關(guān)于硫鋁酸鹽水泥的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

劉 靜

（寧夏瀛海集團(tuán)實(shí)業(yè)有限公司 750001）

1 硫鋁酸鹽水泥的性能

1.1 高早期強(qiáng)度

目前，硫鋁酸鹽水泥的早期強(qiáng)度比普通硅酸鹽水泥高 3分，硫鋁酸鹽水泥的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)與普通硅酸鹽水泥相似。硫鋁酸鹽水泥熟料中含有大量的硅酸二鈣，硫鋁酸鹽水泥的強(qiáng)度在后期緩慢增加，而后一階段的強(qiáng)度不會(huì)下降。因此，硫鋁酸鹽水泥是一種高質(zhì)量的高性能水泥，凝結(jié)時(shí)間短，無倒置強(qiáng)度。

1.2 優(yōu)異的抗凍性

硫鋁酸鹽水泥具有良好的防凍性能，普通硅酸鹽水泥早期凍結(jié)，當(dāng)溫度恢復(fù)到正常溫度時(shí)，強(qiáng)度損失約為 50%。然而，硫鋁酸鹽水泥在低溫下的早期強(qiáng)度是普通硅酸鹽水泥的8倍。低溫環(huán)境下，混凝土的溫度可維持在5攝氏度以上。“建筑工程冬季施工規(guī)范”也表明，硫鋁酸鹽水泥混凝土可作為組合使用，能在0～25℃的低溫下形成納米結(jié)構(gòu)。

1.3 快速凝結(jié)

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥按國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007初步確定，初始凝結(jié)時(shí)間和最終凝結(jié)時(shí)間不少于45分鐘和600分鐘。根據(jù)GB 20472/2006的規(guī)定，硫鋁酸鹽水泥的初始凝結(jié)時(shí)間和最終凝結(jié)時(shí)間不超過25分鐘和180分鐘。

1.4 優(yōu)異的耐蝕性

硫鋁酸鹽水泥對(duì)海水、氯化物、硫酸鹽，特別是它們的復(fù)合鹽具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。可樂家庭海水比高耐硫硅酸鹽水泥具有更好的離子抵抗力，耐腐蝕系數(shù)大于0.9[10]。

1.5 高抗?jié)B性

硫鋁酸鹽混凝土水泥漿體結(jié)構(gòu)緊湊，抗?jié)B性好，是同等級(jí)硅酸鹽水泥混凝土的3倍。

2 硫鋁酸鹽水泥的應(yīng)用

2.1 硫鋁酸鹽水泥在搶修和施工中的應(yīng)用

大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，快速硬化和早期強(qiáng)度的硫鋁酸鹽水泥是一種先進(jìn)的水硬化劑材料，可用于緊急修復(fù)和施工。在中國，適用于各類應(yīng)急維修建設(shè)項(xiàng)目。在道路路面修補(bǔ)工程中，采用硫鋁酸鹽配制的道路混凝土，可以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，無需特殊保護(hù)。同時(shí)，硫鋁酸鹽水泥具有較強(qiáng)的附著力和膨脹能力，能有效防止混凝土收縮，增強(qiáng)路面板與周邊板之間的鑲嵌力，具有較高的抗?jié)B性，是一種理想的路面修補(bǔ)材料。

2.2 硫鋁酸鹽水泥在冬季施工中的應(yīng)用

硫鋁酸鹽水泥的早期水化具有放熱大、凝結(jié)時(shí)間短、峰值溫度高、濃度高等特點(diǎn)，這些特性有利于蓄熱，可以盡快達(dá)到建筑物的臨界凍結(jié)強(qiáng)度[12]。硫鋁酸鹽水泥凝固點(diǎn)測(cè)定的效果即使在早期冷凍階段也不明顯，但后期階段測(cè)定的強(qiáng)度并不明顯。

2.3 硫鋁酸鹽水泥在GRC相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用

GRC產(chǎn)品由硫鋁酸鹽水泥和耐堿玻璃纖維組成。由于其重量輕、強(qiáng)度高、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，在我國得到了廣泛的應(yīng)用。玻璃纖維復(fù)合材料可以減緩玻璃纖維的腐蝕，大大提高(GRC)制品的耐久性[13]。目前，GRC擁有各種產(chǎn)品，如GRC內(nèi)飾、隔墻板、GRC建筑外部裝飾構(gòu)件、GRC糧倉無梁建筑、GRC保溫材料等。

2.4 硫鋁酸鹽水泥在防腐工程中的應(yīng)用

硫鋁酸鹽水泥具有優(yōu)良的抗氯和抗硫酸鹽性能，即使是未固化的硫鋁酸鹽水泥砂漿也具有顯著的抗硫酸鹽性能[14]。十速硬化硫礬宜清鐵路采用高氯、鎂鹽的硫鋁酸鹽水泥修筑水泥橋，到目前為止，應(yīng)用效果一直都很好[15]。

2.5 硫鋁酸鹽水泥在其他工程中的應(yīng)用

硫鋁酸鹽水泥具有強(qiáng)度高、滲透性好、抗凍性好、長期穩(wěn)定性好、耐腐蝕、凝結(jié)時(shí)間短、堿度低、自由膨脹率低等一系列優(yōu)良性能。除了在上述工程中大量應(yīng)用外，它還廣泛應(yīng)用于噴錨支護(hù)、水利工程、海洋工程、地下工程、堿集料反應(yīng)工程、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土構(gòu)件的制備、混凝土管樁等相關(guān)工程，并取得了良好的效果。

3 硫鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)

3.1 生產(chǎn)技術(shù)

硫鋁酸鹽水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)與硅酸鹽水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)存在一定差異，主要表現(xiàn)在原料、燒成溫度、交流礦物相等的活化等方面。生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的主要原料有優(yōu)質(zhì)石灰原料、粘土原料、改性劑(含鐵改性材料、二氧化硅)。當(dāng)氧化鈣的含量大于48%時(shí)，無水石膏中二氧化硫的含量大于45%[17]。硫化礦物組成的鋁酸鹽水泥熟料主要為硅酸二鈣和硫鋁酸鈣。燒結(jié)溫度分別為1300℃和1350℃，比硅酸鹽水泥熟料低100℃。如果石膏含量不足，氧化鋁含量就會(huì)超標(biāo)，熟料中硫化碳含量的增加將導(dǎo)致水泥早期性能的提高[18]。

3.2 二氧化碳排放量

硫鋁酸鹽水泥和波特蘭水泥的二氧化碳排放量相同，但硫鋁酸鹽水泥的二氧化碳排放量基本上是波特蘭水泥二氧化碳排放量的一半。硅酸鹽水泥二氧化碳的排放低于硫鋁酸鹽水泥。生產(chǎn)同一水泥熟料，硫鋁酸鹽水泥能耗低于硅酸鹽水泥。結(jié)果表明，在同一窯型下，硫鋁酸鹽水泥熟料的產(chǎn)量比普通硅酸鹽水泥熟料高20%左右，水泥熟料的煤耗比波特蘭水泥熟料低15%左右。

4 結(jié)論

硫鋁酸鹽水泥具有早期強(qiáng)度高、凝結(jié)時(shí)間短、耐腐蝕、抗凍融性能好、液體堿度低、自由膨脹率低等優(yōu)點(diǎn)。系列高附加值水泥產(chǎn)品對(duì)我國水泥工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。硫鋁酸鹽水泥的資源消耗低，CO2排放較低，相比較硅酸鹽水泥可實(shí)現(xiàn)低成本的工業(yè)生產(chǎn)。因?yàn)榱蜾X酸鹽水泥比普通硅酸鹽具有更多的特殊性能。今天，硫鋁酸鹽水泥被認(rèn)為是波特蘭水泥，發(fā)展前景廣闊。