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铝酸钙水泥

冶金工程学科名词

铝酸钙水泥是以一铝酸钙或二铝酸钙为主要矿物成分的水泥。它是以天然铝矾土或工业氧化铝与碳酸钙（石灰石）按一定比例配合，经煅烧或电熔而制成的，也有用铁矾土与石灰石配合经熔融而制成。

成分与分类
铝酸钙水泥按其化学成分可分为普通铝酸钙水泥（Al2O3 53～72%，CaO 21～35%）和纯铝酸钙水泥（Al2O3 72～82%，CaO 19～23%）两类。普通铝酸钙水泥又可分为低铁型（Fe2O3<2%）和高铁型的（Fe2O37～16%）两种，低铁型的铝酸钙水泥又可分为矾土水泥（Al2O353～56%，CaO 33～35%）、铝－60水泥（Al2O359%～61%，CaO 27～31%）和低钙铝酸盐水泥（Al2O3 65～70%，CaO 21～24%）。纯铝酸钙水泥又可分为普通型（Al2O3 72～78%）和超高铝型（Al2O3 78～85%）的两种。此外还有快硬早强铝酸钙水泥。
不同类型的铝酸钙水泥的化学成分和矿物组成如表所示：
矿物名称 熔点/℃ 凝固性 硬化时间 水硬强度 特征
铝酸一钙CaO·Al2O3 1600 有 数小时～十几小时 高强度 铝酸钙水泥主要成分
二铝酸钙CaO· 2Al2O3 1600 有 同上 有 高级高铝水泥量较多
硬化机理
铝酸钙水泥的凝结与硬化速度也与养护温度有关。CA2矿物随养护温度提高，凝结硬化速度加快，而CA矿物有些反常，在20℃左右较快，到30℃又变慢，高于30℃又变快。根据铝酸钙水化物加热过程中相变情况，选择合适的养护条件是非常重要的。因为铝酸钙水泥水化时生成的水化物随养护条件不同而异。
在实际使用时常常会看到很多不同标号的铝酸钙水泥，标号是水泥养护一定时间后所达到的强度。如以CA为主矿物的铝酸钙水泥，一般是以其养护3d后所达到的强度为标号。而以CA2为主矿物的铝酸钙水泥是以其养护7d后所达到的强度为标号。
用途
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。
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