硅酸盐与硫铝酸盐矿物复合水泥材料的研究进展.pdf

第18卷第1期济南大学学报(自然科学版)Vol.18No.1
2004年3月JOURNALOFJINANUNIVERSITY(Sci.&Tech1)Mar.2004

文章编号:1671-3559(2004)01-0024-04

硅酸盐与硫铝酸盐矿物复合水泥材料的研究进展

王来国,芦令超,程新

(济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022)

摘要:阐述了阿利特-硫铝酸盐水泥、贝利特-硫铝酸钙时体积收缩小或不收缩、体积稳定性增强等优良的
钡水泥的研究、进展及目前研究的热点。同时对以阿利特-建筑性能。这种水泥矿物组成的基本特征是除
硫铝酸钙钡为主导矿物的新型高胶凝性水泥材料进行了展
3CaO·3Al2O3·CaSO4、2CaO·SiO2和4CaO·Al2O3·Fe2O3
望。
矿物外,还存在相当数量的3CaO·SiO2矿物。各矿
关键词:阿利特;贝利特;硫铝酸盐矿物;硫铝酸钙钡矿物
物质量分数的范围为:
中图分类号:TQ172.2文献标识码:A
3CaO·3Al2O3·CaSO45～20%
3CaO·SiO30～50%
水泥及水泥基复合材料是世界上用量最大的人2
2CaO·SiO30～40%
造材料。但目前大量使用的硅酸盐水泥存在如下一2
4CaO·AlO·FeO3～10%
些缺点和不足:早期强度偏低,仅有20～30MPa,强2323
生产高钙硫铝酸盐水泥与普通硫铝酸盐水泥的
度尚需要进一步提高;烧成温度高(1450℃),电耗、
不同之处是:在生料中除石灰石、矾土和石膏外,还
煤耗高;水泥熟料中C3S的含量高,通常为50%左
要掺入少量助熔剂和矿化剂,如萤石等;烧成温度
右,有时甚至高达60%,对石灰石原料品质要求高,
低,约为1300℃。同时可采用含铝工业废渣取代矾
消耗了大量优质石灰石资源;同时,由于大量使用石
土,扩大了原料来源。
灰石,产生了大量的CO2等废气,环境污染严重;水
阿利特-硫铝酸盐水泥作为一种性能优良的节
化后期,硬化水泥浆体产生体积收缩,造成收缩裂
能型水泥,近年来引起人们的重视[1-3]。近年对利
纹,影响水泥混凝土的稳定性与耐久性。因此,提高
用矿渣、粉煤灰配料烧制阿利特-硫铝酸盐水泥的
传统硅酸盐水泥的性能,满足现代工程建设对水泥
研究或生产实践[4,5]也已见诸报道。1997年刘晓存
性能的多功能、高性能的要求,并达到节约能源、节
等人进行了利用高炉矿渣、石膏和石灰石制备阿利
约资源、保护环境的目的,实现水泥工业可持续发
特-硫铝酸盐水泥的研究[6]。研究表明,利用矿渣
展,对国民经济与社会发展具有重要意义。科技工
制备的阿利特-硫铝酸盐水泥具有优良的强度及凝
作者除了通过改进工艺和设备来降低能耗外,在水
结性能。掺加较多量矿渣强度的降低幅度较小而
泥组成设计上也在积极寻找节能的途径。,,
当有适量的石膏存在时,水泥的7d、28d强度可以
1阿利特-硫铝酸盐水泥赶上或超过不掺矿渣的试样。1998年刘晓存、李艳
君又以粉煤灰配料生产了阿利特-硫铝酸盐水
阿利特-硫铝酸盐水泥又称高钙硫铝酸盐水
泥[7],结果表明,用粉煤灰配料可不用铁粉,亦不用
泥。该种水泥发挥了C3S、C4A3两种水泥矿物的早
或少用粘土,原料的种类少,配料易于控制,生料合
强、高强特性,成功实现了C3S与C4A3矿物低温下
格率高生料的易磨、易烧性好窑的产量高烧制的
的复合与共生。该水泥除具有硫铝酸盐水泥的一系;,;
熟料易磨性好;熟料的烧成温度低,与硅酸盐水泥熟
列优良性能外,还具有后期强度高且持续发展、硬化
料相比,节煤可达20%,节能效果显著;同时在粉磨
收稿日期:2003-10-31水泥时可掺加大量的粉煤灰作混合材而对水泥的早
基金项目:国家重点基础研究973计划资助项目期强度影响较小。以矿渣或粉煤灰等工业废渣配料
(2001CB610701)
作者简介:王来国(1977-),男,山东荷泽人,济南大学材料科烧制阿利特-硫铝酸盐水泥为节能、利废、降低成
学与工程学院硕士生。
本、和提高水泥性能开辟了一条有效途径。

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第1期王来国,等:硅酸盐与硫铝酸盐矿物复合水泥材料的研究进展52

1998年,刘晓存、李艳君、王复生等分别对阿利改善生料的易烧性,但影响熟料矿物形成;阿利特-
特-硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥的复合性能作了研硫铝酸盐水泥熟料中可允许有较高的MgO存在,当
究,认为复合后水泥的强度性能优于单一品种水泥熟料中MgO含量0.5%～5%时,水泥强度显著提
的性能,凝结时间则由复合体系中占比例较大的一高,而达8%时,水泥强度