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高鋁水泥、純鋁酸鈣水泥、耐火水泥的性能及化學(xué)成分
高鋁水泥、純鋁酸鈣水泥、耐火水泥通常指鋁酸鈣為主要成分的水泥。高鋁水泥、純鋁酸鈣水泥、耐火水泥是不定形耐火材料,特別是澆注耐火材料的基本結(jié)合劑。其化學(xué)組成主要是Al2O3和CaO,普通高鋁水泥含有相當(dāng)多的Fe2O3和SiO2。礦物組成有以下五種礦物:鋁酸一鈣CaO·Al2O3(CA)、二鋁酸鈣CaO·2Al2O3(CA2)、七鋁酸十二鈣12CaO·7Al2O3(C12A7)三種化合物以及含夾雜物的鈣黃長(zhǎng)石2CaO·Al2O3·SiO2(C2AS)、鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)等構(gòu)成。通常根據(jù)其化學(xué)礦物組成分為三類。
高鋁水泥、純鋁酸鈣水泥、耐火水泥的性質(zhì)主要取決于其礦物組成。高鋁水泥、純鋁酸鈣水泥、耐火水泥的主要礦物組成鋁酸一鈣(CA)具有很高的水硬活性凝結(jié)雖不甚快但硬化迅速(硬化時(shí)間不超過24h),是高鋁水泥的強(qiáng)度特別是早期強(qiáng)度的主要來源。二鋁酸鈣(CA2)水化硬化較慢,早期強(qiáng)度較低而后期強(qiáng)度較高。七鋁酸十二鈣(C12A7),具有水化快凝結(jié)迅速的特性,但強(qiáng)度不高。在含有夾雜物(鈣黃長(zhǎng)石C2AS、鐵鋁酸四鈣C4AF)的普通高鋁水泥中,C4AS起著使水泥盡早硬化的作用,而在高級(jí)高鋁水泥中則是C12A7起硬化作用。
高鋁水泥、純鋁酸鈣水泥、耐火水泥,這些鈣鋁酸鹽都會(huì)隨著水合反應(yīng)的進(jìn)行而顯示出激烈的發(fā)熱現(xiàn)象。普通高鋁水泥(53—55%Al2O3)在5—8h厚溫度達(dá)到峰值,高達(dá)80--90℃;含70%Al2O3高級(jí)高鋁水泥在10—12h和含80%Al2O3高級(jí)高鋁水泥在8—10h后溫度達(dá)到峰值,分別是80 ℃、70℃。不同種類的高鋁水泥單種澆注體的發(fā)熱溫度和達(dá)到最高溫度的時(shí)間由所含鈣鋁酸鹽的發(fā)熱特性和含量決定。
快硬性的C12A7和C4AF的發(fā)熱量較高。因此高鋁水泥的發(fā)熱量也將因含有該鋁酸鹽不同而變化。如果在澆注耐火材料中加入過多含有(C12A7或C4AF為主成分的高鋁水泥,將因集中性發(fā)熱而使?jié)沧⒘嫌不w中水分激烈蒸發(fā)而引起裂紋和表面剝落等。所以,選擇水泥的用量和質(zhì)量是十分重要的。
高鋁水泥、純鋁酸鈣水泥、耐火水泥其耐火性能的優(yōu)劣對(duì)不定形耐火材料的影響極為重要。一般,水泥中含F(xiàn)e2O3愈高,其耐火性愈低。含鈣鋁酸鹽種類、含量影響水泥耐火性。實(shí)踐表明,普通高鋁水泥在低于1300 ℃使用,高鋁水泥在低于1500℃使用,低鈣高級(jí)高鋁水泥(純鋁酸鈣水泥)在高于1600 ℃溫度使用。
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