一級建筑師輔導之建筑材料與構造(14)


二、鋁酸鹽水泥一級建筑師
鋁酸鹽水泥是以鋁酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料,磨細制成的水硬性膠凝材料,代號 CA。根據需要也可在磨制Al2O3含量大于68%的水泥時摻加適量的a-Al2O3。按Al2O3含量百分數將鋁酸鹽水泥分為四類:
CA-50 50% CA-60 60% CA-70 68% CA-80 77 % 鋁酸鹽水泥的主要礦物成分為鋁酸一鈣(CaO?Al2O3),及其他的鋁酸鹽,如CaO?2Al2O3、2CaO ? Al2O3? SiO2(鋁方柱石)、12CaO ? 7 Al2O3等,有時還含有很少量 2CaO ? SiOz等。 (一)鋁酸鹽水泥的水化與硬化 其水化反應隨溫度的不同而水化產物不相同。 當溫度小于20°C時,其反應: CaO ? Al2O3+ 10HzO一→CaO ? Al2O3? 10HzO 當溫度在20-30°C時,其反應: 2(CaO ? Al2O3)十11HzO一→2CaO ? Al2O3? 8HzO+ Al2O3? 3HzO 當溫度大于30°C時,其反應: 3(CaO?Al2O3) + 12HzO一→3CaO ? Al2O3? 6HzO十2CAl2O3? 3HzO) 在一般條件下, CAH10和C2AH8同時形成,一起共存,其相對比例則隨溫度的提高 而減少。但在較高溫度(300C以上)下,水化產物主要為C3AH6。 鋁酸鹽水泥中CAz的水化與CA基本相同,但水化速度較慢。C1zA7的水化作用很 快,也生成CzAHs。而CzAS與水作用則極為微弱,可視為惰性礦物。CzS則生成C-S-H 凝膠。 水化物CAH10或CzAH8都屬六方晶系,具有細長的針狀和板狀結構,能互相結成豎 固的結晶連生體,形成晶體骨架。析出的氫氧化鋁凝膠難溶于水,填充于晶體骨架的空隙 中,形成較密實的水泥石結構。同時水化5~7d后,水化鋁酸鹽結晶連生體的大小很少改 變,故鋁酸鹽水泥初期強度增長很快,而以后強度增長不顯著。隨著時間的推移CAH10 和CzAH8會逐漸轉化為C3AH6,后期水泥強度降低。硅酸二鈣的數量少,在硬化過程中 不起很大作用。 鋁酸鹽水泥在普通硬化條件下,水泥石中不含鋁酸三鈣和氫氧化鈣,同時密實度也較 大,因此對礦物水和硫酸鹽的侵蝕作用具有很高的抵抗能力。 (二)鋁酸鹽水泥的技術要求 鋁酸鹽水化常為黃或褐色,也有呈灰色的,國家標準《鋁酸鹽水泥)) (GB 201 2000)規定,其細度要求0.045mm篩余不大于20%或其表面積不小于300m2/kg,凝結時間(膠砂)應符合表1-13要求。各類型鋁酸鹽水泥各齡期強度值得附于表1-14數值。
(三)鋁酸鹽水泥的特'性 (1)快凝早強, 1d強度可達最高度的80%以上。 (2)水化熱大,且放熱量集中, 1d內放出水化熱總量的70%~80%,使混凝土內部 溫度上升,故即使在100C下施工,水化也很快。 (3)抗硫酸鹽性能很強,因其水化后無Ca(OH)2生成,但抗堿性極差。 (4)長期強度要降低,一般降低40%~50%。 關于鋁酸鹽水泥長期強度降低的原因,國內外存在許多說法,但比較多的看法認為: 一是鋁酸鹽水泥中水泥主要水化產物CAH10和CzAH8為亞穩晶體結構,經一定時間后,特別是在較高溫度及高濕度環境中,易轉變成穩定的呈立方體結構的C3AH6。立方體晶 體相互搭接差,使骨架強度降低。二是在晶形轉化的同時,固相體積將減縮約50% ,使 孔隙率增加。三是在晶形轉變過程中析出大量游離水,進一步降低了水泥石的密度,從而 使強度下降。 (四)鋁酸鹽水泥的應用及施工注意事項 鋁酸鹽水泥不能用于長期承重的結構及高溫高濕環境中的工程,適用于緊急軍事工程 (筑路、橋) ,搶修工程(堵漏等)、臨時性工程,以及配制耐熱混凝土,如高溫窯爐爐襯等。 配制鋁酸鹽水泥混凝土時應采用低水灰比。實踐證明,當W/C<0.4時,晶形轉化 后的強度尚能較高。不能在高溫季節施工,鋁酸鹽水泥施工適宜溫度為15°C,應控制在 不大于25°C。也不能進行蒸汽養護。不經過試驗,鋁酸鹽水泥不得與硅酸鹽水泥或石灰 相混,以免引起閃凝和強度下降。
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