硅酸盐水泥生产的技术

公式:
p(IM)=
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
§2-4 熟料矿物组成的
计算与换算
熟料矿物组成可用：
测定法 计算法
岩相分析 X射线分析 红外光谱
§2-4 熟料矿物组成的
计算与换算
一、计算
§2-2 熟料矿物特性
四、铁铝酸四钙 （一）、矿物特性： 1、铁铝酸四钙代表的是一系列连续的固溶体。 2、不纯，形成固溶体，称C矿（才利特）白色中间相。 （二）、水化特性： 1、水化速度：早期介于C3A、C3S间，后期的发展不如C3S； 2、早强似C3A，后期能增长，似C2S 3、水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。
简言之。KH表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。 取值：0.87~0.96
§2-3 熟料的率值
二、硅 率:
公式: n(SM)=
含义: 反映了熟料中硅酸盐矿物、熔剂矿物的相S对含iO量2。
取值：1.7~2,7
Al2O3 Fe2O3
§2-3 熟料的率值
三、铝 率:
Al 2 O 3 Fe 2 O 3
一、化学组成：
主要化学成分：CaO 62%~67%
其它氧化物
SiO2 20%~24% Al2O3 4%~ 7% Fe2O3 2.5%~6% MgO SO3 Na2O K2O TiO2 P2O5等
＞95% ＜5%
§2-1 熟料的组成
二、矿物组成
主 要
硅酸三钙：3CaO·SiO2 (C3S)
矿 物
硅酸二钙：2CaO·SiO2 (C2S)
一年后赶超A矿。 水化热小；抗水性好；
§2-2 熟料矿物特性
三、铝酸三钙 （一）、矿物特性： 1、不纯，形成固溶体，称黑色中间相 2、晶型随原材料性质、熟料形成与冷却工艺的不同而有所差别。 （二）水化特性： 1、水化快，凝结快； 2、早强较高，但绝对值不高。3d发挥出大部分强度，以后不增长，甚至倒缩。 3、水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。
一、生产过程：
“两磨一烧”
生料制备： 熟料煅烧： 水泥制成及出厂：
石灰石 粘土 铁矿粉
石膏
配料、 生料
磨细、匀化
煅烧 1450℃
熟料
磨细
水泥
硅酸盐水泥生产工艺示意图
§1-3 硅酸盐水泥的生产方法 简介 （一）按生料制备方法分：
（二）按煅烧熟料窑的结构分： 二
生
产 方
普通立窑
法 的
立窑生产
机械化立窑
2.97 熟料粉化
贝利特的显微结构：
反光显微镜下呈圆粒状，也可见其他不规 则形状。正常熟料中具有黑白交叉双晶条 纹；低温煅烧且慢冷熟料中常发现有平行 双晶。
§2-2 熟料矿物特性
二、硅酸二钙 （二）矿物水化特性 水化反应慢，28d水化~20%，凝结硬化慢； 早期强度低， 28d后强度较快增长，
二、硅酸盐水泥的定义、代号
定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石 或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成 的水硬性胶凝材料。
分类及代号： Ⅰ型：不掺加混合材料。 P. Ⅰ Ⅱ型：掺＜5%的石灰石或粒化高炉矿渣。
P. Ⅱ
三、组分材料：
硅酸盐水泥熟料：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的烧结物。 混合材料：在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能，调节水泥标号、提高水
硅酸盐水泥生产的技术
§1-1 水泥的分类及命名
一、水泥的定义： 水泥是一种水硬性胶凝材料。加水拌和成塑性浆体后,能胶结砂,石等适当材料既能在空
气中硬化又能在水中硬化的粉状水硬性胶凝材料.
§1-1 水泥的分类及命名
二、水泥的种类
通用水泥：一般土木建筑工程通常采用的水泥 专用水泥：具有专门用途的水泥。 特性水泥：某种性能比较突出的水泥。
按水泥的用途及性能分：
合称：特种水泥
§1-1 水泥的分类及命名
二、水泥的种类
硅酸盐水泥系列 铝酸盐水泥系列 氟铝酸盐水泥系列 硫铝酸盐水泥系列 铁铝酸盐水泥系列 其它:如 无熟料、少熟料水泥
按水泥的组成分类：
§1-2 硅酸盐水泥生产
一、水泥标准 二、硅酸盐水泥的定义、代号 三、组分材料 四、技术要求 五、废品、不合格品
泥产量的矿物质材料。 石膏：调节凝结时间。
天然石膏
石膏：CaSO4·2H2O 硬石膏：CaSO4
工业副产石膏：
四、技术要求
序号 1 2 3
4 5 6 7 8
项目
不溶物（%）
烧失量（%）
细度 比表面积（m2/kg)
凝结时间（min)
初凝 终凝
安定性（沸煮法检验）
氧化镁（%）
三氧化硫（%） 碱（Na2O+0.658K2O)(%)
6、高压静电除尘器
8-1、回转窑
8-2、喷煤管
9、水平推动篦式冷却机
10、熟料库
11、水泥磨
12、水泥库
13-2、水泥散装专用码头
13-1、水泥包装
13-4 水泥散装库汽车发运
13-3 成品库、火车发运
新型干法回转窑生产工艺流程
小结
水泥的定义和分类 P.Ⅰ、P.Ⅱ、的定义、组分材料、强度等
分
类
及
其 特
回转窑生产
干法回转窑
点
湿法回转窑
半干法回转窑
湿法 干法
§1-4 硅酸盐水泥生产工艺流程
1-1石灰石矿山
1-2石灰石矿山开采设备
2、破碎机
3、皮带机长距离输送石灰石
4-1石灰石矩形预均化堆场
4-2圆形预均化堆场
4-3煤预均化堆场
5、生料磨(立磨)
7、悬浮预热器、分解炉
生 料 均 化
基本技术要求
一、水泥标准
类型：100多个水泥专业标准 强制性标准 国家标准（代号GB） 建材行业标准（代号JC） 推荐性标准 国家标准（代号GB/T） 建材行业标准（代号JC/T）
此外还有企业标准（代号：Q）
标准号表示方法： GB175-1999硅酸盐水泥
标准名称 制订或修订年份 标准编号 标准代号
＜ 1250℃ C3S
C2S+CaO
反应慢，常温下呈介稳状态；
2、不纯，形成固溶体，简称A矿（阿利特）
3、反光显微镜下呈黑色多角形颗粒。
§2-2 熟料矿物特性
一、硅酸三钙 （二）、矿物水化特性 水化较快，水化反应主要在28d内进行，约经一年后水化过程基本完成。 早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率大，居四种矿物之首，28d强度达一年强度的
指标
P·Ⅰ
P·Ⅱ
硅
≤0.75
≤1.5
酸 盐
≤3.0
≤3.5
水
泥
≥300
9
≥45
项
≤390
合格
≤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
9.强度
“R”表示早 强型
强度 等级
42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R
四、技术要求
抗压强度
(MPa)
3d
70%~80%； 水化热较高；抗水性较差。
§2-2 熟料矿物特性
二、硅酸二钙
（一）、矿物特性：
1、多晶转变：
wenku.baidu.com
α -C2S
α‘- C2S
β- C2S
γ- C2S
＜500℃
2、不常纯温，下形，成有固水溶硬体性，，简不称稳B定矿（贝利特）
几乎无水硬性
密度(g/cm3):3.28 体积膨胀10%，
C2S=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SO3-3.07C
=2.87S-0.754C3S
C3A=2.65A-1.69F
C4AF=3.04F
CaSO4=1.70SO3
适用于IM≥0.64
§2-4 熟料矿物组成的
计算与换算
二、熟料化学组成、矿物组成与率值的换算
（一）、由矿物组成计算各率值 （二）、由熟料率值计算化学成分 （三）、由矿物组成计算化学成分
SiO2
多 C2S 多 Al2O3
Fe2O3少 熔剂性矿物减少
不利于C3S的形成。
少 硅酸盐矿物少 熔剂性矿物多
Al2O3 多 Fe2O3定 C3A多 Fe2O3 多 液相增大 粘度低 易结大块 影响窑操作
§2-2 熟料矿物特性
一、硅酸三钙（~50%，高的达60%）
（一）、矿物特性：
1、纯C3S只在2065~1250℃内稳定；
组 成
铝酸三钙： 3CaO·Al2O3 (C3A) 铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3 ·Fe2O3 (C4AF)
游离氧化钙：f-CaO
其
方镁石：（即结晶氧化镁）
它 玻璃体：
硅酸盐矿物
~75%
~22%
~95%
熔剂矿物
§2-1 熟料的组成
三、化学成分和熟料矿物组成间的关系
化学成分决定了熟料矿物组成
CaO 多 C3S高 过多f-CaO 少 C2S 多
K2O 等。 性能：水化热较大；可改善熟料性能和易磨性。
六、玻璃体
七、方镁石
方镁石指游离状态的氧化镁晶体，是熟料中氧 化镁的一部分。
性能：水化很慢，水化时，固体体积膨胀148%， 引起水泥的安定性。
§2-3 熟料的率值
一、石灰饱和系数： 公式：KH=
Ca 1 O .6A 520 l3 0 .3F 52 e O 3 意 硅化义合：的水氧泥化熟钙料的中含的量总与Ca理O论含上量二扣氧除化饱硅和全酸部性化氧2 合化.8 成物S 硅所酸需三要i2 钙的O 所氧需化要钙的后氧，化所钙剩含下量的的与比二值氧。化
四种矿物性能比较
§2-2 熟料矿物特性
种类
产生原因
特点
对水泥安定性的 影响
欠烧游离氧化钙（欠烧 熟料煅烧过程中因欠烧、漏生，在
f-CaO）
1100~1200℃低温下形成
结构疏松多 孔、
五
游
离 氧 化
一次游离氧化钙（一次 f-CaO）
因配料不当、生料过粗或煅烧不良， 尚未与S、A、F反应而残留的CaO
废品
凡MgO 、 SO3 、初凝时间、安定性中任何一项不符合标准规定时。
不合 格品
1.凡细度、终凝时间、不溶物、烧失量中任何一项不符合标准规定。 2.混合材料掺加量超过最大限量。 3.强度低于商品强度等级规定的指标。 4.水泥包装标志中水泥品种、强度等级、厂名、出厂编号不全的。
§1-3 硅酸盐水泥的生产方法 简介
28d
17.0
42.5
22.0
42.5
23.0
52.5
27.0
52.5
28.0
62.5
32.0
62.5
抗折强度
(MPa)
3d
28d
3.5
6.5
4.0
6.5
4.0
7.0
5.0
7.0
5.0
8.0
5.5
8.0
水泥技术性能试验
标准稠度用水量试验 凝结时间试验 安定性试验 胶砂强度试验
五、废品、不合格品
依据：熟料化学成分或率值 公式： 1、化学法
C3S=3.80(3KH-2)SiO2 C2S=8.60(1-KH) SiO2 C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3) C4AF=3.04Fe2O3
适用于IM≥0.64
§2-4 熟料矿物组成的
计算与换算
2、代数法
C3S=4.07C-7.60S-6.72A-1.43F-2.86SO3
呈“死烧状 态”，结构
致密，
钙
f-CaO
不大 大
二次游离氧化钙（二次
f-CaO）
熟料慢冷或还原气氛下，C3S分解而
形成的
经过高温， 水化较慢
较大
形成：工厂实际生产条件下，硅酸盐水泥熟料 中的部分熔融液相被快速冷却来不及结晶而 成为过冷凝体称为玻璃体。
主要成分：Al2O3 Fe2O3 CaO及少量MgO Na2O
级、技术指标 废品、不合格品的划分 了解硅酸盐水泥的生产过程及生产方法类
型 学会读生产流程图
硅酸盐水泥的技术指标有哪些？ 废品、不合格品怎样划分？
第一章 (2) 硅酸盐水泥熟料
§2-1 熟料的组成 §2-2 熟料矿物特性 §2-3 熟料的率值 §2-4 熟料矿物组成的计算与换算
§2-1 熟料的组成
四种主要矿物的特性
矿物名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙
铁铝酸四钙
又称 A矿 B矿 黑色中间相
白色中间相
水化速度 较快 慢 快
介于 1、3间
早期强度 高 低 较高
早期似C3A 后期似C2S
水化热 较高 小 大
较小
四种主要矿物的特性
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
小结
硅酸盐水泥熟料的组成： 熟料矿物特性： 熟料的率值： 熟料矿物组成的计算和换算
化学组成 矿物组成
KH SM（ n） IM（P）
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