【正文】 藻石、含SiO2多的河沙、砂巖、粉砂巖n＞； 當(dāng)生料中Al2O3。 常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂巖、粉砂巖等。 當(dāng)生料中SiO2含量不足時(shí)，需摻加硅質(zhì)校正原料。 黏土質(zhì)原料的質(zhì)量要求 品 黏土質(zhì)原料的品質(zhì)要求及選擇 頁巖是黏土經(jīng)長期膠結(jié)而成的黏土巖。成因以風(fēng)積為主，也有成因于沖積、坡積、洪積和淤積的。 （2）黃土 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。近年來多用頁巖、粉砂巖等 主要化學(xué)成分是二氧化硅，其次是三氧化二鋁、三氧化鐵。 黏土質(zhì)原料系指含水鋁硅酸鹽物原料的總稱。石灰質(zhì)原料的微觀結(jié)構(gòu)：可采用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。 O．14 貴陽 大河山艾維爾溝羊圈頂子 O．097 O．20O．28K20+Na20 A1203 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：） Ⅱ、限制MgO含量；（白云石是MgO的主要來源，含有白云石的石灰石在新敲開的斷面上可以看到粉粒狀的閃光） （2）石灰質(zhì)原料的選擇 石灰質(zhì)原料的選擇 (4)貝殼和珊瑚類: 主要有貝殼、蠣殼和珊瑚石。 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。 主要成分：碳酸鈣，含量80%90%，甚至高于90%。 （3）白堊：是海生生物外殼與貝殼堆積而成的，富含生物遺骸，主要由隱晶或無定形細(xì)粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰?guī)r。 主要礦物：為方解石（CaCO3）微粒組成，并常含有白云石（CaCO3（1）石灰石：是由碳酸鈣組成的化學(xué)與生物化學(xué)沉積巖。它可分為天然石灰質(zhì)原料和人工石灰質(zhì)原料兩類。 　石灰質(zhì)原料 生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的主要原料有石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料。利用相關(guān)計(jì)算式可以對(duì)熟料的率值、化學(xué)組成、礦物組成進(jìn)行測(cè)箅和換算。少量的其他氧化物，如MgO、S0NazO、KzO、TiOz、P205等，它們的總量通常占熟料的5％以下。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(普通干法回轉(zhuǎn)窯)生產(chǎn)、立窯生產(chǎn)、新型干法水泥生產(chǎn)。 硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)主要有不溶物、燒失量、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、堿含量及強(qiáng)度指標(biāo)。硅酸鹽水泥熟料是一種由主要含CaO、SiOz、Al20Fe203的原料按適當(dāng)比例配合磨成細(xì)粉(生料)燒至部分熔融，所得以主要礦物為C3S、C2S、C3A、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)。通用水泥有七大品種：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、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。 　　　化學(xué)法 　　其計(jì)算公式如下： C3S＝（3KH－2）SiO2C2S=（1－KH）SiO2當(dāng)IM＞，C3A＝（Al2O3－）C4AF＝ Fe2O3當(dāng)IM＜C3A＝（Fe2O3－ Al2O3）C4AF＝ Al2O3　代數(shù)法當(dāng)IM＞：C3S＝－－－－C2S＝＋＋＋－＝－C3A＝－C4AF＝CaSO4＝當(dāng)IM＜：C3S＝－－－－C2S＝＋＋＋－＝－C4AF＝C2F＝（F－）　　CaSO4＝　　　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SiO2＝n（Al2O3＋Fe2O3）CaO＝∑－（SiO2＋Al2O3＋Fe2O3） 由率值計(jì)算礦物組成 本節(jié)主要概念：化學(xué)法計(jì)算礦物組成～，～。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f－CaO?！?。 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。 硅酸率硅酸率表示水泥熟料中SiO2與Al2OFe2O3之和的比值，也 表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例。 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。 石灰飽和系數(shù)（KH） 多余的氧化鎂結(jié)晶出來呈游離狀態(tài)的方鎂石存在。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)重時(shí)引起安定性不良。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)沒有被吸收的以游離狀態(tài)存在的氧化鈣，稱為游離氧化鈣（f－CaO），又稱游離石灰。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。水化時(shí)放熱多，凝結(jié)很快，干縮變形大，抗硫酸鹽性能差。鋁酸三鈣硅酸鹽水泥熟料中的鋁酸鈣主要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。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。如右圖特性：硅酸三鈣凝結(jié)時(shí)間正常，水化較快，強(qiáng)度發(fā)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70～80%）?！　　∈炝系V物的特性　　硅酸三鈣硅酸三鈣是熟料的主要礦物，其含量通常為50%左右。堿（K2O＋Na2O）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。三氧化二鐵（Fe2O3）與CaO、Al2O3形成C4AF，增加Fe2O3，可降低液相粘度，降低熟料燒成溫度，加速C3S形成，提高水泥抗硫酸鹽性能，但凝結(jié)硬化變慢。 SiO2低，則硅酸鹽礦物少，熔劑礦物增加，會(huì)降低水泥強(qiáng)度，煅懂時(shí)液相量多，易結(jié)大塊。增加CaO含量能增加C3S含量，CaO含量低則C3S低，C2S相應(yīng)增加?！　　∈炝系奈锢硇阅芤?　　水泥熟料的性能在很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。 7～15%　　　熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料中主要由以下四種礦物組成：硅酸三鈣　　3CaO?SiO2，通常簡寫為C3S；硅酸二鈣　　2CaO?SiO2，通常簡寫為C2S；鋁酸三鈣　　3CaO?Al2O3，通常簡寫為C3A；鐵鋁酸四鈣　　4CaO?Al2O3?Fe2O3，通常簡寫為C4AF。 　　　SiO2四種主要氧化物含量的波動(dòng)范圍為：CaO　　　62～67% 　熟料礦物的特性 　熟料的物理性能要求 　　　新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù) 　　新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，就是以懸浮預(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)控制網(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)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護(hù)要求和大型化、自動(dòng)化、科學(xué)管理特征的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法?！　‰S著均化技術(shù)的發(fā)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)。　　濕法生產(chǎn)由于水分蒸發(fā)需要吸收大量氣化潛熱，因而熱耗較高。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)。預(yù)分解窯　　　　　 旋風(fēng)預(yù)熱器窯　　　　　　 半干法回轉(zhuǎn)窯： 　　　　 濕法長窯　　　　　　　濕法回轉(zhuǎn)窯 　　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。 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)主要經(jīng)過原料破碎、原料預(yù)均化、原料配料、生料的粉磨和均化、熟料的煅燒、水泥的粉磨與貯運(yùn)等主要工藝過程。　　廢品與不合格品　　凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、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。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。因此，%。 　　游離MgO比游離CaO更難水化，沸煮法不能檢定，必須采用壓蒸安定性試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。安定性一般采用雷氏夾或試餅法、沸煮法檢驗(yàn)。 　　凝結(jié)時(shí)間 　　水泥凝結(jié)時(shí)間是水泥從加水開始到失去流動(dòng)性，從可塑狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時(shí)間，凝結(jié)時(shí)間分初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。%。 　　%，%。 　　水泥的物理指標(biāo)主要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。采用工業(yè)副產(chǎn)品石膏時(shí)，應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)證明對(duì)水泥性能無害。 　　　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，如粒化高爐礦渣、粉煤灰等。凡由硅酸鹽水泥熟料，0～5%石灰石或?；郀t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）。 　石膏 生產(chǎn)和發(fā)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。 在19世紀(jì)初期(1810—1825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，已經(jīng)開始組織生產(chǎn)。 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)階段。 膠凝材料的發(fā)展簡史 有機(jī)膠凝材料 瀝青、樹脂、橡膠 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。 膠凝材料的定義和分類 膠凝材料的定義和分類 水硬性膠凝材料 本節(jié)主要概念：膠凝材料 本節(jié)主要內(nèi)容： 膠凝材料的發(fā)展簡史 水泥的發(fā)明 膠凝材料是指在物理、化學(xué)作用下，能從漿體變成堅(jiān)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機(jī)膠凝材料。 水硬性膠凝材料 膠凝材料的發(fā)展史極為悠久，可追溯到人類史前時(shí)期。例如，1825—1843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)的發(fā)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。 硅酸鹽水泥生產(chǎn)概述 　　本節(jié)主要概念：硅酸鹽水泥　硅酸鹽水泥熟料　混合材料　不溶物　燒失量　細(xì)度 　初凝時(shí)間　終凝時(shí)間　安定性　強(qiáng)度等級(jí)　廢品與不合格品 　　本節(jié)要內(nèi)容：　硅酸鹽水泥熟料 　　　　　　　　　混合材料 　　水泥熟料是各種硅酸鹽水泥的主要組分材料，其質(zhì)量的好壞直接影響到水泥產(chǎn)品的性能與質(zhì)量優(yōu)劣。適量石膏可以延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間，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。 　　水泥的化學(xué)指標(biāo)主要是控制水泥中有害成分不超過一定限量，若超過了最大允許限量，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影響。其主要成分是結(jié)晶SiO2, 其次是R2O3（指Al2OFe2O3），是水泥中的非活性組分之一。%。 　　硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg，%。 　　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，簡稱安定性。 　　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。%后，強(qiáng)度下降，膨脹率上升，可能造成水泥體積安定性不良。用戶要求提供低堿水泥時(shí)，%或由供需雙方商定。由于水泥強(qiáng)度隨時(shí)間逐漸增大，一般稱3d或7d以前的強(qiáng)度為早期強(qiáng)度，28d及其后的強(qiáng)度為后期強(qiáng)度。 強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa3d28d3d28d508. 08. 0　硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法 　　本節(jié)主要概念：干法生產(chǎn)　濕法生產(chǎn)　半干法生產(chǎn) 　　原料經(jīng)破碎后，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。 　　熟料煅燒設(shè)備有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩大類。帶余熱鍋爐窯　　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)?！　⒃霞铀勰コ缮蠞{后喂入濕法回轉(zhuǎn)窯煅燒成熟料，稱為濕法生產(chǎn)。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?！∈炝系幕瘜W(xué)組成 硅酸鹽水泥熟料主要由CaO、SiOAl2OFe2O3四種氧化物組成，含量占95%以上，此外還有少量其它氧化物。 20～24%Al2O3　　 4～7% Fe2O3　 ～%　　水