硫铝酸盐水泥介绍

来源：发表时间2019-04-15 09:33:49 点击：

一. 特种水泥系列
1. 快硬硫铝酸盐水泥以适当成分的生料，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水泥熟料和石灰石、适量石膏共同磨细制成的，具有早期强度高的水硬性胶凝材料，代号R.SAC。强度等级以三天抗压强度表示(比表面积390～420，凝结时间初凝12～25终凝17～35,6小时强度15～20MPa 1天强度30～40 MPa)
2. 改性快硬硫铝酸盐水泥将适当成分的生料煅烧得到以无水硫铝酸钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙为主要成分的熟料，配入一定量的硬石膏（或磷石膏）和适量的沸腾炉渣（或粉煤灰、铁尾矿砂），共同磨细制成的具有高早强性能的水硬性胶凝材料，称为改性快硬硫铝酸盐水泥，代号1-SAC。(比表面积310～330，凝结时间初凝25～45终凝40～60,6小时强度5～10MPa 1天强度20～30 MPa)
3. 低碱度硫铝酸盐水泥在以无水硫铝酸钙为主要成分的硫铝酸盐水泥熟料中配入适量的石膏和石灰石，磨细制成的具有碱度低(碱度：水灰比为1：10的水泥浆液，1h的PH值≤10.5)、自由膨胀率(自由膨胀率：1：0.5灰砂比，28天自由膨胀率0.00%～0.15%)小的水硬性胶凝材料，称为低碱度硫铝酸盐水泥，代号L-SAC。(比表面积400～430，凝结时间初凝15～30终凝20～40,6小时强度10～17MPa 1天强度25～30 MPa)
4. 高早强特种油井水泥是一种以特制的快硬硫铝酸盐水泥熟料为基材的新型固井材料，可采用专用的复合外加剂进行性能调整，适合于井底温度为15℃-70℃的油气井固井工程和修井工程，分为普通型和超细型两种。
5.HCSA超高强水泥HCSA胶结料是基于硫铝酸钙的一种水硬性胶凝材料，属高品位硫铝酸盐熟料.不同于基于铝酸钙的铝酸钙水泥或基于硅酸钙的波特兰水泥。因此，CSA、HCSA胶结料具有的性能使之适合于制成诸如自流平、自动光滑复合物、快硬抹平、瓷砖粘结、无收缩灌浆料、高水基填充材料、快硬及特种砂浆等产品。
CSA、HCSA胶结料可作为胶凝材料单独使用或加入硫酸钙或与波特兰水泥结合使用。其凝结时间比波特兰水泥快，并且具有很高的强度发展。CSA、HCSA胶结料水化期间不释放游离石灰，这是消除风化的主要原因。
说明
关于“起砂”问题
用普通硫铝酸盐水泥配置的砂浆和混凝土，如采用像硅酸盐水泥那样一般的养护方法，往往会出现表面“起砂”、“掉粉”现象。这是由于水泥水化较快.表面容易失水和水化液PH值较低所造成的。在水泥硬化早期采取及时淋水养护、在表面进行若干次抹平和压实等措施均可防止水分蒸发过快，从而避免这种现象的产生。
关于钢筋锈蚀问题
普通硫铝酸盐水泥钢筋混凝土中的钢筋在水泥硬化早期有轻微锈蚀但在以后的硬化和试用期内，这种锈蚀现象不再发展。对使用十多年的普通硫铝酸盐水泥混凝土管和建筑构件进行考察的结果证实，普通硫铝酸盐水泥遇水后只是在硬化早期使钢筋有轻微锈蚀，以后即自行停止，锈斑没有扩大。普通硫铝酸盐水泥混凝土中钢筋的锈蚀是由于在水化初期水与空气含量较多，而其水化体液相的PH值过低，在钢筋周围不能形成钝化膜而造成的。然而由于普通硫铝酸盐水泥混凝土结构非常致密，水与空气不能继续进入内部，所以，随着混凝土制作过程中混入的氧气和剩余水的耗尽，钢筋锈蚀现象便不再扩展。
关于防火性能问题
快硬硫铝酸盐水泥砂浆试体与硅酸盐水泥一样，在高温下灼烧时其强度会急剧下降，所不同的是：3cm×3cm×3cm的试块经1000℃灼烧3天后残留强度保持在10.5Mpa,为常温养护28天强度的17%如图一所示，试块不发生崩裂和剥落，而是变得轻质多孔，但仍保留原状；将该灼烧试样再进行水中养护14天，其强度由残留强度10.5Mpa回升到73.5Mpa，如图二所示比常温养护28天的强度还高出10.3Mpa。快硬硫铝酸盐水泥混凝土构件经短暂灼烧后在表面形成具有一定强度的轻质多孔层，该层起隔热防火作用，保护混凝土构件内部不再继续升温。一旦灭火，对灼烧混凝土用水养护，其灼烧层会恢复原来的强度。
关于抗冻性能问题
在混凝土学术界，一般都认为抗冻性是代表混凝土耐久性的综合指标，抗冻融循环次数越多，耐久性越好。抗冻性是混凝土材料非常重要的性能指标。
1．幼龄混凝土抗冻性能
试件在正温下成型，立即放入–16℃低温箱受冻7天，然后取出放入标准养护室正温养护28天和60天。实验的样品有三种：普通硅酸盐水泥混凝土、快硬硫铝酸盐水泥混凝土和掺ZB-2防冻剂的快硬硫铝酸盐水泥混凝土。分别测定这三种混凝土的抗压强度，所得强度值列于图-1
从图-1可以看出，普通硅酸盐水泥混凝土幼龄受冻后在标准状态下养护，其强度要显著下降。与28天标养强度比较，受冻后标养28天，其强度下降50%;受冻后标养60天其强度下降近40%，。快硬硫铝酸盐水泥混凝土幼龄受冻后，其强度变化与硅酸盐水泥明显不同：与28天标养强度比较，受冻后标养28天和60天其强度仅下降9%。掺抗冻剂的硫铝酸盐水泥混凝土幼龄受冻后强度非但不降，反而略有提高，受冻后标养28天和60天的强度为不受冻标养同期强度的108%和128%。这些数据表明，快硬硫铝酸盐水泥混凝土，特别是掺抗冻剂的快硬硫铝酸盐水泥混凝土处于塑性状态时也不怕受冻，一旦解冻，其强度照样上升，不会因受冻而下降。硫铝酸盐水泥混凝土塑性状态受冻后不损失强度的特点给冬季施工带来很大方便，具有重要的实际意义。
2.硬化混凝土抗冻融性能
韩国双龙公司中央研究所关于快硬硫铝酸盐水泥混凝土和膨胀硫铝酸盐水泥混凝土硬化试件抗冻融性的测定结果列于表2
从表2可以看出，普通硅酸盐水泥混凝土经270次冻融循环后已全部溃裂，无法测定其强度；快硬硫铝酸盐水泥混凝土经270次冻融循环后仍保持97%的强度，试件轮廓完整，毫无剥落现象。这说明硫铝酸盐水泥混凝土具有非常好的抗冻融性能。
硫铝酸盐水泥水化热在水化早期集中释放，采取塑料膜覆盖养护措施后造就了一个“自蒸养”环境，从而使水泥可以用于负温下施工。硫铝酸盐水泥混凝土在塑性状态下不怕受冻，即使受冻，待解冻后强度照样发展，不会有损失。在硬化状态下，冻融循环270次后强度损失仅3%，具有非常好的抗冻融性能。在低温施工浇筑大体积混凝土时，硫铝酸盐水泥混凝土既无超出热稳定温度的危险性，还能达到快硬和早强。
硫铝酸盐水泥的耐蚀性
水泥混凝土抵抗环境水侵蚀的能力决定于许多因素，其中水泥品种被认为是最主要的因素之一。根据国内外大量试验研究表明，水泥品种对于混凝土的耐蚀性能有明显的影响。因此世界各国对于耐蚀混凝土用水泥矿物成分做了一定的规定。尤其对水泥熟料中C3A,C3S等矿物做了明确的限制。
硫铝酸盐水泥，它是以C4A3S C4AF和C2S为主要的矿物的熟料，在磨制时掺入一定量的石膏、石灰石等办法获得的一种早强、微膨胀、自应力等一系列不同性能的系列水泥。该水泥中没有易受腐蚀的C3A与C3S具有较好的耐腐蚀性能。在7种腐蚀性介质中进行长期试验，同时用自来水进行了对比试验，效果良好。
衡量水泥耐腐蚀性能通常按GB749-65标准方法在试验室条件下测定水泥砂浆耐腐蚀系数（K6）.K6 是试件在侵蚀液中浸泡6个月的抗折强度与水中养护6个月的抗折强度之比，比值愈高，表示腐蚀性能愈好。混凝土的抗腐蚀性能是按试件在各种侵蚀溶液中耐压强度的变化决定的。
快硬硫铝酸盐水泥在各溶液中的K6 的数值列于表1，快硬硫铝酸盐水泥与混凝土的耐腐蚀性能参数由中国铁道科学研究院与中国建筑材料科学研究院在合作研究中获得。
从表1中可以看到，快硬硫铝酸盐水泥在各种水泥中具有较高的耐腐蚀系数，其值都大于1.0，这说明快硬硫铝酸盐水泥在这些侵蚀液中抗折强度不但不下降，反而还少有增长。