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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。通常根據其化學礦物組成分為三類。
耐火水泥的性質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熱現象。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熱溫度和達到高溫度的時間由所含鈣鋁酸鹽的發熱特性和含量決定。
快硬性的C12A7和C4AF的發熱量較高。因此高鋁水泥的發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，將因集中性發熱而使澆注料硬化體中水分激烈蒸發而引起裂紋和表面剝落等。所以，選擇水泥的用量和質量是十分重要的。
耐火水泥是在常溫和高溫下皆可起結合作用的一類結合劑（性結合劑）。其耐火性能的優劣對不定形耐火材料的影響極為重要。一般而論，水泥中含Fe2O3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。