【正文】 n 。 n 硅酸鹽水泥熟料由于含有氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉、硫酐、氧化鐵、氧化磷等次要氧化物，因此其最低共熔溫度約為1250～1280℃左右。n 由于固相反應時離子的擴散和遷移需要時間，所以必須要有一定的時間才能使固相反應進行完全。n 由于固體原子、分子或離子之間具有很大的作用力，因而固相反應的反應活性較低，反應速度較慢。7Al2O3+ 9CaO→ 7 (3CaOFe2O3 (CF)n 2CaO+SiO2 → 2CaO質(zhì)地松軟的白堊和內(nèi)含其他組分較多的泥灰?guī)r，則分解所需的活化能較低，分解反應容易。（2）不同形式窯內(nèi)生料的狀態(tài)和碳酸鈣分解控制機制n 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生料呈堆積狀態(tài)，生料傳熱速度很慢。 二、碳酸鹽的分解（一）分解反應 n MgCO3 === MgO+CO2↑ （590℃，Q=1047～1214kJ/kg） n CaCO3 === CaO+CO2↑ （890℃，Q=1645kJ/kg） （二）特點n （1）可逆反應，并伴有CO2氣體產(chǎn)生。2SiO2 100，得： Ga=（3）計算目標熟料化學成分n 設：S=，將目標率值KH0=、SM0=、IM0=，得到目標熟料的化學成分應當為： n Fe2O3 = n Al2O3 = n SiO2 = n CaO = n 即，每100公斤熟料中分別含有CaO、SiOAl2O（4）列表遞減計算（5）根據(jù)遞減結(jié)果計算白生料配合比n 由上述遞減量的代數(shù)和可得到石灰石、粘土和鐵粉的配合比為122：：； n 換算后可以得到白生料百分配合比為石灰石：粘土：鐵粉=：：； n 假設原料天然水分分別為石灰石1%，粘土10%，鐵粉12%，則天然含水原料百分配合比為：石灰石： 粘土：鐵粉=：： （6）熟料的化學成分驗算（7）校驗率值n KH=（） /n SM=（+）= n IM=n 與目標率值相比，符合偏差小于KH177。按干原料的配合比換算為含水分原料配合比即可。 據(jù)此，設定干燥原料配合比為：石灰石81%、粘土15%、鐵粉4%，以此計算生料的化學成分，生料的化學成分見表39。n （2）從熟料化學成分中依次遞減假定配合比的原料成分，試湊至符合要求為止（又稱遞減試湊法）。以灼燒狀態(tài)質(zhì)量表示的計算單位，稱為灼燒基準。生料易燒性的具體含義實際生產(chǎn)和科研活動中易燒性的具體含義有2個，即： n （1）特定原料種類，不同配合比情況時，即不同配料方案下的熟料燒成難易程度； n （2）特定配合比條件下，不同種類原料條件下熟料燒成的難易程度。 三個率值配合適當，不能過分強調(diào)某一率值n 生產(chǎn)專用水泥或特性水泥216。 熟料組成設計216。調(diào)凝劑的技術要求n 附著水 產(chǎn)品的附著水含量不得超過4%（質(zhì)量分數(shù)）；n 塊度尺寸 產(chǎn)品的塊度不大于400mm。該產(chǎn)品以二水硫酸鈣（CaSO4四、硅質(zhì)校正原料與鋁質(zhì)校正原料1. 硅質(zhì)校正原料n 種類：河砂、砂巖、粉砂巖等；n SiO2過高意味著石英較多，難磨、難燒； n 砂巖的主要礦物為：石英、長石； n 河砂因顆粒較粗用得很少。n SM：~，偏低，需用硅質(zhì)校正原料。 黃土與粘土黃土與粘土都是由花崗巖、玄武巖等經(jīng)風化分解后再經(jīng)搬運或沉積而成。熟料化學成分氧化物SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3fCaO∑%（質(zhì)量）n 解：KH =(CaO – fCaO )/ =()/ () =所以：C3S=(3KH2)SiO2=(3)%=% C2S=(1KH)SiO2=()%=% C3A=()=(%%)=% C4AF==%=%例2：n ，試求硅酸三鈣占硅酸鹽礦物的百分比。 X射線法：n 根據(jù)各礦物的特征峰的強度確定各自的百分含量，但是水泥熟料礦物的特征峰之間相互重疊比較嚴重，給分析帶來困難和誤差。n （2）實際熟料中酸性氧化物和堿性氧化物并不是完全按配合比化合的，往往存在fC、fS、fA等。n C4AF和CaSO4只要利用Fe2O3和SO3與相應礦物之間的質(zhì)量關系便可得到上述計算式。KH–2）180。（五）硅率與熟料礦物組成之間的關系n 假定熟料礦物中只有C3S、C2S、C3A、C4AF，利用簡單的質(zhì)量守恒關系，可以推得硅率與熟料礦物組成之間存在以下關系：n SM=(C3S+)/(+) n 硅率間接地反映了熟料中硅酸鹽礦物與熔劑性礦物之比。高溫下液相的粘度大，不利于質(zhì)點在液相中的移動，從而對熟料的燒成并不十分有利。 Cs– 180。n 所以，理論上硅酸鹽水泥熟料的石灰飽和系數(shù)KH值應當控制在2/3～。 MCaO/MSiO2=3180。五、正常熟料具有什么樣的顯微特征如果生料成分控制適當，且粉磨至規(guī)定細度時，經(jīng)過正常煅燒并在合理制度下冷卻的硅酸鹽水泥熟料，其特征為礦物發(fā)育完善，阿利特和貝利特晶體輪廓清晰，分布均勻，彼此之間被約占總量20％~30％的中間相所隔開?？炖鋾r晶體尺寸較小，慢冷時晶體尺寸較大。n 水泥廠通常在生產(chǎn)過程中需要控制熟料中fCaO的含量，一方面了解水泥熟料的燒成情況，另一方面控制水泥的質(zhì)量。上述三種情況下對應的游離氧化鈣或氧化鎂雖然都是游離狀態(tài)的，但是結(jié)晶體的狀態(tài)、尺寸不同，引起的對安定性的影響情況也完全不同。 n 冷卻速度越快，玻璃體的形成量就越大。 n 密度：C4AF水硬特性：n C4AF的水化速度早期介于C3A與C3S之間，早期強度發(fā)展類似于C3A，發(fā)揮比較快，而后期強度又類似于C2S，能持續(xù)增長。n C3A中固溶不同的Na2O時，可以形成立方、斜方、四方、假四方和單斜五種不同晶型。 n 貝利特硬化體同時由于水化產(chǎn)物堿性低，抗碳化性較差。 n 另外，與C3S類似，純的C2S呈白色，固溶外來離子后呈現(xiàn)各種顏色。 n 固溶雜質(zhì)離子種類和數(shù)量的不同往往導致C2S晶型的不同。 n 研究資料認為，阿利特晶體尺寸以15mm左右，L/B≥2～3（長寬比），水硬活性比較好。 n 反光顯微鏡下：阿利特呈清晰的輪廓（六角形或棱柱形）nn 阿利特在不同部位固溶不同氧化物時，斷面上會呈現(xiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu)。n 固溶有外來雜質(zhì)的C3S與純的C3S在微觀結(jié)構(gòu)和水硬性能上均有較大差別，因此，將固溶有外來雜質(zhì)離子的C3S稱作阿利特（Alite），簡稱A礦。 n 正常的硅酸鹽水泥熟料應當具有如下巖相結(jié)構(gòu)特征： n 邊緣清晰并帶有尖角的顆粒即為C3S礦物； n 帶有雙晶紋的圓形顆粒則為C2S礦物； n 夾雜于C3S和C2S之間的外形不固定的細小顆粒即為C3A和C4AF， n 其中反光顯微鏡下呈亮色的為C4AF俗稱白色中間相， n 顏色比較灰暗的為C3A俗稱黑色中間相。n 水泥混凝土（1824年，波特蘭水泥發(fā)明后）n 鋼筋混凝土n 收縮補償混凝土、自應力混凝土n 無機材料、有機材料復合制備混凝土n 纖維增強混凝土n 輕質(zhì)混凝土n 高性能混凝土n 工業(yè)廢渣制備混凝土n 預拌混凝土、混凝土商品化n 混凝土外加劑的應用第二章 硅酸鹽水泥熟料的組成n 定義：凡以適當成分的生料燒至部分熔融，冷卻后所得的以硅酸鈣為主要成分的燒結(jié)物，即為硅酸鹽水泥熟料，簡稱熟料。這期間，先后新建、擴建了30多個重點大中型的濕法回轉(zhuǎn)窯和半干法立波爾窯生產(chǎn)企業(yè)，同期，也建設了一批立窯水泥企業(yè)。三、水泥工業(yè)的整個發(fā)展過程可用下列框圖表示四、中國水泥工業(yè)的發(fā)展 發(fā)展概述 n （1）早期發(fā)展階段（1889~1937年）：1889年中國第一個水泥廠建于河北唐山，名為啟新洋灰公司（今啟新水泥廠前身）。 n 1910年：立窯實現(xiàn)了機械化連續(xù)生產(chǎn)，發(fā)明了機立窯。以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥以主要組分的名稱冠以活化材料的名稱進行命名，也可再冠以特性名稱，如石灰火山灰水泥。 （3）水泥是粉狀材料。20世紀初，逐漸發(fā)展出各種不同用途的硅酸鹽水泥，如快硬水泥、抗硫酸鹽水泥、低熱水泥以及油井水泥等。前者就是上述定義的物質(zhì)，而后者則主要強調(diào)材料的膠結(jié)性能，并且它們的用途并不完全一樣。2. 要點說明（1）從流動狀（非固體狀）轉(zhuǎn)變成固體的過程必須受到外界的作用，這種作用可以是物理的、也可以是化學的還可以是其他的，如電學的、光學的等。 （3）除了本身具有機械強度外，在硬化過程中還必須能膠結(jié)其他材料。18世紀后半期，先后出現(xiàn)了水硬性石灰和羅馬水泥，可以看成是近代硅酸鹽水泥制造的雛型。水泥在硬化過程中不但自身能硬化，而且能膠結(jié)其他物質(zhì)，如砂子、碎石、鋼筋、各種纖維。通用水泥：以水泥的主要水硬性礦物冠以混合材料名稱或其他適當名稱命名，如火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。 n 1877年：水泥的回轉(zhuǎn)窯燒制技術獲得專利。n 70年代中后期：帶懸浮預熱器的窯外分解窯在全世界范圍內(nèi)推廣應用。這些水泥廠大多數(shù)是由外國人主持設計和建設，生產(chǎn)設備主要來自國外，沒有規(guī)范的水泥工業(yè)建設機制，又因連年戰(zhàn)亂，許多水泥廠不能持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)。4）市場競爭、企業(yè)兼并、外資滲入促使新型干法水泥迅猛發(fā)展； n 國內(nèi)企業(yè)利用新型干法技術進行企業(yè)間的兼并，涌現(xiàn)了一批大型水泥集團公司，如海螺、天山、冀東、山水等； n 外資的滲入，使先進的新型干法在國內(nèi)高速發(fā)展，起到了示范效應，如拉法基、菲律賓康達集團、日本小野田、韓國大宇、中國臺灣的臺泥等； n 民間資本的參與，使新型干法在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)快速發(fā)展，并逐步向內(nèi)地進軍，特別是浙江的民間資本最有眼光、行動最快。Al2O3最終得到的室溫下的C3S應當是TI型。Np=177。 n 28天強度可達一年強度的7080%，為四種主要礦物中28d強度最高的礦物。 n 水泥生產(chǎn)中熟料冷卻采取急冷，目的之一就是為了避免b型向g型轉(zhuǎn)變的發(fā)生。貝利特的巖相特征：n 單斜晶系，外形呈棱柱狀或板狀（自形），熟料中的貝利特一般呈圓粒狀（它形）。 n 有報導指出，用CaCl2作熔劑燒制的貝利特也比普通的硅酸鹽水泥熟料中的貝利特活性高，水化速度大2倍，強度高1倍。鋁酸鈣（C3A ）n 與硅酸鹽水泥有關的鋁酸鈣主要有C3A、C12A7兩種。 n 一般認為，C4AF組成變化在C8A3F～C2F之間，也有人認為它變化在C6A2F～C6AF2之間。玻璃體及含堿化合物n 在硅酸鹽水泥熟料煅燒過程中熔融液相只有在足夠慢的冷卻速度下才能全部結(jié)晶析出。如，配料不當，生料成分不均或生料細度不夠，原料中有粗粒方解石和燧石等，煅燒制度不當（溫度偏低、燒成帶物料停留時間不足等），冷卻速度慢等。而水泥的硬化時間一般不超過24小時?！＞w尺寸小危害性小，晶體尺寸大危害性大。 n 所以，石灰飽和系數(shù)是一個具有明確物理意義的參數(shù)。 n 于是，定義石灰飽和系數(shù)0＜KH＜1，便可得實際氧化鈣的量應為： CaO=++n 變換后可得石灰飽和系數(shù)的計算公式如下： KH=()/（IM≥）（三）石灰飽和系數(shù)KH與熟料礦物組成之間的關系n 當KH=，熟料礦物組成為：C3S、C3A、C4AF，沒有C2S。在上述條件下，就可以得到C3S、C2S與Cs和Sc之間的關系如下：n C1=2Mc180。 n 特殊品種硅酸鹽水泥，鋁率的取值會超出上述范圍。所以，在一定范圍內(nèi)， SM低，體系液相多，熟料易于燒成。 n （3）水泥廠日常生產(chǎn)中需要知道熟料礦物組成。Fe2O3） n C4AF=180。Fe2O3）n C4AF=180。即可得到不同礦物所占百分比。IM+] n Al2O3=IM180。 n 有害雜質(zhì) （1）% （2）含堿量：＜% （3）三氧化硫含量小于1%（4）fSiO2含量小于6%（石英質(zhì)）%（燧石質(zhì)）；（5）%。頁巖n 頁巖是粘土受地殼壓力膠結(jié)而成的粘土巖，層理明顯，顏色不定。（二）硅鋁質(zhì)原料的質(zhì)量要求GB 502951999 《水泥工廠設計規(guī)范》n 硅酸率（SM）：3~4；n 鋁氧率（IM）：1~3；n 氧化鎂（MgO）含量小于1%~3%；n K2O+Na2O含量小于4%；n 三氧化硫含量小于2%；n %。n 灰分的波動會導致熟料化學成分及質(zhì)量的波動。該產(chǎn)品以無水硫酸鈣（CaSO4）與二水硫酸鈣（CaSO4第二節(jié) 配料n 根據(jù)水泥品種，原料的物理、化學性能及具體的生產(chǎn)條件，確定所用原料的配合比，稱為生料（Raw Meal）的配合，簡稱配料。%； n （6）生料易燒性：原料的化學反應活性水泥品種和強度等級n 生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥216。 易燒性表示方法： n （1）給定溫度下煅燒一定時間后熟料中殘留的游離氧化鈣含量； n （2）%所需的保溫時間。以干燥狀態(tài)質(zhì)量表示的計算單位，稱為干燥基準。 n 煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)： 煤的應用基低位熱值（Qy），揮發(fā)分（Vy），固定碳（Cy），灰分（Ay），水分（Wy）。解：1. 確定熟料組成 根據(jù)題意，已知熟料率值為： KH= SM= IM=n 2. 計算煤灰摻入量