养殖特种动物品种特种水泥定义种类_[2][1](精)
来源: 摩臣登陆    发布时间: 2020-02-10 02:52    次浏览   大小:  16px  14px  12px

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  第5章 特种水泥 特性水泥定义和特点 ? 具有特殊性能:快凝、快硬、耐火等 ? 满足特殊用途:抢修工程、装饰工程等 ? 包括了三个系列 特性水泥 ? 1、快硬高强水泥 ? 2、抗硫酸盐型硅酸盐水泥 ? 3、油井水泥 ? 4、白色水泥 ? 5、彩色水泥 ? 6、道路水泥 ? 7、补偿收缩水泥 ? 8、砌筑水泥 ? 9、防辐射水泥 ? 10、耐高温水泥 快硬高强水泥 (1)特点:凝结时间短、硬化快、早期强度高 以3天强度来划分等级 (2)组成:PC系列(硅酸盐水泥) CSA系列(硫铝酸盐水泥) (3)用途:需要快速施工的工程、抢修工程、 冬季施工 抗硫酸盐型硅酸盐水泥 (1)特点:有较强的抵抗硫酸根离子腐蚀 的能力、水化热低 (2)组成:硅酸盐系列改变熟料矿物组成(降 低硅酸三钙≤50%和铝酸三钙含量≤5% ) (3)用途:水利工程、地下工程、海港工 程、隧道工程、桥梁基础等 油井水泥 (1)特点:流动性好、快凝 初凝、终凝时间间隔短 在高温高压环境中凝结硬化 (2)组成:硅酸盐系列改变矿物比例 (3)用途:用于油田固井 白色水泥 (1)特点:颜色为白色,白度是重要的性 能指标 (2)组成:控制Fe含量 (3)用途:建筑装饰 彩色水泥 (1)特点:按照使用要求可配制出红色、 绿色等彩色水泥 (2)组成:一般为硅酸盐系列 (3)制备方法:白水泥+颜料 在原材料中配入着色剂烧制 (4)用途:建筑装饰 道路水泥 (1)性能特点:耐磨性好、抗冻性好、抗冲击 性好、收缩小、弹性好 (2)组成:硅酸盐系列水泥中增加含铁矿物 (3)用途:公路路面 补偿收缩水泥 (1)特点:具有微膨胀性 (2)组成:CSA系列 (3)用途:防止混凝土开裂 砌筑水泥 (1)特点:强度要求不高,流动性好 (2)组成:硅酸盐系列 (3)用途:用于砌筑和抹灰 防辐射水泥 (1)特点:密度大、水化热小、抗拉强度高 (2)组成:含有Ba、Sr等重金属离子 (3)用途:用于阻挡或防护原子核反应堆辐射 耐高温水泥 (1)特点:耐高温、耐腐蚀 (2)组成:主要为铝酸盐系列 另外还有磷酸盐系列 (3)用途:窑炉内衬(电力、石化、冶金、建材) 硫铝酸盐水泥 水泥的种类 第一系列水泥:以C3S矿物为主的各种硅酸盐水泥。 第二系列水泥:以CA矿物为主的各种铝酸盐水泥。 第三系列水泥:以C4A3?矿物为主的各种硫铝酸盐 水泥。 20世纪70年代初,中国发明了普通硫铝酸盐水泥 定义 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℃)煅烧而成 的无水硫铝酸钙(C4A3?)和硅酸二钙(C2S) 为主要矿物组成的熟料,掺加适量混合材(石膏 和石灰石等)共同粉磨所制成的具有早强、快硬、 低碱度等一系列优异性能的水硬性胶凝材料。 硫铝酸盐水泥的种类 从无水硫铝酸钙C4A3? 复合矿物研究中已开发出 硫铝酸盐水泥系列。这个系列包括普通硫铝酸盐水泥 和高铁硫铝酸盐水泥(又称铁硫酸盐水泥)。 硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥的生产工艺完全一 样,区别仅在于两者的铁相矿物含量高低不同。 普 快硬硫铝酸盐水泥R·SAC 通 硫 高强硫铝酸盐水泥H·SAC 铝 酸 膨胀硫铝酸盐水泥E·SAC 盐 水 自应力硫铝酸盐水泥S·SAC 泥 低碱度快硬硫铝酸盐水泥 高 铁 快硬铁铝酸盐水泥R·FAC 硫 铝 高强铁铝酸盐水泥H·FAC 酸 盐 水 膨胀铁铝酸盐水泥E·FAC 泥 自应力铁铝酸盐水泥S·FAC 我国硫铝酸盐水泥应用市场用量及品种 硫铝酸盐水泥生产的工艺特点 硫铝酸盐水泥生产工艺跟传统硅酸盐水泥 相比,生料中石灰石的配入量大大降低,用于 分解CaCO3的热耗大幅度降低,放出CO2大大降 低,且熟料烧成温度较低,理论热耗较低,烧 成范围较宽,节约能量。 硫铝酸盐水泥的原燃材料 ?原材料: ?铝质原料(主要提供Al2O3,也提供SiO2和 Fe2O3) ?石灰质原料(主要提供CaO) ?硫系原料(主要提供SO3) ?燃料: ?烟煤 原料和燃料要求 ? 矾土: Al2O3 >60%, SiO2 <15% ? 石灰石:CaO >50% , SiO2 <3.5% ? 二水石膏: SO3 >38%。硬石膏:SO3 >38% ? 工业烟煤:发热量>23826kJ/kg,灰分<3.5%, 挥发分>25% ? 原料总有害成分:R2O <0.5% 硫铝酸盐水泥熟料矿物组成相图 硫铝酸盐的率值 三个系数:碱度系数Cm,铝硅比N,铝硫比P Cm ? 0.73? Al2O3 ? CaO ? 0.7TiO2 0.64Fe2O3 ? ?1.4Fe2O3 ? 1.87 SiO2 碱度系数Cm:表示熟料中氧化硅、氧化铝和氧化铁饱 和形成C4A3?、C2AF、C2S的程度。Cm的范围一般为 0.95-0.98,必须小于1(就在于硫铝酸盐水泥系数中, 不能有f-CaO的存在,否则将造成水泥的急凝)。 P ? Al2O3 ? 0.64Fe2O3 SO3 铝硫比P:表示熟料中氧化铝含量与三氧化硫含量之比, 反映了形成C4A3?的氧化铝与三氧化硫的适当比例。一般 控制P<3.86. N ? Al2O3 ? 0.64Fe2O3 SiO2 铝硅比N:表示熟料中氧化铝含量与氧化硅含量值比, 也反映了熟料中C4A3? 、C2S的比例。一般控制N>3。 硫铝酸盐水泥的配料原则 CaO的配入量:在硫铝酸盐水泥中,形成熟料 矿物所需要的CaO是按照不足来设计的,因为如果 CaO的配入量过多,超出形成熟料矿物所需要的量, 将会形成f-CaO,从而造成熟料的急凝、强度低;同 时,高钙条件下, C4A3?的水化速度会大大加快。 SO3的配入量:在硫铝酸盐水泥中,形成熟料 矿物所需要SO3的量按照过足来设计的,由于在硫 铝酸盐水泥熟料煅烧过程中, SO3总会有所挥发, 如果SO3配入量不足,将会直接影响C4A3?的形成。 在配料计算中SO3应过量10%左右。 硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成 硫铝酸盐水泥熟料中的矿物主要为C4A3?、C2S、 C4AF,一般还存在少量游离石膏(f-CaSO4)、方镁 石(MgO)和钙钛矿(CaO·TiO2即CT) 等,煅烧不太 正常或配料不当时,还有少量钙黄长石 (2CaO·Al2O3·SiO2即C2AS)、硫硅酸钙 (4CaO·2SiO2·CaSO4即2C2S·CaSO4) 、游离石灰 (f-CaO)和铝酸钙(C12A7,CA)等。 无水硫铝酸钙 ? 3CaO?3Al2O3?CaSO4 ? 晶体结构:多孔结构 (高活性的原因) Ca2+ Al-O S-O ? 形貌:六角形板状或四边形柱状 ? 晶体尺寸:5~10μm 硅酸二钙 ? 2CaO?SiO2 ? 四种晶型 ? 形貌:不规则圆形,细小、破碎(工业熟料) ? 尺寸:5~10μm 铁相 ? 4CaO·Al2O3·Fe2O3 ? 2CaO·Fe2O3~6CaO·2Al2O3·Fe2O3固溶体 ? 斜方晶系,棱柱状 ? 形成:2CaO·Fe2O3矿物随温度的升高,不断固 溶各类铝酸钙矿物 少量矿物 ? 游离石膏(游离CaSO4) ? 方镁石(MgO) ? 钙钛矿(CaO·TiO2) 煅烧不正常或配料不当时: ? 钙黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2) ? 硫硅酸钙(4CaO·SiO2·CaSO4) ? 游离石灰(游离CaO) 硫铝酸盐水泥熟料微观形貌 不同水泥熟料的矿物组成 水泥名称 普通硫铝 酸盐水泥 高铁硫铝 酸盐水泥 铝酸盐水 泥 硅酸盐水 泥 熟料矿物组成w% C4A3? 55-75 C2S 8-37 C4A3? 33-63 C3A 14-37 CA 40-45 C2A 15-30 C3S 42-60 C2S 15-35 C3A 5-14 C4AF 3-10 C6AF2 15-35 C2AS 20-36 C4AF 10-16 各种水泥熟料化学成分w% 水泥名称 普通硫铝酸盐水 泥熟料 高铁硫铝酸盐水 泥熟料 铝酸盐水泥熟料 SiO2 3-13 5-13 <10 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 30-38 1-3 38-45 8-15 25-35 5-13 43-50 7-12 50-58 <3 32-36 硅酸盐水泥熟料 21-25 4-8 2-4 64-67 熟料的形成过程 室温-300℃:原料脱水干燥 300-450℃: Ⅲ型无水石膏转变为Ⅱ型无水石膏。 450-600℃:矾土的水铝石分解,形成α-Al2O3,物料 总同时 出现α-SiO2及Fe2O3。 850-900℃:碳酸钙分解,产生CaO,随温度升高分解反应加 快。 950℃以上: C4A3?和C2AS开始形成。 1050℃:C4A3?和C2AS增加,石灰吸收率达到1/2左右。生料 中的α-Al2O3, α-SiO2、CaSO4和CaO的含量迅速减少。 1150℃:出现β-C2S,石灰吸收率达到2/3. 1250℃: C4A3?继续增加,C2AS消失,同时出现 2C2S·CaSO4 。除此之外,其它组分消失。物料主要矿物组 成为:C4A3?,C2S,2C2S·CaSO4 ,f-CaSO4和少量铁相(C6AF2) 1300℃:2C2S·CaSO4消失。熟料主要矿物为:C4A3?,βC2S,α′-C2S,铁相及CaSO4 1300-1400℃:矿物无明显变化。 1400℃以上: C4A3?和CaSO4开始分解,熟料出现融块。 硫铝酸盐水泥熟料的烧成温度为:(1350±50)℃。此时不 但熟料形成反应已经完成,而且烧结情况也比较好。 石膏的作用 a.石膏在形成硫铝酸盐水泥熟料中的作用:导 向化合和稳定矿物 导向化合:石膏不仅能使最终产物中CA改变为 C4A3?,并使无活性的C2AS改变为C4A3?和C2S。 稳定矿物:阻止在高温冷却过程中发生向惰性 的γ- C2S的晶型转变 b.石膏在形成硫铝酸盐水泥中的作用:跟硅酸 盐水泥中的作用一样,起到缓凝作用。 导向作用 铝酸盐水泥熟料形成反应 引入石膏后的反应反应 无活性 高活性 硫铝酸盐水泥的水化 主要水化产物: ? 水化硫铝酸钙(Aft、AFm) ? 铝胶 ? 铁胶 ? 水化硅酸钙凝胶 C4A3?水化—早期水化活性高 试样 水灰比 6h 抗压强度/MPa 1d 3d 7d 14d 60d 净浆 0.39 15.3 36.6 40.5 30.7 34.6 34.6 铁相的水化 ---6CaO·2Al2O3·Fe2O3 ——6CaO·Al2O3·2Fe2O3 -?- 4CaO·Al2O3·Fe2O3 -??- 4CaO·Al2O3·Fe2O3 硫铝酸盐水泥的技术性能 A 硫铝酸盐水泥熟料的相对密度比硅酸盐水泥熟 料低,一班波动在2.87-2.92之间。 B 硫铝酸盐水泥水化产物主要由钙矾石、铝胶和 铁胶等组成。 C 硫铝酸盐水泥的初凝时间比硅酸盐水泥快的多, 一般在30-50min波动,终凝在40-90min波动 D 硫铝酸盐水泥总水化热并不比硅酸盐水泥总水 化热高,约45-50kJ/g,但是集中在8-48h释放。 E 硫铝酸盐水泥石的孔隙结构与硅酸盐水泥的孔 隙结构有明显差别:总孔隙率低<15%;平均孔径 小,绝大部分孔径小于30nm。最可级孔径(1:1砂 浆)为小于2.5nm,而且1.8nm左右的孔占很大的比 例;孔的形状多为墨水瓶孔。这样的孔结构是形成 硫铝酸盐水泥抗渗、抗冻、抗腐蚀、干缩小等优良 性能的关键。 F 硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥比较,水化液相碱 度低。因此可以抑制其由于使用碱活性集料而可能 发生的碱-集料反应。 硫铝酸盐水泥的特点和应用 硫铝酸盐水泥的特点是早强高强、高抗冻性、耐 蚀性、高抗渗性、膨胀性能、低碱性。 目前主要应用在 :冬季施工工程、抢修和抢建 工程、配制喷射混凝土、生产水泥制品和混凝土预制 构件,补偿收缩砼的配制和抗渗工程、生产纤维增强 水泥制品等。 硫铝酸盐水泥是当今世界水泥发展史上新出现的 品种系列,尚处于应用推广时期,然而目前已显示出 十分乐观的发展前景。

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