铝酸盐水泥介绍-土木工程材料

铝酸盐水泥是以钙质和铝质材料为主要原料，按适当比例配制成生料，煅烧至完全或部分熔融，并经冷却所得以铝酸钙为主要矿物组成的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，代号CA。

（1）矿物组成

铝酸盐水泥按水泥中Al2O3含量（质量分数）分为CA50、CA60、CA70和CA80四类，其化学成分见表4.8。其中，CA50根据强度分为CA50-Ⅰ、CA50-Ⅱ、CA50-Ⅲ、CA50-Ⅳ四个类型，CA60根据主要矿物组成分为CA60-Ⅰ和CA60-Ⅱ两个类型。

表4.8　铝酸盐水泥分类与化学成分（GB/T 201—2015）（%）

铝酸盐水泥的主要矿物成分见表4.9。

表4.9　铝酸盐水泥的主要矿物成分

除了上述的铝酸盐外，铝酸盐水泥还含有少量的硅酸二钙等成分。

（2）水化及硬化

铝酸一钙是铝酸盐水泥的主要组成矿物，其水化反应与温度有较大关系。

当温度小于20℃时，其水化反应如下：

当温度在20~30℃时，其水化反应如下：

当温度大于30℃时，其水化反应如下：

二铝酸一钙的水化产物与铝酸一钙的水化产物基本相同，其水化产物数量较少，对铝酸盐水泥的影响不大。七铝酸十二钙水化速度快，但强度低。硅铝酸二钙又称方柱石，为惰性矿物。少量的硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶。

由以上水化反应看出，铝酸盐水泥的水化产物主要是水化铝酸一钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）和铝胶（Al2O3·3H2O）。CAH10和C2AH8是针状和片状晶体，能在早期相互连成坚固的结晶连生体，同时生成的氢氧化铝凝胶填充在晶体的空隙内，形成密实的结构。因此，铝酸盐水泥早期强度增长很快。CAH10和C2AH8是亚稳定型的，随着时间的推移，会逐渐转变为稳定的C3AH6，转化过程随着温、湿度的升高而加速。晶型转变的结果是水泥石内析出大量的游离水，固相体积减缩约50%，增加了水泥石的孔隙率，同时，由于C3AH6本身强度较低，所以水泥石的强度下降。因此，铝酸盐水泥的长期强度是下降的，其最终稳定强度值一般只有早期强度的1/2或更低。对于CA50铝酸盐水泥，由于长期强度下降，应用时要测定其最低稳定值。国家标准规定：CA50铝酸盐水泥混凝土的最低稳定强度值以在（50±2）℃水中养护的混凝土试件的7 d和14 d强度中的最低值来确定。(www.xing528.com)

（3）技术指标

①细度。比表面积不小于300 m2/kg或0.045 mm的筛余量不得大于20%。

②密度。与硅酸盐水泥相近，为3.0~3.2 g/cm3。

③凝结时间。初凝和终凝时间应符合表4.10的要求。

④强度等级。各类型铝酸盐水泥各龄期强度值不得小于表4.11中的要求。

表4.10　铝酸盐水泥凝结时间要求（GB/T 201—2015）（min）

表4.11　铝酸盐水泥各龄期的强度要求（GB/T 201—2015）（MPa）

#当用户要求时，生产厂家应提供试验结果。

（4）特性及应用

①凝结硬化快，早期强度高。1 d的强度可达3 d强度的80%以上，适用于紧急抢修工程、军事工程、临时性工程和早期强度有要求的工程。

②水化热大，并且集中在早期，1 d内可放出水化热70%~80%，使温度上升很高。因此，铝酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程，但适用于寒冷的冬季施工工程。

③抗硫酸盐性能强。因其水化后不含氢氧化钙，故适用于耐酸及耐硫酸盐腐蚀的工程。

④耐热性好。铝酸盐水泥在高温下与骨料发生固相反应，形成稳定结构。因此，可用于拌制1 200~1 400℃耐热砂浆或耐热混凝土，例如窑炉衬砖。

⑤耐碱性差。铝酸盐水泥的水化产物水化铝酸钙不耐碱，遇碱后强度下降。因此，铝酸盐水泥不能用于与碱接触的工程，也不能与硅酸盐水泥或石灰等能析出Ca（OH）2的材料接触，否则会发生闪凝，且生成高碱性水化铝酸钙，使混凝土开裂破坏，强度下降。

⑥用于钢筋混凝土时，钢筋保护层的厚度不得低于60 mm，未经试验，不得加入任何外加剂。

⑦若用蒸气养护加速混凝土硬化时，养护温度不得高于50℃。