10其他通用水泥生产技术解析

§10-3 矿渣硅酸盐水泥
定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%~70%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材 料。 允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量≤8%， 替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20% 代号：P·S
序号
项目
1
细度（0.08mm方孔筛筛余）（%）
代号：P·O
强度等级：32.5
42.5
52.5
32.5R 42.5R
52.5R
序号
项目
1
不溶物（%）
2
烧失量（%）
3
细度
（比表面积）（m2/kg) 0.08mm方孔筛筛余（%）
初凝
4
凝结时间（min)
终凝
5
安定性（沸煮法检验）
6
氧化镁（%）
7
三氧化硫（%）
8
碱（Na2O+0.658K2O)(%)
P·Ⅰ
硬化：早期慢，后期增进（矿渣活性的激发） 湿热
性 能 256图10.3 1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好； 2、耐热性较好； 3、水化热较低； 4、在蒸汽养护中强度发展较快； 5、在潮湿环境中后期强度增进率较大； 6、早强较低，凝结较慢，在低温环境下尤甚； 7、抗冻性较差； 8、干缩性较大，有泌水现象。
4.0
7.0
5.0
7.0
5.0
8.0
5.5
8.0
强度 等级
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
普通硅酸盐水泥的强度指标
抗压强度 (MPa)
抗折强度 (MPa)
3d
28d
3d
28d
11.0
32.5
2.5
5.5
16.0
32.5
3.5
5.5
16.0
42.5
3.5
6.5
21.0
指标 P·Ⅱ
≤0.75
≤1.5
≤3.0
≤3.5
≥300
≥45 ≤390
合格
P·O ≤5.0 ≤10% ≤ 10h
≤5.0;水泥压蒸安定性检验合格可放宽到6.0
≤3.5 ≤0.6或协商指标
技术要求: 普通硅酸盐水泥:8项 普通水泥与硅酸盐水泥技术要求上的区别: 不做不溶物要求 细度用筛余百分数表示 终凝时间延长
选粉机
熟料 石膏
成品 球磨机
图6 粉煤灰喂入选粉机流程图
粉煤灰
粉煤灰硅酸盐水泥性能
(1)需水量少，和易性好 (2)干缩小，抗裂性好 (3)水化热低 (4)耐腐蚀性好 (5)早期强度低，后期强度增进率大 (6)泌水，抗冻性差、抗碳化性差
用途：
一般的工业和民用建筑，尤其适用于大体积和水利工程的混凝土以及地下、海港工程等 但不适用于早期强度要求高的工程、受冻工程、有水位升降的混凝土工程以及有抗碳化要求 的工程等。
§10-4 火山灰质硅酸盐水泥
定义：它是由硅酸盐水泥熟料和20％～50％火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材 料。
代号：P·P
序号
项目
1
细度（0.08mm方孔筛筛余）（%） ≤10%
指
标
2
凝结时间（min）
3
安定性（沸煮法检验）
4
氧化镁（%）
初凝≥45 终凝≤10h
合格
熟料中≤5.0；水泥压蒸安定性检验合格可放宽到 6.0。若混合材料总掺量大于40%可不做压蒸试验
水泥胶砂28d抗压强度比
大于和等于75％的为活性混合 材料；
小于75％的为非活性混合材料。
§10-2 普通硅酸盐水泥
定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
掺活性混合材料时：最大15%，其中允许用≤5%的窑灰或≤10%的非活性混合材料来代替。
掺非活性混合材料时：最大10%
提高粉煤灰水泥强度的途径
(1)选择优质粉煤灰并且控制粉煤灰掺量 (2)提高粉煤灰水泥的细度 (3)选择适宜的熟料矿物组成。
§10-6 复合硅酸盐水泥
定义：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 混合材料总掺量大于15%，不超过50% 允许用不超过8%的窑灰代替 代号：P·C 与普通水泥的区别：混合材须＞15% 与矿渣、粉煤灰、火山灰质水泥的区别： 1、必须掺两种或两种以上的混合材料 2、扩大了混合材的品种
二、粒化高炉矿渣
形成：高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化后的产品。 组成：
化学成分：
CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 硫化物
＞90% 其中Al2O3 ＞12%
CaO ＞40%的活性较好
矿渣的活性： 影响矿渣活性的因素
化学成分：活性组分主要指： 玻璃体的含量：越高越好
强度 等级
42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R
硅酸盐水泥的强度指标
抗压强度 (MPa)
3d 17.0 22.0 23.0 27.0 28.0 32.0
28d 42.5 42.5 52.5 52.5 62.5 62.5
抗折强度 (MPa)
3d
28d
3.5
6.5
4.0
6.5
活性混合材料：
主要包括
粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰
火山灰性或潜在水硬性的材料 非活性混合材料：
不具有潜在水硬性
包括
活性指标不 符合要求的
粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰
砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣
作用：1.增加水泥产量，降低成本。 2.改善和调节水泥的某些性质。 3.综合利用工业废渣，减少环境污染。
CaO Al2O3 MgO
矿渣的活性激发剂
常用的 激发剂
碱性激发剂：主要有： 硫酸盐激发剂：主要有：
石灰 熟料
能产生Ca(OH)2
石膏 工业副产石膏
CaSO4
质量评定： 1. 主要用化学成分分析法：
K= 2.激发强度试验法：
CaO MgO A2lO3 SiO 2 MnO TiO 2
K为质量系数，其值越大，矿渣活性越高。 用于水泥中的粒化高炉矿渣：K≥1.2
抗折强度／MPa
3d
28d
2.5
5.5
3.5
5.5
3.5
6.5
4.0
6.5
4.0
7.0
5.0
7.0
生产复合水泥应注意的问题 (1)选择性能优势可互补的复合材料并确定适宜掺量 (2)控制合适的粉磨细度 (3)当混合材料掺量较高时可掺入一定量的外加剂
复掺的效果？（272） 品种（274）
§10-7 石灰石硅酸盐水泥
矿渣硅酸盐水泥的强度指标
抗压强度
3天
7天
10.0
32.5
15.0
32.5
15.0
42.5
19.0
42.5
21.0
52.5
23.0
52.5
抗折强度
3天
7天
2.5
5.5
3.5
5.5
3.5
6.5
4.0
6.5
4.0
7.0
4.5
7.0
生产过程
掺混合材水泥的水化特点
二次水化机理： 第一次－水泥熟料的水化
C3S(C2S)+H2O=C-S-H+Ca(OH)2 第二次－混合料与第一次产物反应 f-SiO2+ Ca(OH)2 + H2O=C-S-H Al2O3+ Ca(OH)2 + 3(CaSO4·2H2O) + H2O= 3CaO· Al2O3· 3CaSO4·32H2O 最终产物为两次产物之和。 Ca(OH)2减少，C-S-H的C/S比小1.4－1.7钙钒石多
图2 分别粉磨流程示意图
混合机
粉煤灰 水泥
不同的粒径选择不 同的磨机
复杂
熟料 石膏
一级磨机
粉煤灰
二级磨机
粉煤灰水泥
图3 两级混合磨流程
熟料 石膏
粉煤灰
选粉机 成品
辊压机
球磨机
图4 辊压机预粉磨流程
打散分级机 熟料 石膏
选粉机 成品
辊压机
粉煤灰
图5 辊压机联合粉磨工艺流程图
球磨机
水泥强度下降： 部分粉煤灰没粉磨，影响活性
技术要求：
7项
同火山灰质硅酸盐水泥
粉磨工艺：
熟料、粉煤灰、石膏？
共同粉磨 分别粉磨 两级混磨 辊压机预粉磨 辊压机联合粉磨 粉煤灰直接喂入选粉机中 将粉煤灰喂入磨机最后一仓
熟料
石膏
粉煤灰
计量、配合 图1 共同粉磨流程示意图
简单、投资省 入磨物料粒径相差大
磨机
粉煤灰水泥
熟料 石膏 粉煤灰
磨机 磨机
三、火山灰质混合材
定义：是具有火山灰性的天然的或人工的矿质物料。
包括：
天然的火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土；
人工的烧粘土、烧矸石。 主要化学成分： SiO2、Al2O3
石灰
如何评定活性
化学方法：即火山灰性试验， 依据GB／T 2847—1996的方法
物理方法：即强度对比法，
如何选择火山灰质混合材料
用途
地下、水中工程及经常受较高水压的工程； 受海水及含硫酸盐类溶液侵蚀的工程； 大体积混凝土工程； 蒸汽养护的工程； 远距离运输的砂浆和混凝土； 不适用于：早强、冻融、干燥、高温
§10-5 粉煤灰硅酸盐水泥
定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%~40%
粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
粉煤灰掺量为代号：P·F
用途
1、地下、水中和海水中工程，以及经常受高水压的工程； 2、大体积混凝土工程； 3、蒸汽养护的工程； 4、一般地上工程。 5.受热车间（200℃以下） 不适：早强、低温、冻融
提高矿渣水泥质量的主要途径
1、选择适当的熟料的矿物组成表10.16 2、控制矿渣的质量和加入量表10.17 3、提高水泥的粉磨细度表10.18 4、增加石膏的加入量。
7天
2.5
5.5
3.5
5.5Baidu Nhomakorabea
3.5
6.5
4.0
6.5
4.0
7.0
4.5
7.0
混合材料的掺加量
火山灰质混合材料掺加量对水泥强 度的影响
火山灰质硅酸盐水泥性能 264图10.5
1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力较强； 2、抗水性较好； 3、水化热较低； 4、在湿润环境中后期强度增进率较大； 5、在蒸汽养护中强度发展较快； 6、早期强度较低，凝结较慢，在低温环境中尤甚； 7、抗冻性差； 8、吸水性大； 9、干缩性较大。
10.其他通用水泥生产技术 解析
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 石灰石硅酸盐水泥
通用水泥即硅酸盐水泥系列包括 组分材料均为:
熟料 石膏 混合材料
区别: 混合材料的 种类和数量不同
§10-1 混合材料的种类及质量要求 一、混合材料的分类:
硅酸盐水泥熟料 10%－25%石灰石 石膏磨细 代号：P.L 石灰石硅酸盐水泥强度等级分为32．5、32．5R、42．5、42．5R 石灰石质量应符合CaCO3≥75．0 % 、Al2 O3≤2．0 %。
性能 和易性好，离析水量少，需水量少，抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐性能好等优点。干缩率较大， 后期强度较低。 应用 石灰石硅酸盐水泥可与同标号普通水泥一样使用，即适用于各种建筑工程中。
42.5
4.0
6.5
22.0
52.5
4.0
7.0
26.0
52.5
5.0
7.0
生产: 与P·Ⅱ同
性能： 1、凝结硬化较快，早强较高； 2、抗冻性较好； 3、水化热偏高； 4、耐酸、碱、硫酸盐类化学侵蚀差。
用途 1、配制较高标号混凝土； 2、无腐蚀性水中的受冻工程；3、在低温条件下需要强 度发展较快的工程； 4、一般地上工程和不受侵蚀的地下工程。
≤10%
指
标
2
凝结时间（min）
3
安定性（沸煮法检验）
4
氧化镁（%）
初凝≥45 终凝≤10h
合格
熟料中≤5.0；水泥压蒸安定性检验合格可放宽到6.0。 若混合材料总掺量大于40%可不做压蒸试验
5
三氧化硫（%）
≤4.0
6
碱（Na2O + 0.658K2O）（%）
协商指标
强度等级：同P·O
强度等级
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
5
三氧化硫（%）
≤3.5
6
碱（Na2O + 0.658K2O）（%）
协商指标
强度等级
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
火山灰质硅酸盐水泥的强度指标
抗压强度
3天
7天
10.0
32.5
15.0
32.5
15.0
42.5
19.0
42.5
21.0
52.5
23.0
52.5
抗折强度
3天
矿渣、粉煤灰、火山灰、石灰石、窑灰
取长补短
技术性能指标： 除强度外其同火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。
强度等级
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
抗压强度／MPa
3d
11.0 16.0 16.0 21.0 22.0 26.0
28d
32.5 32.5 42.5 42.5 52.5 52.5
烧失量 ≤10% SO3 ≤3% 火山灰性 合格 胶砂强度比：≥62% 放射性物质：
四、粉煤灰
产出：从煤粉炉烟道气体中收集的粉尘（1亿T） 成分：以SiO2,Al2O3为主，另有少量 Fe2O3、CaO等 活性：
取决于
化学成分 玻璃体含量 烧失量 细度
用于水泥中的粉煤灰的技术要求
项目
烧失量（%）
含水量 （%）
三氧化硫（%）
28d抗压 强度比（%）
Ⅰ级
≤5
≤1
≤3
≥75
Ⅱ级
≤8
≤1
≤3
≥62
28d抗压强度比（%）
=
PP F 水 水泥 2泥 2d 8抗 d 8的 抗压 压强 强 1度 0% 度 0
五、其他混合材料
化铁炉渣 精炼铬铁渣JC417－91 粒化电炉磷渣GB6645－86 粒化高炉钛矿渣JC418－91 增钙液态渣JC454－92 钢渣YB/ T022-92 沸腾炉渣 赤泥 窑灰ZBQ12001