【正文】 34 可以看出，添加碳酸鋰促凝劑后水泥凈漿初始流動(dòng)度均增大了，并且隨著碳酸鋰促凝劑摻量的增大而細(xì)微的增長(zhǎng)；此外，隨著碳酸鋰促凝劑摻量的增大水泥凈漿流動(dòng)度損失加劇，促凝的效果更加明顯。 圖 33不同氨基磺酸鹽高效減水劑 摻 量的鋁酸鹽水泥凈漿流動(dòng)度 第 16 頁(yè) 由圖 33 可知，水泥凈漿初始流動(dòng)度隨著氨基磺酸鹽高效減水劑摻量的增大而細(xì)微的增長(zhǎng)，且在 %水泥摻量處達(dá)到飽和點(diǎn)；考慮凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失，在氨基磺酸鹽高效減水劑摻量大于水泥摻量的 %以后，凈漿流動(dòng)度的損失逐漸減少；綜合表明氨基磺酸鹽高效減水劑的理想范圍在水泥摻量的%~%之間。 第 15 頁(yè) 圖 32不同聚羧酸高效減水劑 摻量 的鋁酸鹽水泥凈漿流動(dòng)度 由圖 32 可知，聚羧酸高效減水劑摻量 小于 %，水泥凈漿流動(dòng)度隨著摻量的增大而逐漸增大，而在 %摻量處達(dá)到飽和，之后略微減?。淮送?，鋁酸鹽水泥凈漿流動(dòng)度的經(jīng)時(shí)損失總體上隨著聚羧酸高效減水劑摻量的增大而減小，其中，在 %摻量處效果最好。在一定范圍的凈漿流動(dòng)度要求下，單摻萘系減水劑理想摻量范圍在水泥用量的 %~%。 第 14 頁(yè) 3 試驗(yàn) 結(jié)果 水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)定結(jié)果分析 (1)萘系減水 劑不同摻量對(duì)鋁酸鹽水泥凈漿流動(dòng)度的影響 添加水泥量的 %、 %、 %、 %、 %、 %的萘系減水劑，做水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)試，得到的數(shù)據(jù)與萘系減水劑的摻量的關(guān)系得到曲線(xiàn)，如圖 31 所示。 將水泥或單礦物與含高效減水劑、促凝劑的水溶液按 1： 1水灰比攪拌，在5min時(shí)刻，將漿體用離心機(jī)以 5000轉(zhuǎn) /min離心處理后，取上層清液稀釋至紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)可測(cè)的濃度，并根據(jù)吸光度和標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到測(cè)定溶液的減水劑濃度。 吸附量采用美國(guó)熱電公司生產(chǎn)的 UV300 紫外 可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試高效減水劑在水泥顆粒上的吸附量，其原理是根據(jù)吸光度與樣品的濃度成正比，可以通過(guò)測(cè)定吸光度得到減水劑溶液濃度的原理 [22]。測(cè)試時(shí)的溫度為 20177。擦凈試件，并用濕布覆蓋。并隨時(shí)加水，保持恒定水位，不允許養(yǎng)護(hù)期間全部換水。硬化較慢的允許延期脫模，但必須記錄脫模時(shí)間。對(duì)于 24h 以上齡期的，應(yīng)在成型后 20h~24h 內(nèi)脫模。 (2)試件養(yǎng)護(hù) 1)編號(hào)后，將試模放入養(yǎng)護(hù)箱。振完后從臺(tái)上取下試模，用刮尺將超出試模的膠砂刮去，并將試件表面抹平。裝好第一層后，用大播料器來(lái)回一次將料層播平，接著振實(shí) 60 次。在高速下繼續(xù)攪拌 60s。當(dāng)砂是分級(jí)裝時(shí)，應(yīng)從最粗粒級(jí)開(kāi)始 ，依次加入。 2)將水加入鍋中，再加入水泥，把鍋放在固定架上并上升到固定位置。 測(cè)試所需設(shè)備為： JJ5 型水泥膠砂攪拌機(jī)； YH40B 型標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱；DKZ5000 型電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)； JYE2021 型液壓式壓力機(jī)； KD300 型電子天平，(稱(chēng)量 300g，分度值 )； ACS30 型電子計(jì)價(jià)秤 (稱(chēng)量 30kg，分度值 1g)。 膠砂強(qiáng)度測(cè)定 參照 GB /T176711999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法 (ISO 法 )》 [21]規(guī)定，制備并測(cè)定 40mm40mm 160mm 標(biāo)準(zhǔn)棱柱試體的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。而后在水泥中添加不同種類(lèi)及含量的 外加劑，用相同的方法測(cè)其凝結(jié)時(shí)間。 凝結(jié)時(shí)間測(cè)定 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和凝結(jié)時(shí)間測(cè)定按 GB2012021《鋁酸鹽水泥》 [19]和GB/T13462021《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》 [20]進(jìn)行。 5)將拌好的凈漿迅速注入截錐圓模內(nèi)，用刮刀刮平，將截錐圓模按垂直方面提起，同時(shí)開(kāi)啟秒表計(jì)時(shí)，任水泥凈漿在玻璃板上流動(dòng)，至 30s，用直尺量取流淌部分 互相垂直的兩個(gè)方向的最大直徑，取平均值作為水泥凈漿流動(dòng)度，記錄數(shù)據(jù)。 3)稱(chēng)取鋁酸鹽水泥 300g，倒入攪拌鍋內(nèi)。 (2)試驗(yàn)步驟 1)將玻璃板放置在水平位置，用濕布將玻璃板，截錐圓模，攪拌器及攪拌鍋均勻擦過(guò)，使其表面濕而不帶水漬。1℃ ，水灰比 。 砂：水洗河砂 拌合水：自來(lái)水 水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)定 參照 GB/T80772021《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》 [18]規(guī)定，水泥凈漿流動(dòng)度和經(jīng)時(shí)流動(dòng)度的測(cè)定，用水泥凈漿在玻璃平面上自由流淌的 最大直徑表示。 表 21鋁酸鹽水泥的物理性能 比表面積 凝結(jié)時(shí)間 min 抗折強(qiáng)度 /MPa 抗壓強(qiáng)度 /MPa g/cm2 初凝 終凝 1d 3d 1d 3d 4442 150 209 高效減水劑： 萘磺酸鹽甲醛縮合物 (NS)： 粉劑，由陜西銳新特種材料有限公司提供 、氨基磺酸鹽 甲醛縮合物 (AS)： 固含量 35%的液體，由陜西銳新特種材料有限公司提供 、聚羧酸系高效減水劑 (PC)：固含量 20%的液體，由江蘇蘇博特新材料股份有限公司提供。 4)通過(guò)鋁酸鹽水泥水化顆粒表面對(duì)外加劑吸附量的測(cè)定試驗(yàn)，嘗試對(duì)不同種類(lèi) 適宜 摻量 的高效減水劑與不同摻量的促凝劑復(fù)合使用對(duì)鋁酸鹽水泥作用的機(jī)理探討。 2)不同種類(lèi)、不同摻量高效減水劑、促凝劑及其復(fù)合使用對(duì)鋁酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間的影響規(guī)律。但關(guān)于鋁酸鹽水泥與減水劑和促凝劑的匹配適應(yīng)性方面的相關(guān)研究報(bào)道不多，有必要對(duì)其做系統(tǒng)、深入的研究。因此 ， 澆注料中應(yīng)盡量減少水泥用量 ，適當(dāng)添加有效地減水劑就顯得尤為重要。 因而，在如今耐火材料的應(yīng)用中，往往需要添加調(diào)凝劑按需要進(jìn)行調(diào)節(jié)澆注料的凝結(jié)時(shí)間 ，提高生產(chǎn)效率。以往的研究對(duì)于其凝結(jié)時(shí)間和結(jié)合澆注料的早期強(qiáng)度的調(diào)節(jié)沒(méi)有涉及。但主要是研究了這種水泥的強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律，耐火性能和抗侵蝕性能 [17]。由于鋁酸鹽水泥早期強(qiáng)度高，耐火性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低 ，具有抗硫酸鹽和弱酸侵蝕的能力，其研究?jī)r(jià)值備受關(guān)注，是公認(rèn)的耐火材料行業(yè)中不可缺少的一種水硬性粘結(jié)劑，并逐漸廣泛應(yīng)用于耐火材料行業(yè) [16]。 課題的提出 在目前已投入應(yīng)用的百余種 水泥中，應(yīng)用最廣泛的是硅酸鹽系水泥和鋁酸鹽系水泥。為了進(jìn)一步探究外加劑對(duì)鋁酸鹽水泥適應(yīng)性的影響，基于目前外加劑對(duì)硅酸鹽水泥的研究理論和思路，筆者大膽地質(zhì)疑其他高效減水劑和促凝劑對(duì)鋁酸鹽水泥的流動(dòng)性將有怎樣的影響，是否能有與硅酸鹽水泥類(lèi)似的作用，是否也能用現(xiàn)有的硅酸鹽水泥與外加劑適應(yīng)性理論來(lái)解釋試驗(yàn)現(xiàn)象。 綜上所述，目前外加劑在鋁酸鹽水泥耐火材料的應(yīng)用中，主要包括促凝劑、早強(qiáng)劑和減水劑。另外，還有水溶性樹(shù)脂 (密胺樹(shù)脂 )減水劑和糖密類(lèi)減水劑、腐植酸鹽減水劑，其用量一般為水泥用量的 ~%[14]。本質(zhì)素系以木質(zhì)素磺酸鈣為主成分的減水劑 (簡(jiǎn)稱(chēng) M 減水劑 )，用量占水泥用量的 %左右。當(dāng)一些結(jié)合劑在凝結(jié)硬化時(shí)形成凝聚結(jié)構(gòu)而影響其可塑性時(shí)，加入減水劑也有減水或增塑效果。因此，此種減水劑也常稱(chēng)為增塑劑 [13]。早強(qiáng)劑按照化學(xué)成分可分為無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、有機(jī)物類(lèi)和復(fù)合早強(qiáng)劑三類(lèi)。早強(qiáng)劑的主要作用在于加速水泥水化速度，促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展。這些促凝劑凝結(jié)快、強(qiáng)度高，但價(jià)格高，因此應(yīng)用較少。 以上促凝劑含堿量均較高，目前廣泛研究開(kāi)發(fā)低堿促凝劑。這種促凝劑凝結(jié)硬化很快，早期強(qiáng)度高，抗?jié)B性好，而且可在低溫下施工。這種產(chǎn)品含堿量低且由于加入了氧化鋅而提高了的后期強(qiáng)度，但卻延緩了早期強(qiáng)度的發(fā)展。經(jīng)鍛燒成為硫鋁酸鹽熟料后，再與一定比例的生石灰、氧化鋅共同研磨而成。 (2)硫鋁酸鹽系 它的主要原材料為鋁礬土、芒硝伽 (Na2SO4為保證足夠快的速凝時(shí)間，一般要求促凝劑達(dá)到足夠的細(xì)度要求。緞燒熟料的有效成分主要是偏鋁酸鈉。鋁氧熟料是由鋁礬土礦鍛燒而成。促凝劑的種類(lèi)很多，按其主要成分分類(lèi)，大致可分為以下幾種：鋁氧熟料加碳酸鹽系、硫鋁酸鹽系、水玻璃系 [12]。各種促凝劑的性質(zhì)和凝結(jié)硬化過(guò)程不盡相同，故所用促凝劑及調(diào)凝的機(jī)理也差別較大，應(yīng)依靠結(jié)合劑及其凝結(jié)硬化特性，與施工和使用要求相應(yīng)地選用適當(dāng)?shù)拇倌齽Ｋ嗟哪Y(jié)時(shí)間以及其 他一些能夠反映施工性能的指標(biāo)，都有了不同程度的改善，已接近同類(lèi)產(chǎn)品的國(guó)際一般水平。特別是近年來(lái) “微晶種、預(yù)成球、窯外加熱新技術(shù) ”在回轉(zhuǎn)窯上的應(yīng)用，水泥的質(zhì)量水平有了大幅度的提高 [11]。六七十年代，我國(guó)燒結(jié)法僅能生產(chǎn) 400 號(hào)水泥。在我國(guó)含鋁量 50%以上的水泥采用半干法回 轉(zhuǎn)窯煅燒工藝尚屬首創(chuàng)。 (3)改造前由于生料成球后直接入 窯燒結(jié)，料球受熱不均，生料預(yù)熱不良，窯內(nèi)煅燒反應(yīng)不充分，不但熟料中 C12A7 等過(guò)渡礦物含量偏高，而且造成熟料礦物發(fā)育不好，大小懸殊且晶體形態(tài)極不規(guī)則，使水泥強(qiáng)度偏低且凝結(jié)時(shí)間偏短；通過(guò)采用窯外加熱新技術(shù)并輔以微晶種、預(yù)成球技術(shù)，使生料球預(yù)燒充分、受熱均勻，在窯內(nèi)煅燒反應(yīng)較為完全，促使鋁酸鹽熟料的主要礦物 CA 晶體發(fā)育良好，晶體形態(tài)規(guī)則、大小均齊，且分布較為均勻，從而提高了水泥的強(qiáng)度，改善了水泥凝結(jié)時(shí)間偏短的問(wèn)題。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)采用微晶種和預(yù)熱技術(shù)使生料成球率高、機(jī)械沖擊破碎和高溫爆球率較低，為料球充分預(yù)熱和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燒結(jié)提供了良好的條件。至此已完全形成了具有中國(guó)特色的燒結(jié)法鋁酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù) [10]。 鋁酸鹽水泥的研究現(xiàn)狀 隨著我國(guó)對(duì)外經(jīng)濟(jì)的開(kāi)放，在與國(guó)外同行進(jìn)行的生產(chǎn)技術(shù)交流中，獲悉燒結(jié)法鋁酸鹽水泥料球窯外加熱技術(shù)。鋁酸鹽水泥在我國(guó)將會(huì)有 20 年的穩(wěn)定發(fā)展期。以鋼鐵行業(yè)為例，我國(guó)年產(chǎn) 億噸鋼以上，按目前的先進(jìn)水平每噸鋼消耗 30kg耐火材料計(jì)算，年需耐火材料約 450 萬(wàn)噸以上，按 5%的鋁酸鹽水泥做粘結(jié)劑，僅鋼鐵行業(yè)大約需 20 萬(wàn)噸鋁酸鹽水泥。此外，鋁酸鹽水泥在國(guó)外較大量用作房屋內(nèi)裝修的瓷磚粘結(jié)劑、瓷磚灰泥、快速施工地板材料、地板平整材料、密封材料、基礎(chǔ)砂漿、修補(bǔ)砂漿等 [9]。 利用鋁酸鹽水泥硬化快、早期強(qiáng)度高、在 CaSO4的作用下水化形成鈣礬石的特點(diǎn)，可以派生出許多不同品種、不同用途的水泥。另外，鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥或石灰相混不但產(chǎn)生閃凝，而且由于生成高 堿性的水化鋁酸鈣，使混凝土開(kāi)裂，甚至破壞。 第 6 頁(yè) 鋁酸鹽水泥的應(yīng)用現(xiàn)狀 由于鋁酸鹽水泥凝結(jié)硬化速度快， 1d強(qiáng)度可達(dá)最高強(qiáng)度的 80%以上，故廣泛應(yīng)用于工期緊急的工程，如國(guó)防、道路和特殊搶修工程等；鋁酸鹽水泥水化熱大，且放熱量集中， 1d 內(nèi)放出的水化熱為總量的 70%~80%，使混凝土內(nèi)部溫度上升較高，即使在 10℃ 下施工，鋁酸鹽水泥也能很快凝結(jié)硬化，可用于冬季施工的工程；鋁酸鹽水泥在普通硬 化條件下，由于水泥石中不含鋁酸三鈣和氫氧化鈣，且密實(shí)度較大，因此具有很強(qiáng)的抗硫酸鹽腐蝕作用；鋁酸鹽水泥具有較高的耐熱性，如采用耐火粗細(xì)骨料 (如鉻鐵礦等 )可制成使用溫度達(dá) 1300~1400℃ 的耐熱混凝土 [8]。 CA 是鋁酸鹽水泥的主要礦物，鋁酸鹽水泥的水化在很大程度上取決于 CA的水化以及水化產(chǎn)物的結(jié)晶狀況，晶體 結(jié)構(gòu)中鋁和鈣的配位極不規(guī)則，水化速度極快。 硅酸鹽水泥水化是從水泥顆粒的外部 開(kāi)始，逐漸向內(nèi)部發(fā)展，因此已經(jīng)水化的礦物會(huì)在未水化的顆粒表面形成一層堅(jiān)硬的殼，阻止水與顆粒內(nèi)部的水泥接觸，使水化不能正常進(jìn)行，必須沖破這層堅(jiān)硬的殼的阻礙之后，新的水化反應(yīng)才能開(kāi)始，這也是為什么硅酸鹽水泥的水化速度相對(duì)較慢的原因。從物理學(xué)角度來(lái)看，這個(gè)過(guò)程也可以概括為水化形成的大量水化產(chǎn)物互鎖或結(jié)合在一起從而提供機(jī)械強(qiáng)度的過(guò)程。 (3)鋁酸鹽水泥的水化 鋁酸鹽水泥的水化過(guò)程分為三個(gè)階段：溶解、成核和析出沉淀過(guò)程。優(yōu)質(zhì)的鋁酸鹽水泥，其礦物組成一般以 CA 和 CA2為主； C12A7晶體結(jié)構(gòu)中鋁和鈣的配位極不規(guī)則，結(jié)構(gòu)具有大量空 洞，使其水化極快，凝結(jié)迅速，但強(qiáng)度不高 [5]。 CA2 若過(guò)多，將影響鋁酸鹽水泥的快硬性能，但水泥的耐熱