关于硫铝酸盐水泥的应用现状分析

刘 静

（宁夏瀛海集团实业有限公司 750001）

1 硫铝酸盐水泥的性能

1.1 高早期强度

目前，硫铝酸盐水泥的早期强度比普通硅酸盐水泥高 3分，硫铝酸盐水泥的抗压强度指标与普通硅酸盐水泥相似。硫铝酸盐水泥熟料中含有大量的硅酸二钙，硫铝酸盐水泥的强度在后期缓慢增加，而后一阶段的强度不会下降。因此，硫铝酸盐水泥是一种高质量的高性能水泥，凝结时间短，无倒置强度。

1.2 优异的抗冻性

硫铝酸盐水泥具有良好的防冻性能，普通硅酸盐水泥早期冻结，当温度恢复到正常温度时，强度损失约为 50%。然而，硫铝酸盐水泥在低温下的早期强度是普通硅酸盐水泥的8倍。低温环境下，混凝土的温度可维持在5摄氏度以上。“建筑工程冬季施工规范”也表明，硫铝酸盐水泥混凝土可作为组合使用，能在0～25℃的低温下形成纳米结构。

1.3 快速凝结

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥按国家标准GB175-2007初步确定，初始凝结时间和最终凝结时间不少于45分钟和600分钟。根据GB 20472/2006的规定，硫铝酸盐水泥的初始凝结时间和最终凝结时间不超过25分钟和180分钟。

1.4 优异的耐蚀性

硫铝酸盐水泥对海水、氯化物、硫酸盐，特别是它们的复合盐具有优异的耐腐蚀性能。可乐家庭海水比高耐硫硅酸盐水泥具有更好的离子抵抗力，耐腐蚀系数大于0.9[10]。

1.5 高抗渗性

硫铝酸盐混凝土水泥浆体结构紧凑，抗渗性好，是同等级硅酸盐水泥混凝土的3倍。

2 硫铝酸盐水泥的应用

2.1 硫铝酸盐水泥在抢修和施工中的应用

大量的实验研究表明，快速硬化和早期强度的硫铝酸盐水泥是一种先进的水硬化剂材料，可用于紧急修复和施工。在中国，适用于各类应急维修建设项目。在道路路面修补工程中，采用硫铝酸盐配制的道路混凝土，可以达到设计强度的80%，无需特殊保护。同时，硫铝酸盐水泥具有较强的附着力和膨胀能力，能有效防止混凝土收缩，增强路面板与周边板之间的镶嵌力，具有较高的抗渗性，是一种理想的路面修补材料。

2.2 硫铝酸盐水泥在冬季施工中的应用

硫铝酸盐水泥的早期水化具有放热大、凝结时间短、峰值温度高、浓度高等特点，这些特性有利于蓄热，可以尽快达到建筑物的临界冻结强度[12]。硫铝酸盐水泥凝固点测定的效果即使在早期冷冻阶段也不明显，但后期阶段测定的强度并不明显。

2.3 硫铝酸盐水泥在GRC相关产品生产中的应用

GRC产品由硫铝酸盐水泥和耐碱玻璃纤维组成。由于其重量轻、强度高、耐久性好等优点，在我国得到了广泛的应用。玻璃纤维复合材料可以减缓玻璃纤维的腐蚀，大大提高(GRC)制品的耐久性[13]。目前，GRC拥有各种产品，如GRC内饰、隔墙板、GRC建筑外部装饰构件、GRC粮仓无梁建筑、GRC保温材料等。

2.4 硫铝酸盐水泥在防腐工程中的应用

硫铝酸盐水泥具有优良的抗氯和抗硫酸盐性能，即使是未固化的硫铝酸盐水泥砂浆也具有显著的抗硫酸盐性能[14]。十速硬化硫矾宜清铁路采用高氯、镁盐的硫铝酸盐水泥修筑水泥桥，到目前为止，应用效果一直都很好[15]。

2.5 硫铝酸盐水泥在其他工程中的应用

硫铝酸盐水泥具有强度高、渗透性好、抗冻性好、长期稳定性好、耐腐蚀、凝结时间短、碱度低、自由膨胀率低等一系列优良性能。除了在上述工程中大量应用外，它还广泛应用于喷锚支护、水利工程、海洋工程、地下工程、碱集料反应工程、高强预应力预制混凝土构件的制备、混凝土管桩等相关工程，并取得了良好的效果。

3 硫铝酸盐水泥的生产

3.1 生产技术

硫铝酸盐水泥熟料生产技术与硅酸盐水泥熟料生产技术存在一定差异，主要表现在原料、烧成温度、交流矿物相等的活化等方面。生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有优质石灰原料、粘土原料、改性剂(含铁改性材料、二氧化硅)。当氧化钙的含量大于48%时，无水石膏中二氧化硫的含量大于45%[17]。硫化矿物组成的铝酸盐水泥熟料主要为硅酸二钙和硫铝酸钙。烧结温度分别为1300℃和1350℃，比硅酸盐水泥熟料低100℃。如果石膏含量不足，氧化铝含量就会超标，熟料中硫化碳含量的增加将导致水泥早期性能的提高[18]。

3.2 二氧化碳排放量

硫铝酸盐水泥和波特兰水泥的二氧化碳排放量相同，但硫铝酸盐水泥的二氧化碳排放量基本上是波特兰水泥二氧化碳排放量的一半。硅酸盐水泥二氧化碳的排放低于硫铝酸盐水泥。生产同一水泥熟料，硫铝酸盐水泥能耗低于硅酸盐水泥。结果表明，在同一窑型下，硫铝酸盐水泥熟料的产量比普通硅酸盐水泥熟料高20%左右，水泥熟料的煤耗比波特兰水泥熟料低15%左右。

4 结论

硫铝酸盐水泥具有早期强度高、凝结时间短、耐腐蚀、抗冻融性能好、液体碱度低、自由膨胀率低等优点。系列高附加值水泥产品对我国水泥工业的发展具有重要意义。硫铝酸盐水泥的资源消耗低，CO2排放较低，相比较硅酸盐水泥可实现低成本的工业生产。因为硫铝酸盐水泥比普通硅酸盐具有更多的特殊性能。今天，硫铝酸盐水泥被认为是波特兰水泥，发展前景广阔。