料，掺加适量混合材(石灰石、石膏等)共同粉磨所制成的水硬性胶凝材料。自1975年我国建筑材料科学研究院研制成功硫铝酸盐水泥以来，这种水硬性胶凝材料先后被开发成了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一系列的特种水泥品种。 2 硫铝酸盐水泥的性能 硫铝酸盐水泥的主要矿物组成特征是以其含有的大量硫铝酸钙(C4A3S)而区别于其它系列水泥，与传统的硅酸盐水泥混凝土相比，它具有早强、高强、抗冻融、抗渗、耐腐蚀等特点。 2.1早强、高强 硫铝酸盐水泥具有优异的早期强度，其3天的抗压强度指标相当
于普通硅酸盐水泥28天的强度；由于水泥熟料中含有大量硅酸二钙，因此水泥的后期强度会缓慢增长，不会出现后期强度倒缩的情况。 表1为甘肃寿鹿山水泥厂生产的425快硬硫铝酸盐水泥与白银银山水泥厂生产的425普硅水泥各龄期抗压强度的比较。可以看出，硫铝酸盐水泥的1天抗压强度高达30多MPa，而同标号的普硅水泥的1天强度仅为15.4MPa，硫铝酸盐水泥3天的抗压强度接近普硅水泥28天的强度值。 表1 不同品种水泥各龄期抗压强度对比 2.2凝结时间短 国家标准GB175-2007《通用硅酸盐水泥》规定：硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。而硫铝酸盐水泥国家标准规定,初凝不得小于25分钟、终凝不得大于3小时。可见其凝结时间比普通水泥快得多。 2.3抗冻性能好 普通硅酸盐水泥在早期受冻后温度恢复到常温的状态下，其强度损失大约为50%，而相同条件下的硫铝酸盐水泥其强度损失仅在9%