水化硅铝酸钙

当有不同取代时，晶面距就发生变化。自然界有天然矿物存在。在水泥生产时加入适量石膏，当水泥水化时CaSO4·2H2O和水泥熟料中的3CaO·AI2O3反应生成3Ca0 ·Al2O3·3CaSO4 ·32H2O；当有活性Al2O3和CaO存在时，石膏也会与之反应，生成3Ca0 ·Al2O3·3CaSO4 ·32H2O。

这种复盐溶解度小、强度高、反应快可提高水泥的早期强度。加热至80℃时，钙矾石开始脱水，130~160℃时脱水最多；至200℃时，只剩下2~3H2O。1000℃时分解成3CaO·Al2O3·CaSO4 ,CaSO4和CaO。如果有较多水化铝酸钙存在，当石膏消耗尽后，AFt相就转变为AFm(单硫型铁铝相)。

水化硫铝酸钙又称钙矾石。化学式为3CaO·AI2O3·3CaSO4·(30~32)H2O，简称E盐。

假六方晶系，针状或六棱柱状。其中Al2O3可被Fe2O3或SiO2取代，CaSO4可被CaCO3,CaCl2,Ca(OH)2等取代或部分取代，故又称AFt相，即三硫(碳)型铁铝相。

其化学式为3CaO·AI2O3·CaSO4·12H2O。晶粒小，为宽度约1μm的片状结晶体。水泥浆体在早期生成钙矾石时，在限制条件下生长成的钙矾石体积膨胀，填充孔缝，使浆体致密，有利于强度发展。在水泥桨体阴硬化的后期，再局部反应生成钙矾石时，有可能因膨胀应力过大而导致制品破坏。2100433B

凡是由于产生硫铝酸钙水化物晶体（钙矾石）而发生膨胀的水泥与膨胀剂均属此类。其综合反应方程为：

6CaO Al₂O₃ 3SO₃ 31H₂O —→3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·31H₂O

一、高碱铝酸钙—矾土水泥—石膏：按细度70%通过4900孔/厘米²的高碱性水化铝酸钙：建筑石膏

（CaSO₄·1/2H₂O）：矾土水泥（重量比）=1：0.6：3.6再经磨细而制成的膨胀水泥。调整高碱性铝酸钙与建筑石膏比例可调节凝结时间。

这种水泥的特点是凝结快（4～10min），早强高（20×20 x 20毫米净浆体R₂=300kg/cm²，R₂₈=500kg/cm²），微膨胀（空气中1天线膨胀0.05%左右，水中为0.5～1.0%）。

二、硅酸盐自应力水泥：是按85～88%硅酸盐水泥熟料，加6～7.5%矾土水泥再加6～7.5%二水石膏（CaSO₄·2H₂O）经磨细而制得。其膨胀组分——矾土水泥与二水石膏约占12～15%。当水泥用量360～380kg/m³时，混凝土标号在200号以上。自由膨胀率随膨胀荆组（组分）的多少分别为5～-29×10^-4和2～5×10^-4。抗渗标号达B₂₅，作为屋面刚性防水层获得良好的效果。在美国根据发明人B．B．MиxaиIoв的名字命名为M型水泥。

三、硫铝酸钙膨胀剂：日本以石灰石、矾土和化工无水石膏为原料，按CaO：Al₂O₃：CaSO₄（克分子比）=

4：1：3经胶烧，再磨成细度为1500～2300cm²/g比表面积的粉末。这种膨胀剂以C₄A₃S及C₃S为主要矿物成分。一般拌制补偿收缩混凝土掺量（按膨胀剂/水泥 膨胀剂重量%）7.0～11.0%。拌制自应力混凝土为13～17%。 ’

四、明矾石膨胀剂：天然明矾石主要矿物是硫酸钾铝K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·4AI(OH)₃，为生成钙矾石提供Al³ 与SO₄^2-。

五、硫铝酸盐早强一微膨胀一自应力水泥：由建筑材料科学研究院与石家庄水泥制品厂研制成功的一种新品新水泥。售价100～120元/吨。这种水泥是以无水硫铝酸钙（4CaO·3Al₂O₃·CaSO₄）及硅酸二钙（β-C₂S）为主要矿物熟料，外掺二水石膏制成。按石膏掺量的多少，将分跳得早强、微膨胀与自应力三种特性。

这种水泥初凝一般40分钟至1小时，终凝与初凝时问间隔较小（一般20～60min）。

铝酸钙产品分为水处理用、炼钢除渣剂、高铝水泥三大类： ⑴ 水处理用铝酸钙执行标准为：《中华人民共和国化工行业标准（HG3746-2004）》；

⑵ 炼钢除渣剂用铝酸钙执行企业标准为：Q/7436-2047-0"para" label-module="para">

⑶ 高铝水泥用铝酸钙执行标准为：《中华人民共和国标准（GB201-2000）》。

铝酸钙主要化学成分Al2O3、CaO具有较强活性，采用酸溶法生产净水剂可节省大量的人力、电力，又能较大的降低成本，并具有工艺设备简单，易操作等特点，是生产聚合氯化铝的理想原料。在酸溶液中氧化铝溶出率可达90%以上。

酸钙水泥主要用作耐火浇注料和耐火喷射料的结合剂，对于普通铝酸钙水泥的要求主要有两点 ：

（1）合适的凝结时间，以保证具有充分的作业时间，一般要求初凝大于1h，终凝小于8h，初凝和终凝之间的时间间隔越短越好；

（2）足够的早期强度，即养护一天即能达到该水泥标号指定的强度的60%~70%，养护3天能达到90%以上。

而对纯铝酸钙水泥除上述两点外，还要求具有一定的耐火度和良好的作业性能，以满足施工要求和高温使用要求。

中、低档耐火浇注料，如黏土质、高铝质等浇注料采用普通铝酸钙水泥作结合剂。高档耐火浇注料，如刚玉质、莫来石质、含铬刚玉质、刚玉-尖晶石质等浇注料采用纯铝酸钙水泥作结合剂。普通耐火浇注料铝酸钙水泥加入量为10%~20%，低水泥耐火浇注料加入量为5%~7%，超低水泥浇注料加入量小于3%。

在不定型耐火材料中，以铝酸钙水泥做结合剂的浇注料使用广泛。

（1）粘土质浇注料的使用温度为1300-1450度，一般用作轧钢加热炉，各种热处理炉、锅炉、竖窑和回转窑预热带的内衬。

（2）高铝质浇注料的使用温度为1400-1550度，可用于各种热处理炉内衬和烧嘴。电炉出钢槽、石灰竖窑高温段、回转窑窑头、电厂锅炉内衬。

（3）刚玉质浇注料的使用温度为1500-1650度，主要用于各种高温炉和高温构件的衬体买入钢水真空脱气装置的浸渍管外臣、喷射冶金和吹氩整体喷枪的衬体，电炉顶三角区衬体，LF炉炉盖，石化工业催化裂化反应器的高温耐磨衬体等。