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耐火水泥性能及其化學成分介紹

耐火水泥常指鋁酸鈣為主要成分的水泥。耐火水泥是不定形耐火材料，特別是澆注耐火材料的基本結(jié)合劑。其化學組成主要是Al2O3和CaO，有的還含有相當多的Fe2O3和SiO2。礦物組成有以下五種礦物：鋁酸一鈣CaO·Al2O3（CA）、二鋁酸鈣CaO·2Al2O3（CA2）、七鋁酸十二鈣12CaO·7Al2O3（C12A7）三種化合物以及含夾雜物的鈣黃長石2CaO·Al2O3·SiO2（C2AS）、鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3（C4AF）等構成。通常根據(jù)其化學礦物組成分為三類。
耐火水泥的性質(zhì)主要取決于其礦物組成。耐火水泥的主要礦物組成鋁酸一鈣（CA）具有很高的水硬活性凝結(jié)雖不甚快但硬化迅速（硬化時間不超過），是高鋁水泥的強度特別是早期強度的主要來源。二鋁酸鈣（CA2）水化硬化較慢，早期強度較低而后期強度較高。七鋁酸十二鈣（C12A7），具有水化快凝結(jié)迅速的特性，但強度不高。在含有夾雜物（鈣黃長石C2AS、鐵鋁酸四鈣C4AF）的普通高鋁水泥中，C4AS起著使水泥盡早硬化的作用，而在高鋁水泥中則是C12A7起硬化作用。至于C2AS基本上不產(chǎn)生水合作用，也就無法顯示其強度。
耐火水泥含有5種鈣鋁酸礦物，這些鈣鋁酸鹽都會隨著水合反應的進行而顯示出激烈的發(fā)熱現(xiàn)象。普通高鋁水泥（53—55%Al2O3）在5—8h厚溫度達到峰值，高達80--90oC；含70%Al2O3高鋁水泥在10—12h厚和含80%Al2O3高鋁水泥在8—10h后溫度達到峰值，分別是80 oC、70 oC。
不同種類的高鋁水泥單種澆注體的發(fā)熱溫度和達到高溫度的時間由所含鈣鋁酸鹽的發(fā)熱特性和含量決定。
快硬性的C12A7和C4AF的發(fā)熱量較高。因此高鋁水泥的發(fā)熱量也將因含有該鋁酸鹽不同而變化。如果在澆注耐火材料中加入過多含有（C12A7或C4AF為主成分的高鋁水泥，將因集中性發(fā)熱而使?jié)沧⒘嫌不�體中水分激烈蒸發(fā)而引起裂紋和表面剝落等。所以，選擇水泥的用量和質(zhì)量是十分重要的。
耐火水泥是在常溫和高溫下皆可起結(jié)合作用的一類結(jié)合劑（性結(jié)合劑）。其耐火性能的優(yōu)劣對不定形耐火材料的影響極為重要。一般而論，水泥中含F(xiàn)e2O3愈高，其耐火性愈低。含鈣鋁酸鹽種類、含量影響水泥耐火性。實踐表明，普通高鋁水泥在低于1300 oC使用，高鋁水泥在低于1500oC使用，低鈣高鋁水泥（高鋁水泥）在高于1600 oC溫度使用。