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1、水泥企业的十万个为什么一化验室及工艺知识(三)高铝水泥的生产及性能特点16、高铝水泥的生产及性能特点以铝酸钙为主、氧化铝含量约50%的熟料,磨细制成的水硬性胶凝材料,称为高铝水泥。高铝水泥熟料的主要矿物组成为:CA、CA2、C12A7、C2AS,还有微量的尖品石(MA和钙石(CaOTiO)以及铁相,可能为C2F,也可能为CF、Fe203FeO等。高铝水泥生产所用原料为矶土和石灰石。国外多采用熔融法生产高铝水泥。原料不需磨细,可用低品位矶土。但烧成热耗高,熟料硬度高,粉磨电耗大。我国广泛采用回转窑烧成法,烧成热耗低,粉磨电耗低,可用生产硅酸盐水泥的设备。但要用优质原料,生料要均匀,烧成温度范围窄
2、,仅5080C,烧成温度一般在13001380oCo在烧中要采用低灰分燃料,以免灰分落入而影响物料的均匀性,造成结大块和熔融。另外,要控制好烧成带的火焰温度。由于熟料凝结正常,水泥粉磨时不加石膏等缓凝剂。生料配料主要控制碱度系数Am=C-l.87S-0.7(F+T)0.55X(A-l.7S-2.53M)和铝硅比系数(Al:O./SiO:)。Am值高则CA多,水泥凝结快,强度高;Am值低,则CA少而CA2多凝结慢、强度低。回转窑生产时,普通高铝水泥一般Am选取0.75,若为快硬高强的高铝水泥,Am应控制在0.809之间:如要求具有较好的耐高温性能,则A应控制在0.550.65较为合适。铝硅比A/
3、S值对水泥强度有很大影响。AS7,水泥标号可达325号以上:AS9,水泥标号可达425以上,对于低钙铝酸盐水泥,A/S常高于16。CA是高铝水泥的主要矿物,有很高的水硬活性,凝结时间正常,水化硬化迅速;CA2水化硬化慢,后期强度高,但早期强度却较低,具有较好的耐高温性能。CA的水化产物与温度关系很大,在环境温度低于20时,主要生成CAHlo温度2030C,转变为C3AH6和AI(OH)3凝胶:温度高于30时,则转变为C3AH6和AI(OH)3凝胶。C12A7的水化与CA相似,结品的C2AS水化很慢,-C2S水化生成C-ST凝胶。由于介相CAHlO和C2AH8逐步转变为C3AH6稳定相,温度越高
4、,转变越快,同时晶型转变释放出大量游离水,孔隙率急剧增加,使得高铝水泥的长期强度特别是在湿热环境下明显下降,甚至引起工程破坏,因此,许多国家限制高铝水泥应于结构工程。高铝水泥初凝时间不得早于40min,终凝时间不得迟于10h。在高铝水泥中加入15%60%硅酸盐水泥会发生闪凝,这是因为硅酸盐水泥析出Ca(OH)2,增加液相的PH值之故。高铝水泥的特点是强度发展非常迅速,24h内几乎可达到最高强度,标号以3d抗压强度来表示。该水泥分为425、525、625、725四个标号。其28d强度不得低于3d强度指标。另一特点是在低温(510%)也能很好硬化,而在气温较高(30条件下养护,强度剧烈下降。因此,
5、高铝水泥使用温度不得超过30,更不宜采用蒸汽养护。高铝水泥抗酸盐性能好,因为水化时不析出Ca(OH)2o此外,水化产物含有AI(OH)3凝胶,使水泥石致密,抗渗性好,对碳酸水和稀酸(PH不小于4)也有很好的稳定性,但对浓酸和浓碱的耐蚀性不好。由于在高温下(900C),高铝水泥会发生固相反应,烧结结合逐步取代水化结合,因此,高铝水泥又有一定耐高温性,在高温下仍能保持较高强度,特别是低钙铝酸盐水泥,可作各种高温炉内衬。目前高铝水泥主要用于配制膨胀水泥、自应力水泥和1200C1400C的耐热混凝土。17、广泛试纸测定氯化按缓冲溶液为什么偏高配制PHlo的NH40H-NH4CL缓冲溶液时,将675gN
6、HCl溶于水中,加57OnIINH40H,然后用水稀释至1L,为什么用广泛试纸测定H值不是10,而是10以上,有时达到13。PH10NH3-NH4C1缓冲溶液主要用于钙镁含量的络合滴定,其溶液的PH值要求在10左右测定溶液PH值的方法很多,通常是用广泛试纸蘸取缓冲溶液,然后迅即与PH值色板对照试纸浸湿部位颜色与色板上最相近的那个颜色所对应的PH值数值就是溶液的PH值。本题中所讲配制PH10NH3-NH4C1缓冲溶液,用广泛试纸测定PH值不是10,其原因如果不是强碱引入溶液(器具上粘有强碱,未洗净或由于意外原因引入强碱),则问题出在氨水浓度和广泛试纸的操作这两方面。在试验中,PH为10的缓冲溶液
7、是控制溶液酸度的一种缓冲溶液。因为缓冲剂本身浓度较大,因此对计算结果也不要求十分准确,其数值采用近似方法计算。加之氨水浓度不固定,一般在26%28%之间波动,所以配制的缓冲溶液其H值也不一定很准,PH值大于10就是非常可能的。另外,以广泛试纸检验的PH值,应在蘸取缓冲溶液半秒钟(0.5s)之内对照色板,如果时间长了再对比也有偏高的可能。即便用PH值计来测定,用甘汞电极和玻璃电极测得的PH值在碱性范围内也不十分准确。只有选用合适在碱性区域内使用的电极测定才会比较准确。如果经检测溶液H值略大于10,对测定结果的影响不显著,这一点尽管放心使用。但如果经检测溶液PH值太大,远远超过10,象题中所说达到
8、PH13以上,则应香明具体原因,反复检测几次,若仍为PH13以上,则应弃之重新配制。根据缓冲溶液的缓冲机理,一般来说,如果氨水的浓度变化对溶液PH值影响不十分显著,误差原因通常是化验员在操作时,广泛试纸蘸取缓冲溶液后没有在规定的时间(半秒钟)以内对照色板,或缺乏经验,对照不准而造成了误差,有的甚至将PHlO误差为PH13,凡属这种情况,化验员应加强基本技能的训练,熟练后即可减少此类误差。18、硅酸二钙的性能特点CS在熟料中含量一般为20%左右,是硅酸盐水泥熟料的主要矿物之一,在熟料中并不是以纯的形式存在,而是与少量MgO.AO、FeO.R等氧化物形成固溶体,通常称为贝利物(Belite)或B矿。纯CS在145OC以下有下列多晶转变。1425C1160630680C500Cv*aNal*f780则CMill_lMlA120.Fe203等,形成固溶体,称为阿利特(Alite)或A矿,阿利特通常为M型或R型。纯C3S为白色,密度为3.14gcm,其晶体截面为六角形或棱柱形。单斜晶的阿利特单晶为假六方片状或板状。在阿利特中常以C2S和CaO的包裹体存在。C3S凝结时间正常,水化较快,放热较多,早期强度高且后期强度增进率较大。28d强度可达1年强度的70%80%,其28d强度和1年强度在四种矿物中均最高。但C3S的水化热较高,抗水性差。