磷铝酸盐水泥发展研究

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1、磷铝酸盐水泥发展研究石运中。薛山，吴爱芹(青岛青建新型材料有限公司，山东青岛266108)摘要：从分析硅酸盐水泥在生产和性能方面存在的问题着手，分析了现阶段国内外水泥的研究现状。认为应"-3采取多种措施，发挥一些含铝硅酸盐的工业废渣的潜在活性，达到充分利用资源的目的。着重介绍了磷铝酸盐水泥的性质与研究的国内外背景．提出可以开发新磷铝酸盐水泥。关键词：复合水泥；硅酸盐水泥；磷铝酸盐水泥Abstract：Fromtheanalysisofportlandcementproductionandperformanceproblems，it

2、pointsoutthepresentproblemsoftraditionalcementathomeandabroad．It7SthoughtthatvariOUSmeasuresshouldbetakentoexcitethelatentactivityofsomealuminumsilicateindustrialwastes，SOastoachievethepurposeofutilizingre—sources；itemphaticallyintroducesthepropertiesofphosphoaluminat

3、ecementanditsresearchbackground，anditsuggeststhatnewcementitiousmaterialscanbedeveloped．Keywords：compositecement；portlandcement；phosphoaluminatecement1概述建筑结构是建筑物的主要骨架．而结构的物质基础是建筑材料。建筑结构的优化和发展不断促进建筑材料的更新和发展。混凝土是近现代最广泛使用的建筑材料．也是当前最大宗的人造材料。进入21世纪以来．以混凝土为建筑材料的工程结构得到飞速发展．与

4、其他建筑材料相比，混凝土以其良好的综合性能已成为楼宇、桥梁、大坝、公路和城市运输系统等现代化标志的首选材料。但是．随着时间的推移．混凝土的耐久性问题同样暴露出来。如今．发达国家的工程建设已经历了大规模的新建、新建与改造维修并重．重点转向旧建筑物的维修改造阶段．由于混凝土耐久性不足造成的维修巨额费用更是令人触目惊心：美国1991年仅修复坏损的桥梁就耗资910亿美元．英国每年用于钢筋混凝土结构修复的费用就达200亿英镑．日本仅用于房屋维修的费用就达400亿日元。据统计．美国混凝土基建工程的总价为6万亿美元．今后每年用于混凝土工程维修和

5、重建的费用估计将高达3000-26-亿美元。我国区域辽阔，地跨热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带，海岸线长达18000km，因此，各国面临的严酷条件在我国不同地区均有存在【”。2国内外对CaO-P20s--Al：Or．SiO：系统的研究现状水泥是在无机非金属材料中应用最广、用量最大的一种建筑工程材料。1756年．英国工程师J．斯米顿在研究某些石灰在水中硬化的特性时发现：要获得水硬性石灰。必须采用含有粘土的石灰石来烧制；用于水下建筑的砌筑砂浆，最理想的成分是由水硬性石灰和火山灰配成。这个重要的发现为近代水泥的研制和发展奠定了理论基础

6、。1796年，英国人J．帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥，外观呈棕色．很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物．命名为罗马水泥。因为它是采用天然泥灰岩作原料．不经配料直接烧制而成的．故又名天然水泥。1813年．法国的土木技师毕加发现了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。1824年，英国建筑工人J．阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权。1908年法国入Bied发明了高铝水泥．其硬化‘·；盔材型垒幽3d强度就可达到波特兰水泥28d的强度。这一发明引起当时建筑业的极大兴趣，但是以C4为主晶相的高铝水泥．由于其水化产物不稳定带来后期强度下降而不能

7、用于建筑领域。含有磷酸钙的海洋生物壳体其拉伸强度大于100MPa．新鲜断面的韧性大于10GPa，受此启发，WeipingMa研究了用磷酸盐外加剂对高铝水泥进行改性．研究发现高铝水泥中加入磷酸盐其抗折强度有很大提高．低水灰比能达到早强，但仍存在CAH，。与C：AH。转变为C4H6的现象。胡佳山12t等学者对CaO—SiO：一P20，体系研究，认为在该系统中．C护和CA都能发生水化反应，生成强度很高的羟基磷灰石。实验结果表明．这种新型胶凝材料在100℃蒸养1d所产生的劈裂强度可达3lMPa．比传统硅酸盐水泥高一个数量级。为了探索这种材

8、料产生高强的原因．胡佳山等利用XRD、SEM和EDAX等方法研究了水化产物和水化过程．表明水化产物中主要是羟基磷灰石．C—S—H和C—S—P—H结晶相与凝胶相．因此认为凝胶与晶相纵横交联形成了系统的高强。李仕群和胡佳山f3)接着又对CaO—A1，O