20世紀(jì)90年代初，我國研究開發(fā)了用燒結(jié)法生產(chǎn)純鋁酸鈣水泥，生產(chǎn)工藝簡單且生產(chǎn)成本低，促進(jìn)了該特種水泥的發(fā)展；同時，對該種水泥也進(jìn)行了一些理論研究，以下主要探討煅燒溫度及配料組成對純鋁酸鈣水泥性能的影響。
一般，純鋁酸鈣水泥熟料的組成區(qū)域為：Ca0 20%～40%，Al203 60%～80%。將原料按表中的設(shè)計組成配合，放入球磨機(jī)中磨細(xì)；加水拌和均勻，用鋼模在25MPa壓力下壓制成直徑60mm，厚度8mm的波形圓餅；將該圓餅放入硅鉬棒電爐內(nèi)煅燒，煅燒溫度分別控制在1350℃、1400℃、1450℃、1550℃、1600℃保溫30min后關(guān)閉電源；在爐內(nèi)冷卻至1200℃出爐并在空氣中急玲，制得熟料；將熟料磨細(xì)，細(xì)度控制在0.080mm方孔篩篩余約為2%，制得絕鋁酸鈣水泥。
(1)配料組成與熟料礦物形成按配料組成表2-6中l(wèi)#、2#、3#配比組成的試樣煅燒后，理論上形成的礦物應(yīng)為CA、CA2，且CA的形成量依次降低，而CA2的形成量依次增加；4#配比試樣煅燒后，理論上形成的礦物應(yīng)為CA2和CA6。各配比方案礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)理論計算值見表2—7。
各試樣在1550℃條件下煅燒制得熟料，熟料的XRD圖譜顯示．1#試樣CA的衍射峰(d=4.69，2.98，2.52)最強(qiáng)．CA2的衍射峰（d一4. 46，3.51，2.60）較弱。隨配料中A1203增加，CA2的衍射蜂增強(qiáng)，CA的衍射峰減弱。4#試樣則基本上只有CA2的衍射峰。可見，實際礦物的形成與理論計算是相符的。
(2)煅燒溫度與熟料礦物形成各溫度下煅燒得到的試樣，分析其游離Ca0(f-Ca0)含量。
1350℃下煅燒，試樣中尚存在較多的f-Ca0，1450℃下煅燒，f．Ca0已基本吸收完全。對各溫度下煅燒的試樣進(jìn)行XRD圖譜分析，2#試樣在1350℃的較低溫度下，即有較多的CA、CA2形成，但還有f-Ca0（d-2.78，2。41，1.70）的衍射峰，而無A1203存在。在1350℃溫度下煅燒的1 0試樣，還可以看到C12 Ar (d=4. 89，2.68，2.45)的衍射峰。隨煅燒溫度提高各試樣CA、CA2礦物的衍射峰升高，礦物形成良好。在1600℃煅燒的試樣中，CA形成量有所減少，而CA2有所增加。
(3)配料組成對凝結(jié)時間及強(qiáng)度的影響不論初凝時間還是終凝時間，它們都隨試樣中Al203的增如而呈延長趨勢。通常認(rèn)為CA礦物水化凝結(jié)硬化快，因此若CA含量高，水泥的凝結(jié)時間就短，這正符合一般配比的變化規(guī)律。
在一定的煅燒溫度下，抗壓強(qiáng)度基本上是隨試樣中A1203的增加而降低。這一結(jié)果主要是因為隨試樣中A1203的增加，CA礦物的形成量依次減少。4#配料理論上形成的礦物只有CA2和CA6，因而強(qiáng)度最低。從強(qiáng)度和耐火度兩方面綜合考慮，配料中A1203含量應(yīng)控制在69%—75%，這樣制得的純鋁酸鹽水泥，其強(qiáng)度較高且耐火度也高。
(4)煅燒溫度對凝結(jié)時間及強(qiáng)度的影響隨煅燒溫度的提高，試樣凝結(jié)時間呈延長趨勢。這是因為隨溫度提高，CA2礦物的形成量相對增加，而CA礦物的形成量相對減少。在1400℃煅燒的試樣凝結(jié)時間較短，是由于C12A7礦物的形成所致；在1600℃高溫下煅燒的試樣凝結(jié)時間亦縮短，可能與雜質(zhì)成分的固溶及礦物的結(jié)構(gòu)畸變有關(guān)。
1#、2#試樣，A1203含量較低，試樣基本是強(qiáng)度隨溫度的提高而提高；而對Al203含量較高的3#試樣，較高溫度時ld強(qiáng)度降低，而3d、7d強(qiáng)度隨溫度的提高而提高；AI203含量更高的4#試樣，各齡期強(qiáng)度均隨溫度的提高而降低。這一結(jié)果主要與不同煅燒溫度下形成的礦物種類及含量不同有關(guān)。
(5) Ba0和Zn0對強(qiáng)度廈凝結(jié)時間的影響眾所周知，在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，微量元素和礦化劑對熟料的煅燒及性能有重要的影響。那么，對純鋁酸鹽水泥而言，是否也能通過摻人外加劑來改善其易燒性，降低熟料中的f-CaO，且燒得的熟料具有較高強(qiáng)度和耐火度呢？選擇Ba0和Zn0，以2#試樣為基礎(chǔ)，分別摻人1%的Ba0和1%的Zn0，于1550℃煅燒并磨制成水泥，測定水泥凝結(jié)時間及抗壓強(qiáng)度。結(jié)果表明摻少量Ba0和Zn0昀水泥抗壓強(qiáng)度有所降低而凝結(jié)時間顯著縮短。
總之，經(jīng)1350℃溫度下煅燒，試樣中存在較多的f-Ca0，主要礦物CA及CA2形成量少，且有少量C12A7形成；1450℃煅燒，試樣中的f-Ca0基本吸收完全，主要礦物CA及CA2形成良好。
隨煅燒溫度提高至1550℃，CA及CA7的形成量均顯著增加。配料組成中A1203增加，則CAz的形成量增加，水泥的凝結(jié)時間延長且強(qiáng)度降低；當(dāng)A1203低于76%時，隨煅燒溫度提高，水泥的凝結(jié)時間延長但強(qiáng)度提高，尤其是3d、7d強(qiáng)度；摻少量Ba0和Zn0可使水泥凝結(jié)時間縮短但強(qiáng)度降低。
