硫鋁酸鹽水泥解析

　　定義：硫鋁酸鹽水泥是以適當(dāng)成分的石灰石、礬土、石膏為原料，經(jīng)低溫（1300~1350℃）煅燒而成的無水硫鋁酸鈣（C₄A₃S）和硅酸二鈣（C₂S）為主要礦物組成的熟料，摻加適量混合材（石膏和石灰石等）共同粉磨所制成的具有早強、快硬、低堿度等一系列優(yōu)異性能的水硬性膠凝材料。
　　1.硫鋁酸鹽水泥的種類
　　從無水硫鋁酸鈣C₄A₃S 復(fù)合礦物研究中已開發(fā)出硫鋁酸鹽水泥系列。這個系列包括普通硫鋁酸鹽水泥和高鐵硫鋁酸鹽水泥（又稱鐵硫酸鹽水泥）。
　　硫鋁酸鹽水泥和鐵鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝完全一樣，區(qū)別僅在于兩者的鐵相礦物含量高低不同。
　　普通硫鋁酸鹽水泥：快硬硫鋁酸鹽水泥R·SAC 高強硫鋁酸鹽水泥H·SAC 膨脹硫鋁酸鹽水泥E·SAC自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥S·SAC低堿度快硬硫鋁酸鹽水泥
　　高鐵硫鋁酸鹽水泥：快硬鐵鋁酸鹽水泥R·FAC 高強鐵鋁酸鹽水泥H·FAC  膨脹鐵鋁酸鹽水泥E·FAC 自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥S·FAC
　　                                                    我國硫鋁酸鹽水泥應(yīng)用市場用量及品種

　　2.硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)的工藝特點
　　硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝跟傳統(tǒng)硅酸鹽水泥相比，生料中石灰石的配入量大大降低，用于分解CaCO₃的熱耗大幅度降低，放出CO₂大大降低，且熟料燒成溫度較低，理論熱耗較低，燒成范圍較寬，節(jié)約能量。
　　3.硫鋁酸鹽水泥的原燃材料
　　原材料：鋁質(zhì)原料（主要提供Al₂O₃，也提供SiO₂和Fe₂O₃）石灰質(zhì)原料（主要提供CaO）硫系原料（主要提供SO₃）燃料：煙煤。
　　原料和燃料要求：礬土： Al₂O₃ ＞60%， SiO₂ ＜15% 石灰石：CaO ＞50% ， SiO₂ ＜3.5%
　　二水石膏： SO₃ ＞38%。硬石膏：SO₃ ＞38%工業(yè)煙煤：發(fā)熱量＞23826kJ/kg，灰分＜3.5%，  揮發(fā)分＞25% 原料總有害成分：R₂O ＜0.5
　　4.硫鋁酸鹽的率值
　　三個系數(shù)：堿度系數(shù)Cm，鋁硅比N，鋁硫比P
　　堿度系數(shù)Cm：表示熟料中氧化硅、氧化鋁和氧化鐵飽和形成C₄A₃S、C₂AF、C₂S的程度。Cm的范圍一般為0.95-0.98，必須小于1(就在于硫鋁酸鹽水泥系數(shù)中，不能有f-CaO的存在，否則將造成水泥的急凝)。
　　
　　鋁硫比P：表示熟料中氧化鋁含量與三氧化硫含量之比，反映了形成C₄A₃S的氧化鋁與三氧化硫的適當(dāng)比例。一般控制P＜3.86.
　　
　　鋁硅比N：表示熟料中氧化鋁含量與氧化硅含量值比，也反映了熟料中C₄A₃S 、C₂S的比例。一般控制N＞3。
　　5.硫鋁酸鹽水泥的配料原則
　　CaO的配入量：在硫鋁酸鹽水泥中，形成熟料礦物所需要的CaO是按照不足來設(shè)計的，因為如果CaO的配入量過多，超出形成熟料礦物所需要的量，將會形成f-CaO,從而造成熟料的急凝、強度低；同時，高鈣條件下， C₄A₃S的水化速度會大大加快。
　　SO₃的配入量：在硫鋁酸鹽水泥中，形成熟料礦物所需要SO₃的量按照過足來設(shè)計的，由于在硫鋁酸鹽水泥熟料煅燒過程中， SO₃總會有所揮發(fā)，如果SO₃配入量不足，將會直接影響C₄A₃S的形成。在配料計算中SO₃應(yīng)過量10%左右。
　　6.硫鋁酸鹽水泥熟料的礦物組成
　　硫鋁酸鹽水泥熟料中的礦物主要為C₄A₃S、C2S、C₄AF，一般還存在少量游離石膏(f-CaSO₄)、方鎂石(MgO)和鈣鈦礦(CaO·TiO₂即CT) 等，煅燒不太正?；蚺淞喜划?dāng)時，還有少量鈣黃長石(2CaO·Al₂O₃·SiO₂即C₂AS)、硫硅酸鈣(4CaO·2SiO₂·CaSO₄即2C₂S·CaSO₄) 、游離石灰(f-CaO)和鋁酸鈣(C₁₂A₇,CA)等。少量礦物游離石膏（游離CaSO₄）方鎂石（MgO）鈣鈦礦（CaO·TiO₂）煅燒不正常或配料不當(dāng)時：鈣黃長石（2CaO·Al₂O₃·SiO₂）硫硅酸鈣（4CaO·SiO₂·CaSO₄）游離石灰（游離CaO）
　　7.硫鋁酸鹽水泥的技術(shù)性能
　　A 硫鋁酸鹽水泥熟料的相對密度比硅酸鹽水泥熟料低，一班波動在2.87-2.92之間。
　　B 硫鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物主要由鈣礬石、鋁膠和鐵膠等組成。
　　C 硫鋁酸鹽水泥的初凝時間比硅酸鹽水泥快的多，一般在30-50min波動，終凝在40-90min波動
　　D 硫鋁酸鹽水泥總水化熱并不比硅酸鹽水泥總水化熱高，約45-50kJ/g，但是集中在8-48h釋放。
　　E 硫鋁酸鹽水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)與硅酸鹽水泥的孔隙結(jié)構(gòu)有明顯差別：總孔隙率低＜15%；平均孔徑小，絕大部分孔徑小于30nm。最可級孔徑（1：1砂漿）為小于2.5nm，而且1.8nm左右的孔占很大的比例；孔的形狀多為墨水瓶孔。這樣的孔結(jié)構(gòu)是形成硫鋁酸鹽水泥抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕、干縮小等優(yōu)良性能的關(guān)鍵。
　　F 硫鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥比較，水化液相堿度低。因此可以抑制其由于使用堿活性集料而可能發(fā)生的堿-集料反應(yīng)。
　　8.硫鋁酸鹽水泥的特點和應(yīng)用
　　硫鋁酸鹽水泥的特點是早強高強、高抗凍性、耐蝕性、高抗?jié)B性、膨脹性能、低堿性。
　　目前主要應(yīng)用在 ：冬季施工工程、搶修和搶建工程、配制噴射混凝土、生產(chǎn)水泥制品和混凝土預(yù)制構(gòu)件，補償收縮砼的配制和抗?jié)B工程、生產(chǎn)纖維增強水泥制品等。
　　硫鋁酸鹽水泥是當(dāng)今世界水泥發(fā)展史上新出現(xiàn)的品種系列，尚處于應(yīng)用推廣時期，然而目前已顯示出十分樂觀的發(fā)展前景。