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摘 要：在世界的發展下，绿色环保的理念逐渐被社会大众所认可，在节能减排的背景下，人们研究高强低钙硅酸盐水泥的呼声越来越高。本文首先分析了传统水泥的特点，并针对高强低钙硅酸盐水泥的应用与研发进展进行阐述，
关键词：高强低钙硅酸盐水泥；特点；应用
随着世界环境的变化，绿色环保产品成为材料行业追求的重点，节能减排对于改善全球环境有着重要的意义。传统硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分为硅酸三钙，这种材料的烧成温度在1450℃左右。在忽略少量热损失的情况下，熟料的烧成热耗主要为熟料矿物高温形成和生料碳酸盐分解的热量，其中，碳酸钙的分解热耗就占去了将近一半的熟料理论热耗。所以说，要想从根本上解决传统硅酸盐水泥熟料烧成高能耗问题，关键就是设计出更加科学合理的高钙矿物成分。同时，高钙矿物会消耗大量的石灰石和煤资源，其烧成过程中产生的二氧化碳，也是造成温室效应的元凶，对于环境的影响是不容忽视的。然而低钙水泥却因为早期强度不能满足需求，其推广使用受到了限制。针对这一问题，研究人员成功开发出高强低钙硅酸盐水泥，并取得了突破性进展。
一、高强低钙盐酸水泥概述
传统的硅酸盐水泥成分主要是C3S、C2S、C3A和C4AF，它们与水反应速度不同，C3A反应速度最快，其次是C3S和C4AF，而C2S与水的反应速度最慢。传统硅盐酸水泥在工程建设中应用很广，但是其中存在的问题也不容忽视，水泥遇水会释放大量热量，抗裂性与耐久性较差，影响了建筑的使用寿命。
低钙水泥的特性正好弥补了高钙水泥的缺陷，它具有放热低、耐久性好的优势，近年来，受到了国内外研究人员的关注，并且展开了大量的实验研究。根据其中硅酸含量的不同，低钙水泥可以分为硅酸盐水泥体系与非硅酸盐水泥体系。在非硅酸盐水泥体系的低钙水泥中，加入了早强矿物，能够有效解决C2S遇水反应慢的问题，同时也提高了早期强度，但是，此类水泥节能减排效果不佳，其推广也受到了影响。
高强低钙盐酸水泥具有较低的遇水热化性能，同时有着理想的抗腐蚀性和耐磨性，收缩性非常小，其早期强度已经足够满足工程的需求，所以在建筑领域得到了广泛应用。在高强低钙盐酸水泥中，CaO、C2S含量要比C3S的含量低将近10%，烧成温度也要低约100℃。高强低钙硅酸盐水泥就充分利用了这一优势，有效降低了C3S的含量，提高了烧成效率，解决了碳酸钙的形成问题，为节能减排做出了重要贡献。
二、高强低钙硅酸盐水泥的应用研究
（一）矿物组成优化研究
硅酸盐水泥各组成部分比例对其性能有着重要影响，其各成分之间能够相互作用。在这些成分当中，C2S和C3S的比例对于硅酸盐水泥性能的影响最大，因此，合理分配这两个成分的比例，对于提高水泥整体性能有着重要意义。通过实验数据，可以得知，高强低钙硅酸盐水泥要求C2S的含量在40%以上，但是如果过高会影响熟料矿物的烧成质量，也对水泥在使用过程中的早期强度产生影响，为了解决上述问题，需要重视各组成成分问题的研究。由于硅酸盐水泥熟料的组成成分复杂，是由于复杂的矿物集合体组成，因此，在熟料强度上，其影响因素也是多种多样，当然，并非简单的强度叠加就可以计算出实际的强度，各个物质之间还存在促进作用，为了提高高强低钙硅酸盐水泥的强度，需要合理对其中各部分的组成进行优化，采取最为科学的配比方式。
（二）热力程控研究
从化学角度来看，物质内部分布越均匀热，力学稳定性就越好，在物质内部键强和键长的变化都会影响物质的热稳定性。熟料在烧成以前，其成分分布比较分散，活性高、稳定性差。但是随着烧成过程的进行，其内部结构自动校正，最终达到稳定状态。在煅烧过程中，矿物晶型不断转型，但是随着温度逐渐降低，晶体转变程度也逐渐变小，最后趋于稳定，所以说水泥在生产过程中，热力程控是一项重要的任务。
（三）掺杂改性研究
在水泥中掺入一定比例的杂质可以改变其液相性质和晶体的晶格完整程度，有效改善熟料矿物的水化活性变化。目前国内外相关专家已经对在熟料中掺假杂质来提高C2S矿物活性做出了诸多的研究，但是仍然没有对低钙硅酸盐水泥早期强度低的问题制定出行之有效的解决方案。此外，研究显示，通过添加适量的早强剂、矿物掺合料、激发剂等等，可以提高晶体从溶液中的析出速率，从而有效提升水泥的早期强度，但是一般的外加剂只能够促进铁铝酸盐与铝酸盐之间的水化，难以促进其他物质的水化，因此，目前国内外还在针对这一问题开展研究。
关于高强低钙硅酸盐水泥，国内外已经做了多项研究工作，但是还尚未解决低钙硅酸盐水泥在早期强度差的问题，有学者认为，晶体本身就有着自身的缺陷，添加外加剂，只能够改变其活性，不会影响晶体本身的属性。总而言之，以内部矿物活化为基础，分析高强低钙硅酸盐水泥水化过程，改善其水化速率是下阶段研究人员重点关注的问题。
三、结语
总之，在全球绿色环保、节能减排的大环境下，在水泥制作过程中减少碳的排放量、降低原燃料的消耗量是生产发展的必然方向。研究人员对矿物组成优化、热力程控、掺杂改性等方面进行了研究，这些都对高强低钙硅酸盐水泥的发展做出了重要的贡献。但是我国对于低钙硅酸盐水泥早期强度低的问题解决还没有有效的手段，还需要进一步研究与完善。
参考文献：
[1]钟侚，蹇守卫，柯凯.V5+及Cr3+掺杂对C2S多晶型的影响机制[J].济南大学学报（自然科学版），2011（04）.
[2]马保国，柯凯，李相国，王晓亮.V、Cr固溶稳定βC2S形成过程研究[J].硅酸盐通报，2010（03）.
[3]罗云峰，樊粤明，卢迪芬，吴笑梅，林东，刘运江.水泥熟料矿物组成及矿物形态对水泥强度的影响[J].水泥，2008（10）.
关键词：高强低钙硅酸盐水泥；特点；应用
随着世界环境的变化，绿色环保产品成为材料行业追求的重点，节能减排对于改善全球环境有着重要的意义。传统硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分为硅酸三钙，这种材料的烧成温度在1450℃左右。在忽略少量热损失的情况下，熟料的烧成热耗主要为熟料矿物高温形成和生料碳酸盐分解的热量，其中，碳酸钙的分解热耗就占去了将近一半的熟料理论热耗。所以说，要想从根本上解决传统硅酸盐水泥熟料烧成高能耗问题，关键就是设计出更加科学合理的高钙矿物成分。同时，高钙矿物会消耗大量的石灰石和煤资源，其烧成过程中产生的二氧化碳，也是造成温室效应的元凶，对于环境的影响是不容忽视的。然而低钙水泥却因为早期强度不能满足需求，其推广使用受到了限制。针对这一问题，研究人员成功开发出高强低钙硅酸盐水泥，并取得了突破性进展。
一、高强低钙盐酸水泥概述
传统的硅酸盐水泥成分主要是C3S、C2S、C3A和C4AF，它们与水反应速度不同，C3A反应速度最快，其次是C3S和C4AF，而C2S与水的反应速度最慢。传统硅盐酸水泥在工程建设中应用很广，但是其中存在的问题也不容忽视，水泥遇水会释放大量热量，抗裂性与耐久性较差，影响了建筑的使用寿命。
低钙水泥的特性正好弥补了高钙水泥的缺陷，它具有放热低、耐久性好的优势，近年来，受到了国内外研究人员的关注，并且展开了大量的实验研究。根据其中硅酸含量的不同，低钙水泥可以分为硅酸盐水泥体系与非硅酸盐水泥体系。在非硅酸盐水泥体系的低钙水泥中，加入了早强矿物，能够有效解决C2S遇水反应慢的问题，同时也提高了早期强度，但是，此类水泥节能减排效果不佳，其推广也受到了影响。
高强低钙盐酸水泥具有较低的遇水热化性能，同时有着理想的抗腐蚀性和耐磨性，收缩性非常小，其早期强度已经足够满足工程的需求，所以在建筑领域得到了广泛应用。在高强低钙盐酸水泥中，CaO、C2S含量要比C3S的含量低将近10%，烧成温度也要低约100℃。高强低钙硅酸盐水泥就充分利用了这一优势，有效降低了C3S的含量，提高了烧成效率，解决了碳酸钙的形成问题，为节能减排做出了重要贡献。
二、高强低钙硅酸盐水泥的应用研究
（一）矿物组成优化研究
硅酸盐水泥各组成部分比例对其性能有着重要影响，其各成分之间能够相互作用。在这些成分当中，C2S和C3S的比例对于硅酸盐水泥性能的影响最大，因此，合理分配这两个成分的比例，对于提高水泥整体性能有着重要意义。通过实验数据，可以得知，高强低钙硅酸盐水泥要求C2S的含量在40%以上，但是如果过高会影响熟料矿物的烧成质量，也对水泥在使用过程中的早期强度产生影响，为了解决上述问题，需要重视各组成成分问题的研究。由于硅酸盐水泥熟料的组成成分复杂，是由于复杂的矿物集合体组成，因此，在熟料强度上，其影响因素也是多种多样，当然，并非简单的强度叠加就可以计算出实际的强度，各个物质之间还存在促进作用，为了提高高强低钙硅酸盐水泥的强度，需要合理对其中各部分的组成进行优化，采取最为科学的配比方式。
（二）热力程控研究
从化学角度来看，物质内部分布越均匀热，力学稳定性就越好，在物质内部键强和键长的变化都会影响物质的热稳定性。熟料在烧成以前，其成分分布比较分散，活性高、稳定性差。但是随着烧成过程的进行，其内部结构自动校正，最终达到稳定状态。在煅烧过程中，矿物晶型不断转型，但是随着温度逐渐降低，晶体转变程度也逐渐变小，最后趋于稳定，所以说水泥在生产过程中，热力程控是一项重要的任务。
（三）掺杂改性研究
在水泥中掺入一定比例的杂质可以改变其液相性质和晶体的晶格完整程度，有效改善熟料矿物的水化活性变化。目前国内外相关专家已经对在熟料中掺假杂质来提高C2S矿物活性做出了诸多的研究，但是仍然没有对低钙硅酸盐水泥早期强度低的问题制定出行之有效的解决方案。此外，研究显示，通过添加适量的早强剂、矿物掺合料、激发剂等等，可以提高晶体从溶液中的析出速率，从而有效提升水泥的早期强度，但是一般的外加剂只能够促进铁铝酸盐与铝酸盐之间的水化，难以促进其他物质的水化，因此，目前国内外还在针对这一问题开展研究。
关于高强低钙硅酸盐水泥，国内外已经做了多项研究工作，但是还尚未解决低钙硅酸盐水泥在早期强度差的问题，有学者认为，晶体本身就有着自身的缺陷，添加外加剂，只能够改变其活性，不会影响晶体本身的属性。总而言之，以内部矿物活化为基础，分析高强低钙硅酸盐水泥水化过程，改善其水化速率是下阶段研究人员重点关注的问题。
三、结语
总之，在全球绿色环保、节能减排的大环境下，在水泥制作过程中减少碳的排放量、降低原燃料的消耗量是生产发展的必然方向。研究人员对矿物组成优化、热力程控、掺杂改性等方面进行了研究，这些都对高强低钙硅酸盐水泥的发展做出了重要的贡献。但是我国对于低钙硅酸盐水泥早期强度低的问题解决还没有有效的手段，还需要进一步研究与完善。
参考文献：
[1]钟侚，蹇守卫，柯凯.V5+及Cr3+掺杂对C2S多晶型的影响机制[J].济南大学学报（自然科学版），2011（04）.
[2]马保国，柯凯，李相国，王晓亮.V、Cr固溶稳定βC2S形成过程研究[J].硅酸盐通报，2010（03）.
[3]罗云峰，樊粤明，卢迪芬，吴笑梅，林东，刘运江.水泥熟料矿物组成及矿物形态对水泥强度的影响[J].水泥，2008（10）.