特种水泥生产的技术

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分的水泥熟料,加入适量的石膏和助磨剂,磨细制成的产品。在粉磨混 合D、E、F级水泥的过程中,允许掺加适量的促凝剂。
(2)G、H级油井水泥是有水硬性硅酸钙为主要成分的水泥熟料,加
入适量的石膏和水,磨细制成的产品,在混磨与混合过程中,不允许掺 加任何其他外加剂。
(3)J级油井水泥由水硬性硅酸钙为主要成分的水泥熟料,加入适量
1、快硬铁铝酸盐水泥技术要求
比表面积、凝结时间、游离氧化钙符合表12.6 的规定。
项 目 技术要求 不小于380 不早于25 不迟于180 不大于0.4
比表面积(m2/kg) 凝结时 间( min ) 初凝 终凝 游离氧化钙(%)
2、快硬铁铝酸盐水泥生产工艺
(1)熟料的化学成分及矿物组成
主要化学成分分为CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3,主要 矿物为C4A3、β-C2S、C4AF。 (2)原料、燃料 配料采用三组分配料:石灰石、铁矾土、石膏。 (3)煅烧 煅烧设备为回转窑。烧成温度一般为1250~1350℃,。 (4)粉磨 在水泥粉磨过程中,比表面积应控制在350m2/kg以上, 一般为350~400m2/kg的范围。
◆水化
C4A3和石膏形成钙矾石和Al(OH)3凝胶,石膏量少 时,后来生成低硫型硫铝酸钙。由于较低温度形成的C2S 水化较快,生成C-S-H凝胶,而AH3和C-S-H凝胶填充在水 化硫铝酸钙之间,加固和致密水泥石的结构,故水泥早期
强度高。改变水泥中石膏的掺入量,可以制得快硬不收缩、
微膨胀、膨胀和自应力水泥。
12.5.3
道路水泥的性能和用途
性能主要有以下特点 ①耐磨性好。 ②强度高。 ③干缩性小。 ④水化热低,耐久性好。 道路水泥最适宜各类混凝土路面工程,使用 于耐磨、抗干缩等性能要求较高的其他工程。
12.6.
油井水泥
我国将普通油井水泥分为9个级别、三个类型。
(1)A、B、C、D、E、F级油井水泥是由水硬性硅酸钙为主要成
主要用语抢修工程、军事工程、预应力 混凝土制件。
12.2.2 快硬硫铝酸盐水泥
以适当成分的生料,经煅烧所得以无水硫铝酸钙
和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料,加入适量石膏和
0~10%的石灰石,磨细制成的早期强度高的水硬性胶 凝材料,称为快硬硫铝酸盐水泥,代号R· SAC。快硬
硫铝酸盐水泥的标号以3d抗压强度表示,分425、525、
②水工水泥。 ③油井水泥。 ④装饰水泥。 ⑤膨胀和自应力水泥。 ⑥其他。
12.1.2 特种水泥的生产状况
目前我国特种水泥生产年产量低,仅占全国 水泥总产量的2﹪以下,与发达国家7﹪~9﹪的 生产规模有相当的差距。
1、快硬硅酸盐水泥技术要求
①氧化镁含量:≤5.0% ②三氧化硫含量:≤4% ③水泥细度:筛余≤10% ④凝结时间:初凝≥45min,终凝≤10h ⑤安定性:合格 ⑥强度:不得低于
12.4.1
彩色水泥
彩色水泥的生产方法有两种: 一种是直烧制法,在水泥生料中掺入适量着色物质, 煅烧成彩色熟料,然后磨制成彩色硅酸盐水泥。彩色水泥 熟料颜色的深浅随着着色剂的掺量而变。
另一种混合法制造彩色水泥,它是在白水泥中或硅酸
盐水泥中掺入适量的着色物质,粉磨成彩色水泥。所用着 色剂要求对光和大气的耐侯性好,不溶于水,并能耐碱,
◆熟料的组成与率值
熟料矿物以无水硫铝酸钙(CaO· Al2O3)· CaSO4(简写
为C4A3)和硅酸二钙β -C2S为主,还有少量的CaSO4、钙钛
矿(CT)和含铁相等。熟料的化学组成大致为CaO40%~ 44%,Al2O318%~22%,SiO28%~12%,Fe2O36%~10%,
SO312%~16%,其相应的矿物组成一般是C4A336%~44%,
对水泥石不起破坏作用,也不能使水泥的强度显著下降。
12.5
道路水泥
凡由道路硅酸盐水泥熟料,0~10﹪活性材料和适 量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为道路盐硅酸 盐水泥,(简称道路水泥)水泥粉磨时允许加入不损 害水泥性能的助磨剂,其加入量不得超过水泥质量的1%。
12.5.1
期不得低于表
水泥标号
道路水泥的技术要求
4、快硬氟铝酸盐水泥性能与用途
快硬氟铝酸盐水泥凝结很快,硬化很快。 快硬氟铝酸盐水泥可用于抢修工程,用作喷锚用的喷射水泥。
由于其水化产物钙矾石在高温迅速脱水分解,它可用作铸造业用的
型砂水泥。
12.2.4 快硬铁铝酸盐水泥
以适当成分的生料,经煅烧所得以铁相、
无水硫铝酸钙和硅酸钙为主要矿物的熟料,
加入适量石灰石和石膏,磨细制成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ早期强 度高的水硬性胶凝材料。
12.4
装饰水泥
装饰水泥指白色水泥和彩色水泥。装饰水
泥主要用于建筑装饰工程,可配制成彩色灰浆
或制造各种彩色和白色混凝土,如水磨石、斩 假石等。白色和彩色水泥与其他天然的和人造
的装饰材料相比,具有使用方便、价格较低廉、
耐久性好等优点。
12.4.1白色水泥
凡以适当成分的生料烧至部分熔融,所得以硅酸
钙为主要成分,氧化铁含量少的熟料,加入适量的石
第12章 特种水泥生产技术
本章学习要点
本章要求了解特种水泥的概念和分类,
掌握每类特种水泥的概念、分类、技术指标、 生产工艺、主要特性矿物的水化硬化性能、
突出特性和主要用途等。特别是掌握硫铝酸
盐、氟铝酸盐、铁铝酸盐、铝酸盐矿物的水 化硬化胶凝性能。
12.1 概述
特种水泥是特性水泥和专用水泥的统称,
也即指通用水泥以外的水泥。目前我国已研制
(5)J级油井水泥
J级油井水泥适用于超高温高压条件下的3660~4880m井深的注水泥。 与促凝剂或缓凝剂一起使用,能适应与较大的井深和温度范围。
12.7其他特种水泥
12.7.1 砌筑水泥
凡由活性混合材料或水硬性工业废渣,加入少量的硅酸盐水泥熟
3、快硬铁铝酸盐水泥的特性和用途
(1)早强高强。 (2)抗冻性。
(3)耐蚀性能好。 (4)高抗渗性能。 快硬铁铝酸盐水泥适合于冬季施工工程、抢修工 程、配制喷射混凝土及生产预制构件等。
12.3抗硫酸盐水泥
凡以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量的
石膏,磨细制成的具有抵抗硫酸根离子侵蚀的水硬
性胶凝材料,称为抗硫酸盐硅酸盐水泥,简称抗硫 酸盐水泥。按其抗硫酸盐侵蚀分为中抗硫酸盐水泥 和高抗硫酸盐水泥两类。
625、725四个标号。
1、快硬硫铝酸盐水泥技术指标
◆比表面积。比表面积不得低于350m2/kg。 ◆凝结时间。初凝不得早于25min。终凝不迟于3h。
◆强度。各龄期强度不得低于国标
2、快硬硫铝酸盐水泥生产工艺
◆原料。铝质原料(矾土)、石灰质原料(石灰 石)和石膏。要求石灰石中CaO>52%。MgO<1.5%;矾 土中Al2O350%~65%,SiO2<25%;二水石膏SO3>38%, MgO<3%,也可以使用相应质量的无水石膏。
(3)C级油井水泥
要求具有高早强度时,适应于自地面至 1830m 井深的注水泥。分为普 通型、中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型三种。
(4)D、E、F级油井水泥
G、H 级油井水泥是一种基本水泥。适用与自地面至 2440m井深的注水 泥,分为中抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型。与促凝剂或缓凝剂一起使用能适 应于较大的井深和温度范围。
膏,磨细制成的水硬性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥 (简称白色水泥)。白色硅酸盐水泥的白度与产品等
级划分如表
白水泥等级 级 优等品
级 一级品 合格品
白 别
度 白 度 (﹪) 86﹪
84﹪ 80﹪ 80﹪ 75﹪



一级 二级 二级 三级
625、525
525、425 525、425 325 425、325
12.3.3 抗硫酸盐水泥的性能与用途
抗硫酸盐侵蚀性能好。中抗硫水泥可以抵
御SO42-离子浓度2500㎎/L的纯硫酸盐溶液的腐
蚀,高抗硫水泥可以抵御SO42-离子浓度8000㎎/
的腐蚀,最高可抗SO42-离子浓度(1~2)×104
㎎/L。 主要用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地 下、隧道、引水、道路和桥梁基础等工程。
粉磨细度、石膏加入量及外掺剂来达到。与普通水泥熟料
相比,一般适当提高 C3S、 C4AF 含量。水泥的耐磨性与水泥 的抗压强度有较好的相关性,因此提高水泥熟料中的 C3S含 量,可以提高水泥的强度。C4AF的脆性小,体积收缩小,提 高C4AF的含量,对提高水泥的抗折强度及耐磨性有利。 在煅烧方面,道路水泥可以采用回转窑煅烧,也可以 在立窑上煅烧。
2、快硬氟铝酸盐水泥配料
先设计水泥熟料的矿物组成,然后计算 出熟料的化学成分,再用试配法进行配料。
3、快硬氟铝酸盐水泥生产工艺
烧成温度一般控制在1250~1350℃,火焰温度控制在1350~
1400℃,温度过高,易结大块,易结圈;温度过低,容易产生生烧。 熟料要求急冷。水泥粉磨细度要求较高,一般比表面积控制在 500~600m2/kg。
的硅质材料和石膏,磨细制成的产品。
我国油井水泥分为A、B、C、D、E、F、G、H、J九个
级别,包括普通型、中等抗硫酸盐型和高抗硫酸盐型三
类。 (1)A级油井水泥
无特殊性能要求时,适应于自地面至1830m井深的注
水泥。仅有普通型。 (2)B级油井水泥 适用于自地面至1830m井深的注水泥。分为中抗硫酸 型和高抗硫酸盐型两种。
3、快硬硫铝酸盐水泥性能和用途
C4A3—β -C2S型水泥的初凝时间0.5~1h,终凝
时间1~1.5h;长期强度稳定,并有所增长。低温性 能较好,气温在-5℃以上时,不必采取任何特殊措
施,就可以正常施工。
可用于紧急抢修工程,如接缝、堵漏、锚喷、 抢修飞机跑道、公路等,适合于冬季施工工程、地
下工程、配制膨胀水泥和自应力水泥以及玻璃纤维
砂浆等,但不适应于在100℃以上环境下使用。
12.2.3 快硬氟铝酸盐水泥
以矾土、石灰石、萤石(或再加石膏)经
配料煅烧得到的以氟铝酸钙(C11A7· CaF2)为主
要矿物的熟料,再与石膏一起磨细而成的水泥 为快硬氟铝酸盐水泥。
1、快硬氟铝酸盐水泥矿物组成
主要矿物为氟铝酸钙、阿利特、贝利特 和铁铝酸钙固溶体。
标号分为425、525、625三个标号,各标号龄
抗压强度(MPa) 3d 28d 42.5
抗折强度(MPa) 3d 28d
425
525 625
22.0 27.0
32.0
4.0
5.0 5.5
7.0
7.5 8.5
52.5
62.5
12.5.2
道路水泥的生产技术
生产道路水泥主要是通过改变水泥熟料的矿物组成、
2、快硬硅酸盐水泥生产工艺
(1)设计合理的矿物组成。 (2)适当提高水泥的比表面积。 (3)适当增加石膏的含量。
3、快硬硅酸盐水泥性能与用途
快硬硅酸盐水泥早期强度高,1d抗压强 度为28d的30%~35%,后期强度呈持续增长趋 势;其凝结时间正常,一般初凝时间为2~3h;
水泥的水化热较高,早期干缩率亦较大。
12.3.2
抗硫酸盐水泥的生产技术
抗硫酸盐水泥的生产工艺基本上与硅酸盐水泥生产
相似,不同之处在于熟料矿物有所区别。对于抗硫酸盐
水泥熟料,由于KH值低,n值高,p值也较低,所以熟料 的形成热较硅酸盐水泥熟料低,易于烧成。对于回转窑
的窑皮维护不利,应加强稳定热工制度、严格控制熟料
的结粒情况;对于立窑来讲,应加强熟料烧成控制,浅 暗火操作,快烧快冷,减少中间结大块,提高立窑煅烧 能力。
β -C2S23%~34%,C2F10%~27%,CaSO44%~17%。
◆煅烧 生产C4A3—β -C2S型水泥熟料,一般采用干法回转 窑生产,也可以用立窑生产。生料细度控制在0.080mm 方孔筛筛余<10%。熟料煅烧温度为1250~1350℃,不 宜超过1400℃,否则CaSO4分解,C4A3也分解。
12.3.1
抗硫酸盐水泥的技术要求
中抗硫酸盐水泥、高抗硫酸盐水泥的标号均有两
种,分为425、525两个标号。各标号水泥的各龄期强 度不低于表12.10中的所列数据。
水泥标号 抗压强度(MPa) 3d 425 525 16.0 22.0 28d 42.5 52.5 抗折强度(MPa) 3d 3.5 4.0 28d 6.5 7.0
开发了70多种特种水泥。
12.1.1 特种水泥的分类
1、按特种水泥所含矿物分类
特种水泥通常可分成六大系列产品,它们
是:硅酸盐水泥系列(除通用水泥外)、铝酸 盐水泥系列、硫铝酸盐水泥系列、铁铝酸盐水 泥系列、氟铝酸盐水泥系列、其他(包括无熟 料、少熟料)水泥系列。
2、特种水泥的功能或用途分类
①快硬高强水泥。
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