硫铝酸盐水泥熟料（精选7篇）
硫铝酸盐水泥熟料 篇1
0引言
硫铝酸盐水泥是一种早期强度很高的水泥,这种性能源自于它的矿物组成,普通硫铝酸盐水泥熟料矿物由55%~75%的C4A3S、8%~37%的C2S、3%~10%的C4AF构成。控制硫铝酸盐水泥配料的率值有3个:铝硫比P、碱度系数C和铝硅比N。铝硫比是硫铝酸盐水泥配料的重要参考率值,其含义是生料反应生成C4A3S的过程中,形成铁相所剩余的Al2O3与CaSO4之间满足形成C4A3S的程度。实际生产中一般将P控制在<3.82,因为P>3.82时表示CaSO4不足以满足Al2O3完全形成C4A3S,将有部分Al2O3形成C12A7、CA等铝酸盐矿物[1]。C12A7是一种水化很快的矿物,因其会引起硫铝酸盐水泥的急凝,在生产中要避免这种矿物的出现,也正因为这样,人们对高铝硫比下含C12A7矿物的硫铝酸盐水泥关注较少,至今仍鲜有报道。但研究发现这种水泥具有早强快硬的特性和较高的抗折强度,且可以通过添加缓凝剂等方法来防止其急凝,使含有C12A7矿物的水泥熟料得到应用。本文通过设定较高的P值来引入C12A7矿物,将P设定在3.8~4.6范围内,通过改变P值来调整生料中Al2O3和CaSO4的比值,研究在P值较高的情况下熟料矿物的烧成以及熟料特性。
1试验
1.1试验方案
试验采用石灰石、铝矾土、硬石膏做原料,设定C=1,使铝硫比在3.8~4.6范围内变动,N作为辅助率值不做控制。原料化学成分见表1,各配方设计率值以及根据原料化学成分和设计率值计算原料配比(干物料)见表2。需要说明的是,由于本文采用较高的铝硫比,硫含量相对不足,所以在计算C4A3S含量时,不是通过铝含量,而是通过硫含量来计算,即C4A3S=7.625×SO3。
%
1.2试样制备
将原料分别磨细至全部通过80μm标准筛,按表2进行配料,加适量蒸馏水,混匀,压制成Φ20mm×5mm的料饼,在100~105℃的烘箱中烘干2h,放入硅钼棒电炉中烧制熟料,先在950℃下预烧30min,然后立刻转入高温炉中保温60min,取出,在空气中急冷。
1.3测试分析
将样品磨细至全部通过80μm标准筛,使用甘油-乙醇法测定熟料中fCaO的含量;采用日本岛津XRD-7000型XRD衍射仪对试样进行XRD分析;取试样小块,采用扫描电镜进行微观形貌分析。
2试验结果与讨论
2.1 P对烧成制度的影响
熟料外观形貌是判断熟料烧成状况的一种重要手段,可以对烧成状况做出直观、快速的判断,所得熟料外观形貌描述见表3。
几组试样在1 300℃下其颜色均类似于生料,且无体积收缩;1 325℃时颜色稍有加深,体积略有收缩;1 350℃时体积收缩近三分之一,与生料烧失量吻合;1 400℃时C组和E组略显绿色;1 425℃时A、C、E、G组都出现了熔融现象,料饼上面出现微孔。总体来讲,从A组到I组,熟料颜色逐渐变浅。根据熟料的外观形貌判断,这几组配料的烧成温度范围在1 350~1 400℃之间,各组之间有所差别,各组具体的烧成温度范围可结合fCaO含量分析来确定,见图1。
从图1可以看出,A、C、E三组熟料,1 325℃时fCaO含量在0.2%以下;G组和I组,1 350℃时fCaO含量在0.2%以下;1 375℃以上时,各组熟料的fCaO都已经检测不到。熟料fCaO含量的分析结果与外观形貌的分析基本吻合。
综合外观形貌和fCaO含量分析,确定了不同P值下的烧成温度,见表4。
硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程为固相反应过程,在各种矿物形成的温度范围内都不会出现液相,但是由于温度波动、生料成分、颗粒不均匀等因素的影响,实际烧成过程中会出现少量的液相。适量的SO3可以降低熔剂矿物Al2O3和Fe2O3熔融形成液相的温度和黏度,有利于的形成[1];反之,当P较高时配料中含有较少的SO3,会使烧成温度提高。
2.2矿物组成和矿物形貌
2.2.1矿物组成
依据熟料的化学成分分析结果计算矿物含量,与设计含量作对比,结果如图2所示。从图2可以看出,C2S和C4AF的实际含量与设计含量十分吻合,C4A3S的实际含量与设计含量有差别,A组与C组配料,实际与设计含量相差10%左右,E组相差8%左右,G组相差5%左右,I组相差2%左右。硫铝酸盐水泥熟料烧成过程中SO3会有一定量的损失。可以看到,设计的P值在3.8和4.0时,与我们以前的认识和经验是相符的,当P值再增大时,硫的损失量减少了,实际含量与设计含量越来越接近。
随着P值的增大,配料中的硫含量减少,铝含量升高,会引起含量的下降,配料中有较多的Al2O3和CaO,烧成温度提高,有利于C12A7的形成。由图3可以看出,含量随着P值的增大总体呈减少趋势,C12A7含量略有增加,验证了上面的观点。
2.2.2矿物形貌
1 375℃的熟料SEM照片见图4。
由图4可见,在P较高时可以烧制出矿物发育良好的熟料,C组熟料在电镜下可以看到十分规则的六方板状的晶体。I组熟料的矿物尺寸和形状都不规则。
2.3力学性能
试验对高铝硫比熟料所配水泥的力学性能做了初步的探索。在最佳温度下,向所得熟料掺加35%的石膏,磨细,配制成水泥,部分试样力学性能见表5。
MPa
由表5可见,高铝硫比熟料所配水泥具有良好的早强性能,1d抗压强度可达50MPa;具有特别高的抗折强度,1d抗折强度可达10MPa;3d抗折强度和7d抗折强度会出现倒缩,28d时可恢复。强度倒缩问题可考虑通过掺加一定量的石灰石来解决,这还需进一步的研究。
3结论
1)与P在正常范围时相比,高铝硫比(P在3.8~4.6之间)条件下,烧成制度有所不同,P增大,烧成温度升高,P增大到4.6时,烧成温度上限也提高到了1 425℃。
2)高铝硫比下,体系的矿物组成为60%~70%的,15%~20%的C2S,5%左右的C12A7,少量C4AF,随着P的增大含量减少,C12A7增多,C2S与C4AF含量基本不变。
3)在实验室条件下,P越大,实际含量与设计含量越接近。
4)高铝硫比熟料所配水泥1d抗压强度可达50MPa,1d抗折强度可达10MPa。
参考文献
[1]王燕谋,苏慕珍,张量.硫铝酸盐水泥[M].北京:北京工业大学出版社,1999.
[2]刁江京,辛志军,张秋英.硫铝酸盐水泥的生产与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[3]杨南如.无机非金属材料测试方法[M].武汉:武汉工业大学出版社,1996,3.
[4]建材科学研究院水泥研究所硫铝酸盐水泥研究小组.硫铝酸盐水泥的研究.硅酸盐学报[J],1982,10(1):56-63.
硫铝酸盐水泥熟料 篇2
1 试验
1.1 原材料与熟料组成
试验所用原材料为石灰石、黏土、粉煤灰、石膏、无烟煤和分析纯CaF2,化学成分见表1,熟料的矿物组成见表2。
%
1.2 生料配制
按表2所示化学组成将各原料配合(各生料试样中均外加0.30%CaF2),将试样分为A、B两组,其中B组再外加4%的优质无烟煤,以使料饼中产生还原气氛。将配合料在试验球磨机中磨细,细度控制在80μm方孔筛筛余4%～6%,制得生料。将生料加水13%拌合均匀,用台式压片机于15MPa压力下压制成Φ30mm×5mm的料饼,自然晾干,备烧。
1.3 熟料煅烧
将A、B组生料饼均分为4组,其编号、煅烧条件及熟料中f CaO、SO3含量见表3。将各组料饼在硅碳棒电炉中按设定条件煅烧,炉内冷却至1 200℃时出料,空气中冷却,制得熟料。其中A1、A2、B1、B2掺加5%石膏磨细至80μm方孔筛筛余约4%,制得水泥并测其物理力学性能,熟料中f CaO、SO3含量分别采用甘油-乙醇法、硫酸钡质量法测定。
2 物相分析及物理性能
2.1 物相分析
对各烧成条件下的熟料试样做了XRD、SEM分析,其中XRD图谱与SEM照片分别示于图1～图4。
2.2 水化试样结合水量测定
取A1、A2、B1、B2水化3d的试样,根据水化产物的种类分别测定200℃、500℃及1 000℃时的失重量,作为各试样水化结合水量的表征。第一温度段25～200℃,主要测定钙矾石及C-S-H凝胶的形成量;第二温度段200～500℃,主要测定Ca(OH)2的形成量;第三温度段500～1 000℃,主要测定水化硅酸钙的含量;25～1 000℃则为总结合水量。测定结果见图5。
2.3 水泥的物理力学性能
将试样按W/C=0.30成型为2cm×2cm×2cm净浆试体,标准条件养护,分别测定3d、7d和28d抗压强度;凝结时间用Φ4cm×4cm圆柱试模测定,水泥物理力学性能测试结果见表4。
3 结果讨论
3.1 熟料的烧成性能
从熟料烧结的外观看,氧化气氛下烧成的熟料饼呈浅灰色,较为疏松,收缩率小;还原气氛下烧成的熟料饼呈浅黄色,略显致密,收缩率大。由表3所示的fCaO含量可见,氧化气氛下的A组熟料和还原气氛下的B组熟料fCaO含量都较低,且随温度的升高和保温时间的延长而降低。说明烧成气氛对阿利特-硫铝酸盐水泥熟料中fCaO的吸收无明显影响。
3.2 煅烧温度对熟料矿物形成的影响
由图1可以看出:1 300℃下烧成的A-1、A-2熟料中主要矿物C3S(d=3.04,2.19,1.76)和C4A3S(d=3.75,2.65,2.17)的衍射峰明显高于1 350℃下煅烧的A-3、A-4熟料,说明熟料中主要矿物在1 300℃下形成的较好。这是因为通常在1 350℃以上时矿物会发生明显分解,形成C3A(d=2.70,1.90,1.56)等矿物,因此其衍射峰强度降低;C3S矿物形成量的减少可能是由于SO3在C3S矿物晶体中的固溶而影响了其稳定存在。由图2同样可见,1 300℃下烧成的B-1、B-2熟料较1 350℃下的B-3、B-4熟料中C3S、C4A3S矿物的衍射峰高,说明1 300℃下煅烧得到的水泥熟料中主要矿物的形成情况比1 350℃下煅烧的好。由图1、图2还可见,1 350℃下煅烧的熟料d=2.88的衍射峰明显高于1 300℃下煅烧的熟料。这说明高温煅烧的熟料中,由于SO3的固溶,使得部分C2S以高温型的α-C2S(d=2.88,2.76,2.71)存在,这与过去的研究结果相一致[4,5]。由图1、图2同样可见,1 350℃下煅烧的熟料出现了d=2.70的衍射峰,说明熟料中有C3A(d=2.70,1.91,1.56)形成,这与矿物C4A3S在高温下分解形成了较多C3A有关。
3.3 保温时间对熟料矿物形成的影响
由图1可知,1 300℃保温30min的A-1熟料中主要矿物C3S和C4A3S的衍射峰均高于保温60min的A-2熟料;1 350℃保温30min的A-3熟料中主要矿物C3S和C4A3S的衍射峰也都显著高于保温60min的A-4熟料。而且,煅烧温度越高,保温时间的影响越大。这都与SO3在矿物中固溶而造成C3S形成困难,以及由于SO3的固溶及分解逸出而造成参与形成C4A3S矿物的SO3量减少有关。由表3熟料中的SO3含量可以看出,保温时间长,SO3含量低。B组熟料可以得出同样的结论。
3.4 煅烧气氛对熟料矿物形成的影响
由图1、图2可见,氧化气氛下A组试样较还原气氛下的B组试样对应的各主要矿物C3S和C4A3S的衍射峰尖锐,衍射强度高。说明氧化气氛下煅烧有利于熟料矿物形成,还原气氛下则不利于矿物形成。由表4看出,还原气氛下煅烧的熟料中SO3的含量降低,这是因为还原气氛下CaSO4和C4A3S更易分解。另外,由图3、图4可见,1 320℃氧化气氛下煅烧的A2熟料,A矿结晶较完整,矿物颗粒尺寸较大,约40μm,且形成量较多。而在1 320℃还原气氛下煅烧的B2熟料,A矿溶蚀较严重,矿物颗粒尺寸细小,约20μm。说明还原气氛下不利于矿物形成。
3.5 烧成气氛及保温时间对水泥性能的影响
3.5.1 烧成气氛对水泥性能的影响
由表4可知,还原气氛下水泥试样的初凝时间与氧化气氛下的无明显差别,而终凝时间却比氧化气氛下长得多。这主要是因为还原气氛下C3S及C4A3S矿物的形成量明显减少,以及因为C3S矿物的严重溶蚀而影响了水泥水化产物的形成,从而导致终凝时间显著延长。
由表4水泥的抗压强度可知,氧化气氛下水泥试样的早期和后期抗压强度都高于还原气氛下的。这是因为还原气氛下烧成将促进石膏分解,不利于C4A3S形成,而且还原气氛也会加速C4A3S的分解。同时由前述,还原气氛会导致C3S矿物的形成量减少以及因严重溶蚀而降低其水化活性,因此强度降低。由图5对水化结合水量的测试结果也可知,在氧化气氛下烧成熟料制得的水泥A1、A2,其结合水含量要比还原气氛下的B1、B2多,说明氧化气氛下烧成熟料制得的水泥水化程度高,其对应水泥强度高。
3.5.2 保温时间对水泥性能的影响
由表4可知,相同烧成温度和气氛条件下,保温30min的A1、B1试样的终凝时间比保温60min的A2、B2试样稍短。这与前述保温时间对熟料中主要矿物C3S和C4A3S形成状况的分析相一致。
另外,由图5可知,在各相应的温度区间,试样A1比A2、B1比B2的结合水含量多,说明保温30min烧成熟料制得的水泥水化程度高,水化产物形成多,因此强度高。同样由表4知,A1、B1试样的抗压强度高于A2、B2,这与随着保温时间的延长,导致C4A3S矿物发生分解,且C3S矿物形成量亦减少相关。
4 结论
1)适宜的煅烧温度(1 300℃)有利于C3S和C4A3S两种主要矿物的形成,较高温度下(1 350℃以上)煅烧则对主要矿物的形成不利。
2)在相同的煅烧温度和烧成气氛下,保温30min得到的水泥熟料,主要矿物形成比保温60min的好,水泥抗压强度高。
3)阿利特-硫铝酸盐水泥熟料适宜于在氧化气氛下煅烧。氧化气氛条件可保证熟料中各主要矿物的良好形成,其水泥的各龄期强度均高于还原气氛下所得水泥强度,且终凝时间缩短。
参考文献
[1]王善拔.煅烧制度对硅酸盐水泥熟料矿物组成和性能的影响[J].水泥,1991(3):8-11.
[2]朱晓燕,郭随华,陈益民,等.还原气氛对水泥熟料矿物组成及显微结构的影响[J].水泥,2006(11):1-3.
[3]陈亚明,刘晓杰.黄心料的显微结构与强度性能[J].广东建材,1996(1):29-31.
[4]Strunge J,Knoefel D,Dreizle Ir.Influence of alkalies and sulphur on the properties of cement.Part I:Effect of the SO3content on the cement properties[J].ZKG INTERNATIONAL,1985(3):150-158.
硫铝酸盐水泥熟料 篇3
硫铝酸盐水泥具有早强、高强、低碱度等特点,但其生产成本较高,且后期强度尤其是抗折强度易出现倒缩现象。普通硅酸盐水泥具有性能稳定、生产成本低等优点,并可掺入较大比例的矿渣、粉煤灰等混合材,但其缺点是早期强度发展缓慢。因此,将硫铝酸盐水泥(或硫铝酸钙熟料矿物)与硅酸盐水泥混合使用可充分发挥二者优势,满足不同的应用要求。目前已有一些工程应用,如自流平砂浆和水泥发泡板等。然而这两种水泥混合后有哪些性能上的变化,是当前亟待研究的问题。
1 前期工作
Péra J等[1]曾将硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥按适当比例混合制成了自流平修补砂浆。Janotka I等[2]、Pelletier L等[3]也对这两种水泥主要矿物的混合体系进行了相关研究,认为两种水泥在一定配比时能提高复合水泥性能。此外,Janotka I等[4]还研究了贝利特-硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥复合体系的性能,结果表明,在水泥细度相同时,贝利特-硫铝酸盐水泥的矿物组成显著影响复合水泥的凝结时间。王红[5]以硫铝酸盐水泥为主、掺少量硅酸盐水泥的混合体系进行了试验研究。结果表明,掺入硅酸盐熟料后,水泥的凝结时间有所缩短。刘晓存等[6]研究了阿利特-硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥所制备的水泥的性能。研究表明,复合后水泥的强度性能优于单一品种水泥的性能,凝结时间则由复合体系中占比例较多的一种水泥所控制。兰明章等[7]研究了硫铝酸盐水泥熟料对粉煤灰硅酸盐水泥性能的影响,发现当粉煤灰硅酸盐水泥中掺入少量硫铝酸盐水泥熟料后再配以适量的石膏,可以提高其早期强度;随着硫铝酸盐水泥熟料掺量的增加,其凝结时间明显缩短。认为硫铝酸盐水泥熟料水化形成的钙矾石和铝胶对硅酸盐水泥熟料矿物水化有促进作用,是导致水泥凝结加快、强度增加的主要原因。笔者前期也针对硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以10%～90%的比例进行互掺试验,得出的结论与上述研究结果基本一致。本试验主要是在前人研究的基础上,从凝结时间和强度两个方面来研究硫铝酸盐水泥中掺入少量普通硅酸盐水泥后的性能变化,并以此来分析硫铝酸盐水泥中单掺硅酸盐水泥生产发泡保温板的可行性。
2 试验材料及方法
2.1 试验材料
(1)普通硅酸盐水泥(简称OPC):
江苏省扬子水泥有限公司生产的P·O 32.5水泥,其比表面积为336 m2/kg,主要力学性能见表1。
(2)硫铝酸盐水泥(简称SAC):
河南中泰水泥有限公司生产的SAC 42.5水泥,其比表面积为350 m2/kg,主要力学性能见表2。
(3)砂:
江苏省常州市市场上购买的普通砂,粒径在0.63～16 mm,含水率为0,含泥量为3.5%,细度模数为2.6,使用时均通过5 mm筛。
(4)水:
拌和水均为常州的自来水。
2.2 试验方案及方法
根据前期试验情况设计试验配合比,见表3。
按照GB/T 1346—2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行凝结时间测试,根据前期试验情况确定水泥标准稠度用水量为123 ml。
按照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》测定试样1 d、3 d、7 d和28 d的抗折强度、抗压强度,试验配合比为:灰∶砂∶水=450 g∶1 350 g∶235 ml。
3 试验结果与分析
3.1 OPC掺量变化对OPC-SAC凝结时间的影响
在硫铝酸盐水泥中掺入2%～12%的普通硅酸盐水泥后,各样品的凝结时间测定结果见表4。
由表4可以看出,随着OPC掺量的增加,初凝和终凝时间逐渐缩短。这主要是由于掺入OPC水泥后,以早期水化活性高的硫铝酸盐矿物C4A3undefined为主的矿物对水化环境非常敏感,C4A3undefined的水化速度与浆体的碱度成正比,提高水化溶液的pH值,C4A3undefined的水化速度会加快[8]。而在OPC水泥掺量多的情况下,能够使整个拌合物浆体的碱度较快提高,达到临近饱和或过饱和状态,从而促进SAC水泥水化,使整个浆体的凝结时间变快[9]。
3.2 OPC掺量变化对OPC-SAC强度的影响
各样品的1 d、3 d、7 d和28 d抗折强度、抗压强度测定结果见表5,图1和图2为抗折强度、抗压强度的变化趋势。
由图1、图2可以看出,随着OPC掺量的增加,抗折、抗压强度相对于不掺OPC时逐渐下降。当掺量达8%以上,则出现倒缩现象,且随着掺量加大,倒缩出现的龄期越早。究其原因是由于OPC的增加,加速了SAC的提前水化,水化产物以晶粒粗大的钙钒石为主,且晶格生长不完全,后期向单硫型水化硫铝酸钙转变,致使后期抗折、抗压强度倒缩。
4 水泥复合后应用问题的探讨
2011年,公安部消防局印发《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》后,泡沫混凝土保温板作为理想的无机不燃保温材料迅速崛起,在全国范围内形成了高速发展的态势。在短短的1年时间中,保温板生产总量由文件印发前的约10万m2迅速发展至目前的300万m2,扩大了30倍,企业数量也由十几家发展到了几百家,目前多数企业采用硫铝酸盐水泥进行水泥发泡保温板的生产,而部分企业为了降低成本,同时防止出现塌模、早期强度高等现象,往往在其中掺10%左右的普通硅酸盐水泥。从目前的试验数据来看,这种做法在初期看不出问题,而后期则非常容易引起强度倒缩和起粉现象,施工后易引起保温板脱落、拉拔强度不够等一系列质量问题,故这种做法并不可取。而在其中掺入石膏、石灰对此有无影响,笔者将做进一步的研究。
5 结论
5.1 硫铝酸盐水泥中掺入2%～12%的普通硅酸盐水泥后,凝结时间缩短,甚至会引起急凝。
5.2 抗折、抗压强度随着普通硅酸盐水泥掺量的增大而不断下降;掺量超过8%时,后期强度开始倒缩,且掺量越大,倒缩出现的龄期越早。
5.3 硫铝酸盐水泥发泡保温板中单掺硅酸盐水泥的做法不可取。
参考文献
[1]Péra J,Ambroise J.New applications of calcium sulphoaluminatecement[J].Cement and Concrete Research,2004,34(7):671-676.
[2]Janotka I,Krajěi L,Ray A.The hydration phase and porestructure formation in the blends of sulphoaluminate-belitecement with Portland cement[J].Cement and ConcreteResearch,2003,33(4):489-497.
[3]Pelletier L,Winnefeld F,Lothenbach B.The ternary systemPortland cement-calcium sulphoaluminate clinker-anhydrite:Hydration mechanism and mortar properties[J].Cement and Concrete Composites,2010,32(7):497-507.
[4]Janotka I,Krajěi L.An experimental study on the upgrade ofsulfoaluminate-belite cement systems by blending withPortland cement[J].Advances in Cement Research,1999,11(1):35-41.
[5]王红.硅酸盐水泥熟料对硫铝酸盐水泥某些性能影响的研究[J].武汉建材学院学报,1984(1):4-7.
[6]刘晓存,李艳君.阿利特-硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合性能的研究[J].水泥,1998(2):10-12.
[7]兰明章,崔素萍,王亚丽,等.掺硫铝酸盐水泥熟料的富硅酸盐水泥体系的性能研究[J].水泥,2004(7):121.
[8]兰明章.掺粉煤灰的硅酸盐和硫铝酸盐复合水泥的性能研究[D].北京:北京工业大学,2003.
硫铝酸盐水泥熟料 篇4
关键词：硫铝酸盐水泥,行业现状,发展趋势,市场前景
1 我国硫铝酸盐水泥工业现状
硫铝酸盐水泥 (SAC) 作为我国四大特种水泥品种 (白水泥、低热大坝水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥) 之一, 随着我国经济的发展, 在全国有着广泛的市场。目前, 我国硫铝酸盐水泥系列包括:快硬硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、复合 (改性) 硫铝酸盐水泥等不同品种[1]。
截止2010年底, 我国有硫铝酸盐水泥生产企业21家, 年产量达到143万t, 行业主要分布在中南和华北地区, 两地区企业数量占总数量的3/4。2011年以来我国有硫铝酸盐水泥行业呈现出新的发展形势, 为认真吸取建筑外保温材料类火灾教训, 公安部和住建部联合颁布公通字[2009]46号文《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》, “规定”指出:民用建筑的整体或局部必须采用A级不燃保温材料。由此市场迫切需要既节能、又不燃、高性能的建筑围护结构材料、制品及其系统, 相应带动了硫铝酸盐水泥及其保温制品的快速发展。
2 我国硫铝酸盐水泥工业发展趋势
2.1 新型干法生产趋势
目前, 硫铝酸盐水泥的生产除少数厂家采用预热器煅烧工艺, 大部分企业仍采用干法中空窑生产工艺, 煤耗高, 排放超标、生产质量不稳定。可见硫铝酸盐水泥的生产工艺水平已经远落后于全国水泥行业的平均水平。而采用新型干法生产不仅可以提高产品产量和质量, 降低生产煤耗, 从而促进节能减排, 降低成本, 还可显著提高产量和行业集中度, 是行业发展的大势所趋[2]。
2.2 推进节能减排趋势
传统干法中空窑生产硫铝酸盐水泥的热耗均在250公斤标煤/吨熟料以上, 比新型干法窑高出110%。同时, 每生产1t硫铝酸盐水泥熟料将向大气排放30~60kg的二氧化硫废气, 造成严重污染。而采用新型干法工艺生产, 利用生料与烟气的热交换将烟气中二氧化硫气体进行吸收, 可基本避免向大气排放二氧化硫气体。建材行业作为国家重点的节能减排工作领域, 对于水泥企业提出了更高的要求。未来几年是硫铝酸盐行业提高行业技术水平的关键时期, 硫铝酸盐行业节能减排潜力巨大。
2.3 特种工程材料发展趋势
硫铝酸盐水泥不但可用于GRC制品、水泥制品及灌浆材料的生产, 还可制造耐火材料。以耐火材料为例, 目前国内铝酸盐水泥主要用于生产耐火材料, 年用量约100万t。但铝酸盐水泥的生产能耗高, 生产成本远远高于硫铝酸盐水泥。所以, 硫铝酸盐水泥取代铝酸盐水泥配料将成为特种工程材料的发展方向。
3 我国硫铝酸盐水泥市场前景展望
3.1 市场需求概况
2010年, 国内硫铝酸盐水泥的需求量约为160万t, 国内硫铝酸盐水泥市场主要分布在京津地区、长三角地区和珠三角地区。具体产品应用细分市场见表1:
3.2 市场发展前景
“十二五”及未来一个阶段是我国全面建设小康社会的关键时期, 党的十七届五中全会明确提出要深入推进西部大开发, 振兴东北老工业基地, 促进中部崛起, 鼓励东部地区率先发展, 积极稳妥地推进城镇化。可见, 区域经济的加快发展, 对基础性原材料需求很大。硫铝酸盐水泥以其独特优异的性能, 必将为各项建设工程提供优良的材料支持。
(1) GRC制品市场。
硫铝酸盐水泥是一种碱度低、早期强度高、后期强度不倒缩, 且对玻璃纤维侵蚀小、自由膨胀率低的水泥品种。硫铝酸盐水泥应用于GRC制品行业已有近30年时间, 由于其具有各种优良性能, 是一种理想的GRC制品专用水泥。GRC制品是一种新型复合材料, 具有轻质、高强、隔热保温、防水、防火、可加工性良好, 价格适中等诸多的优点获得了各国材料界的公认, 在建筑工程、市政工程、农业工程、水利工程和园林工程等许多领域的应用中取得了明显的技术经济效果, 显示出广阔的发展前景。一是GRC内隔墙及外墙内保温板作为GRC制品的主要市场, 全国生产能力在2 000万m2/a以上, 年用硫铝酸盐水泥70万t。二是新我国建筑装饰业年产值已达上万亿元, 相应也带动了新型建筑装饰材料迅猛发展, 欧式建筑构件以其具大市场潜力和巨额的利润, 使GRC产品在市场产品附加值和应用前景上提高了1个相当的档次, 全国GRC装饰材料产量约12万t。预计2020年用于生产GRC制品的硫铝酸盐水泥需求可达200万t[3]。
(2) 水泥制品市场。
由于硫铝酸盐水泥具有快硬、早强的特性, 应用于制造排水管和电杆有脱模快、强度高、减少蒸养时间、加快模具周转、提高生产效率等诸多方面的优点。一方面, 大口径排水管道是电力工业 (核电、火电) 、石油化工、综合交通枢纽等大型重要工程项目的必备配套设施, 目前, 我国大口径排水管道市场仍以球墨铸铁管和水泥管为主。一方面, 随着我国电网建设的不断加快, 带动了高质量电杆行业发展, 2010年全国水泥电杆产量883万根, 2015年产量将达1 325万根。预计2020年用于生产排水管和电杆的硫铝酸盐水泥需求可达100万t。
(3) 特种工程材料市场。
快速修补材料:随着我国经济建设的发展, 公路的交通量起来越大, 机场跑道日益繁忙。2010年全国公路总里程为230万km, 传统的道路修补材料固化很慢, 修补完工后往往需要养护数日才能通行, 严重影响交通效能, 所以快速修补材料成为理想的替代品, 需求量日益增大。
节能保温材料:我国既有建筑超过430亿m2, 90%以上是高能耗建筑。为达到我国2020年65%的建筑节能目标, 绝大部分既有建筑将实施节能改造。另外, 为避免有机苯板类保温材料带来的火灾, 以无机物为主的保温材料正在积极推进, 硫铝酸盐保温制品在建筑外墙保温市场前景广阔。
灌浆材料:我国高铁建设中投入了很多新型材料, 特别是灌浆材料, 在轨道及钢结构安装、地脚螺栓锚固、路桥工程的加固、以及混凝土结构加固建设中都得到了大量应用。综合上述预计2020年用于生产特种工程材料的硫铝酸盐水泥可达350万t。
(4) 特殊工程所用材料。
海工工程:根据初步完成的《“十二五”期间海洋工程装备发展规划》, 预计“十二五”我国海洋工程投入将达2 500~3 000亿元, 从而带动了码头、桥梁、平台等基础建设的投资热潮。
海上风电工程:未来一段时期, 我国海上风电产业将重点开发江苏、山东风电基地。在此期间, 我国还将推进河北、上海、浙江、福建、广东、广西、海南等地海上风电建设。海上风电工程的建设, 对耐腐蚀的输电杆需求很大, 大大拉动了具有优良抗腐蚀性的硫铝酸盐水泥的消费。
防水堵漏材料:以往我国防水市场年均在200~250亿元。高速铁路建设过程当中, 桥梁、桥面隧道、涵洞等都要做防水, 每年又可额外带来大约40~50亿元的防水市场份额。预计到2020年该消费市场需求量将达到120万t。
4 结束语
硫铝酸盐水泥是一种低碱性、早期强度高、后期强度不倒缩、对玻璃纤维侵蚀很小、低自由膨胀率的水泥品种, 其产品已广泛应用诸多特种工程材料领域, 并呈现出良好的市场前景。目前, 国内硫铝酸盐水泥行业的发展瓶颈主要在于产品的应用开发还有待加强, 要解决发展中的问题, 还有待行业科研院所与生产企业的共同努力。
参考文献
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[2]杨德顺.预分解技术在硫铝酸盐水泥生产中的应用[J].新世纪水泥导报2012 (1) :60-62.
硫铝酸盐水泥熟料 篇5
1生产工艺
原料中的辅料经过配料后一起入湿法磨, 磨成水分50%左右的生料浆, 再与电石渣进行配料, 配成的混合料浆通过机械脱水成为含水分30%的料饼;再将料饼送入烘干破碎机, 烘干热源为窑尾余热;烘干破碎后的物料直接入窑煅烧。
2原料性质
辅料包括风积沙、炉渣和硫酸渣等, 物料化学成分见表1。电石渣中Ca O含量达65%以上, 水分50%~80%, 易沉淀, 0.08mm筛余<25%。正常流动时的水分在60%左右。电石渣不需要粉磨, 可直接用于配料。
%
3配料方案及熟料煅烧
根据高抗硫酸盐水泥熟料的要求, 初步将三率值定为:KH=0.86±0.02, n=2.1±0.2, P=1.0±0.1;辅料配比:风积沙∶炉渣∶硫酸渣=30∶45∶25;出磨指标控制:Fe2O3=16.5%±0.5%, 0.08mm筛余≤10%;混合生料指标控制:Ca O=52.2%±0.3%, Fe2O3=4.6%±0.2%。
入窑生料和出窑熟料化学成分等分别见表2和表3。
%
由于表3中熟料指标未达到高抗硫酸盐熟料的标准, 故调整风积沙∶炉渣∶硫酸渣=38∶30∶32, 并选择低饱和比、中硅酸率和低铝氧率的配料方案。调整后的出窑熟料成分、率值及矿物组成见表4。
经过一个月的生产实践, 可以稳定生产高抗硫酸盐水泥熟料, 但平均日产量只能达到1 000~1 100t左右, 熟料电耗43.5k Wh/t, 熟料标准煤耗157.6kg/t。熟料的物理性能见表5。
硫铝酸盐水泥熟料 篇6
本文主要针对抗碳化性能的测试方法, 以硫铝酸盐水泥发泡保温材料为主要实验对象, 对比GB/T 11969—2008、GB/T5486—2008及JG/T 266—2011标准对试块的不同要求, 对硫铝酸盐发泡水泥试块测试抗压强度和碳化系数时所要求的烘干温度、含水率、试件尺寸进行了对比试验, 得出更适合发泡水泥保温材料的标准。
1 实验
1.1 实验原料
唐山市售硫铝酸盐水泥发泡保温板, 尺寸为100 mm×100mm×100 mm, 干密度分别为140、160、180 kg/m3;质量浓度1%的酒精酚酞溶液 (用浓度70%的乙醇溶液配制) 。
1.2 GB/T 5486—2008、GB/T 11969—2008与JG/T 266—2011的对比
发泡水泥抗碳化性能的主要衡量指标是碳化系数, 碳化系数是指碳化前后抗压强度的比值, 因此, 抗压强度的测试至关重要, 测试时选取3块试样的算术平均值。测试时试块状态决定了强度的准确性, 在GB/T 11969—2008、GB/T 5486—2008以及JG/T 266—2011这3个标准中, 对测试前试块的要求不尽相同, 如表1所示。
1.3 实验设计
1.3.1 烘干温度的选择
(1) 选择干密度为140、160、180 kg/m3的硫铝酸盐发泡水泥试块各50块, 分成3组, 先分别测试干密度和含水率, 第1组在65℃下烘至恒重, 第2组在85℃下烘至恒重, 第3组在105℃下烘至恒重, 分别测试各组试件的抗压强度;
(2) 将试块放进碳化箱进行碳化实验, 4 d后每天取出1块劈开用1%的酒精酚酞溶液检测是否碳化完全, 待中心不变红时取出, 再分成3组, 分别在65℃、85℃、105℃下烘至恒重, 分别测试其抗压强度, 计算碳化系数。
1.3.2 含水率的选择
(1) 选择干密度为140、160、180 kg/m3的硫铝酸盐发泡水泥试块分成3组, 在65℃下烘至一定含水率。规定含水率>12%的试块为高含水率试块, 含水率<8%的为低含水率试块。本实验中, 第1组烘至含水率<8%, 第2组烘至含水率在8%~12%, 第3组烘至含水率12%~20%, 分别测试各组试件的抗压强度。
(2) 将试块放进碳化箱进行碳化实验, 直到碳化完全, 再分成3组, 在65℃下烘至一定含水率, 第1组含水率<8%, 第2组含水率在8%~12%, 第3组含水率12%~20%, 再测试其抗压强度, 计算碳化系数。
1.3.3 尺寸的选择
(1) 选择干密度为140、160、180 kg/m3的硫铝酸盐发泡水泥试块分成3组, 第1组尺寸是50 mm×50 mm×50 mm, 第2组尺寸是70 mm×70 mm×70 mm, 第3组尺寸是100 mm×100mm×100 mm, 在65℃下烘至含水率8%~12%, 分别测试各组试件的抗压强度。
(2) 将试块放入碳化箱进行碳化实验, 直至碳化完全, 测试其抗压强度, 计算碳化系数。
2 结果分析与讨论
2.1 烘干温度的选择
硫铝酸盐水泥主要水化产物为水化硫铝酸钙、铝胶、铁胶及水化硅酸钙凝胶, 水化硫铝酸钙又分高硫型水化硫铝酸钙 (钙矾石) 和低硫型水化硫铝酸钙。钙矾石在Ca O溶液中的稳定温度是90℃, 超过此温度会转变成低硫型水化硫铝酸钙, 当环境恢复到有剩余石膏的常温条件下时, 又会转变成钙矾石, 成为二次钙矾石。二次钙矾石形成时固相体积增大了57.27%, 晶体膨胀与强度增长不能协调发展, 会造成水泥石强度降低[5]。在硫铝酸盐发泡水泥中, 强度来源主要是钙矾石, 若用超过90℃的温度烘干会很大程度地降低强度, 因此硫铝酸盐水泥烘干温度不宜超过85℃。碳化前抗压强度与烘干温度的关系见图1。
从图1可以看出, 相同生产条件的试块抗压强度与测试前的烘干温度有很大关系。随着烘干温度的升高, 干密度分别为140、160、180 kg/m3的硫铝酸盐发泡水泥强度均下降, 而且抗压强度越高在不同烘干温度下的强度变化梯度越大。说明高温破坏了发泡水泥试块的结构, 降低了发泡水泥的抗压强度, 因此, 烘干温度宜选择65℃, 温度过高, 测出的抗压强度偏低。
图2是干密度分别为140、160、180 kg/m3的硫铝酸盐发泡水泥1~3组碳化后碳化系数与烘干温度的关系。
由图2可知, 碳化后不烘干与65℃烘干得出的碳化系数相差不大, 但是105℃烘干的碳化系数与二者相差20%~50%, 说明碳化后在105℃烘干使得发泡水泥的结构遭到很大破坏, 强度降低严重, 碳化后用85℃的温度烘干更容易出现裂纹 (见图3) 。因此, 碳化后更不宜用超过85℃的温度烘干后再测试强度。对比图2 (a) 、 (b) 、 (c) 中的3组样品发现, 干密度分别为140、160、180 kg/m3的试样都表现出这样的规律:只有第1组的碳化系数均小于1.2, 而第2组和第3组碳化系数的变化都较大, 用来测量抗碳化性能数据具有不稳定性。
综合以上分析, 无论碳化前还是碳化后, 烘干温度都选择65℃为佳, 即以GB/T 11969—2008规定的烘干温度更为合适。
2.2 含水率的选择
图4是碳化前干密度分别为140、160、180 kg/m3的硫铝酸盐发泡水泥碳化前试块含水率与抗压强度的关系。
从图4可以看出, 含水率在8%~12%时与12%~20%时试块的抗压强度相差不大, 但在含水率<8%时抗压强度与两者相差都在20%~30%, 含水率<8%时会使抗压强度的测试结果偏低, 因为此时几乎相当于绝干状态, 试块孔壁成脆性, 偏离实际应用时状态。在GB/T 5486—2008中是在 (110±5) ℃下烘至恒重时测试, 在此状态下烘至恒重, 几乎将硫铝酸盐发泡水泥中的结晶水全部烘出, 相当于绝干状态。因此, 选择GB/T11969—2008规定在65℃下烘至含水率8%~12%更为合理。
图5是不同含水率的试块碳化系数与含水率的关系。
从图5可看出, 碳化后含水率在8%~12%时测得的碳化系数与12%~20%时相近, 但是含水率<8%时碳化系数降低较大, 与碳化前强度变化规律相同。另外还可以看出, 3种干密度的试块碳化前含水率低的一组碳化系数普遍高于含水率高的一组, 进一步说明了低含水率时测得的碳化系数偏高。分析原因是由于碳化前用低含水率试块测得的强度偏小, 使得碳化系数偏大。有混凝土的碳化研究得出, 当混凝土含水率过高时, 会阻挡CO2的扩散, 从而减弱碳化反应的进行, 但CO2需要溶于水中才能与混凝土反应, 所以当混凝土绝干状态时, 理论上是不会发生碳化反应的[6], 而发泡水泥属于大孔隙材料, 环境湿度和温度对CO2的扩散以及化学反应影响较小, 所以主要在于试块本身含水率的大小。因此, 碳化实验时选择含水率在8%~12%较佳。
2.3 尺寸的选择
干密度为140、160、180 kg/m3的硫铝酸盐发泡水泥试件尺寸分别为50 mm×50 mm×50 mm、70 mm×70 mm×70 mm、100mm×100 mm×100 mm时, 碳化前后抗压强度的变化见图6、图7, 碳化后不同尺寸试件碳化系数的变化见图8。
从图6可以看出, 与试件尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的相比, 相同干密度的发泡水泥尺寸为50 mm×50 mm×50 mm和70 mm×70 mm×70 mm的试块测得的抗压强度偏低。而图7中看不到此规律, 图7中3组试件的抗压强度差异不明显, 这与混凝土试块的尺寸越小抗压强度越高的规律不同。混凝土尺寸越小抗压强度越高是因为尺寸越小缺陷几率越低以及环箍效应的原因, 这在发泡水泥材料中不适用。
由图8可见, 小尺寸试件的碳化系数与大尺寸的相差较大, 3种干密度试块尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的碳化系数均小于1.2, 更具说服力, 并且实验过程中发现, 小尺寸试件进行碳化实验时失水、吸水快, 含水率不容易控制。因此, 碳化实验时选择试块尺寸为100 mm×100 mm×100 mm较适宜。
3 结论
(1) 测试硫铝酸盐发泡水泥的抗压强度时, 烘干温度超过85℃会使发泡水泥强度降低, 碳化后更不宜用超过85℃的温度烘干试块, 否则会破坏试块结构, 容易使试块产生裂纹, 使抗压强度测量产生误差, 因此, 烘干温度选择65℃较合适。
(2) 测试试块强度和碳化系数时, 含水率<8%会降低抗压强度, 含水率<8%或12%~20%会阻碍碳化的进行, 发泡水泥属于大孔隙材料, 环境湿度和温度对CO2的扩散以及化学反应影响较小, 主要在于试块本身含水率的大小, 因此, 碳化实验应在合适的含水率进行, 选择含水率在8%~12%较合适。
(3) 尺寸为50 mm×50 mm×50 mm、70 mm×70 mm×70 mm、100 mm×100 mm×100 mm试件抗压强度测试结果相差不大;但是通过碳化系数对比, 尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的试件碳化系数稳定性最好, 小尺寸的试块进行碳化实验时, 吸水、失水速度较快, 含水率的稳定性差。因此, 进行碳化实验时试件尺寸宜选择100 mm×100 mm×100 mm。
总之, GB/T 11969—2008、GB/T 5486—2008及JG/T 266—2011相比, GB/T 11969—2008中抗压强度以及碳化实验对烘干温度、含水率以及尺寸的要求更统一, 更适用于硫铝酸盐发泡水泥保温材料的性能测试。
参考文献
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硫铝酸盐水泥熟料 篇7
硫铝酸盐水泥是我国研制成功的具有自主知识产权的特种水泥系列, 它包括低碱度、快硬、高强、膨胀和自应力等几个不同品种。该系列水泥的矿物组成特征是含有大量的C4A3S矿物, 以此与其他系列水泥相区别。硫铝酸盐水泥作为中国四大特种水泥品种 (白水泥、低热大坝水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥) 之一, 具有早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐蚀、低碱度和生产能耗低等基本特点, 随着我国经济的发展, 已经有了广阔的市场。30年来广泛应用在GRC制品、自应力水泥压力管、普通排水管以及冬季施工建筑工程中, 取得了良好的效果;在配制刚性防水材料和混凝土膨胀剂等特种工程材料方面也得到了一定量的应用, 受到了用户的欢迎;同时也应用于抗渗堵漏、抢修抢建等特殊工程。据我们统计, 目前中国硫铝酸盐水泥的年产量可达130万t左右, 全国共有硫铝酸盐水泥生产企业26家, 水泥年产能可达150万t以上。但该行业发展还不成熟, 相比通用硅酸盐水泥系列而言, 生产工艺技术还较落后, 综合能耗和环保指标还不理想, 应用技术研究开发的力度也不够, 已经严重影响到硫铝酸盐水泥行业的健康发展。
1 生产市场现状
1.1 生产企业规模普遍偏小, 生产工艺与装备落后
26家生产硫铝酸盐水泥的企业中, 只有2家采用五级旋风预热器加分解炉的生产线, 窑径≤Φ3.2m, 产量≤1 200t/d;2家采用五级旋风预热器的生产线, 窑径≤Φ3.2m, 产量≤1 000t/d;8家采用带有立筒预热器的生产线;其他都是由工艺更落后的干法中空窑生产。企业规模普遍偏小, 生产工艺与装备落后, 产能低、能耗高, 现场生产环境比较差, 质量控制方面也鱼龙混杂, 质量良莠不齐, 有的企业熟料标准煤耗高达300~330kg/t, 大多数在158~220kg/t之间。某公司的Φ3.0m×48m窑外分解窑 (RSP) , 2009年硫铝酸盐水泥熟料标准煤耗为120kg/t, 还曾创下了当年国内同类设备标准煤耗最低新纪录 (中国企业新纪录第14批项目) , 一定程度也说明了该系列水泥熟料煅烧过程中煤耗普遍偏高的客观现实。
1.2 已经出现无序竞争和无序发展的苗头
由于硫铝酸盐水泥产业目前发展还缺乏有效正确的行业引导, 使得整个产业发展陷入尴尬境地, 加上我国正处于水泥结构调整的关键时期, 国家政策上已经提高了通用硅酸盐水泥的行业准入门槛, 而对特种水泥还没有过多限制。一些规模在2 000t/d以下生产通用硅酸盐水泥的企业, 欲转产硫铝酸盐水泥, 老生产厂家为扩大市场份额, 不断加大市场开发和扩大产能, 我们认为已经出现无序竞争和无序发展的苗头。
1.3 落后生产工艺对环境造成污染
硫铝酸盐水泥生料中要配入石膏, 当采用带预热器的窑炉进行煅烧时, 由于生料在预热过程中将与烟气相遇, 进行热交换的同时又可将烟气中SO2气体进行吸收, 因此, 向大气排放的SO2气体很少。采用中空窑工艺进行生产时, 在缺乏烟气脱硫装置的情况下, SO2气体会直接排入大气, 造成严重的污染。一般生料的石膏配入量为20%左右, 中空窑的SO2挥发量大约在30%左右, 因此, 中空窑每生产1t硫铝酸盐水泥熟料将向大气排放30~60kg左右的SO2废气, 是国家排放标准的50~100倍, 而年产12万t规模的中空窑生产工艺, 每年将向大气排放3 000~6 000t SO2气体, 这是一个极大的污染源。另外从工艺原理来看, 由于硫铝酸盐水泥熟料中Ca O含量较低, 因此原料中石灰石配比相对于生产硅酸盐水泥要低得多, 石灰石分解排出的CO2量相应减少;硫铝酸盐水泥熟料烧成温度也比硅酸盐水泥熟料低100℃左右, 由燃煤而排出的CO2量也会减少。因此有资料介绍, 生产硫铝酸盐水泥要比生产硅酸盐水泥可减排CO2约30%, 但目前硫铝酸盐水泥生产中落后生产工艺的存在、生产设备的简陋等客观现实, 也会使这一数据大打折扣。上述问题, 必须引起有关部门的高度重视, 尽快淘汰硫铝酸盐水泥落后的生产工艺与产能。
1.4 人才缺乏, 生产与应用技术研究开发滞后
硫铝酸盐水泥科研人才及应用技术人才还比较缺乏, 业界内一些知名专家大多数年龄已经偏大, 生产企业中, 业务内行、技术水平较高、有创新思维的专业技术人员是凤毛麟角, 极不利于硫铝酸盐特种水泥的良性发展, 更影响了其科学规范地推广应用。造成这种人才匮乏局面的原因比较复杂, 客观分析应该和我国目前的整个国情现状、教育就业体制及我国企业急功近利的用人弊端有关。企业尤其是一些小型企业, 只顾眼前利润, 缺乏长远规划, 凭经验生产的意识较强, 根本无技术创新可言, 极不利于特种水泥专业人才的培养和水平提高, 因此在生产与应用技术研究开发方面是滞后的, 产品及市场相对十分单一。据不完全统计, 我国生产的硫铝酸盐水泥70%左右为低碱度硫铝酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥, 低碱度硫铝酸盐水泥主要用于生产各类GRC制品, 而快硬硫铝酸盐水泥主要用于早强、抗渗、抗硫酸盐侵蚀的混凝土工程;大约5%左右的产量为自应力硫铝酸盐水泥, 主要用在自应力水泥压力管;有大约25%的产量用于生产高强、膨胀、自应力硫铝酸盐水泥及配制各种特种工程材料。随着其他替代材料的发展, GRC制品和自应力水泥压力管行业均有一定程度的萎缩, 给硫铝酸盐水泥的市场带来很大的冲击。而大宗用途的排水管、电杆、管桩等水泥制品方面和特种工程材料方面的应用研究滞后, 也造成硫铝酸盐水泥市场销售的疲软。另外硫铝酸盐水泥及混凝土的耐久性、对钢筋的腐蚀性、水化热消解、在结构工程及预应力混凝土方面的应用研究还很欠缺, 硫铝酸盐水泥及混凝土的基础理论研究方面还有很长的路要走。
2 发展前景分析与建议
2.1 我国硫铝酸盐水泥市场前景
目前硫铝酸盐水泥生产厂家以生产低碱度与快硬水泥为主, 2010年硫铝酸盐水泥市场总容量在130万t左右, 未来三年市场容量见表1, 主要分布在华北地区、南方沿海省市以及东北地区。硫铝酸盐水泥因其各生产厂家生产的水泥性能不同、产品用途不同, 又分为高、中、低三个档次。
2.2 建议
1) 目前中国水泥混凝土制品协会特种水泥混凝土工程材料分会已经成立, 我们应该借助这个平台, 充分发挥分会的桥梁与纽带作用, 引领我国特种水泥产业的发展, 研究制定我国硫铝酸盐特种水泥及混凝土发展战略, 组织力量开展对特种水泥生产技术、应用技术的研究, 及时准确发布权威信息资讯, 组织开展新技术、新产品、新经验的交流研讨与推广, 为会员单位开展技术咨询和企业管理咨询, 促进有关科研部门、生产单位与使用单位的密切协作, 争取政府部门的支持, 尽快制订出硫铝酸盐水泥混凝土工程设计与施工规范, 提高硫铝酸盐特种水泥在建材行业的竞争地位。
2) 积极向政府部门建议, 借鉴通用硅酸盐水泥结构调整的有益经验, 对硫铝酸盐水泥行业结构进行调整, 彻底淘汰立筒预热器窑、中空窑等落后生产工艺, 全面推广采用新型干法水泥生产线生产硫铝酸盐水泥, 把通用硅酸盐水泥中一些应用成熟的新工艺、新技术和新设备等, 比如立磨和辊压机高效粉磨技术以及低温余热发电技术等, 应用到硫铝酸盐水泥行业中, 切实降低生产运行成本, 顺应国家节能减排、清洁生产及低碳经济的时代潮流。提高硫铝酸盐水泥企业的准入门槛, 比如建议国家生产许可证发放的管理部门应该对生产硫铝酸盐水泥的企业提出更高的要求。利用国家的政策引导, 使占一半的硫铝酸盐水泥生产企业进行工艺升级, 减小对环境的破坏, 并严格控制总量, 防止产能过剩与无序竞争。
3) 积极向政府部门建议, 重视人才培养, 加大资金投入, 积极开展生产技术、应用技术的研究与开发, 重视硫铝酸盐水泥生产成本的降低与新技术应用, 把有影响力的大规模市场应用开发项目作为研究课题, 比如在应用硫铝酸盐水泥制造排水管方面进行资料的收集整理, 特别对其经济效益的提高和生产效率的提高进行总结, 并在硫铝酸盐水泥生产较为集中的省、市进行大规模的推广。