水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)

1、338/3381.1水泥的起源與發(fā)明 本節(jié)要緊概念： HYPERLINK /jpsngy/1/1.1.htm l 膠凝材料#膠凝材料 膠凝材料 HYPERLINK /jpsngy/1/1.1.htm l 水硬性膠凝材料#水硬性膠凝材料 水硬性膠凝材料 HYPERLINK /jpsngy/1/1.1.htm l 非水硬性膠凝材料#非水硬性膠凝材料 非水硬性膠凝材料(氣硬性膠凝材料) 本節(jié)要緊內(nèi)容： HYPERLINK /jpsngy/1/1.1.htm l 1.1.1_膠凝材料的定義和分類#1.1.1_膠凝材料的定義和分類 1.1.1 膠凝材料的定義和分類 HYPERLINK /jpsngy/1

2、/1.1.htm l 1.1.2_膠凝材料的進(jìn)展簡(jiǎn)史_#1.1.2_膠凝材料的進(jìn)展簡(jiǎn)史_ 1.1.2 HYPERLINK /jpsngy/1/1.1.htm l 1.1.2_膠凝材料的進(jìn)展簡(jiǎn)史_#1.1.2_膠凝材料的進(jìn)展簡(jiǎn)史_ 膠凝材料的進(jìn)展簡(jiǎn)史 HYPERLINK /jpsngy/1/1.1.htm l 1.1.3_水泥的發(fā)明#1.1.3_水泥的發(fā)明 1.1.3 水泥的發(fā)明 1.1.1 膠凝材料的定義和分類 膠凝材料是指在物理、化學(xué)作用下，能從漿體變成牢固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，又稱膠結(jié)料。 膠凝材料可分為無機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料兩大類，如瀝青和各種樹脂屬于有

3、機(jī)膠凝材料。無機(jī)膠凝材料按照硬化條件又可分為水硬性膠凝材料和非水硬性膠凝材料兩種。水硬性膠凝材料在拌水后既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，通常稱為水泥，如硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥等。非水硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，故又稱氣硬性膠凝材料，如石灰、石膏等。 水硬性膠凝材料 各種水泥 無機(jī)膠凝材料 膠凝材料 氣硬性膠凝材料 石灰、石膏、菱苦土、水玻璃 有機(jī)膠凝材料 瀝青、樹脂、橡膠 1.1.2 膠凝材料的進(jìn)展簡(jiǎn)史 膠凝材料的進(jìn)展史極為悠久，可追溯到人類史前時(shí)期。它先后經(jīng)歷了天然的黏土、石膏一石灰、石灰一火山灰、天然水泥、硅酸鹽水泥、多品種水泥等各個(gè)時(shí)期。 時(shí)期時(shí)刻膠凝材料天然黏土?xí)r期新石器時(shí)代 距今

4、約400010000年黏土石膏一石灰時(shí)期公元前20003000年石灰、石膏石灰一火山灰時(shí)期公元初至18世紀(jì)石灰、火山灰天然水泥時(shí)期18世紀(jì)下半葉天然水泥硅酸鹽水泥時(shí)期19世紀(jì)初硅酸鹽水泥多品種水泥時(shí)期20世紀(jì)至今各種水泥 1.1.3 水泥的發(fā)明 在19世紀(jì)初期(18101825年)，人們用人工配合的石灰石和黏土為原料，再經(jīng)煅燒、磨細(xì)以制造水硬性膠凝材料的方法，差不多開始組織生產(chǎn)。1824年，英國人阿斯普丁(JAspdin)將石灰石和黏土配合燒制成塊，再經(jīng)磨細(xì)成水硬性膠凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石塊，且具有較高強(qiáng)度，因?yàn)檫@種膠凝材料的外觀顏色與當(dāng)時(shí)建筑工程上常用的英國波特蘭島上出產(chǎn)的巖石的

5、顏色相似，故稱之為波特蘭水泥(Portland Cement，中國稱為硅酸鹽水泥)。英國人阿斯普丁(J.Aspdin)于1824年10月首先取得了該項(xiàng)產(chǎn)品的專利權(quán)。例如，18251843年修建的泰晤士河隧道工程就大量使用波特蘭水泥。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)展，到20世紀(jì)初，僅僅有硅酸鹽水泥、石灰、石膏等幾種膠凝材料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足重要工程建設(shè)的需要。生產(chǎn)和進(jìn)展多品種多用途的水泥是市場(chǎng)的客觀需求，如鋁酸鹽水泥、快硬水泥、抗硫酸鹽水泥、低熱水泥以及油井水泥等。后來，又陸續(xù)出現(xiàn)了硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥等特種水泥品種，從而使水硬性膠凝材料進(jìn)展成更多類不。多品種多用途水泥的大規(guī)模生產(chǎn)，形成了現(xiàn)

6、代水泥工業(yè)。2.1 硅酸鹽水泥生產(chǎn)概述 本節(jié)要緊概念： HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l sl#sl 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥熟料 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l hhc#hhc 混合材料 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l brw#brw 不溶物燒失量 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l xd#xd 細(xì)度 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l xd#xd 初凝時(shí)刻終凝時(shí)刻 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l adx#adx 安定性 HYPERLINK

7、 /jpsngy/2/2.1.htm l qd#qd 強(qiáng)度等級(jí) HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l fp#fp 廢品與不合格品 本節(jié)要內(nèi)容： HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l 2.1.1硅酸鹽水泥熟料#2.1.1硅酸鹽水泥熟料 2.1.1硅酸鹽水泥熟料 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l hhc#hhc 2.1.2 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l hhc#hhc 混合材料 HYPERLINK /jpsngy/2/2.1.htm l 2.1.3石膏#2.1.3石膏 2.1.3石膏 HYPERLI

8、NK /jpsngy/2/2.1.htm l 2.1.4硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求#2.1.4硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求 2.1.4硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求 凡由硅酸鹽水泥熟料，05%石灰石或粒化高爐礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（國外通稱波特蘭水泥）。 硅酸鹽水泥分為兩種類型：不摻加混合材料的稱I型硅酸鹽水泥，代號(hào)為PI，在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超過水泥質(zhì)量5%石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱II型硅酸鹽水泥，代號(hào)為PII。 2.1.1硅酸鹽水泥熟料 凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為要緊成分的產(chǎn)物稱為硅酸鹽水泥熟料（簡(jiǎn)稱熟料）。 水泥熟料是各種硅酸鹽水泥的要緊

9、組分材料，其質(zhì)量的好壞直接阻礙到水泥產(chǎn)品的性能與質(zhì)量優(yōu)劣。 2.1.2混合材料混合材料是指在粉磨水泥時(shí)與熟料、石膏一起加入磨內(nèi)用以改善水泥性能、調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)、提高水泥產(chǎn)量的礦物質(zhì)材料，如?；郀t礦渣、粉煤灰等。 依照混合材料的性質(zhì)及其在水泥水化過程中所起的作用，混合材料分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類。 2.1.3石膏石膏用作緩凝劑，其作用是調(diào)節(jié)水泥的凝聚時(shí)刻。適量石膏能夠延緩水泥的凝聚時(shí)刻，同時(shí)也可提高水泥的強(qiáng)度；石膏一般用天然二水泥石膏，也可用硬石膏（天然無水石膏）或工業(yè)副產(chǎn)品石膏。采納工業(yè)副產(chǎn)品石膏時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)證明對(duì)水泥性能無害。 2.1.4硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求 技術(shù)要求即

10、品質(zhì)指標(biāo)，是衡量水泥品質(zhì)及保證水泥質(zhì)量的重要依據(jù)。水泥質(zhì)量能夠通過化學(xué)指標(biāo)和物理指標(biāo)加以操縱和評(píng)定。 水泥的化學(xué)指標(biāo)要緊是操縱水泥中有害成分不超過一定限量，若超過了最大同意限量，即意味著對(duì)水泥性能的質(zhì)量可能產(chǎn)生有害的或潛在有害的阻礙。 水泥的物理指標(biāo)要緊是保證水泥具有一定的物理軟科學(xué)性能，滿足水泥使用要求，保證工程質(zhì)量。 硅酸鹽水泥技術(shù)指標(biāo)要緊有不溶物、燒失量、細(xì)度、凝聚時(shí)刻、安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、堿含量及強(qiáng)度指標(biāo)。 不溶物 不溶物是指水泥經(jīng)酸和堿處理，不能被溶解的殘留物。其要緊成分是結(jié)晶SiO2, 其次是R2O3（指Al2O3、Fe2O3），是水泥中的非活性組分之一。 I型硅酸鹽

11、水泥中不溶物不得超過0.75%，II型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過1.5%。 燒失量 燒失量是指水泥在9501000高溫下煅燒失去的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 I型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.0%。II型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.5%。一般硅酸鹽水泥中燒失量不得大于5.0%。 細(xì)度 細(xì)度即水泥的粗細(xì)程度，通常用比表面積或篩余百分?jǐn)?shù)表示。 水泥細(xì)度過粗，不利于水泥活性的發(fā)揮；而細(xì)度過細(xì)時(shí)需水量增加，粉磨電耗增加。 硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg，一般水泥80m方孔篩篩余不得超過10.0%。 凝聚時(shí)刻 水泥凝聚時(shí)刻是水泥從加水開始到失去流淌性，從可塑狀態(tài)進(jìn)展到固體狀態(tài)所需要的時(shí)刻，凝聚時(shí)刻分初凝時(shí)刻

12、和終凝時(shí)刻。 初凝時(shí)刻：水泥從加水開始到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿失去流淌性并開始失去塑性的時(shí)刻； 終凝時(shí)刻：水泥從加水開始到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去塑性，開始產(chǎn)生機(jī)械強(qiáng)度的時(shí)刻。 硅酸鹽水泥初凝時(shí)刻不得早于45min，終凝不得遲于6.5h，一般硅酸鹽水泥初凝時(shí)刻不得早于45min，終凝不得遲于10h。 安定性 硬化水泥漿體體積變化的均勻性稱為水泥體積安定性，簡(jiǎn)稱安定性。安定性一般采納雷氏夾或試餅法、沸煮法檢驗(yàn)。 若水泥中某些成分的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在水泥水化過程中甚至硬化后，產(chǎn)生劇烈而不均勻的體積變化，使建筑物強(qiáng)度明顯降低甚至潰裂，這種現(xiàn)象便是水泥安定性不良。 引起水泥安定性不良的緣故要緊是游離氧化鈣、氧化鎂含量過

13、高或石膏摻量過多。 氧化鎂含量 水泥中氧化鎂含量過高時(shí)，可能出現(xiàn)游離MgO含量過高和方鎂石（結(jié)晶MgO）結(jié)晶過大，由于其緩慢的水化和體積膨脹將就可能使水泥硬化體結(jié)構(gòu)破壞。 游離MgO比游離CaO更難水化，沸煮法不能檢定，必須采納壓蒸安定性試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。 水泥中氧化鎂的含量不得超過5.0%，若經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格，則水泥中氧化鎂含量同意放寬到6.0%。 三氧化硫 水泥中的三氧化硫要緊是生產(chǎn)水泥時(shí)為調(diào)節(jié)凝聚時(shí)刻加石膏而帶入的。硅酸鹽水泥中SO3含量超過3.5%后，強(qiáng)度下降，膨脹率上升，可能造成水泥體積安定性不良。因此，水泥中三氧化硫的含量不得超過3.5%。 堿含量 水泥中堿含量過高時(shí)，若骨料中含在

14、活性成分，可能發(fā)生堿集料反應(yīng)使混凝土破壞。 水泥中堿含量按Na2O0.658K2O計(jì)算值來表示。用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。 強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 水泥強(qiáng)度是水泥度體單位面積上所能承受的外力。是水泥技術(shù)要求中最關(guān)鍵的要緊性能指標(biāo)，又是設(shè)計(jì)混凝土配合比的重要依據(jù)。水泥強(qiáng)度以不同齡期抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度表示。由于水泥強(qiáng)度隨時(shí)刻逐漸增大，一般稱3d或7d往常的強(qiáng)度為早期強(qiáng)度，28d及其后的強(qiáng)度為后期強(qiáng)度。水泥到28d時(shí)強(qiáng)度已大部分發(fā)揮出來，以后強(qiáng)度增加緩慢。 強(qiáng)度等級(jí)是按規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來劃分的，硅酸鹽水泥劃分為42.5、42.5R、52.5、52.5

15、R、62.5、62.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，其中R型為早強(qiáng)型水泥，其早期強(qiáng)度較高。各強(qiáng)度等級(jí)水泥的各齡期強(qiáng)度值不利低于下表數(shù)值。 強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa3d28d3d28d42.517.042.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.5507.062.528.062.55.08. 062.5R32.062.55.58. 0廢品與不合格品凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)刻、安定性中的任一項(xiàng)不符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，均為廢品。 凡細(xì)度、終凝時(shí)刻、不溶物和燒失量中的任一項(xiàng)不符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或混合材料摻加量超過最大限量和強(qiáng)度低于商品標(biāo)號(hào)規(guī)定的指標(biāo)時(shí)

16、稱為不合格品。水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、標(biāo)號(hào)、工廠名稱和出廠編號(hào)不全的也屬于不合格品。2.2硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法 本節(jié)要緊概念： HYPERLINK /jpsngy/2/2.2.htm l gf#gf 干法生產(chǎn)濕法生產(chǎn)半干法生產(chǎn) HYPERLINK /jpsngy/2/2.2.htm l gf#gf 水泥生產(chǎn)方法可簡(jiǎn)單概括為“兩磨一燒”，即生料粉磨、熟料煅燒、水泥粉磨。 原料經(jīng)破裂后，按一定比例配合，經(jīng)粉磨設(shè)備磨細(xì)，并配合成為成分合適、質(zhì)量均勻的生料；生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融，成為熟料；熟料加入適量石膏和混合材料，經(jīng)粉磨設(shè)備磨細(xì)，即為水泥。 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)要緊通過原料破裂、原料預(yù)均化、原料

17、配料、生料的粉磨和均化、熟料的煅燒、水泥的粉磨與貯運(yùn)等要緊工藝過程。 干法生料粉磨設(shè)備有球磨機(jī)和立式磨兩大類。立式磨通常采納烘干兼粉磨系統(tǒng)，即系統(tǒng)通入熱風(fēng)，在粉磨生料的同時(shí)進(jìn)行烘干；球磨機(jī)也可采納烘干兼粉磨系統(tǒng)，或原料預(yù)先烘干后再入磨粉磨。 熟料煅燒設(shè)備有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩大類。 立窯由于生產(chǎn)規(guī)模小，熟料質(zhì)量不均勻，勞動(dòng)生產(chǎn)率低和勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，將逐步淘汰。但我國在相當(dāng)長的一段歷史時(shí)期內(nèi)，立窯仍將接著存在。 回轉(zhuǎn)窯的種類較多，其分類如下： 濕法長窯濕法回轉(zhuǎn)窯 中空濕法窯 濕法短窯 干法中空窯回轉(zhuǎn)窯 干法回轉(zhuǎn)窯 帶余熱鍋爐窯 立筒預(yù)熱器窯 懸浮預(yù)熱器窯預(yù)分解窯 旋風(fēng)預(yù)熱器窯 半干法回轉(zhuǎn)窯： 立波爾

18、窯水泥的粉磨設(shè)備也有球磨機(jī)和立式磨兩大類。 水泥的生產(chǎn)方法按生料制備方法的不同，分為干法，濕法和半干法三大類。將原料先烘干后粉磨或在烘干磨內(nèi)同時(shí)烘干與粉磨成生料粉，喂入干法窯內(nèi)煅燒成熟料，稱為干法生產(chǎn)。如干法中空窯、懸浮預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯為干法生產(chǎn)。將生料粉加入適量水分制成生料球，喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟的生產(chǎn)方法為半干法生產(chǎn)。另外，將濕法制備的生料漿脫水后入窯煅燒，稱為濕磨干燒，也屬半干法生產(chǎn)，亦可將其歸入半濕法或濕法。將原料加水粉磨成生料漿后喂入濕法回轉(zhuǎn)窯煅燒成熟料，稱為濕法生產(chǎn)。濕法生產(chǎn)由于水分蒸發(fā)需要汲取大量氣化潛熱，因而熱耗較高。但濕法粉磨電耗較低，生料易于均化，成分均勻，熟料質(zhì)

19、量較高，且輸送方便，揚(yáng)塵少，在20世紀(jì)30年代得到迅速進(jìn)展。半干法生產(chǎn)的立波爾窯是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)史上的重大進(jìn)展，回轉(zhuǎn)窯熱耗降低了50%以上。但由于爐篦子加熱機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作較復(fù)雜，物料受熱不均勻，熟料的質(zhì)量較差。隨著均化技術(shù)的進(jìn)展、收塵設(shè)備的改進(jìn)和一系列新技術(shù)的應(yīng)用，新型干法生產(chǎn)的熟料質(zhì)量與濕法相當(dāng)，由于熱耗的大幅度降低和單機(jī)生產(chǎn)能力的大幅度提高，以懸浮預(yù)熱和窯外分解技術(shù)為代表的新型干法生產(chǎn)技術(shù)逐漸成為水泥生產(chǎn)的主導(dǎo)技術(shù)。2.3新型干法水泥生產(chǎn)的技術(shù)特征 本節(jié)要緊內(nèi)容： HYPERLINK /jpsngy/2/2.3/2.3.htm l 2.3.1新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)#2.3.1新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)

20、 2.3.1 HYPERLINK /jpsngy/2/2.3/2.3.htm l 2.3.1新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)#2.3.1新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù) 新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù) HYPERLINK /jpsngy/2/2.3/2.3.htm l .3.2新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程#.3.2新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 2.3.2 HYPERLINK /jpsngy/2/2.3/2.3.htm l .3.2新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程#.3.2新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 HYPERLINK /jpsngy/2/2.3/2.3.htm l 2.3.3新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn)#2.3.3新型干法水

21、泥生產(chǎn)的特點(diǎn) 2.3.3 HYPERLINK /jpsngy/2/2.3/2.3.htm l 2.3.3新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn)#2.3.3新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn) 新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn) HYPERLINK /jpsngy/2/2.3/2.3.htm l 2.3.3新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn)#2.3.3新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn) 2.3.1新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù) 新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，確實(shí)是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生最新成就，例如：原料礦山計(jì)算機(jī)操縱網(wǎng)絡(luò)化開采，原料預(yù)均化，生料均化，擠壓粉磨，新型耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料以及IT技術(shù)等廣泛應(yīng)用于水泥干法生產(chǎn)過程，使水泥生產(chǎn)具有高

22、效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境愛護(hù)要求和大型化、自動(dòng)化、科學(xué)治理特征的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法。 2.3.2新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 2.3.3新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn) 新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn)在于： 產(chǎn)品質(zhì)量高由于生料制備全過程廣泛采納現(xiàn)代均化技術(shù)，生料成分均勻穩(wěn)定，熟料質(zhì)量可與濕法生產(chǎn)相媲美； 生產(chǎn)能耗低采納高效多功能擠壓粉磨、新型粉體輸送設(shè)備，大大降低了粉磨和輸送電耗；懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)使熟料燒成熱耗可降低至3000kJ/kg以下，水泥單位電耗降低至90100kW.h/t以下； 環(huán)保有利于低質(zhì)原燃材料的綜合利用，系統(tǒng)NOx生成量少，可廣泛利用廢渣、廢料、再生燃料及降解有害廢棄物； 生產(chǎn)規(guī)

23、模大單機(jī)生產(chǎn)能力可達(dá)10000t/d，勞動(dòng)生產(chǎn)率高； 自動(dòng)化程度高各種現(xiàn)代操縱手段應(yīng)用于生產(chǎn)全過程，保證生產(chǎn)的均衡穩(wěn)定，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的目的； 治理科學(xué)化應(yīng)用IT技術(shù)進(jìn)行有效治理，信息獵取、分析、處理的方法科學(xué)、現(xiàn)代化； 投資大、建設(shè)周期長由于技術(shù)含量高，資源、地質(zhì)、交通運(yùn)輸?shù)葪l件要求較高，耐火材料消耗大，整體投資大。2.4 硅酸鹽水泥熟料的組成 本節(jié)要緊概念： HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l c3s#c3s 硅酸三鈣（A礦、阿利特） HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l c2s#c2s 硅酸二鈣（ HYPERLINK

24、/jpsngy/2/2.4/2.4.htm l c2s#c2s B礦、貝利特） HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l c3a#c3a 鋁酸三鈣 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l c4af#c4af 鐵鋁酸四鈣（ HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l c4af#c4af C HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l c4af#c4af 礦、才利特） HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l gsy#gsy 硅酸鹽礦物 HYPERLINK /jpsngy

25、/2/2.4/2.4.htm l gsy#gsy 熔劑礦物 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l blt#blt 玻璃體 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l fcao#fcao 游離氧化鈣 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l mgo#mgo 方鎂石 本節(jié)要緊內(nèi)容： HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l hxzc#hxzc 2.4.1熟料的化學(xué)組成 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l hwzc#hwzc HYPERLINK /jpsngy/2

26、/2.4/2.4.htm l hwzc#hwzc 2.4.2熟料的礦物組成 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l xnyq#xnyq 2.4.3熟料的物理性能要求 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l gx#gx 2.4.4化學(xué)成分與礦物組成間的關(guān)系 HYPERLINK /jpsngy/2/2.4/2.4.htm l tx#tx 2.4.5熟料礦物的特性 2.4.1熟料的化學(xué)組成 硅酸鹽水泥熟料要緊由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四種氧化物組成，含量占95%以上，此外還有少量其它氧化物。四種要緊氧化物含量的波動(dòng)范圍為：CaO

27、6267% SiO2 2024%Al2O3 47% Fe2O3 2.56.0%水泥熟料中各氧化物的含量對(duì)水泥的性質(zhì)有極大阻礙，從氧化物的含量，大致可推斷水泥的性質(zhì)。2.4.2硅酸鹽水泥熟料中要緊由以下四種礦物組成：硅酸三鈣3CaOSiO2，通常簡(jiǎn)寫為C3S；硅酸二鈣2CaOSiO2，通常簡(jiǎn)寫為C2S；鋁酸三鈣3CaOAl2O3，通常簡(jiǎn)寫為C3A；鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3，通常簡(jiǎn)寫為C4AF。這四種要緊礦物組成決定硅酸鹽水泥的要緊性質(zhì)，在硅酸鹽水泥熟料中，四種礦物占95%以上，C3S和C2S含量約占75%左右，稱為硅酸鹽礦物；C3A和C4AF約占22%左右，它們?cè)?2501280會(huì)

28、熔融形成液相，促進(jìn)C3S形成，稱為熔劑礦物。通常硅酸鹽水泥熟料中，以上四種礦物組成含量波動(dòng)范圍如下：C3S3760% C2S 1537%C3A 715% C4AF 1018%另外，還有少量的游離氧化鈣（fCaO）、方鎂石（結(jié)晶氧化鎂）、含堿礦物和玻璃體等。2.4.3熟料的物理性能要求水泥熟料的性能在專門大程度上決定了水泥的性能，熟料是水泥廠的半成品，近年來也越來越多地作為商品出售。JC/8531999對(duì)硅酸鹽水泥熟料的物理性能提出了具體要求：初凝時(shí)刻不得早于45min，終凝時(shí)刻不得遲于390min；沸煮法檢驗(yàn)安定性合格；抗壓強(qiáng)度不低于下表所列數(shù)值：水泥熟料類型強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度/MPa3d28d

29、通用、中等抗硫酸鹽水泥熟料42.52542.552.53052.562.53562.5中等水化熱、高抗硫酸鹽水泥熟料42.542.552.52252.562.52662.5熟料應(yīng)不帶有雜物，運(yùn)輸和儲(chǔ)存應(yīng)不與其他物品相混雜。 2.4.4熟料中的要緊礦物由各要緊氧化物經(jīng)高溫煅燒化合而成，熟料礦物組成取決于化學(xué)組成，操縱合適的熟料化學(xué)成分是獲得優(yōu)質(zhì)水泥熟料的中心環(huán)節(jié)，依照熟料化學(xué)成分也可推測(cè)出熟料中各礦物的相對(duì)含量高低。氧化鈣（CaO）CaO是水泥熟料中最重要的成分，與其它氧化物形成四種要緊礦物。增加CaO含量能增加C3S含量，CaO含量低則C3S低，C2S相應(yīng)增加。一般講來，增加熟料中的CaO含量

30、可提高水泥強(qiáng)度，但CaO含量過高易產(chǎn)生fCaO。二氧化硅（SiO2）SiO2也是水泥熟料的要緊成分之一，與CaO形成硅酸鹽礦物。SiO2高，C2S多，C3S低，阻礙水泥質(zhì)量，煅燒時(shí)液相量少，燒成困難，熟料易“粉化”。 SiO2低，則硅酸鹽礦物少，熔劑礦物增加，會(huì)降低水泥強(qiáng)度，煅明白時(shí)液相量多，易結(jié)大塊。三氧化二鋁（Al2O3）與氧化鈣、氧化鐵生成C3A、C4AF。Al2O3高，C3A多，水泥凝聚硬化速度快，水化熱大，抗硫酸鹽性能變差。Al2O3過高，煅燒時(shí)液相粘度大，不利于C3S形成，易結(jié)大塊。三氧化二鐵（Fe2O3）與CaO、Al2O3形成C4AF，增加Fe2O3，可降低液相粘度，降低熟料燒

31、成溫度，加速C3S形成，提高水泥抗硫酸鹽性能，但凝聚硬化變慢。Fe2O3過高，易結(jié)大塊。氧化鎂（MgO）當(dāng)熟料中含有少量氧化鎂時(shí)，能降低熟料液相生成溫度，增加液相量，降低液相粘度，有利于熟料形成，還能改善熟料色澤。氧化鎂過高會(huì)造成水泥安定性不良。堿（K2ONa2O）堿易揮發(fā)，溫度降低時(shí)又重新冷凝，易導(dǎo)致結(jié)皮、結(jié)圈和預(yù)熱器堵塞。堿含量過高時(shí)易使水泥產(chǎn)生急凝，與活性集料產(chǎn)生堿集料反應(yīng)。三氧化硫（SO3）適量SO3在燒成過程中可起礦化劑作用，在水泥中作緩凝劑，SO3過多會(huì)導(dǎo)致安定性不良。氧化鈦（TiO2）少量TiO2對(duì)能提高熟料強(qiáng)度，過高時(shí)則會(huì)降低水泥強(qiáng)度氧化磷（P2O5）少量P2O5對(duì)C2S有穩(wěn)定

32、作用，可提高熟料強(qiáng)度，但過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致C3S分解，使強(qiáng)度降低，硬化過程變慢。2.4.5硅酸三鈣硅酸三鈣是熟料的要緊礦物，其含量通常為50%左右。硅酸三鈣有三個(gè)晶系的七種變型，在1250以下分解為C2S和CaO，但反應(yīng)特不緩慢，使C3S在室溫下呈介穩(wěn)狀態(tài)存在。在硅酸鹽水泥熟料中，并不是以純的硅酸三鈣存在，而是以少量的其它氧化物，如MgO、Al2O3等形成固溶體，稱為A礦，或稱阿利特。形態(tài)：A礦通常為板狀或柱狀晶體，在顯微鏡下大多呈六角形。如右圖特性：硅酸三鈣凝聚時(shí)刻正常，水化較快，強(qiáng)度進(jìn)展快，早期強(qiáng)度高，且強(qiáng)度增進(jìn)率大（28天強(qiáng)度可達(dá)到一年強(qiáng)度的7080%）。但水化熱高，抗水性差。硅酸二鈣硅酸二鈣

33、在熟料中含量一般為20%左右，硅酸二鈣有四種晶型，C2S、C2S、C2S、C2S，實(shí)際生產(chǎn)的正常熟料以C2S存在，當(dāng)燒成溫度低，液相量不足，C2S含量高，冷卻速度慢，窯內(nèi)還原氣氛嚴(yán)峻時(shí)，C2S在低于500時(shí)，容易由C2S轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀鯚o水硬性的C2S，體積膨脹10%，造成熟料粉化。液相量較多，采納急冷時(shí)，可防止C2S晶型轉(zhuǎn)變。熟料中的C2S并不是以純的形式存在，而是溶進(jìn)少量的其它氧化物形成固溶體，稱為B礦，或稱貝利特。形態(tài)：貝利特晶體多數(shù)呈圓形或橢圓形，表面光滑或有雙晶紋。如右圖。特性：B礦凝聚硬化慢，早期強(qiáng)度低，但28天以后，強(qiáng)度仍能專門快增長，約在一年后可達(dá)到A礦的強(qiáng)度，B礦水化熱小，抗水性好

34、，因而對(duì)大體積工程，適當(dāng)提高C2S含量，降低C3S含量是有利的。鋁酸三鈣硅酸鹽水泥熟料中的鋁酸鈣要緊是鋁酸三鈣和少量七鋁酸十二鈣（C12A7），可固溶少量其它氧化物。形態(tài)：快冷時(shí)呈點(diǎn)滴狀，慢冷時(shí)呈矩形或柱狀，反光能力弱，一般稱為黑色中間相。通常在Al2O3含量較高的慢冷熟料中，才結(jié)晶出較完整的大晶體，熟料質(zhì)量比較差。特性：鋁酸三鈣水化特不迅速，其強(qiáng)度3天內(nèi)就能充分發(fā)揮出來，早期強(qiáng)度高，但絕對(duì)值小，后期幾乎不再增長，甚至倒縮。水化時(shí)放熱多，凝聚專門快，干縮變形大，抗硫酸鹽性能差。鐵鋁酸四鈣硅酸鹽水泥熟料中含鐵礦物比較復(fù)雜，為一系列邊疆固溶體，常用C4AF來代表熟料中的含鐵礦物。C4AF常固溶少量

35、其它氧化物，稱為C礦或才利特。形態(tài)：C礦常呈棱柱狀和圓粒狀晶體，反射能力強(qiáng)，呈白色，稱白色中間相。特性：鐵鋁酸四鈣的水化速度在早期介于C3A 和C3S之間硬化較慢，后期強(qiáng)度較高，抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好，水化熱較低。玻璃體硅酸鹽水泥熟料中，除A礦和B礦外，其它物質(zhì)統(tǒng)稱為中間物質(zhì)，中間物質(zhì)在熟料燒成溫度下變成熔融液相，冷卻時(shí)，部分液相結(jié)晶，部分液相冷凝成玻璃體。玻璃體的數(shù)量隨冷卻條件而變，急冷熟料中玻璃體含量多。玻璃體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，水化熱大，玻璃體含量過多時(shí)會(huì)阻礙水泥的正常顏色。游離氧化鈣和方鎂石游離氧化鈣:當(dāng)配料不當(dāng)，生料過粗或煅燒不良時(shí)，熟料中出現(xiàn)沒有被汲取的以游離狀態(tài)存在的氧化鈣，稱

36、為游離氧化鈣（fCaO），又稱游離石灰。游離氧化鈣產(chǎn)生緣故：（1）、配料不當(dāng)，生料過粗或煅燒不良時(shí)，煅燒反應(yīng)不完全，氧化鈣沒有被完全汲取。（2）還可能由于熟料慢冷或在還原氣氛下使C3S分解出氧化鈣，以及熟料中的堿等取代C3S、C2S、C3A中的氧化鈣，形成二次游離氧化鈣。游離氧化鈣危害：死燒的游離氧化鈣結(jié)構(gòu)致密，水化專門慢，水化生成氫氧化鈣時(shí)體積膨脹97.9%，在硬化水泥石內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應(yīng)力。因此，隨著游離氧化鈣增加，抗拉、抗折強(qiáng)度降低，使3天以后強(qiáng)度倒縮，嚴(yán)峻時(shí)引起安定性不良。因此，應(yīng)嚴(yán)格操縱熟料中游離氧化鈣含量，一般回轉(zhuǎn)窯熟料操縱在1.0%以下，立窯熟料操縱在2.5%以下。方鎂石：方鎂石是游

37、離狀態(tài)的氧化鎂晶體。熟料煅燒時(shí)，氧化鎂有一部分可和熟料礦物結(jié)合成固溶體以及溶于液相中，當(dāng)熟料中含有少量氧化鎂時(shí)，能降低熟料液相生成溫度，增加液相量，降低液相粘度，有利于熟料形成，還能改善熟料色澤。多余的氧化鎂結(jié)晶出來呈游離狀態(tài)的方鎂石存在。方鎂石的水化速度比游離氧化鈣更為緩慢，水化生成氫氧化鎂時(shí)，體積膨脹148%，會(huì)導(dǎo)致安定性不良。方鎂石膨脹的嚴(yán)峻程度與其含量、晶體尺寸有關(guān)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，熟料中氧化鎂含量應(yīng)小于5%，但如水泥經(jīng)壓蒸安定性檢驗(yàn)合格，熟料中氧化鎂含量可同意放寬到6%。2.5 硅酸鹽水泥熟料的率值 本節(jié)要緊概念： HYPERLINK /jpsngy/2/2.5.htm l 率值#率值

38、 率值 HYPERLINK /jpsngy/2/2.5.htm l n#n 硅酸率 HYPERLINK /jpsngy/2/2.5.htm l p#p 鋁氧率 HYPERLINK /jpsngy/2/2.5.htm l kh#kh 石灰飽和系數(shù)（ HYPERLINK /jpsngy/2/2.5.htm l kh#kh KH） 本節(jié)要緊內(nèi)容： HYPERLINK /jpsngy/2/2.5.htm l 2.5.1_硅酸率#2.5.1_硅酸率 2.5.1 硅酸率 HYPERLINK /jpsngy/2/2.5.htm l 2.5.2_鋁氧率#2.5.2_鋁氧率 2.5.2 鋁氧率 HYPERLIN

39、K /jpsngy/2/2.5.htm l 2.5.3_石灰飽和系數(shù)（KH）#2.5.3_石灰飽和系數(shù)（KH） 2.5.3 石灰飽和系數(shù)（KH） 硅酸鹽水泥熟料中各氧化物之間的比例關(guān)系的系數(shù)稱作率值。 硅酸鹽水泥熟料中各氧化物并不是以單獨(dú)狀態(tài)存在，而是由各種氧化物化合成的多礦物集合體。因此在水泥生產(chǎn)中不僅操縱各氧化物含量，還應(yīng)操縱各氧化物之間的比例即率值。在一定工藝條件下，率值是質(zhì)量操縱的差不多要素。因此，國內(nèi)外水泥廠都把率值作為操縱生產(chǎn)的要緊指標(biāo)，我國要緊采納石灰飽和系數(shù)（KH）、硅率（n）、鋁率（p）三個(gè)率值。2.5.1 硅酸率硅酸率表示水泥熟料中SiO2與Al2O3、Fe2O3之和的比值

40、，也 表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例。常用n或SM表示。硅酸率高，硅酸鹽礦物含量多，熟料質(zhì)量高，但燒成困難；硅酸率低，液相量多，易燒性好，但熔劑礦物高，硅酸鹽礦物減少，會(huì)降低熟料強(qiáng)度，n過低時(shí)易結(jié)大塊。硅酸鹽水泥熟料的n波動(dòng)在1.72.7的范圍內(nèi)。2.5.2 鋁氧率又稱鋁率或鐵率，表示熟料中氧化鋁和氧化鐵之比，也表示熟料熔劑礦物中C3A與C4AF的比例。用p或IM表示。p值的大小，一方面關(guān)系到熟料水化速度的快慢，同時(shí)又關(guān)系到熟料液相的粘度，從而阻礙以熟料煅燒的難易。p高，C3A高，C4AF降低，水泥趨于早凝早強(qiáng)，但液相粘度大，不利于C3S形成；p低，C3A低，C4AF提高，水泥趨于緩凝，

41、早強(qiáng)低，煅燒時(shí)液相粘度小，有利于C3S形成，但過低時(shí)易結(jié)大塊。硅酸鹽水泥熟料的p值波動(dòng)在0.91.7范圍內(nèi)。2.5.3 石灰飽和系數(shù)（KH）石灰飽和系數(shù)表示熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣的需的氧化鈣含量與氧化硅生成硅酸三鈣所需氧化鈣最大含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和形成硅酸三鈣的程度。當(dāng)熟料p大于0.64時(shí)，熟料中的礦物為C3S、 C2S 、C3A、C4AF；當(dāng)p小于0.64時(shí)熟料中的礦物為C3S、 C2S 、C4AF、C2F。當(dāng)p0.64時(shí)，石灰飽和系數(shù)的表達(dá)式為：實(shí)際生產(chǎn)的熟料中還可能有fCaO和fSiO2，則石灰飽和系數(shù)表示為：一般工廠熟料的fSiO2和SO3含量專門少，略去f

42、CaO時(shí)，石灰飽和系數(shù)表達(dá)式可簡(jiǎn)化為：KH1時(shí)，熟料中硅酸鹽礦物全部為C3S，KH2/30.667時(shí)，硅酸鹽礦物全部為C2S，故KH值介于0.6671之間。KH高，C3S含量多，有利于提高水泥質(zhì)量，但煅燒困難，熱耗高，易產(chǎn)生fCaO。KH低則C2S高，易燒性好，水化熱低，但水泥凝聚硬化慢，早期強(qiáng)度低。為保證熟料質(zhì)量，同時(shí)不出現(xiàn)過量fCaO，通常KH值操縱在0.820.96之間。石灰飽和率（LSF）在國外，尤其是歐美國家大多采納石灰飽和率LSF來操縱生產(chǎn)，用于限定水泥中的最大石灰含量，其表達(dá)式為：LSF的含義是熟料中CaO的含量與全部酸性組分需要結(jié)合的CaO含量之比，一般LSF高，水泥強(qiáng)度也高。

43、硅酸鹽水泥熟料的LSF波動(dòng)在0.661.02，一般在0.850.95。2.6 熟料礦物組成的計(jì)算與換算 本節(jié)要緊概念： HYPERLINK /jpsngy/2/2.6.htm l hx#hx 化學(xué)法計(jì)算礦物組成 HYPERLINK /jpsngy/2/2.6.htm l ds#ds 代數(shù)法 HYPERLINK /jpsngy/2/2.6.htm l ds#ds 計(jì)算礦物組成 HYPERLINK /jpsngy/2/2.6.htm l kwlz#kwlz 由礦物組成計(jì)算率值 HYPERLINK /jpsngy/2/2.6.htm l lzhx#lzhx 由率值計(jì)算化學(xué)組成 HYPERLINK /

44、jpsngy/2/2.6.htm l lzkw#lzkw 由率值計(jì)算礦物組成 本節(jié)要緊內(nèi)容： HYPERLINK /jpsngy/2/2.6.htm l 2.6.1硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計(jì)算#2.6.1硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計(jì)算 2.6.1硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計(jì)算 HYPERLINK /jpsngy/2/2.6.htm l 2.6.2熟料化學(xué)組成、礦物組成與率值的換算#2.6.2熟料化學(xué)組成、礦物組成與率值的換算 2.6.2熟料化學(xué)組成、礦物組成與率值的換算 2.6.1硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計(jì)算 熟料的礦物組成可用儀器分析，如巖相分析、X射線分析的紅外光譜等分析測(cè)定，也可用計(jì)算法，依

45、照化學(xué)成分或率值計(jì)算。 依照熟料化學(xué)成分或率值計(jì)算所得的礦物組成與實(shí)際情況有一定出入，但計(jì)算結(jié)果一般已能講明礦物組成對(duì)水泥性能的阻礙，仍然得到廣泛應(yīng)用。 化學(xué)法 其計(jì)算公式如下： C3S3.8（3KH2）SiO2C2S=8.61（1KH）SiO2當(dāng)IM0.64時(shí)，C3A2.65（Al2O30.64Fe2O3）C4AF3.04 Fe2O3當(dāng)IM0.64時(shí)C3A1.70（Fe2O31.57 Al2O3）C4AF4.77 Al2O代數(shù)法當(dāng)IM0.64時(shí)：C3S4.07C7.60S6.72A1.43F2.86SO3C2S8.60S5.07A1.07F2.15SO33.07C2.87S0.754C3SC

46、3A2.65A1.69FC4AF3.04FCaSO41.70SO3當(dāng)IM0.64時(shí)：C3S4.07C7.60S4.47A2.86F2.86SO3C2S8.60S3.38A2.15F2.15SO33.07C2.87S0.754C3SC4AF4.77FC2F1.70（F1.57A）CaSO41.70SO32.6.2熟料化學(xué)組成、礦物組成與率值的換算 由礦物組成計(jì)算率值 由率值計(jì)算化學(xué)組成SiO2n（Al2O3Fe2O3）CaO（SiO2Al2O3Fe2O3） 由率值計(jì)算礦物組成CaOSiO2Al2O3Fe2O3C4AF3.04Fe2O3C3A(2.65P1.69)Fe2O3C2S8.61n(P1)

47、（1KH）Fe2O3C2S3.80n(P1)（3KH2）Fe2O3 HYPERLINK /jpsngy/2/xxxj.htm 學(xué)習(xí)小結(jié) 通用水泥有七大品種：硅酸鹽水泥、一般硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰 硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥。其中硅酸鹽水泥生產(chǎn)量大、使用面最廣，是重要的建筑和工程材料。 硅酸鹽水泥用代號(hào)PI或代號(hào)P1I表示，它的差不多組分材料是硅酸鹽水泥熟料、混合材料(石灰石或?；郀t礦渣)、石膏。硅酸鹽水泥熟料是一種由要緊含CaO、SiOz、Al203、Fe203的原料按適當(dāng)比例配合磨成細(xì)粉(生料)燒至部分熔融，所得以要緊礦物為C3S、C2S、C

48、3A、C4AF，另外還有少量的游離氧化鈣(廠CaO)、方鎂石(即結(jié)晶氧化鎂)、含堿礦物以及玻璃體等成分的水硬性膠凝物質(zhì)?；旌喜牧鲜怯靡愿纳扑嘈阅?、調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號(hào)、提高水泥產(chǎn)量的礦物質(zhì)材料，如粒化高爐礦渣、石灰石等。石膏是用作調(diào)節(jié)水泥凝聚時(shí)刻的組分，是緩凝劑；同時(shí)適量的石膏也能夠提高水泥的強(qiáng)度。 硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)要緊有不溶物、燒失量、細(xì)度、凝聚時(shí)刻、安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、堿含量及強(qiáng)度指標(biāo)。硅酸鹽水泥(PI、P)的強(qiáng)度等級(jí)分425、425R、525、525R、625、625R共六個(gè)，其中R型屬早強(qiáng)型水泥。不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水泥稱為廢品或不合格品。 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程通?？煞譃槿齻€(gè)時(shí)

49、期：生料制備、熟料煅燒、水泥制成及出廠。水泥的生產(chǎn)方法要緊取決于生料制備的方法及生產(chǎn)的窯型。按生料制備的方法來分，可分為濕法、干法；按煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)來分，可分為濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)、半干法回轉(zhuǎn)窯(立波爾窯)生產(chǎn)、干法回轉(zhuǎn)窯(一般干法回轉(zhuǎn)窯)生產(chǎn)、立窯生產(chǎn)、新型干法水泥生產(chǎn)。 新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn)是：優(yōu)質(zhì)、低耗、高效、環(huán)保、裝備大型化、生產(chǎn)操縱自動(dòng)化、治理科學(xué)化，但投資大、建設(shè)周期較長。 硅酸鹽水泥熟料中的CaO、SiOz、AIz03、Fez03總量在95以上。少量的其他氧化物，如MgO、S03、NazO、KzO、TiOz、P205等，它們的總量通常占熟料的5以下。游離氧化鈣、方鎂石對(duì)水泥安定性產(chǎn)

50、生不良阻礙。 在一定的工藝條件下，各氧化物的含量和彼此之間的比例關(guān)系的系數(shù)即率值是水泥生產(chǎn)質(zhì)量操縱的基本要素。國內(nèi)水泥廠都把率值作為操縱生產(chǎn)的要緊指標(biāo)。目前要緊采納石灰飽和系數(shù)(KH)、硅率(n)、鋁率(p)三個(gè)率值。利用相關(guān)計(jì)算式能夠?qū)κ炝系穆手?、化學(xué)組成、礦物組成進(jìn)行測(cè)箅和換算。3.1 水泥生產(chǎn)的要緊原料 本節(jié)要緊概念：石灰質(zhì)原料 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20Settingsyxj桌面硅酸鹽工藝學(xué)33.13.1.2.htm 黏土質(zhì)原料 本節(jié)要緊內(nèi)容： HYPERLINK /jpsngy/3/3.1/3.1.htm l 1#1 HYPERLINK

51、/jpsngy/3/3.1/3.1.htm 3.1.1石灰質(zhì)原料 HYPERLINK /jpsngy/3/3.1/3.1.2.htm 3.1.2黏土質(zhì)原料 生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的要緊原料有石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料。 3.1.1石灰質(zhì)原料 凡是以碳酸鈣為要緊成分的原料都屬于石灰質(zhì)原料。它可分為天然石灰質(zhì)原料和人工石灰質(zhì)原料兩類。水泥生產(chǎn)中常用的是含有碳酸鈣(CaCO3)的天然礦石。 石灰質(zhì)原料的種類和性 （1）石灰石：是由碳酸鈣組成的化學(xué)與生物化學(xué)沉積巖。 要緊礦物：為方解石（CaCO3）微粒組成，并常含有白云石（CaCO3MgCO3）、石英（結(jié)晶SiO2）、燧石（又稱玻璃質(zhì)石英、火石，要緊成分為S

52、iO2，屬結(jié)晶SiO2） 黏土質(zhì)及鐵質(zhì)等雜質(zhì)。 CaO含量：純石灰石含CaO56%，燒失量為44%，隨雜質(zhì)含量增加CaO含量減少。 含水量：一般不大于1.0%，具體值隨氣候而異。含 黏土雜質(zhì)越多，水分越高。 （2）泥灰?guī)r：是碳酸鈣和 黏土物質(zhì)同時(shí)沉積所形成的均勻混合的沉積巖，屬石灰?guī)r向黏土過渡的中間類型巖石。是一種極好的水泥原料。 分類：高鈣泥灰?guī)r：CaO45% 低鈣泥灰?guī)r：CaO45% 有些地點(diǎn)產(chǎn)的泥灰?guī)r成分接近制造水泥的原料，可直接燒制水泥，稱天然水泥巖。 要緊礦物：方解石 （3）白堊：是海生生物外殼與貝殼堆積而成的，富含生物遺骸，要緊由隱晶或無定形細(xì)粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰?guī)r。 要緊成

53、分：碳酸鈣，含量80%-90%，甚至高于90%。 性能：易于粉磨和煅燒，是立窯水泥廠的優(yōu)質(zhì)石灰質(zhì)原料。 (4)貝殼和珊瑚類: 要緊有貝殼、蠣殼和珊瑚石。 要緊成分：含碳酸鈣90左右。表面附有泥砂和鹽類(如MgCl2、NaCl、KCl)等對(duì)水泥生產(chǎn)有害的物質(zhì)，因此使用時(shí)需用水沖洗潔凈。 目前沿海小水泥廠有的采納這種原料。 石灰質(zhì)原料的選擇 （1）石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求 石灰質(zhì)原料使用最廣泛的是石灰石，其要緊成分是CaCO3，純石灰石的CaO最高含量為56%，其品位由CaO含量確定。有害成分為MgO、R2O、（Na2O、K2O）和游離SiO2。一般要求如下： 石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求 成分CaOMgOf

54、-SiO2(燧石或石英)SO3K2O+Na2O含量（%）483410.6 （2）石灰質(zhì)原料的選擇 、搭配使用； 、限制MgO含量；（白云石是MgO的要緊來源，含有白云石的石灰石在新敲開的斷面上能夠看到粉粒狀的閃光） 、限制燧石含量；（燧石含量高的石灰?guī)r，表面常有褐色的凸出或呈結(jié)核狀的夾雜物。） 、新型干法水泥生產(chǎn)，還應(yīng)限制K2O、Na2O、SO3、Cl-等微量組分。 白云石、石灰石的判定方法： 用10%鹽酸滴在白云石上有少量的氣泡產(chǎn)生，滴在石灰石上則劇烈地產(chǎn)生氣泡。 （3）常見石灰質(zhì)原料的化學(xué)成分 石灰質(zhì)原料在水泥生產(chǎn)中的作用要緊是提供CaO，其次還提供SiO2、Al203、Fe2O3,并同時(shí)

55、帶入少許雜質(zhì)MgO、S03、R2O等 中國部分水泥廠所用石灰石、泥灰?guī)r、白堊等的化學(xué)成分詳見下表： 廠名 名稱燒失量 Si02 A1203 Fe203 CaO MgOK20+Na20 S03 C1- 產(chǎn)地冀東水泥廠寧國水泥廠江西水泥廠新疆水泥廠雙陽水泥廠華新水泥廠貴州水泥廠北京水泥廠石灰石石灰石石灰石石灰石石灰石石灰石泥灰?guī)r泥灰?guī)r38.4941.3041.5942.2342.4839.8340.2436.598.043.992.503.013.035.824.8610.952.071.030.92O280.321.772.082.640.910.470.59O200.16O820.801.76

56、 48.04 51.91 53.17 52.98 54.20 49.74 50.69 45.00 O82 1.17 O47 0.50 0.36 1.16 O91 1.20 0.80 0.13 0.11 O097 0.06 O23 1.45 0.27O02 0.13O02 0.020.00570.0030.00380.006O001 王官營 海螺山 大河山艾維爾溝羊圈頂子 黃金山 貴陽 八家溝偃師白堊浩良河大理巖36.3742.2012.222.703.260.531.400.2745.8451.230.812.44 O14O100.004 浩良河 (4)石灰質(zhì)原料的性能測(cè)試方法石灰質(zhì)原料中各種

57、元素(或氧化物)的含量：可用化學(xué)分析方法定量確定。石灰質(zhì)原料的分解溫度：可用差熱分析方法確定其中碳酸鹽的分解溫度。 石灰質(zhì)原料的要緊礦物組成：可用x射線衍射方法進(jìn)行物相定性分析。石灰質(zhì)原料的微觀結(jié)構(gòu)：可采納透射電子顯微鏡來研究方解石的晶粒形態(tài)、晶粒大小以及晶體中雜質(zhì)組分的存在形式；用電子探針可測(cè)試研究雜質(zhì)組分的形態(tài)、含量、顆粒大小、分布均勻程度等。3.1.2黏土質(zhì)原料 黏土質(zhì)原料系指含水鋁硅酸鹽物原料的總稱。 要緊化學(xué)成分是二氧化硅，其次是三氧化二鋁、三氧化鐵。 黏土質(zhì)原料的種類與特性 水泥工業(yè)采納的天然黏土質(zhì)原料有黏土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等，使用最多的是黏土和黃土。近年來多用頁巖

58、、粉砂巖等 （1）黏土 黏土是多種微細(xì)的呈疏松或膠狀密實(shí)的含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，它是由富含長石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)漫長地質(zhì)年代風(fēng)化而成。包括華北、西北地區(qū)的紅土，東北地區(qū)的黑土與棕壤，南方地區(qū)的紅壤與黃壤等。 依照黏土中主導(dǎo)礦物不同，將其分為高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等。 （2）黃土 黃土是沒有層理的黏土與微粒礦物的天然混合物。成因以風(fēng)積為主，也有成因于沖積、坡積、洪積和淤積的。顏色以黃褐色為主。 (3）頁巖 頁巖是黏土經(jīng)長期膠結(jié)而成的黏土巖。一般形成與海相或陸相沉積，或海相與陸相交互沉積?；瘜W(xué)成分類似于黏土，可作為黏土使用，但其硅率較低，通常配料時(shí)需摻加硅質(zhì)校正原料。頁巖顏色不定，一

59、般灰黃、灰綠、黑色及紫色等，結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)實(shí)，層理發(fā)育，通常呈頁狀或薄片狀。 （4）粉砂巖 粉砂巖是由直徑為0.010.1mm的粉砂經(jīng)長期膠結(jié)變硬后碎屑沉積巖。要緊礦物是石英、長石、 黏土等，膠結(jié)物質(zhì)有黏土質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)及碳酸鹽質(zhì)。顏色呈淡黃、淡紅、淡棕色、紫紅色等，質(zhì)地一般疏松，但也有較堅(jiān)硬的。 粉頁巖的硅率較高，一般大于3.0，可作為硅鋁質(zhì)原料。 （5）河泥、湖泥類 江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挾帶的泥沙規(guī)律地分級(jí)沉降的產(chǎn)物。其成分決定于河岸倒塌物和流域內(nèi)地表流失土的成分。建筑在靠江、湖的濕法水泥廠，可利用挖泥船在固定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行采掘，做 黏土質(zhì)原料使用。 （6）千枚巖 由頁巖、粉砂巖

60、或中酸性凝灰?guī)r經(jīng)低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖稱千枚巖。巖石中的細(xì)小片狀礦物定向排列，斷面上可見許多大致平行，極薄的片理，片理面呈絲絹光澤。巖石常呈淺紅、深紅、灰及黑等色。 黏土質(zhì)原料的品質(zhì)要求及選擇 (1)品質(zhì)要求 黏土質(zhì)原料的質(zhì)量要求 品 位npMgO(%)R2O(%)SO3(%)塑性指數(shù)一級(jí)品2.73.51.53.53.04.02.012二級(jí)品2.02.7或3.54.0不限3.04.02.012 (2)、選擇 黏土質(zhì)原料時(shí)應(yīng)注意的問題 n、p值要適當(dāng)。 盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應(yīng)小于5%。 旋窯生產(chǎn)時(shí)對(duì)可塑性不做要求。3.2.1校正原料 當(dāng)石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配合所得生料成分不能符合