硫铝酸盐水泥在我国的研究现状 (论文)
高贝利特硫铝酸盐水泥的研究
ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｒａｎｇｅｆｏｒｇｙｐｓｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｓ１２．５～１５％．Ｇｙｐｓｕｍｒｅａｃｔｓｗｉｔｈｔｏｆｏｒｍｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅｆｏｒｍｓａｃｏｍｐａｃｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈＣ４Ａ３Ｓｏｔｈｅｒｈｙｄｒａｔｅｓ．（３）ＡｃｔｉｖａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒＢＣＳＡｃｌｉｎｋｅｒｍｉｎｅｒａｌｓｔｈｒｏｕｇｈｉｏｎｄｏｐｉｎｇＬｏｗｈｙｄｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ１３－Ｃ２ＳａｎｄｌｏｗｅａｒｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈｈａｓｂｅｅｎｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＣ２Ｓｉｎｔｈｅｃｌｉｎｋｅｒ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ１３－ｃ２Ｓａｎｄｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＩｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｆｏｒｅｉｇｎｉｏｎｓｏｆＢａ＋．Ｐ５＋ａｎｄＺｎ２＋ｈａｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ１３－Ｃ２Ｓａｎｄａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆｂｏｔｈ１３－Ｃ２ＳａｎｄＣ４Ａ，季．ＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎｄｅｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｌａｔｔｉｃｅａｒｅｏｃｃｕｒｒｅｄｂｙｔｈｅｆｏｒｅｉｇｎｉｏｎｓｖｉａｅｎｔｅｒｉｎｇｉｎｔｏｔｈｅｌａｔｔｉｃｅｏｆｔｈｅＤ－Ｃ２８ｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｕｓｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｏｍ１３－ｃ２Ｓｔｏ７－Ｃ２Ｓ，ａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｆ１３－Ｃ２Ｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｏｒｅｉｇｎｉｏｎｓｃａｎｅａｓｉｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｏｎｃｒｙｓｔａｌｂｏｕｎｄａｒｙａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｃｒｙｓｔａｌｇｒａｉｎｓ，ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｐ－Ｃ２Ｓ．ＦｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｅｉｇｎｉｏｎｓｅｎｔｅｒｉｎｔｏｔｈｅｌａｔｔｉｃｅｏｆＣ４Ａ３季ａｎｄｃａｕｓｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ，ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣ４Ａ，§ｉｓｅｎｈａｎｃｅｄａｓｗｅｌｌ．Ｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｌ３．ｃ２ｓａｎｄＣ４Ａ，吾：Ｂａ２＋＞Ｐ５＋＞Ｚｎ２＋＞Ｂ３＋．ＴｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｅｍｅｎｔｆｒｏｍｃｌｉｎｋｅｒＣａｎｒｅａｃｈ６９．７ＭＰａａａ十ｄｏｐｅｄａｔ２８ｄ，ｎｅａｒｌｙ１５ＭＰａｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｏｎｅ．（４）ＫｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢＣＳＡｃｅｍｅｎｔｏｎａｌｉｎｅｗｉｔｈＮＳＰｐｒｏｃｅｓｓＢＣＳＡｃｅｍｅｎｔｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｕｓｉｎｇｅｘｉｓｔｉｎｇＮＳＰｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｆｕｅｌ．ＩｔＷａｓｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄｔｏｐｒｏｄｕｃｅＢＣＳＡｃｅｍｅｎｔｏｎａｒｅａｌｌｉｎｅ．Ｍａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．ＴｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＢＣＳＡｃｅｍｅｎｔｐｒｏｄｕｃｅｄｃａｎｒｅａｃｈ４３．７ＭＰａａｔ３ｄａｎｄ６６．９ＭＰａａｔ２８ｄ．（５）ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＢＣＳＡｃｏｎｃｒｅｔｅＩｔｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＢＣＳＡ－３０ｃｏｎｃｒｅｔｅｈａｓｇｏｏｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ＡｎｄＢＣＳＡ－３０ｃｏｎｃｒｅｔｅｈａｓｈｉｇｈｅｒｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｔｈａｎＯＰＣｃｏｎｃｒｅｔｅｉｎｔｅｒｍｓｏｆｆｒｏｓｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓｕｌｐｈａｔｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｄｒｙｉｎｇｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｅｔｃ．Ｔｈａｔｉｓｍａｉｎｌｙｄｕｅｔｏｔｈｅｌｏｗｅｒｗａｔｅｒｄｅｍａｎｄ，ｌｏｗｅｒｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｍｉｃｒｏ－ｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅａｎｄｍｕｃｈｄｅｎｓｅｒｈｙｄｒａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｂｅｌｉｔｅ－ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅｃｅｍｅｎｔ（ＢＣＳＡｃｅｍｅｎｔ），ｂｅｌｉｔｅ，ｆｏｒｅｉｇｎｉｏｎｓ，ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ，ｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．武汉理工大学博士学位论文泥的影响，研究结果表明，以上三种氧化物对强度具有一定的提高作用，氧化硫分别与氧化硼、氧化钛作为复合稳定剂加入后，与单一稳定剂相比作用明显增强，强度明显高于空白组。
硫铝酸盐水泥的发展现状与展望
硫铝酸盐水泥混凝土结构较致密 ，因此其抗
渗性较好 ，是同标号波特兰水泥混凝土的２ ３ ， ～倍 适合用于防水抗渗工程 。
２ 硫铝 酸盐 水 泥的 生产
２１ 水 泥 品 种 ．
各类硅酸盐水泥按 国家标准规定 ，初凝 时间 不得小于４ ｉ，终凝时间不得大于１ ；而硫铝 ５ｒ ｎ ａ ０ｈ 酸盐水泥初凝时间多为３ ～ ０ｒｎ ０ ４ ｉ，终凝时间多为 ａ
目前 ， 由于普 通 硅 酸盐 水 泥 产 能 的饱 和 ，很
多生产 普通 硅酸 盐水 泥 的小 回转 窑水泥 业 落后 产 能 面 临 淘 汰 ， 如 果有 条 件 转产 硫 钒 酸 盐水 泥 ， 既 符合 国 家 节 能减 排 的 产业 政 策 ，并 满 足 市场 需 求 ，又能 充分利 用 当地 资源 ，使 闲 置或被 淘 汰的设
硅 酸 盐 水泥 熟 料 矿 物 中ｃｓ 的含 量 一 般 在５ ％ ５
资源 消耗 低 ．节 约石 灰石 、煤 和 电力 ；环境 负荷 降 低 ，Ｃ ， 放 量减 少 ；可 大量 利 用 ｌ 废渣 作 为原 Ｏ排 业
需要耗费大量高品质石灰石矿产资源 ，并且 ｃｓ 需要在 ｌ ５ 高温条件下才能大量形成 ，能源 ０ ４
硫 铝 酸 盐 水 泥 熟料 的 主 要 原料 有 石 灰 石 、矾 土 和 石 膏 ，对 原 材 料 的 技 术 要 求 是 ：石 灰 石 Ｃ Ｏ ａ
＞５ ％ 、 Ｍｇ ＜２ ％ ； 矾 土 ： ＡＩ ０ 、 ＳＯ， ０ Ｏ ０ ， ＞５ ％ Ｏ ｉ
＜２ ％、Ｆ ， ０ ０ ｅＯ ＜２ ％、Ｓ ８ Ｏ ＞３ ％；无 水 石膏 ：Ｓ Ｏ ＞４ ％。生 产硫 铝 酸盐水 泥熟 料 时主 要控 制两 个数 ５
每年 创 造 效 益３２ ０ 元 。 另外 利 用 ｌ 废渣 ，按 ０ 万 业 同家 有关政 策 规定 ，当产 占 ‘ 废 渣用垣 超过 ３ ％ ＾ｌ Ｉ 、 ｋ ０ 后 ，可 减免 所得 税 。钡 渣 中 含有 少蕈 （ Ｂ Ｃ ｔ ａ Ｏ ，具 ￣
低碱度硫铝酸盐水泥的抗腐蚀性能研究
低碱度硫铝酸盐水泥的抗腐蚀性能研究随着工业发展和环境污染的增加，对建筑材料抗腐蚀性能的要求也变得越来越高。
在建筑中，水泥作为一种常见的建筑材料，其抗腐蚀性能对建筑物的长期稳定及使用寿命具有重要影响。
而低碱度硫铝酸盐水泥作为一种新型水泥材料，其抗腐蚀性能备受关注。
低碱度硫铝酸盐水泥是一种以硫铝酸盐为主要组分的水泥制品。
其与传统硅酸盐水泥相比，含有较低浓度的碱性化合物，因此能够显著提高水泥的抗腐蚀性能。
这使得低碱度硫铝酸盐水泥成为抗腐蚀性能研究的热门课题。
首先，针对低碱度硫铝酸盐水泥的抗腐蚀性能，研究人员进行了一系列实验。
他们使用不同浓度的酸性溶液来模拟不同环境中的腐蚀情况，并测试了水泥样品的腐蚀程度。
实验结果表明，在相同腐蚀条件下，低碱度硫铝酸盐水泥的抗腐蚀性能明显优于传统硅酸盐水泥。
这是因为低碱度硫铝酸盐水泥中的硫铝酸盐能够与硫酸盐形成结合，从而提高水泥的稳定性和抗腐蚀性能。
其次，研究人员还对低碱度硫铝酸盐水泥的物理性能进行了评估。
结果显示，低碱度硫铝酸盐水泥具有较高的抗压强度和抗拉强度，能够满足建筑中的强度要求。
同时，该水泥材料的热胀冷缩性能优秀，不易受热胀冷缩引起的开裂和脱落。
这些优异的物理性能也为其在建筑领域应用奠定了基础。
此外，低碱度硫铝酸盐水泥还具有良好的耐久性能。
研究人员通过经过长期暴露于不同环境条件下的试验样品研究了其耐久性。
结果显示，低碱度硫铝酸盐水泥样品在酸碱性环境和高温条件下的抗腐蚀性能明显优于传统硅酸盐水泥。
这说明低碱度硫铝酸盐水泥可以在恶劣环境下保持较好的稳定性和耐久性，对于建筑物的长期使用具有重要意义。
综上所述，低碱度硫铝酸盐水泥的抗腐蚀性能研究表明其在抗腐蚀性上具有明显优势。
研究人员通过实验和评估，发现该水泥材料具有较低的碱性化合物含量以及良好的物理性能和耐久性能。
因此，低碱度硫铝酸盐水泥在建筑领域具有广阔的应用前景。
然而，随着对环境友好性的要求不断提高，我们还需要进一步研究该材料的生态性能以及其对环境影响的评估。
低碱度硫铝酸盐水泥的混凝土砂浆粘结性能研究
低碱度硫铝酸盐水泥的混凝土砂浆粘结性能研究混凝土砂浆是建筑领域中常用的材料，它的粘结性能对于结构的强度和耐久性起着关键作用。
低碱度硫铝酸盐水泥是一种新型水泥材料，其特殊的化学成分使得它在混凝土砂浆中具有独特的粘结性能。
本文旨在探讨低碱度硫铝酸盐水泥在混凝土砂浆中的应用以及其对粘结性能的影响。
首先，我们需要了解低碱度硫铝酸盐水泥的特性。
低碱度硫铝酸盐水泥是一种具有低碱度的水泥材料，其主要成分包括硫酸铝、硅酸盐和水合硫酸铝。
相较于传统的硫铝酸盐水泥，低碱度硫铝酸盐水泥在碱度方面具有明显的优势，可以减少混凝土砂浆中碱聚集反应的风险。
其次，我们需要考察低碱度硫铝酸盐水泥对混凝土砂浆的粘结性能的影响。
砂浆的粘结性能包括强度、粘结力、抗渗透性等指标。
研究表明，使用低碱度硫铝酸盐水泥可以显著提高混凝土砂浆的强度。
这是由于低碱度硫铝酸盐水泥中的硫酸铝和硅酸盐反应生成的水合产物具有较好的胶凝性能，有利于填充砂浆中的孔隙并增强砂浆的致密性。
此外，低碱度硫铝酸盐水泥还可以提高混凝土砂浆的粘结力。
粘结力是指材料之间的粘结强度，对于混凝土结构的抗裂性能至关重要。
研究发现，低碱度硫铝酸盐水泥中的水合硫酸铝能够与砂浆中的水分发生反应，形成独特的胶凝物质，从而有效提高混凝土砂浆的粘结力。
抗渗透性是混凝土结构的另一个重要性能指标，对于保证结构的耐久性具有重要意义。
研究表明，使用低碱度硫铝酸盐水泥可以明显改善混凝土砂浆的抗渗透性。
这是因为低碱度硫铝酸盐水泥中的水合硫酸铝能够填充混凝土砂浆中的微观孔隙，并与砂浆中的颗粒形成致密的胶凝物质，从而提高砂浆的防水能力。
然而，值得注意的是，低碱度硫铝酸盐水泥的应用还存在一些挑战和限制。
首先，低碱度硫铝酸盐水泥具有较高的价格，限制了其在工程实践中的推广应用。
其次，由于其特殊的化学成分，低碱度硫铝酸盐水泥在生产和使用过程中需要严格控制工艺和条件，以确保正常的胶凝反应和粘结性能。
总而言之，低碱度硫铝酸盐水泥在混凝土砂浆中具有独特的粘结性能，能够提高砂浆的强度、粘结力和抗渗透性。
铝酸盐水泥研究终稿大学毕设论文
摘要铝酸盐水泥以其早强、耐高温、耐硫酸盐、良好适应性等优点，作为一种不定形水硬性粘结剂，广泛应用于耐火材料行业。
然而，在耐火材料应用中，铝酸盐水泥受凝结时间较长、凝结特性受温度影响大、拌合物和易性差等条件制约，促使脱模时间延缓而降低工作效率、要求更多用水量而无法保证强度和耐久性。
基于目前国内外对铝酸盐水泥与减水剂和促凝剂的匹配适应性方面的相关研究报道不多，本文通过试验，对萘系减水剂、聚羧酸高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂及复合使用碳酸锂促凝剂对铝酸盐水泥的工作性能及强度影响进行了系统地的研究。
测定了单掺不同掺量萘系减水剂、聚羧酸高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂，以及分别复掺不同掺量的碳酸锂促凝剂对铝酸盐水泥净浆流动度、凝结时间和胶砂强度的影响规律。
同时，通过测定铝酸盐水泥颗粒表面对外加剂的吸附量，进一步验证了水泥净浆流动度的变化规律。
结果表明，减水剂明显增大了铝酸盐水泥的初始净浆流动度，也延缓了经时损失，其中减水性能由强到弱为：PC>NS>AS，但同水灰比下对强度发展不利；促凝剂对铝酸盐水泥作用敏感，缩短凝结时间的同时增大了铝酸盐水泥的早期强度，而对后期强度发展不利；复掺下减水剂对强度加强效果由强到弱为：NS>AS>PC。
关键词：铝酸盐水泥，高效减水剂，促凝剂，净浆流动度，凝结时间，强度第 1 页AbstractAluminate cement, which is an amorphous hydraulic binder,has been widely uesd in the refractory industry, due to the advantage of early strength, resistant high temperature, resistant corrosion of sulfate,good adaptability. However, in refractory materials applications, aluminate cement was constrained by the long setting time, condensation properties affected greatly by temperature, poor workability of cement mixture conditions which prompted to delay demold time and reduce work efficiency, require more water and can not ensure the strength and durability. The related research reports ahout the match adaptability of aluminate cement with superplasticizer and coagulant is still few at home and abroad, so in this paper, a lot of experiments have been done to conducte a systematic study on what the impact of working ability and strength on aluminate cement naphthalene superplasticizer, polycarboxylate superplasticizer, amino sulfonate supereplasticizer and compound use with set accelerated agent of lithium carbonate.The impact on the paste fluidity, setting time and mortar strength of aluminate cement which had by single doped with different contents of naphthalene superplasticizer, polycarboxylate superplasticizer and amino sulfonate superpla- -sticizer, and mixed with different dosage of lithium carbonate were determined. At the same time, the amount of admixtures adsorption on the particle surface of aluminate cement were measured for further verified the variation of the fluidity of cement paste. The results showed that superplasticizer significantly increases the initial paste fluidity of aluminate cement, but also delays the loss through time, and water-reducing properties from strong to weak as follows: PC>NS>AS, but under the same water-cement ratio is the negative development of the strength; Coagulant which acts on aluminate cement sensitively, shortens setting time and increases early strength of aluminate cement, while is negative development of late strength of aluminate cement; under complexly mixing, superplasticizer plays reinforcing effect on the strength from strong to weak as follows: NS> AS> PC.Key Words:aluminate cement, superplasticizer, set accelerated agent, paste fluidity, setting time, strength第 2 页目录1绪论 (4)1.1铝酸盐水泥的研究背景 (4)1.1.1铝酸盐水泥的发展历史 (4)1.1.2铝酸盐水泥的属性及特点 (4)1.1.3铝酸盐水泥的应用现状 (6)1.1.4铝酸盐水泥的研究现状 (6)1.2外加剂在铝酸盐水泥中的研究背景 (7)1.2.1促凝剂 (7)1.2.2早强剂 (8)1.2.3减水剂 (8)1.2.4其他外加剂 (9)1.3课题的提出及研究内容 (9)1.3.1课题的提出 (9)1.3.2课题研究内容 (10)2试验 (11)2.1试验原料 (11)2.2试验方法 (11)2.2.1水泥净浆流动度测定 (11)2.2.2凝结时间测定 (12)2.2.3胶砂强度测定 (12)2.2.4水泥水化颗粒表面对高效减水剂和促凝剂吸附量测定 (13)3试验结果 (14)3.1水泥净浆流动度测定结果分析 (14)3.2凝结时间测定结果分析 (18)3.3水泥胶砂强度试验结果分析 (23)3.4吸附量测定结果分析 (26)4结论 (29)参考文献 (30)致谢 (32)第 3 页1绪论1.1铝酸盐水泥的研究背景1.1.1铝酸盐水泥的发展历史铝酸盐水泥是一种以铝酸钙盐为主要矿物组成的水硬性水泥，属特种水泥，它与普通硅酸盐水泥相比，具有快硬早强、耐火、耐硫酸盐侵蚀等特点，已被广泛用作耐火浇注料结合剂和化学建材。
硫铝酸盐水泥在我国的研究现状 (论文)
硫铝酸盐水泥在我国的研究现状、生产应用水平及发展趋势摘要：分析了我国及国外硫铝酸盐水泥行业发展及产品应用市场现状，以及硫铝酸盐的历史背景，提出了行业发展趋势，并对未来产品市场应用前景进行了展望。
硫铝酸盐水泥具有早强、高强、抗冻、抗渗、耐腐蚀和低碱度等优良特性，生产能耗更低。
本文对利用固体废弃物为原料制备硫铝酸盐水泥的国内外研究现状进行了介绍，综述了赤泥、脱硫灰渣、城市垃圾焚烧飞灰、粉煤灰等固体废弃物的性能以及对硫铝酸盐水泥熟料水化特性、物相组成、机械强度等性能的影响。
最后提出如果能充分有效地利用固体废弃物，硫铝酸盐水泥工业将在实施循环经济和可持续发展战略中具有更大的优势。
硫铝酸盐水泥盐可用作公路修补材料、早强、耐火耐高温浇注衬料和耐火浇注料的粘合剂等特殊性能。
关键词:硫铝酸盐水泥，行业现状，发展趋势，市场前景硫铝酸盐的历史背景：1824年，英国人J.Aspdin发明了Portland水泥。
经过发展，Portland水泥逐步形成了庞大的硅酸盐水泥系列，品种多达十几种。
该类水泥的矿物组成均是以3CaO}SiOz (C3S)矿物为主，C3S矿物决定了硅酸盐类水泥的凝结和强度等一系列基本性能。
硅酸盐水泥自发明以来，由于其丰富的原料资源，相对较低的生产成本和良好的胶凝性能，成为当前乃至21世纪人类社会最主要的、不可替代的建筑材料。
美国学者Greening等在20世纪60年代后期率先研制成功了3Ca0}3A1203}CaS04-2CaO}SiO:型超早强硫铝酸盐水泥，其中，以3Ca03A1203}CaS0;为主要矿物的快硬硫铝酸盐水泥得到了广泛生产和应用，水泥的早期性能得到了明显改善和提高，但是随着特殊建设工程要求的提高，硫铝酸盐水泥的后期强度不高，某些使用条件下强度甚至会出现倒缩，凝结时间不易调节以及膨胀不稳定等因素使其远不能满足特殊建设工程的需要。
20世纪70年代，中国从无水硫铝酸钙(3Ca0}3A1203}CaSOa)复合矿物的研究中成功研制了(普通)硫铝酸盐水泥，从而形成了不同种类的硫铝酸盐水泥系列。
硫铝酸盐水泥：低碳水泥混凝土发展的重要领域
２ ６ １。 ３１ ７
５９ ７ ５Biblioteka １ ３２ ６ ０
４９ ８
６ ％ ２ ％ １ ％ ０ ０ ０ ５ ％ ３ １ ％ ８ １％ ５ １％ ２
１ ％ Ｏ
从公开发表的一些 研究论文来看， 发达国家 特别是法国和 意大利等国家一直在深入研究我 国自主开发 的硫铝酸盐水泥体
方向。
所产生。 对于热 分解反应 所产生的碳排放， Ａａｕ等根据各矿 Ａ．ｌ ｉ ｏ
表 １ 水泥熟 科巾各 矿相烧 成的ＣＯ： 放量 及两种 熟科 典型组 成 排
—
熟料相
Ｃ． Ｓ Ｃ３ Ｓ
Ｃ２ Ｃ Ｆ Ｓ
Ｃ Ｓ
Ｃ３ Ａ
熟 料 矿物相 烧 成 的ＣＯ 排 放 （ｇｔ ２ ｋ ／ ）
由于全球 气候 变暖， 减排的重要性 已超过了简单 的节能 碳 要求 。 我国水泥 工业 目前采用的节能减排 主要技 术路 线之一是 大量利用工业固体废渣取代熟料。尽管如此 ， 高温 烧制水 泥熟 料并排 放二 氧化 碳的方 式还是 受到严重 挑战 。 展低烧 成 温 发 度的新型熟 料水泥必然 成为水 泥材 料可持续 发展 的一 个重要
科 技 导 航 ● ■＿ Ｉ
Ｓｃ ｅ ｃ ｉ ｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈｎ ｏ ｙ ｃ ｏｌ ｇ
硫 铝 酸盐 水泥 低碳 水泥混凝 土发展 的重要领域
中国混凝土与水泥制品协会 张庆欢 徐永模
系， 并力图开发新的低碳水泥品种， 在低碳经济时代占领水泥和
刖 昂
混凝 土发 展的制高点。
节能减排和环境保护是我国的基本 国策 ， 发展低碳 经济已 成为全球新经济发展的核Ｊ理念。 ００ Ｉ ｊ ． 、 ２ １年是 “ 十一五” 规划的最
低碱度硫铝酸盐水泥在混凝土中的应用研究
低碱度硫铝酸盐水泥在混凝土中的应用研究混凝土是一种广泛应用于建筑与基础设施工程中的材料，其强度和耐久性对工程结构的稳定性和寿命至关重要。
在混凝土中，水泥是其中最重要的成分之一。
然而，传统的硅酸盐水泥对于某些特殊条件下的混凝土结构来说可能存在一些问题，比如碱硅反应。
为了克服这些问题，低碱度硫铝酸盐水泥应运而生。
低碱度硫铝酸盐水泥是一种通过在传统硅酸盐水泥中减少碱含量来达到降低碱度的目的。
同时，硫铝酸盐成分的添加可以进一步提高水泥的强度和耐久性。
因此，低碱度硫铝酸盐水泥在一些特定的混凝土应用场合中表现出了良好的性能。
首先，低碱度硫铝酸盐水泥适用于对碱硅反应敏感的工程。
碱硅反应是指混凝土中的硅酸盐骨料与碱溶液中的氢氧化物发生反应，导致混凝土的膨胀和开裂。
碱硅反应可能会导致建筑物结构的损坏和安全隐患。
低碱度硫铝酸盐水泥由于降低了碱度，可以有效减轻碱硅反应的发生，提高混凝土的抗碱性能，从而增加工程的使用寿命。
其次，低碱度硫铝酸盐水泥在海洋环境中表现出了出色的耐久性。
海洋环境中的氯离子和硫酸盐离子会对混凝土结构造成腐蚀和侵蚀，降低其强度和耐久性。
低碱度硫铝酸盐水泥中硫铝酸盐成分的添加可以有效提高混凝土的抗盐蚀性能，减少海洋环境对混凝土的侵蚀影响。
因此，低碱度硫铝酸盐水泥在海洋岸线、港口和海洋工程等领域中得到了广泛应用。
此外，低碱度硫铝酸盐水泥还被应用于具有高要求抗硫酸盐侵蚀能力的工程中。
硫酸盐是一种常见的地下水和污水中的化学物质，会导致混凝土结构受损。
低碱度硫铝酸盐水泥通过控制水泥中的硫酸盐成分含量，提供了一种抗硫酸盐侵蚀的解决方案。
在这些工程中，低碱度硫铝酸盐水泥可以帮助保持混凝土的稳定性和耐久性。
另外，低碱度硫铝酸盐水泥的应用在环保方面也具有优势。
由于低碱度硫铝酸盐水泥减少了碱度，从而减少了对环境的负面影响。
此外，硫铝酸盐成分在水泥中的添加可以减少对天然资源的依赖，因此有助于实现可持续发展。
在实际应用中，低碱度硫铝酸盐水泥与传统硅酸盐水泥具有相似的施工方式和工程要求。
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硫铝酸盐水泥在我国的研究现状、生产应用水平及发展趋势摘要：分析了我国及国外硫铝酸盐水泥行业发展及产品应用市场现状，以及硫铝酸盐的历史背景，提出了行业发展趋势，并对未来产品市场应用前景进行了展望。
硫铝酸盐水泥具有早强、高强、抗冻、抗渗、耐腐蚀和低碱度等优良特性，生产能耗更低。
本文对利用固体废弃物为原料制备硫铝酸盐水泥的国内外研究现状进行了介绍，综述了赤泥、脱硫灰渣、城市垃圾焚烧飞灰、粉煤灰等固体废弃物的性能以及对硫铝酸盐水泥熟料水化特性、物相组成、机械强度等性能的影响。
最后提出如果能充分有效地利用固体废弃物，硫铝酸盐水泥工业将在实施循环经济和可持续发展战略中具有更大的优势。
硫铝酸盐水泥盐可用作公路修补材料、早强、耐火耐高温浇注衬料和耐火浇注料的粘合剂等特殊性能。
关键词:硫铝酸盐水泥，行业现状，发展趋势，市场前景硫铝酸盐的历史背景：1824年，英国人J.Aspdin发明了Portland水泥。
经过发展，Portland水泥逐步形成了庞大的硅酸盐水泥系列，品种多达十几种。
该类水泥的矿物组成均是以3CaO}SiOz (C3S)矿物为主，C3S矿物决定了硅酸盐类水泥的凝结和强度等一系列基本性能。
硅酸盐水泥自发明以来，由于其丰富的原料资源，相对较低的生产成本和良好的胶凝性能，成为当前乃至21世纪人类社会最主要的、不可替代的建筑材料。
美国学者Greening等在20世纪60年代后期率先研制成功了3Ca0}3A1203}CaS04-2CaO}SiO:型超早强硫铝酸盐水泥，其中，以3Ca03A1203}CaS0;为主要矿物的快硬硫铝酸盐水泥得到了广泛生产和应用，水泥的早期性能得到了明显改善和提高，但是随着特殊建设工程要求的提高，硫铝酸盐水泥的后期强度不高，某些使用条件下强度甚至会出现倒缩，凝结时间不易调节以及膨胀不稳定等因素使其远不能满足特殊建设工程的需要。
20世纪70年代，中国从无水硫铝酸钙(3Ca0}3A1203}CaSOa)复合矿物的研究中成功研制了(普通)硫铝酸盐水泥，从而形成了不同种类的硫铝酸盐水泥系列。
普通硫铝酸盐水泥的熟料是以适当成分的石灰石、矾土和石膏为原料，于1300 0C } 1400 0C锻烧而成，熟料主要矿物是CaA3 S和C2S，还有少量游离石膏CaSOa和铁相(2CaO}Fe203 6Ca0}2A1203}Fe203 )，有时还存在一些方镁石Mg0和钙钦矿CaO}Ti02。
与硅酸盐水泥熟料相比，硫铝酸盐水泥熟料含Ca0量少，主要矿物CaA3 S的形成温度较硅酸盐水泥熟料的C3S低，因此在理论上生产能耗较少，其中普通硫铝酸盐水泥的熟料烧成温度较硅酸盐水泥熟料低100.c我国硫铝酸盐的现状：硫铝酸盐水泥<SACJ作为我国四大特种水泥品种(自水泥、低热大坝水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥)之一，随着我国经济的发展，在全国有着广泛的市场。
目前，我国硫铝酸盐水泥系列包括:快硬硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、复合(改性)硫铝酸盐水泥等小同品种”。
目前，硫铝酸盐水泥的生产除少数厂家采用预热器锻烧工艺，大部分企业仍采用十法中空窑生产工艺，煤耗高，排放超标、生产质量小稳定。
可见硫铝酸盐水泥的生产工艺水平已经远落后于全国水泥行业的平均水平。
而采用新型十法生产小仅可以提高产品产量和质量，降低生产煤耗，从而促进节能减排，降低成本，还可显著提高产量和行业集中度，是行业发展的大势所趋。
用途：在中国又把以3Ca0}3A1}03}CaS0;矿物为主的硫铝酸盐水泥各品种称为第三系列水泥。
硫铝酸盐因其自身的特点，广泛应用于房屋建筑、桥梁、码头、机场、市政设施和工矿建设。
新开发的硫铝酸盐水泥还具有一系列比硅酸盐水泥更为优异的性能，如抗渗、耐腐、抗冻，并且用一种熟料可制成早强、膨胀、高强、自应力、低碱度等不同性能的水泥，使其用于冬期施工工程、快速施工工程、抗渗与防水工程、海洋与耐腐蚀工程、自应力水泥制品和GRC制品等方面有着独特的优势，在众多水泥品种间有很强的竞争力，其特殊的性能使其在工程中的应用越来越广泛。
硫铝酸盐水泥是一种性能优良、附加值高的无机非金属材料，具有凝结快、强度高、微膨胀和低收缩等特性，配置的混凝土抗渗性和抗裂性能好。
硫铝酸盐水泥的抗冻性能是普通硅酸盐水泥的5倍以上，抗渗透性能是普通硅酸盐水泥的2倍以上。
因此，硫铝酸盐水泥是飞机跑道、铁路、港口、路桥、码头、水坝、油井建设和建筑地下土程及冬季施土不可或缺的功能性材料。
硫铝酸盐水泥也可用于CRC制品、水泥制品及灌浆材料的生产，还可制造耐火材料。
硫铝酸盐的不足：目前大量使用的硅酸盐水泥存在如下一些缺点和不足:早期强度偏低，3d强度仅有20-30MPa，后期强度尚需要进一步提高;烧成温度高(1450 0C )，电耗、煤耗高;水泥熟料中C3S的含量高，通常为50%左右，有时甚至高达60%，对石灰石原料品质要求高，消耗了大量优质石灰石资源:同时，由于大量使用石灰石，产生了大量的co:等废气，环境污染严重;水化后期，硬化水泥浆体产生体积收缩，造成收缩裂纹，影响水泥混凝土的稳定性与耐久性。
因此，提高传统硅酸盐水泥的性能，满足现代工程建设对水泥性能的多功能、高性能的要求，并达到节约能源、节省资源、保护环境的目的，实现水泥工业可持续发展，对国民经济与社会发展具有重要意义。
自本世纪70年代以来，世界性的能源危机迫使主要能耗产业之一的水泥工业把降低能耗利用废弃物作为其主要解决的问题和发展方向。
利用固体废弃物作为原材料生产高品位硫铝酸盐水泥，是固体废弃物资源化利用的新方向。
目前该方向的主要研究内容包括:利用不同固体废弃物制备硫铝酸盐水泥的可行性研究;利用固体废弃物所制备硫铝酸盐水泥的物化组成、水化性能、力学性能研究;固体废弃物中其他氧化物对硫铝酸盐水泥性质的影响;硫铝酸盐水泥中固体废弃物活化机理研究。
固体废弃物原料有1、以赤泥为原料赤泥中含有较多的CH,OvFPZ03和AlZ 03，但是由十碱含量比较高，不能直接作为普通硅酸盐水泥的原料，但是可以用来生产硫铝酸盐水泥，以赤泥为主要原料，添加石灰、铝矾土和石膏，在1300℃下制备出硫铝酸盐水泥。
XRD测试表明主要矿物组成为:CQA3S, CQAF和CZF，随着赤泥量的增加，CQ AF和CZF有所增加，CQA3S相应减少。
抗压强度结果表明，水泥的强度在1300℃达到最大值，随着赤泥用量的增加，抗压强度逐渐增大，其主要原因是CQ AF增多，CzF减少。
2、以电厂脱硫灰渣为主要原料脱硫灰渣是热电厂采用循环流化床土艺对废气进行脱硫处理时一所得固体废弃物。
脱硫灰渣中含有较高的Ca0和S03，这正是硫铝酸盐水泥熟料的主要组分。
利用脱硫灰渣中的含硫矿物CaSO:与CaS04作为水泥熟料中硫儿素的来源，添加CaO,CaC03和Ca ( OH) z作为Ca0的来源，添加粉煤灰作为SiOZ和AlZ 03的来源。
3、以城市垃圾焚烧飞灰为原料城市垃圾焚烧飞灰的主要化学成分属十Ca0 SiOZ S03 AlZ 体系，且具有一定的胶凝，这使得将其作为原料生产硫铝酸盐水泥成为可能。
以飞灰为主要原料烧制硫铝酸盐水泥，不同的是该研究首先对飞灰进行了碳酸化和水洗的预处理，除去了其中的重金属和氯盐。
结果表明，添加J%飞灰后，在1350℃烧成的硫铝酸盐水泥满足水泥厂生产熟料的标准。
4、以粉煤灰为原料粉煤灰的化学成分以Alz 03和SiOz为主，其中Alz 03的含量为23%一38%，如果能够通过原料配比调整，使原料中的Alz 03全部或绝大部分生成CQA3S，不仅可以替代高品位铝矾土，而且拓宽了粉煤灰的综合利用。
硫铝酸盐的用途：硫铝酸盐水泥推广过程中碰到的许多施工技术问题，其中主要问题之一就是水泥的凝结时间。
对于这一不足，硫铝酸盐水泥凝结时间比硅酸盐水泥要短些，对于一般工程问题可以满足施工要求，但对某些工程则不能适应。
在研究工作中找到了适用于硫铝酸盐水泥的专用外加剂，这种外加剂能在很大范围内调节混凝土的硬化时间，使其能满足各种混凝土工作性能的要求。
未来展望：硫铝酸盐水泥取代铝酸盐水泥配料将成为特种工程材料的发展方向。
随着我国经济建设的发展，公路的交通量起来越大，公路修补材料固化很慢，数日才能通行，严重影响交通效能，所以快速修补材料成为理想的替代品，需求量日益增大。
节能保温材料:我国既有建筑 90%以上是高能耗建筑。
为达到我国2020年65%的建筑节能目标，绝大部分既有建筑将实施节能改造。
另外，为避免有机苯板类保温材料带来的火灾，以无机物为主的保温材料正在积极推进，硫铝酸盐保温制品在建筑外墙保温市场前景广阔。
灌浆材料:我国高铁建设中投入了很多新型材料，特别是灌浆材料，在轨道及钢结构女装、地脚螺栓锚固、路桥工程的加固、以及混凝土结构加固建设中都得到了大量应用。
硫铝酸盐具备其性能在这些方面可以得到较大的发展。
结论硫铝酸盐水泥具有早强、快硬、抗裂、防腐等特殊功能，生产时一排出的coZ量要比硅酸盐水泥少，在当前节能减排的大背景下，其发展符合国家产业政策。
如果能够采取合理的技术措施，确保所制备硫铝酸盐水泥的安全生产和使用，对我国大力发展循环经济，建立有自主知识产权的水泥资源化利用固体废弃物的理论与实践都具有独特的意义。
目前，国内硫铝酸盐水泥行业的发展瓶颈主要在于产品的应用开发还有待加强，要解决发展中的问题，还有待行业科研院所与生产企业的共同努力。
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