第二组硅酸盐水泥熟料方案
硅酸盐水泥熟料工艺技术
率值 化学成分
矿物组成
熟料煅烧
熟料性能
KH 高
CaO多
C3S / C2S 高
SM一定时,C3S多,C2S少; 煅烧困难,需要温
SM低,C3S不一定高,
度高,一般采用较
SM越高,硅酸盐矿物 高SM,低IM
越多,熔剂矿物越少
水化热高,早强 高,28天强度高, 抗水性差,影响1 年后强度
或煅烧不良, fCaO多
HM (m)
CaO
1.8 ~ 2.4
SiO2 Al2O3 Fe2O3
意义不明确
斯波恩——石灰最大限量:熟
料中主要酸性氧化物理论上反 应生成熟料矿物所需要的石灰 最高含量。
生成C3S、C2A、C2F——石灰标准值
100CaO KSt I 2.8SiO2 1.1Al2O3 0.7Fe2O3
90 ~ 102
煅烧温度低或液 相量少,液相粘度 大
强度下降,安定性 不良
KH 低
CaO少
C3S / C2S 低 SM一定时,C3S少,C2S多
煅烧较易,温度可 稍低,可采用中 SM,中IM
水化热低,后强高, 抗水性好;增加β 型C2S γ型C2S,
粉化,强度下降
率值 化学成分 矿物组成
熟料煅烧
熟料性能
SM高
SiO2多
第一节 熟料的矿物组成
不是以单独的氧化物存在,而是经高温煅烧后,以两种 或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物集合体。
水泥熟料是一种多矿物组成的结晶细小(30~ 60 µm)的 人造岩石。
一、熟料的矿物组成
四种主要矿物
名称
化学式
硅酸三钙
3CaO ·SiO2
硅酸二钙
2CaO ·SiO2
硅酸盐水泥的组成及配料计算
硅酸三钙C3S
纯C3S只在2065~1250℃温度范围内稳定。 随着温度的降低,C3S在不同温度下存在多晶转变。 硅酸三钙可以固溶少量的其它氧化物,将影响它的反应能力
和晶型。
硅酸三钙加水调和后,初凝≥45min,终凝≤12h。 水化较快。 硅酸三钙可产生较高的强度,且强度发展比较快,早期强度 较高,且强度增进率较大,28d强度可以达到一年强度的70~ 80%。 硅酸三钙水化热较高,抗水性较差。 硅酸三钙固溶体晶体尺寸和发育程度会影响其反应能力。
1%酸性氧化物所需石灰量,既石灰理论极限含量计算公式:
CaO = 2.8SiO2 十 1.65 Al2O3 + 0.35 Fe2Байду номын сангаас3
金德和容克——Al2O3和Fe2O3始终为CaO所饱和,唯有 KH 是熟料中全部氧化硅生成 SiO2石灰饱和系数 可能不完全被饱和和 CaO生成C3S,而存在一部分C2S。 否则,熟料就会出现游离氧化钙。因此应在公式中的 SiO2之 硅酸钙(C3S十C2S)所需的氧化钙量与全部二 前加一系数——石灰饱和系数KH。 氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化 钙含量的比值。即 KH 表熟料中二氧化硅被 CaO = KH × 2.8SiO2 十 1.65Al2O3 十 0.35Fe2O3 氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。
必须具备:
良好的与水反应的能力
相当的强度与良好的耐久性
反应速度可以满足生产的要求
2. 硅酸盐水泥组成矿物的选择 对硅酸盐水泥而言,最符合硅酸盐水泥性质要求的矿物
组成是硅酸三钙和硅酸二钙。
C2S C3S 3 C3S C2S y
k
C3A C3A
均以固溶体的形式存在。
硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算
硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算第一节硅酸盐水泥熟料矿物组成如前所述,硅酸盐水泥熟料是以适当成分的生料烧到部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分的烧结块。
因此,在硅酸盐水泥熟料中CaO,SiO2,A1203,Fe2O3 不是以单独的氧化物存在,而是以两种或两种以上的氧化物经高温化学反应而生成的多种矿物的集合体。
其结晶细小,一般为30-60μm 。
因此可见,水泥熟料是一种多矿物组成的结晶细小的人工岩石。
它主要有以下四种矿物:硅酸三钙3Ca0.Si02 ,可简写为C3S ;硅酸二钙2Ca0.Si02 ,可简写为C2S ;铝酸三钙3Ca0.A1203 ,可简写为 C 3 A ;铁相固溶体通常以铁铝酸四钙4Ca0 . A1203 . Fe203 作为代表式,可简写成C4AF,此外,还有少量游离氧化钙(f-Ca0 ) 、方镁石(结晶氧化镁)、含碱矿物及玻璃体。
通常熟料中C3S 和C2S 含量约占75 %左右,称为硅酸盐矿物。
C3A 和C4AF 的理论含量约占22 %左右。
在水泥熟料锻烧过程中,C3A 和C4AF 以及氧化镁、碱等在1250℃- 1280℃会逐渐熔融形成液相,促进硅酸三钙的形成,故称熔剂矿物。
一•硅酸三钙C3S是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。
其含量通常为50%左右,有时甚至高达60%以上。
纯C3S只有在2065-1250℃温度范围内才稳定。
在2065℃以上不一致熔融为Ca0 和液相;在1250℃以下分解为C2S 和Ca0 ,但反应很慢,故纯C3S 在室温可呈介稳状态存在。
C3S 有三种晶系七种变型:1070 ℃1060 ℃990 ℃960 ℃920 ℃520 ℃R ←―→ MⅢ ←―→ MⅡ ←―→ MⅠ ←―→~T Ⅲ ←―→ T Ⅱ ←―→ T ⅠR 型为三方晶系,M 型为单斜晶系,T 型为三斜晶系,这些变型的晶体结构相近。
但有人认为,R 型和M ,型的强度比T 型的高。
在硅酸盐水泥熟料中, C3S 并不以纯的形式存在,总含有少量氧化镁、氧化铝、氧化铁等形成固溶液,称为阿利特(Alite )或 A 矿。
硅酸盐水泥熟料的组成(ppt 60页)
式中Al2O3、Fe2O3分别代表熟料中各该氧化物的质量百分比%
含义:
说明熟料中C3A、C4AF的相对含量。 反映液相的性质。
(C3A 产生的液相粘度大;C4AF产生的液相粘度小.)
取值:0.9~1.9。
抗硫酸盐水泥或低热水泥的铝率可低至0.7。
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
五、熟料的率值 (1)铝率 (Iron Modulus)
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相
四种矿物性能比较
28d内绝对强度:C3S>C4AF>C3A>C2S 水 化 速 度:C3A> C4AF> C3S>C2S 水 化 热: C3A> C3S> C4AF> C2S
◆三种表示方法: •化学组成 •矿物组成 •率值
C3S、 C2S、 C3A、 C4AF
熟料
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
一、熟料的化学成分及含量 二、熟料的矿物组成及含量 三、熟料的化学成分与矿物组成的关系 四、熟料矿物的特性 五、熟料的率值 六、熟料矿物组成的计算 七、熟料化学成分、矿物组成和率值之间的关系
二、熟料的矿物组成及含量
金相显微镜下:
C3S
铁相固溶体
C2S
铝酸三钙
硅酸盐水泥熟料在反光显微镜下的岩相照片
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
三、熟料的化学成分与矿物组成的关系
CaO
C3S
SiO2
C2S
Al2O3 Fe2O3
C3A C4AF
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 1、硅酸三钙(tricalcium silicate)
硅酸盐水泥熟料
结 构 致 密 、质 点 排 列 整 齐 ,结 晶 粗 大 ,晶 体 缺 陷 少 的 石 灰 石 ,质 地 坚 硬 ,分 解 反 应 困 难 ,如 大 理 石 等 。质 地 松 软 的 白 至 和 内 含 其 他 组 分较多的泥灰岩,则分解,所需的活化能较低,分解反应容易。 (2)生料细度和颗粒级配 生料颗粒粒径越小,比表面积越大,传热面积增大,分解速度加快,生 料颗粒均匀,粗颗粒少,也可加速碳酸盐的分解。因此适当提高生料的粉磨 细度和生料的均匀性有利于碳酸盐的分解。 (3)反 应 条 件 当 CO2 的分压一定时,温度越高,碳酸钙分解速度越快;当温度一定时, CO2 的分压越低,碳酸钙越易分解。 碳酸盐分解是吸热反应。每 1kg 纯碳酸钙在 890℃时分解吸收热量为 1645J/g, 是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程, 分解所需总热量 约占湿法生产总热耗的 1/3,约占悬浮预热器的 1/2,因此,提供足够的热量 可以提高碳酸盐的分解速度。 温度升高使分解速度加快,通过实验得知,温度每升高 50℃分解速度约 增加一倍,分解时间约缩短 50%,当物料温度升到 900℃后 CaCO3 分解反应将 迅速进行,分解时间缩短。但应注意温度过高,将增加废气温度和热耗,预 热器和分解炉结皮、堵塞的可能性亦大。 (4)生 料 悬 浮 分 散 程 度 生料悬浮分散差,相对地增大了颗粒尺寸,减少了传热面积,降低了碳 酸钙的分解速度。因此,生料悬浮分散程度是决定分解速度的一个非常重要 的因素。这也是在悬浮预热器和窑外分解窑分解炉内的碳酸钙分解速度较回 转窑、立波尔窑内快的主要原因之一。
碳酸钙的分解有以下五个过程: 二 个 传 热 过 程 — 热 气 流 向 颗 粒 表 面 传 热 ,热 量 以 传 导 方 式 由 表 面 向分解面的传热过程。 一 个 化 学 反 应 过 程 — 分 解 面 上 CaCO 3 分 解 并 放 出 CO 2 。 二 个 传 质 过 程 — 分 解 放 出 CO 2 气 体 穿 过 分 解 层 向 表 面 扩 散 和 表 面 CO 2 向 大 气 中 扩 散 。
材料五(2):硅酸盐水泥熟料标准GBT21372-2008 (1)
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3 定义与分类
3.2分类 按照水泥熟料的主要特性与用途分 为:通用水泥熟料和特性水泥熟料。 通用水泥熟料包含普通水泥熟料和低 碱水泥熟料; 特性水泥熟料包含中抗硫酸盐水泥熟 料、中热水泥熟料、低热水泥熟料和高抗硫 酸盐水泥熟料。
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4.1 基本化学要求
3CaO· SiO2=4.07*CaO -7.60*SiO2-6.72*Al2O31.43*Fe2O3- 2.85*SO3-4.07*f-CaO 2CaO· SiO2=2.87*SiO2-0.75*3CaO· SiO2
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4.1 低碱和特种熟料特性化学指标
Al 熟料类型 Na2O+0 3CaO· .658K2 2O3 O 低碱熟料 中抗熟料 中热熟料 高抗熟料 f-CaO 3CaO· Si 2CaO· Si O2 O2
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7 交贸和验收
以生产厂的检验报告为验收依据时,在发货 前或交货时买方(或委托卖方)在同编号熟料中 抽取试样,双方共同签封后保存三个月。 以上封存的样品和试验样品应用铁桶封装并 注意防潮。
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8 运输与贮存
硅酸盐水泥熟料应按品种运输和贮存,并不 与其它物品相混杂。 不带有杂物,如耐火砖、垃圾、废铁、炉渣、 石灰石、粘土等。
8. 运输与贮存
4. 技术要求
5. 试验方法
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1 范围
本标准规定了硅酸盐水泥熟料的定义、分 类、要求、试验方法和验收规则等。 本标准适用于硅酸盐水泥熟料。
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺硅酸盐水泥熟料是水泥生产过程中的关键原料之一,它通过煅烧工艺将原料中的生石灰和硅酸盐化合物进行热反应,形成熟料。
熟料是水泥生产的主要成果,它经过磨碎等加工步骤后可以用于生产各种类型的水泥产品。
本文将对硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺进行详细介绍。
1. 原料准备硅酸盐水泥熟料的原料主要包括石灰石、白云石、黏土、铁矿石等。
在煅烧工艺中,这些原料需要经过粉碎、混合等步骤进行初步的处理。
原料准备的关键目标是确保原料的化学成分、粒度分布等参数能够满足生产要求,并能够保证煅烧过程中的稳定性和高效性。
2. 煅烧过程硅酸盐水泥熟料的煅烧过程一般分为预热、煅烧和冷却三个阶段。
2.1 预热阶段在预热阶段,原料进入煅炉前会先经过预热窑进行预热处理。
这个过程旨在将冷料加热到适宜的温度,以提高煅炉的热效率,并促进原料的分解反应。
2.2 煅烧阶段在煅烧阶段,原料进入煅炉进行煅烧反应。
这个阶段的关键过程是煅烧反应,通过将原料加热到高温,使其中的石灰石和硅酸盐化合物发生热反应,生成熟料。
煅烧过程需要控制温度、时间、气氛等参数,以确保反应的充分性和产物的质量。
2.3 冷却阶段在煅烧反应完成后,熟料需要经过冷却处理。
冷却的目的是使熟料从高温状态迅速降温,防止其过度烧结,并稳定其结构。
冷却过程一般采用空气冷却或水冷却的方式进行。
3. 参数控制硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺需要对一系列的参数进行控制,以确保产品的质量和生产的稳定性。
3.1 温度控制温度是煅烧过程中最重要的参数之一。
煅烧反应的温度直接影响熟料的组成和品质。
过低的温度会导致反应不完全,熟料中未反应完全的硅酸盐化合物含量较高;过高的温度则会导致熟料的烧结,影响品质。
因此,温度的控制是煅烧工艺中的关键环节。
3.2 时间控制煅烧时间是指原料在煅烧炉中停留的时间。
时间过短会导致反应不完全,熟料中硅酸盐化合物含量较高;时间过长则会导致能耗过高,增加生产成本。
因此,时间的控制需要根据原料的组成和工艺的特点进行合理设定。
第二组硅酸盐水泥熟料方案
( 2 )测定原理:
于滴定铁后的溶液中,调整pH=3,在煮沸下 用EDTA- 铜和PAN为指示剂,用EDTA标准滴定 溶液 滴定。
用EDTA直接滴定3价铝离子,因所用指示剂 和测定时溶液pH的不同,而有多种不同的方法。 目前,大多在pH=3的煮沸的溶液中,用PAN和等 物质的量配制的 EDTA-Cu为指示剂,以EDTA标准滴定溶液直接 进行滴定。
»W可溶SIO2 =m 3/m
• W胶凝SIO2 凝胶性二氧化硅质量数 % M 3测定的100Ml中的二氧化硅的含量 M 试料的质量 (生料试样中的)
二氧化硅的测定(氟硅酸钾滴定法)
氟硅酸钾滴定法试剂:氯化钾溶液(150g/L 50g/L) 氯化钾-乙醇溶液(50g/L) 酚酞指示剂溶液 氢氧化钠标准滴定溶液
硅酸盐水泥的特点及应用:
• 硅酸盐水泥分425、525、625,725四个标号。其 早期强度比其他几种硅酸盐水泥高5~10%,抗冻 性和耐磨性较好,适用于配制高标号混凝土,用 于较为重要的土木建筑工程。
• (1)凝结硬化慢,早期强度低,后期强度增长较 快,因而,这三种水泥不宜用于早强要求高的混 凝土工程,如冬期施工工程等。其中的粉煤灰水 泥早期强度比矿渣水泥和火山灰水泥还低,适合 承载晚的工程。
(2)基准法原理:
试样以无水碳酸钠烧结,盐酸溶解,加 入固体氯化铵于蒸汽水浴上加热蒸发,使 硅酸凝聚,经过滤灼烧后称量。用氢氟酸 处理后,失去的质量即为胶凝性二氧化硅 的含量,加上从滤液中比色回收的可溶性 热氧化硅含量即为总热氧化硅含量。
二氧化硅含量测定试剂与仪器
一,试剂:
二,仪器:
(1)无水碳酸钠
• 滴定温度起始在70~80摄氏度终点温度在60摄氏 度滴定至终点时应当 慢慢滴定并搅拌
硅酸盐水泥熟料的组成-第二讲
游离氧化钙
形成:当配料不当,生料过粗或煅烧不良时,熟料 中就会出现没有被吸收的以游离形态存在的氧化钙。
游离氧化钙的形貌:在偏光镜下为无色圆形颗粒,有 明显解离,有时有反常干涉色;在反光镜下用蒸馏水 浸湿后呈彩虹色。 控制指标:我国回转窑一般控制在1.5%以下,立窑 控制在2.8%以下。
大堆分布的游离钙矿巢,晶体尺寸较大 光学显微镜
填充在阿利特、贝利特之间的物质通称为中间相, 它包括铝酸盐、铁酸盐、组成不定的玻璃体、含碱化合 物、游离氧化钙及方镁石等。
铝酸钙(C3A、C12A7 、 C12A7· 2、C4A3Ŝ) CaF C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶 体,在反光镜下,其反光能力弱,呈暗灰色,并填充在A矿 与B矿中间,又称黑色中间相。 铝酸三钙水化迅速,放热多,凝结硬化很快,如不加 石膏等缓凝剂,易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快,水 化3天内就大部分发挥出来,早期强度较高,但绝对值不高, 以后几乎不再增长,甚至倒缩。干缩变形大,抗硫酸盐浸 蚀性能差。
关系到熟料的凝结快慢 还关系到熟料液相粘度,影响熟料的煅烧的难易
熟料铝率与矿物组成的关系
铝率高,熟料中铝酸三钙多,液相粘度 大,物料难烧,水泥凝结快。
铝率过低,虽然液相粘度小,液相中质点 易扩散对硅酸三钙形成有利,但烧结范围窄, 窑内易结大块,不利于窑的操作。
中热硅酸盐水泥525#生产方案
中热硅酸盐水泥525#生产方案一、技术要求2.强度3.水化热二、熟料控制指标1.强度指标三、生料指标氧化钙:43.3±0.3三氧化二铁:3.0±0.2回灰停四,窑前控制(由一号线生产熟料)1.生料:入1号均化罐。
a.1#线生料出磨入2#、3#铁罐,倒料入均化1#罐14日16点前倒空。
b.生料指标合格率不小于80%,细度不大于8%,严禁出现两高两低和三个连续不合格现象,出现按质量事故分析2.入窑、放料执行2#、3#罐平拉入1#均化罐,窑尾单放1# 均化罐,入窑合格率大于95%3烧成控制a煤粉细度≤8%,水分≤1.5%,保证半罐以上运行。
b中控看火操作稳定热工制度,执行高温煅烧,合理控制操作参数,升重合格。
窑前工艺员保证指标合理,工艺按要求执行,出现问题及时解决,熟料达到要求。
五、原材料控制1.指标a.石灰石: 要求CaO≥50% MgO≤2.5%b.粘土: 采用硅石+粘土配料比例 1:2(硅石:粘土)c.煤: 要求发热量≥6000Kcal/kg。
d.石膏:要求SO3≥30%2.要求1.石灰石由汽运处专人组织进厂,必须保证一号破碎日进厂800吨以上,指标合格。
投石要求不带渣土。
2.供应处保证煤和石膏合格,达到控制要求。
3.烘干分公司保证粘土灰石配料准确,水分合格。
六、水泥控制1、要求1.出窑熟料合格存放联合储库3号区,均化后入磨。
2.水泥喂料检斤准确。
3.水泥配比熟料:90% 矿渣4% 石膏6%SO3 2.4±0.24.由三号水泥磨生产5.磨尾保证合格后包装,检验合格后出厂6.水泥工艺员加强工艺检查。
每班抽查配比,督促天车抓料、均化。
检查包装、袋重,保证出磨水泥合格,包装袋重合格。
抄送:生产指挥部;汽运公司、供应处中控室、设备保障部、水泥烘干分公司抄报:徐总质量处:2002年10月17日。
硅酸盐水泥熟料技术
硅酸盐水泥熟料技术《硅酸盐水泥熟料技术》:采用最先进的工艺制备高质量水泥熟料硅酸盐水泥熟料技术是现代水泥工业中使用最广泛的生产方式之一。
它以含有高岭土和石灰石为主要原料,经过一系列的物理和化学反应,通过高温烧成得到熟料,最终通过磨矿和混合工艺生产出优质的硅酸盐水泥。
本文将对硅酸盐水泥熟料技术进行详细介绍。
首先,硅酸盐水泥熟料技术的核心工艺是熟料的烧成过程。
该工艺通常采用旋转窑或立窑进行,通过高温将原料进行煅烧,使其发生物理和化学变化。
在烧成过程中,高岭土和石灰石中的主要成分包括氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁等,经过热裂变、脱水、脱碳等反应,生成了大量的熟料矿物,如反硫酸钙(C2S)、反硫酸三钙(C3S)、反硫酸铁(Al2O3·Fe2O3)等。
其次,在熟料的制备过程中,控制烧成工艺参数是非常重要的。
温度、煅烧时间等参数直接影响熟料中矿物的生成和相对含量。
合理的烧成工艺可以提高熟料的反应活性和水化性能,从而进一步提高硅酸盐水泥的品质。
同时,烧成过程中的矿物相变和形貌变化也是影响熟料性能的重要因素。
通过优化工艺参数,可以调控熟料中矿物的相对含量,并提高熟料的综合性能。
此外,硅酸盐水泥熟料技术中的能耗问题也备受关注。
烧成过程需要大量的能源消耗,导致环境污染和能源浪费。
因此,在提高水泥熟料技术效能的同时,减少能源消耗也是一个重要的课题。
目前,一些新型的烧成工艺,如预分解窑、流化床窑等,已经被引入,取得了一定的成果。
通过这些新技术的应用,熟料的烧成温度和时间可以得到更好的控制,从而降低能源消耗和环境污染。
总结起来,硅酸盐水泥熟料技术是制备高质量水泥的重要工艺之一。
通过控制烧成工艺参数、优化矿物相对含量和形貌等方式,可以提高熟料的性能。
同时,减少能源消耗也是该技术的发展趋势之一。
未来,硅酸盐水泥熟料技术将不断创新与改进,为水泥行业的发展贡献更多的力量。
硅酸盐水泥原料及配料计算
▪泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的 均匀混合的沉积岩,易采掘。它是一种由石灰石向 粘土过渡的岩石。 ▪泥灰岩是一种极好的水泥原料,其中石灰岩和粘 土混合均匀,易烧性好,有利于提高窑的产量,降 低燃料消耗。
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▪ 白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成,主要由 隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。 其中常夹有粘土,碳酸钙含量在90%以上。白垩 结构疏松,易于粉磨和煅烧,是水泥生产的优质 原料。
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4.4 熟料组成设计
▪一、水泥品种 ▪二、原料品质 ▪三、燃料品质 ▪四、生料成分均匀性 ▪五、窑型与规格 ▪六、生料易烧性
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一、水泥品种
▪硅酸盐水泥
▪成分可在一定范围波动(CaO:62~67%、SiO2:20~24%、 Al2O3:4~7%、Fe2O3:2.5%~6.0%),只要生产出的水泥能 满足GB规定且能保证顺利生产即可。 ▪可以采用各种配料方案,如低铁、高铁、低硅、高饱和系 数等多种方案,但要注意三个率值配合适当,不能过分强调 某一率值,当组成偏离过大,会给生产带来较大的困难。
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▪熟料组成确定后,即可根据所用原料进行配料计算, 求出符合熟料组成要求的原料配合比。
▪配料计算的依据是物料平衡,即反应物的量应等于 生成物的量。
▪随着温度的升高,生料煅烧成熟料经历以下过程: 生料干燥蒸发物理水;粘土矿物分解放出结晶水;有 机物质的分解挥发;碳酸盐分解放出二氧化碳;液相 出现使熟料烧成。因为有水分、二氧化碳以及某些物 质逸出,所以,计算时必须采用统一基准。
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▪ 煤的灰分不仅影响其发热量,还影响熟料 的化学成分,从而影响熟料质量。若煤来 源多,又未能均化,其灰分的波动必然导 致熟料化学成份及质量的波动。
精品课件--硅酸盐水泥熟料矿物组成及配料计算
• 所以,CaO的剩余量为Cs-1.87Sc,以此计算 C3S的含量为:
• C3S=4.07(Cs-1.87Sc) • =4.07Cs-7.6Sc
• =4.07(2.8KH·Sc)-7.6Sc
• =3.8(3KH-2) SiO2
• 因为 Cs+Sc= C3S+C2S • 故 C2S= Cs+Sc- C3S • = Cs+Sc-(4.07Cs-7.6Sc)
• 在C3S中含有MgO,Al2O3,Fe2O3等固 溶体时称为阿利特(Alite)或A矿 (即不太纯的C3S)
• C3S:水化较快,粒径为40---50μm, 28d水化70%.在四种水泥矿物中强度 最高。
二、硅酸二钙
• 2 CaO ·SiO2 (C2S) 含量20%左右; 是硅酸盐水泥熟料的主要矿物之一, 熟料中硅酸二钙并不是以纯的形式 存在,而是与少量MgO,Al2O3, Fe2O3,RaO等氧化物形成固溶体, 通常称为贝利特(Belite)或B矿。 纯C2S在1450℃以下有下列多晶转变。
• 晶型:α←→(1425℃)αH←→(1160℃) αL←→(630---680℃)/690℃
•
780--860℃ ↑
• β(单斜)—→(<500℃)γ------------------
• α型不稳定,熟料中一般不存在,β型只 有在高温快冷的水泥中,T<500℃,一般 为γ型。
• 通常所指的C2S或B矿为β型硅酸二钙。 • β型B矿:单斜晶体,圆锥状,双晶
• 2、熟料率值要求:KH=0.89, SM=2.1, IM=1.3
• 3、单位熟料热耗:3350kJ/kg
表3-2 原料、煤灰的化学成分
名称
石灰 石
粘土
烧失 量 42.66
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺硅酸盐水泥熟料是一种重要的建筑材料,其主要成分是硅酸盐矿物质。
熟料的生产是通过对原料进行煅烧工艺来实现的。
以下是硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺的详细步骤:1. 原料准备:硅酸盐水泥熟料的主要原料包括石灰石、黏土和其他辅助原料。
这些原料需要粉碎和混合以获得均匀的化学成分。
2. 煤粉燃烧:在水泥炉中,需要使用煤粉作为主要燃料。
煤粉经过燃烧反应产生高温和热量,为后续反应提供能量。
3. 干法预热:将经过预处理的原料送入水泥炉,通过高温烟气进行干法预热。
在预热过程中,原料中的水分逐渐蒸发,从而实现干燥和预热的目的。
4. 煅烧反应:在水泥炉中,原料经过预热后被加热至高温,从而引发一系列的化学反应。
其中,主要的反应是石灰石的分解反应,将石灰石中的钙碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳。
此外,还有一系列的矿物转化反应和固相反应发生。
5. 冷却:煅烧后的硅酸盐水泥熟料需要进行冷却。
这一过程通过烟气和新鲜空气流通来降低熟料的温度,避免过度煅烧。
6. 粉磨:冷却后的熟料被送入水泥磨进行粉磨处理。
通过磨破磨、分级破磨和分级等步骤,熟料被加工成细度符合要求的水泥产品。
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺是一个复杂的化学和物理变换的过程。
煅烧过程中,需要控制适当的温度、时间和燃烧条件,以确保熟料的质量。
同时,通过优化煅烧工艺,可以降低能耗和环境排放,实现节能减排的目的。
硅酸盐水泥熟料煅烧工艺的详细步骤:7. 烟气处理:在炉内煅烧过程中,产生大量的烟气、灰尘和废气。
这些废气含有有害物质,需要进行处理以减少对环境的影响。
常见的烟气处理方法包括电除尘、袋式除尘等,以去除烟气中的粉尘和固体颗粒,并通过喷淋洗涤等方式去除废气中的二氧化硫等有害物质。
8. 能源回收:在煅烧过程中,通过使用高温烟气作为热源,可以回收能量并用于干法预热等步骤。
这种能源回收措施不仅可以降低能源消耗,减少生产成本,还可以减少对自然资源的开采和环境的影响。
9. 质量控制:在整个煅烧工艺中,对煅烧过程的温度、时间和燃烧条件等进行严格控制,以确保熟料的质量。
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? 1.TAl2O3=C(EDTA)×50.98
2.Tcao=C(EDTA) ×56.08
? 3.TMgo=C(EDTA)×40.31
? wFe2O3=TFe2O3×10×v/(m×1000)×100=TFe2O3×V/m
? (5)注意事项:
? 滴定前应保证二价铁离子全部转或为三价铁离子 ;
? 严格控制pH值在1.8~2.0,低于此值重点颜色变 化缓慢结果偏高。
?( 2 )测定原理:
在pH=1.8~2.0及60~70℃的溶液中,以磺基水杨酸 或其钠盐为指示剂,用EDTA 标准滴定溶液直接滴 定溶液中的3价铁离子。
?(3)试剂与仪器 : 氨水溶液( 1+1) 盐酸溶液( 1+1) 氢氧化钾溶液( 200g/L) 磺基水杨酸钠指示剂溶液 CMO混合指示溶液 碳酸钙标准溶液 EDTA 标准溶液
?( 2 )测定原理:
于滴定铁后的溶液中,调整 pH=3,在煮沸下 用EDTA- 铜和PAN 为指示剂,用 EDTA 标准滴定 溶液 滴定。
用EDTA 直接滴定3价铝离子,因所用指示剂 和测定时溶液 pH的不同,而有多种不同的方法。 目前,大多在 pH=3的煮沸的溶液中,用 PAN 和等 物质的量配制的 EDTA-Cu 为指示剂,以 EDTA 标准滴定溶液直接 进行滴定。
? ( 5 )注意事项:
终点颜色与加入的 PAN 指示剂的量及 EDTA 剩余量有关,应严格按照 规范操作。
加入过量的 EDTA 后应将溶液加热至 70~80/C 再加缓冲溶液。滴滴定 体积应保证在 200ml左右 并且在热溶液中进行(方法是煮沸后加入 PAN 滴 定)
? 试剂:二氧化钛
?
焦硫酸钾
分析试样的采集
? 分析试样的采集 : 指从大批物料中采取少量样本 作为原始试样,所采试样应具有高度的代表性, 采取的试样的组成能代表全部物料的平均组成。 (随机取样、周期取样、选择性取样)
? 样品状态: 固态 ? 样品的来源 : 华新南通水泥有限公司,南通市任港
水泥厂,港闸区东港水泥厂
固体试样
? 试样多样化,不均匀试样应,选取不同部 位进行采样,以保证所采试样的代表性。 土壤样品: 采集深度0-15cm的表地为试样, 按3点式(水田出口,入口和中心点)或5点式 (两条对角线交叉点和对角线的其它4个等分 点)取样。每点采1-2kg,经压碎、风干、粉 碎、过筛、缩分等步骤,取粒径小于0.5 mm的样品作分析试样。
? 三氧化二铁的测定(EDTA 配位滴定法)
? (1)实验步骤:
吸取25ml试验溶液放入300ml烧杯中,加水稀释 至50ml,用氨水(1+1)和盐酸(1+1)调节溶液pH值在 1.8~2.0之间(用精密pH试纸检验)。将溶液加热至70℃, 加10滴磺基水杨酸钠指示剂,用EDTA 标准溶液 (0.015mol/L)缓慢地滴定至亮黄色(终点时溶液温度不 低于60℃)。保留此溶液供测三氧化二铝用。
滤后所得的残渣经高温灼烧所剩的物质。不溶 物含量高对水泥质量有不良影响
? 烧失量:是用来限制石膏和混合材料中的杂质,以保证水 泥质量。若煅烧不理想会使烧失量增加。
? 三氧化硫:水泥中过量的三氧化硫会与铝酸三钙形成较多 的钙矾石,体积膨胀,危
害安定性。
? 氧化镁:因水泥中氧化镁水化生成氢氧化镁,体积膨胀,
硅酸盐水泥的矿物组成
? 硅酸盐水泥的主要矿物组成是: 硅酸三钙 (3CaO·SiO2) 、硅酸二钙 (2CaO·SiO2 )、铝酸 三钙 (3CaO·Al2O3 )、 铁铝酸四钙 (4CaO·Al2O3·Fe2O3) 。
通用硅酸盐水泥的化学指标
? 不溶物:不溶物是指经盐酸处理后的残渣,再以氢氧化钠 溶液处理,经盐酸中和过
? 二氧化硅的测定(氯化铵凝聚重量法)
? (1)实验步骤:
? 将配置A溶液过滤的沉淀连同滤纸一并移入 已灼烧并恒重的瓷坩埚中,将坩埚放在电 炉上灰化,灰化完全后放入950~1000℃的 高温炉内灼烧30min,取出坩埚置于干燥器 中冷却至室温,称量,反复灼烧,直至恒 重。
A溶液的配置:
称取约0.5g试样,精确至0.0001g,将试样移入瓷蒸发皿中, 加入少量水润湿,用平头玻璃棒压碎块状物,盖上表面皿, 在皿口处滴加5ml浓盐酸及2~3滴浓硝酸,使块状物分解 完全,加入1g氯化铵,充分搅匀,将蒸发皿置于沸水浴上, 皿上放一个玻璃三角架,再盖上表面皿,在沸水浴上蒸发 至干(约15 min)。 取下蒸发皿,加入10~20ml热盐酸 (3+97),搅拌使可溶性盐类溶解,用中速滤纸过滤, 用胶头扫棒以热盐酸(3+97)擦洗玻璃棒及蒸发皿,并 洗涤沉淀10~12次。滤液及洗液保存在250ml容量瓶中, 冷却至室温后,稀释至刻度线摇匀备用。(即为A溶液)
试样
? 沉积物: 用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样,经压 碎、风干、粉碎、过筛、缩分,取小于0.5 mm的样品作 分析试样。
? 试样经过破碎、过筛、混匀、缩分后才能得到符合分析要 求的试样。
? 破碎分为粗碎、中碎和细碎甚至研磨。每次破碎后要使 样品全部通过筛孔
GB175-2007《通用硅酸盐水泥》国 家 标 准
?(4)计算公式 : C(EDTA)=m ×25×1000/250V ×100.09
? C(EDTA)--标准溶液浓度mol/L
? V--滴定时消耗EDTA 标准溶液的体积mL ? m--配制碳酸钙标准溶液的碳酸钙的质量g ? 100.09--碳酸钙的摩尔质量g/moL ? EDTA标准溶液对各氧化物滴定度计算如下:
? TAl2O3---EDTA标准滴定溶液三氧化二铝的滴定度(mg/mL)
? V---滴定时消耗EDTA标准溶液体积mL ? m---5.3.1.6(m)中试料的质量g
? WAl2O3=TAl2O3×(V1-KV2)/m-0.64wTiO2
? V2:滴定时消耗硫酸铜标准溶液体积 ? V1:加入EDTA 溶液体积
? 滴定温度起始在 70~80摄氏度终点温度在 60摄氏 度滴定至终点时应当 慢慢滴定并搅拌
? 三氧化二铝的测定(铜盐回滴定法)
? (1)实验步骤:
向滴定铁后的溶液中加入 EDTA 标准溶液至 过量 15-20ml,用 水稀释至100—120ml,将溶液加热 至70-80℃后,加入15mlHAc-NaAc( PH=4.3) 缓 冲溶液,煮沸1-2 min取下,加5-6滴PAN 指示剂, 以硫酸铜标准溶液滴定(0.015mol/L )滴定至9)水泥生料
器
(10)水泥熟料
(9)实验室常用的玻璃
(11)硫氰酸钾1mol/L
器皿
胶凝性二氧化硅质量分数
? W胶凝SIO2 =m 1-m 2/m×100% W胶凝SIO2 凝胶性二氧化硅质量数 % M 1灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及干锅质量 g M 2灼烧后未经氢氟酸处理的残渣及干锅质量 g M 试料中得质量 g
二氧化硅含量测定试剂与仪器
一,试剂:
二,仪器:
(1)无水碳酸钠
(1)坩埚
(2)氯化铵
(2)高温炉
(3)浓盐酸 HCL(1+1) HCL(3+97) (3)天平
(4)浓硝酸
(4)蒸发皿
(5)硝酸银溶液(5g/L)
(5)干燥器
(6)焦硫酸钾
(6)干燥箱
(7)钼酸铵溶液(50g/L)
(7)蒸汽水浴
(8)抗坏血酸溶液(50g/L)
?W可溶SIO2 =m 3/m
? W胶凝SIO2 凝胶性二氧化硅质量数 % M 3测定的100Ml中的二氧化硅的含量 M 试料的质量 (生料试样中的)
二氧化硅的测定 (氟硅酸钾滴定法 )
? 氟硅酸钾滴定法试剂:氯化钾溶液(150g/L 50g/L) 氯化钾-乙醇溶液(50g/L) 酚酞指示剂溶液 氢氧化钠标准滴定溶液
而其水化速度慢,须以压
蒸的方
法加快其水化,方可判断其安定性。
? 氯离子:因一定含量的氯离子会腐蚀钢筋,故须加以限制。
通用硅酸盐水泥的物理指标
? 凝结时间: ? 初凝是指从水泥加水拌合起至水泥浆开
始失去可塑性所需的时间。
? 终凝是指从水泥加水拌合起至水泥浆完 全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。
? 安定性:水泥的安定性即体积安定性,是 指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀 性。
引起水泥安定性不良的主要原因
? 1.熟料中所含的游离氧化钙过多
? 2.熟料中所含的游离氧化镁过多 ? 3.掺入的石膏过多。熟料中所含的过量的游
离氧化钙或氧化镁会在水泥凝结硬化后与 水发生反应。当石膏掺量过多时,在水泥 硬化后,它还会继续与固态的水化铝酸钙 反应生成高硫型水化硫铝酸钙,体积约增 大1.5倍,也会引起水泥石开裂
? 从溶液A中,吸取25.00ml溶液放入100ml容量瓶中,加 入10ml盐酸(1+2),10ml抗坏血酸溶液(5g/L),加入5ml乙醇 (95%),20ml二安替比林甲烷溶液(30g/L).用水稀释 至标线,摇匀。放置40min后,用分光光度计,10mm比 色皿,以水作参比,于波长420nm处测定溶液的吸光度, 在工作曲线上查出二氧化钛的含量( m)。
?
盐酸溶液:(1+2) (1+10)
?
硫酸(1+9)
?
95%乙醇
?
抗坏血酸溶液:5g/L,将0.5g抗坏血酸溶于100ml水
中,过滤后使用。用时现配
?
二安替比林甲烷溶液:30g/L盐酸溶液,将1.5g二
安替比林甲烷溶于50ml盐酸(1+10)中,必要时过滤后
使用
? 仪器:分光光度法常用仪器
? 试样测定:
硅酸盐水泥的特点及应用:
? 硅酸盐水泥分 425、525、625,725四个标号。其 早期强度比其他几种硅酸盐水泥 高5~10%,抗冻 性和耐磨性较好 ,适用于配制高标号混凝土,用 于较为重要的土木建筑工程。