三、铝酸盐水泥的水化机理及水化产物 1.水化的三个阶段 2.水化反应机理 3.水化反应方程式 4.水化矿物相的特点
四、铝酸盐水泥结合浇注料的强度倒缩
五、铝酸盐水泥在耐火材料中的应用
六、产品分类与性能特点
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铝酸盐水泥的化学组成
嘉耐®产品说明书
检测指标
CA50 GB201-2000
四、铝酸盐水泥结合浇注料的强度倒缩
五、铝酸盐水泥在耐火材料中的应用
六、产品分类与性能特点
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概念
1、一般情况下，铝酸盐水泥是指以一铝酸钙(CaO·Al2O3,简称CA）或 /和二铝酸钙(CaO·2Al2O3,简称CA2)为主要矿物成分的无机非金属 水硬性胶凝材料。
- 为进一步验证这部分的影响，选择两个SiO2%含量有差异的水泥样品 GW-A 和GW-B，在耐火浇注料中进行应用实验。 - 两个水泥样品的性能主要区别如下：
GW-A GW-B
SiO2% 6.1
7.2
24h砂浆耐压强度（Mpa） 63
48
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SiO2对水泥性能影响的分析 （浇注料应用性能）
11.0%
10.0%
9.0%
8.0%
7.0%
6.0%
Zsi‐8 鞍山，2012-6
Al2O3%
Zsi‐9 Zsi‐10
CaO%
Zsi‐9
Zsi‐10
分析和讨论：
1） 三个样品的SO2%规律性的升高 2） 同时，Al2O3%成分在明显的下降，Zsi9,Zsi-10的Al2O3%已经明显低于50% （国标） 3） CaO%成分规律性升高
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1 25% 15% 25% 18% 4%
13%
100% 0.13% 136.3 13.8 1350.0
2 25% 15% 25% 15% 4%
16%
100% 0.13% 119.3 12.1 1325.0
3 25% 15% 25% 13% 4%
18% 100% 0.13% 135.4 11.2 1315.0
-在1#标准配方中，GW-A水泥 的加入量为13%。 而在采用 GW-B时，由于其SiO2含量较高 ，因此强度较GW-A为低。因此 若要保持与1#配方相同的强度 ，GW-B的加入量就要增加到 18%。
- 而由于水泥加入量的增加， 浇注料中的CaO含量增加，而 最终导致高温性能的劣化（高 温抗折和荷重软化温度）
铝 酸 钙 水 泥 原 料 中 的 SiO2 在 烧 结 时 主 要 形 成 C2AS ， 同 时 消 耗 CaO 和 A12O3，因此C2AS含量越高，则所形成的活性矿物CA和CA2越少，水泥的强度也 就越低。
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铝酸盐水泥中各矿物相的水化活性差异
¾ C12A7(七铝酸十二钙)晶体结构中铝和钙的配位极不规则，晶格具有大 量的结构孔洞，使其水化很快、凝结迅速，但强度不高。因此C12A7含量 高时，水泥的后期强度较低。 ¾ C3A (铝酸三钙)的结构中有较多的空隙，水容易进入，水化迅速，放 热大，凝结快，易使水泥急凝。
铝酸盐水泥的分类（生产工艺）
铝酸盐水泥按照生产工艺来区分，则可以分为烧结法和熔融法。中国的铝 酸盐水泥产品以烧结法为主。
烧结法
矾土 石灰石
原料磨
混料
回转窑
熟料
冷却机
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目
录
一、铝酸盐水泥概念及分类 1.概念 2.按化学成分分类 3.按生产工艺分类
二、铝酸盐水泥的化学矿物组成 1.铝酸盐水泥的化学组成 2.铝酸盐水泥的矿物相组成 3.铝酸盐水泥中各矿物相的水化活性差异 4.铝酸盐水泥国家标准的变化
能否水化 √
√
C3A 极少 √
C12A7 很少 √
C2AS C4A3$8 α-Al2O3
20~30 少量
很少
X
√
X
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铝酸盐水泥中各矿物相的水化活性差异
¾ CA (一铝酸钙)---- 水化速度较快，早期强度高。 ¾ CA2 (二铝酸钙)---- 水化速度较慢，早期强度低。 ¾ C2AS(钙黄长石)－－－晶格中粒子配位对称性好，因此活性很差，基本不 发生水化反应，属非水硬性矿物。
A600
A700 AT16
Al2O3
≥50,＜60
≥50,＜60
SiO2
≤8.0
≤8.0
Fe2O3
≤2.5
≤2.5
R2O
≤0.4
≤0.4
Cl
%
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≤0.1*
–
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A900
≥52,＜60 ≤6.0 ≤2.5 ≤0.4 –
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铝酸盐水泥的矿物相组成
CA
CA2
含量wt% 40~55 10~20
配方 3-5mm bauxite 1-3mm bauxite 0-1mm bauxite 200mesh bauxite fume silica Bauxite cement
GW-A GW-B GW-B Total T.P.P. 110℃x24h CCS 1100℃x1h HMOR(高温抗折） 0.2Mpa x 1.0% (荷重软化温度℃)
分析和讨论： 随着SiO2成分的提高，水泥的砂浆强度明显下降
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Zsi‐8
ZSi8
Zsi‐9
Zsi‐10
72h砂浆耐压强度
ZSi9
ZSi10
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SiO2对水泥性能影响的分析 （浇注料应用性能）
- 铝酸盐水泥中SiO2%成分的提高不仅会影响到水泥的水化强度，同时水 泥水化强度的下降，也会影响在耐火浇注料中水泥加入量，从而影响浇注 料的中、高温使用性能。
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过去20年铝酸盐水泥国家标准的变化
GB 201 -81
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GB 201 -2000
15-64
¾名称 ¾定义 ¾分类
与81版标准相比，2000版国家标准的进步 （产品质量部分）
GB 201 -81
GB 201 - 2000
¾高铝水泥 ¾铝酸钙为主，氧化铝含量为50%左右
¾铝酸盐水泥
¾铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料； 可以 添加氧化铝粉
¾按三天强度的标号进行分类
¾按照氧化铝的成分进行分类
1. 提升了产品档次， 引入了纯铝酸钙水泥的概念 ¾技术进步：2. 通过限制SiO2含量， 取消了425#的标准，提高了水泥的强度
3. 对诸如 R2O，S 等杂质成分进行了限定，提高了产品的稳定性和高温性能 4. 更加严格的规范了质量检测标准
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目
录
一、铝酸盐水泥概念及分类 1.概念 2.按化学成分分类 3.按生产工艺分类
二、铝酸盐水泥的化学矿物组成 1.铝酸盐水泥的化学组成 2.铝酸盐水泥的矿物相组成 3.铝酸盐水泥中各矿物相的水化活性差异 4.铝酸盐水泥国家标准的变化
三、铝酸盐水泥的水化机理及水化产物 1.水化的三个阶段 2.水化反应机理 3.水化反应方程式 4.水化矿物相的特点
2010年世界各地区的不定形耐材所占比率
地区
行业
日本
欧洲
美国
宝钢
全行业（%） 65 45 50 35
钢铁（%） 75 50 60 53
中国的不定形耐火材料的发展空间十分广阔。
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中国不定形耐火材料的发展
2008 比例(%) 33.8
2009 34.3
2010 37.2
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SiO2对水泥性能影响的分析 （砂浆物理强度）
6.5
7.0
24h砂浆抗折强度
6.5
72h砂浆抗折强度
5.5
6.0
4.5 Zsi‐8
Zsi‐9
Zsi‐10
5.5
55.0 50.0 45.0 40.0 35.0
ZSi8
24h砂浆耐压强度
ZSi9
ZSi10
70.0 65.0 60.0 55.0 50.0 45.0
≤2.5 ≤0.7
30~37 25~30
≤0.4
CA80
≥77
≤0.5
≤0.5
18~26
简写符号的意义：C—CaO，A—Al2O3，S—SiO2；
显然，纯铝酸钙水泥和高铝水泥由于原料的不同导致了杂质含量的 差异，这也是纯铝酸钙水泥耐高温性能和抗腐蚀性能更好的原因。
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铝酸盐水泥简介与产品分类
张业范
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全球范围内不定形耐火材料的现状与发展前景
2250
2000
• 新配方系统, 比如镁质和 含碳的不定形材料 不 1750 定 1500 型 制 1250 品 需 1000 求 k 750 t 500
250
65%
技术限制
西欧 (45%)
日本 (65%)
优化
美国(50%)
中国 (+35%)
巴西 (28%) 东欧（ 5-20%）
巨大增长潜力
50%
• 产品优化 • 提高性价比