基本介紹
簡介,硫鋁酸鈣膨脹劑,硫鋁酸鈣類膨脹劑,硫鋁酸鈣類,性能及套用,
簡介
硫鋁酸鈣（calcium sulphoaluminate）
氧化鈣、氧化鋁和硫酸鈣在1300～1350℃左右化合而成的化合物，分子式Ca4Al6SO16，又寫成3(CA)·CaSO4或C4A6S。在日本、美國、中國等國家被用作混凝土膨脹劑的主要組分之一。它與水反應生成水化硫鋁酸鈣，視外加石膏數量的多少，可生成不同數量的高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）和低硫型水化硫鋁酸鈣，因而產生不同的膨脹量。20世紀70年代，中國建築材料科學研究院研製成功以硫鋁酸鈣為主要強度源的硫鋁酸鹽水泥，相繼開發出鐵鋁酸鹽水泥。摻入不同量的石膏，分別製成早強水泥，膨脹水泥，自應力水泥和低鹼度水泥。這些水泥在冬季施工，自應力水泥管，玻璃纖維增強水泥等領域獲得套用。近年來，中國已合成出含鋇和鍶的硫鋁酸鹽。
硫鋁酸鈣膨脹劑
1、性質
本製品摻入砂漿或混凝土中，能使水泥在凝結硬化時伴隨體積膨脹，從而達到補償收縮和張拉鋼筋產生預應力的目的。
2、用途
用作水泥膨脹劑。
3、配方（克分子比）
石灰石：礬土：化工無水石膏 =4：1：3
4、製法
硫鋁酸鈣類膨脹劑
硫鋁酸鹽系膨脹劑是工程中最常見的膨脹劑。硫鋁酸鹽系膨脹劑包括很多品種，但其產生膨脹能的原因都是由於硫鋁酸鈣水化物（鈣礬石）的生成，其反應通式為：
6CaO +3Al2O3 +3SO3 +26H2O —→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O
對於鈣礬石的膨脹機理存在一定爭議，但國內外學者對於鈣礬石的膨脹機理比較一致的意見可以概括為：
（1）膨脹相是鈣礬石，在水泥中有足夠濃度的CaO、Al2O3，和CaSO4條件下均可生成鈣礬石，並非一定要通過固相反應生成的鈣礬石才能膨脹，通過液相反應也可以產生鈣礬石膨脹。
（2）在液相CaO飽和時，通過固相反應或原地反應形成針狀鈣礬石，其膨脹能較大；在液相CaO不飽和時，通過液相反應生成柱狀鈣礬石，其膨脹力較小，但有足夠數量鈣礬石時，也能產生體積膨脹。
（3）在膨脹原動力方面，一種觀點是晶體生長壓力；另一種觀點是吸水膨脹。
此外，研究還表明，鈣礬石的形成速率和生成數量決定著混凝土的膨脹效能。若鈣礬石形成速度太快，其大部分膨脹能消耗在混凝土塑性階段，相當於做了無用功。
鈣礬石型貌有多種，但最常見的是長度為幾個微米的結晶體（針狀或柱狀），它在水泥硬化過程中，於C-S-H膠粒間結晶生長，使水泥石巨觀體積不斷膨脹。在有鋼筋等約束的情況下，鈣礬石晶體引起的膨脹可以使混凝土內部產生0.2MPa以上的自應力，這就能對混凝土起到補償收縮、防止開裂的作用。由於所生成的鈣礬石首先填充於水泥石的毛細孔或氣孔中，並能與纖維狀的C-S-H凝膠交織成網路狀，使水泥石結構更為緻密，所以混凝土的強度和抗滲性均有較大幅度的提高。
