CN112645617A

CN112645617A - 一种含c7a5m矿物的镁铝酸盐水泥材料

Info

Publication number: CN112645617A
Application number: CN202110054599.7A
Authority: CN
Inventors: 姜奉华
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2041-01-15
Also published as: CN112645617B

Abstract

本发明提供一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，所述的水泥熟料中镁五铝酸七钙矿物的重量百分比为40~60%，所述的镁五铝酸七钙为7CaO.5Al₂O₃.MgO。水泥水泥熟料中还含有铝酸一钙和铝酸镁。本发明的含C₇A₅M矿物的铝酸盐水泥材料，具有突出的早强快硬性能，其烧成温度低，水化性能好，节约能源。水泥胶砂的抗压强度：3d为30~50MPa，28d为60~80Mpa，水泥的中后期强度得到显著的改善，弥补干缩而引起的强度损失。

Description

一种含C7A5M矿物的镁铝酸盐水泥材料

技术领域

本发明属于水泥材料的技术领域，涉及一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料。

背景技术

高铝水泥的主要矿物组成有铝酸一钙（CaO.Al₂O₃简称CA）、二铝酸一钙（CaO.2Al₂O₃简称CA₂），还有少量的硅铝酸二钙（2CaO.Al₂O₃.SiO₂简称C₂AS，又称钙铝黄长石），此系统中CA和CA₂的水化活性良好，水化产物为CaO.Al₂O₃.10H₂O（简称CAH₁₀）、2CaO.Al₂O₃.8H₂O（简称C₂AH₈）、3CaO.Al₂O₃.6H₂O（简称C₃AH₆）和铝胶Al(OH)₃（简称AH₃），由于晶体结构是片状和针状的，相互交错搭接，形成坚固的骨架，铝胶填充中间，形成致密的结构体，因此高铝水泥的早期强度较大。但是CAH₁₀和C₂AH₈都是介稳性的，中后期逐渐向稳定C₃AH₆转变，这也是高铝水泥后期强度倒缩的原因，限制了该水泥在工程中的应用。

C₇A₅M是CaO-MgO-Al₂O₃系统中一个热力学稳定矿物，以C₇A₅M为主要组成的镁铝酸盐水泥体系的矿物C₇A₅M、CA（或C₁₂A₇）和MA，该水泥的水化时，水化产物有CAH₁₀、C₂AH₈、C₃AH₆和铝胶，而MA（铝酸镁，MgO.Al₂O₃简称MA）水化形成的水镁石，水镁石具备中后期微膨胀性能，能够弥补水铝石CAH₁₀和C₂AH₈向C₃AH₆转变水泥试体干缩而引起的强度损失，水泥的中后期强度得到显著的改善。

发明内容

为了克服铝酸盐水泥中后期强度倒缩的缺点，提供了一种含C₇A₅M矿物新型镁铝酸盐水泥材料，并具有烧成温度低，早期强度高，而且中后期强度不倒缩的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，所述的水泥熟料中镁五铝酸七钙矿物的重量百分比为40~60%，所述的镁五铝酸七钙为7CaO.5Al₂O₃.MgO。

进一步地，所述的水泥水泥熟料中还含有铝酸一钙和铝酸镁。

一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其熟料的矿物成分的百分含量为：镁五铝酸七钙45~60%，铝酸一钙35~50%，铝酸镁5%。其生料的化学组成百分比为：氧化钙30~50%，氧化铝45~60%，氧化镁1~5%。

进一步地，上述所述C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料煅烧温度1300℃，保温时间20-60min。本发明含C₇A₅M矿物的铝酸盐水泥材料是将烧结温度一般在1300℃，比普通硅酸盐水泥1450℃的烧成温度降低150℃，与高铝水泥相比，烧成温度降低50~150℃，节约能源，降低水泥的成本。

有益效果

本发明的含C₇A₅M矿物的铝酸盐水泥材料，具有突出的早强快硬性能，其烧成温度低，水化性能好，节约能源；原料能够利用含镁质的石灰石和铝矾土，充分利用自然资源；由于石灰石原料的使用量低于硅酸盐水泥，生产时减少温室气体的排放量，具有环保作用。

本发明的含C₇A₅M矿物的铝酸盐水泥材料，其水泥胶砂的抗压强度：1d为30.2~35.8MPa，3d为42.5~45.4MPa，28d为62.8~69.3Mpa，水泥的中后期强度得到显著的改善，弥补干缩而引起的强度损失。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

以C₇A₅M-CA-MA水泥系统为例，生料配比为：氧化钙（CaO）：37.37%，氧化铝（Al2O3）：58.67%，氧化镁（MgO）：3.96%。熟料组成为：C₇A₅M：60%，CA：35%，MA： 5%。

在实验室中采用硅碳棒电炉烧成，正常的升温速率（10℃/min），烧成温度控制在1300℃，保温时间30min。

在实验室中采用小型制样机将熟料粉碎，粒度控制在通过200目方孔筛，筛余5%；抗压强度测试条件：模具采用2×2×2cm3成型，水灰比为0.4，砂灰比为1，测得各龄期的抗压强度为： 1d为30.2Mpa，3d为42.5Mpa，28d为62.8MPa。

实施例2

一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其生料的化学组成百分比为：氧化钙37.06%，氧化铝59.19%，氧化镁3.71%。其熟料的矿物成分的百分含量为：镁五铝酸七钙55%，铝酸一钙40%，铝酸镁5%。

其水泥各龄期的抗压强度为：1d为32.4Mpa，3d为43.2Mpa，28d为63.7MPa。

实施例3

一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其生料的化学组成百分比为：氧化钙36.76%，氧化铝59.71%，氧化镁3.53%。其熟料的矿物成分的百分含量为：镁五铝酸七钙50%，铝酸一钙45%，铝酸镁5%。

其水泥各龄期的抗压强度为：1d为34.5Mpa，3d为44.2Mpa，28d为66.5MPa。

实施例4

一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其生料的化学组成百分比为：氧化钙36.45%，氧化铝60.23%，氧化镁3.32%。其熟料的矿物成分的百分含量为：镁五铝酸七钙45%，铝酸一钙50%，铝酸镁5%。

其水泥各龄期的抗压强度为：1d为35.8Mpa，3d为45.7Mpa，28d为69.3MPa。

对比例1

一种高铝水泥，其生料的化学组成百分比为：氧化钙37.92%，氧化铝62.08%。其熟料的矿物成分的百分含量为：七铝酸十二钙35%，铝酸一钙50%，铝酸二钙15%。

其水泥胶砂的抗压强度：1d为34.1Mpa，3d为45.4Mpa，28d为40.7MPa。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其特征在于，水泥熟料中镁五铝酸七钙矿物的重量百分比为40~60%，所述的镁五铝酸七钙为7CaO.5Al₂O₃.MgO。

2.根据权利要求1所述的一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其特征在于，所述的水泥熟料中还含有铝酸一钙和铝酸镁。

3.根据权利要求1所述的一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其特征在于，所述的水泥熟料的矿物成分的百分含量为：镁五铝酸七钙45~60%，铝酸一钙35~50%，铝酸镁5%。

4.根据权利要求1所述的一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其特征在于，所述的水泥生料的化学组成百分比为：氧化钙30~50%，氧化铝45~60%，氧化镁1~5%。

5.根据权利要求1所述的一种含C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料，其特征在于，所述C₇A₅M矿物的镁铝酸盐水泥材料煅烧温度1300℃，保温时间20-60min。