【正文】 ，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中的堿含量應(yīng)不大于 %或由買賣雙方協(xié)商確定。） 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥： ≤ % （ 4）氧化鎂 危害：氧化鎂經(jīng)高溫煅燒再冷卻后，轉(zhuǎn)變成方鎂石晶體，其水化 (與水生成 Mg(OH)2)速率慢 (幾個(gè)月，甚至幾年，此時(shí)水泥石早已凝結(jié)硬化 )。 由于混合料便宜，因此，不合格產(chǎn)品大多混合料過(guò)多，造成燒失量超標(biāo)，從而影響水泥的結(jié)構(gòu)質(zhì)密性，輕微表現(xiàn)就是水泥地墻表面起粉。Ⅱ硅酸鹽水泥：≤ % 普通硅酸鹽水泥：不要求 不溶物來(lái)源：①．生料。 窯灰 ： 從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的粉塵。其中硅酸鈣礦物不小于 66%，氧化鈣和氧化硅質(zhì)量比不小于 。如 GB1751999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》，其中 “GB”為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)， “175”為標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)， “1999”為標(biāo)準(zhǔn)頒布年代號(hào)， “硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥 ”為該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù) (產(chǎn)品 )名稱，上述標(biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，任何技術(shù) (產(chǎn)品 )不得低于此標(biāo)準(zhǔn)。 ? 特性水泥：某種性能比較突出的水泥。如石灰。 2．濕法：將原料加水磨制成含水分 3040%的料漿，在濕法回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒制成水泥熟料。 水泥磨制：將熟料添加適量石膏，有時(shí)還加適量混合材料或外加劑共同磨細(xì)成水泥，稱水泥粉磨。即原料 (石灰石、粘土和少量鐵質(zhì)校正原料 )經(jīng)破碎后按一定比例配合、磨細(xì)，并調(diào)配成質(zhì)量均勻的生料稱為生料粉磨或生料制備。 半干法：將生 料粉加入適量水分制成生料球 (12%16%)，而后喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法，稱為半干法，亦可歸入干法。 3．無(wú)機(jī)膠凝材料按硬化條件分：水硬性、非水硬性 (氣硬性 )。即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。 水泥生產(chǎn)必須有一定的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)為提高水泥質(zhì)量，降低成本，加快與國(guó)際慣例的接軌，制定了一系列水泥標(biāo)準(zhǔn)，并在實(shí)踐中不斷發(fā)展。代號(hào)為 “QB/”，其后分別注明企業(yè)代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)順序號(hào)、制定年代號(hào)。 火山灰性：一種材料磨成細(xì)粉，單獨(dú)不具有水硬性，但在常溫下與石灰一起和水后能形成具有水硬性的化合物的性能。 化學(xué)指標(biāo) （ 1）不溶物：不溶物是指經(jīng)鹽酸處理后的殘?jiān)僖詺溲趸c溶液處理，經(jīng)鹽酸中和過(guò)濾后所得的殘?jiān)?jīng)高溫灼燒所剩物質(zhì)。熟料煅燒好，石膏中雜質(zhì)少、火山灰質(zhì)混合材料少，不溶物測(cè)定值就低。此外，水泥中摻入窯灰、采用石膏礦化劑、使用高硫燃煤等都會(huì)把 SO3帶入熟料。 氯離子在混凝土液相中形成鹽酸，與氫氧化鈣作用生成氯化鈣，氯化鈣具有高吸濕性，在其濃度及濕度較高時(shí)，能劇烈地破壞鋼筋的鈍化膜，使鋼筋發(fā)生潰燦性銹蝕。 為使水泥混凝土和砂漿有充分的時(shí)間進(jìn)行攪拌、運(yùn)輸、撓搗和砌筑，水泥初凝時(shí)間不能過(guò)短。 水泥和水后在硬化過(guò)程中，一般都會(huì)發(fā)生體積變化，如果是在水化過(guò)程中發(fā)生的均勻體積變化，或伴隨著水泥廠凝結(jié)硬化過(guò)程中進(jìn)行，則對(duì)建筑無(wú)不良影響。③．熟料中游離氧化鈣過(guò)多。用標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量拌制的水泥凈漿填滿雷氏夾的圓柱環(huán)中，經(jīng)養(yǎng)護(hù)及沸煮一定時(shí)間后，檢查雷氏夾兩根指針針尖距離的變化，以判斷水泥體積安定性是否合格。 水泥顆粒過(guò)粗既不利于水泥活性的發(fā)揮，又影響了其保水成漿的性能。 粒度分布：不同尺寸的顆粒在粉狀物料中分 布的質(zhì)量百分比。 在水泥熟料中，四種主要氧化物不是以單獨(dú)的氧化物存在，它們經(jīng)高溫煅燒后，以兩種或兩種以上的氧化物反應(yīng)生成多種礦物，其結(jié)晶體細(xì)小，通常為 3060um。Fe2O3簡(jiǎn)寫 C4AF 熔劑礦物， 22% 在煅燒過(guò)程中，后兩種礦物與氧化鎂、堿等，在 12501280℃開(kāi)始逐漸熔融成液相，以促進(jìn)硅酸三鈣的順利形成，故稱為熔劑礦物。 一、硅酸三鈣 8．水硬特性： ①．水化較快，水化反應(yīng)主要在 28d 內(nèi)進(jìn)行，約經(jīng)一年后水化過(guò)程基本完成。 二、硅酸二鈣 1．形成：形成溫度低，熱耗低。生料成分不均勻，生料中鐵含量過(guò)高， n值過(guò)低，配煤量過(guò)高，通風(fēng)不良，還原氣氛嚴(yán)重時(shí)， Fe2O3 被還原成 FeO,FeO 還會(huì)與被還原的硫生成 FeS， FeO 可取代 C2S 中的 CaO 生成鈣橄欖石。 （ 2）加強(qiáng)煅燒操作，控制用煤量，防止窯內(nèi)結(jié)大塊或底火過(guò)深，保持窯內(nèi)正常通風(fēng)，加快熟料的冷卻速度，以避免發(fā)生粉化現(xiàn)象。對(duì)大體積工程或處于侵蝕性大的工程用水泥，適當(dāng)提高貝利特含量，降低阿利特含量是有利的。因而，大體積工程，抗硫酸鹽工程應(yīng)控制。 2．玻璃體主要成分： Al2O Fe2O CaO，也有少量 MgO 和 R2O 等。 ③．液相的粘度隨 C3A/C4AF 而增減。 ④． C4AF 的強(qiáng)度能不斷增長(zhǎng)。也即沒(méi)有與酸性氧化物化合而以游離狀態(tài)存在的 CaO。 影響：與水作用生成 CH 時(shí)，體積膨脹 %，在已感化的水泥石內(nèi)部造成局部膨脹應(yīng)力。 立窯中 fCaO 一般高于回轉(zhuǎn)窯，原因是立窯熟料中有部分是欠燒的 fCaO。 綜上： ①．從硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)組成看，其氧化鈣的低限大約為 60%。 水泥熟料是一種多礦物的集合體，各礦物的含量決定了水泥的性能和煅燒的難易程度，且生產(chǎn)不同品種水泥要求各礦物含量不同，而這些礦物是由四種主要氧化物化合而成，因此要控制熟料中各礦物含量，就必須控制各氧化的含量，還應(yīng)控制各氧化之間的比例即率值。 對(duì)熟料煅燒及水泥性能的影響： 熟料中硅酸率過(guò)高，表示硅酸鹽礦物多，熔劑礦物少，對(duì)熟料強(qiáng)度有利，但煅燒時(shí)液相量不多熟料煅燒困難；當(dāng)氧化鈣含量低而氧化硅含量較高，即硅酸二鈣含量多時(shí)，熟料易粉化； 隨著 SM 降低，液相量增加，對(duì)熟料的易燒性和操作有利； 硅酸率過(guò)低則硅酸鹽礦物少，影響水泥強(qiáng)度，易出現(xiàn)結(jié)大塊 、結(jié)圈等現(xiàn)象，妨害窯的操作。為方便計(jì)算，將 C4AF粘土改寫成 “C3A”和 “CF”，令 “C3A”與 C3A 相加，并到一起計(jì)算，則每 1%酸性氧化物形成相應(yīng)堿性最高礦物需CaO 最為： 1% SiO2 → C3S 需 CaO = ＝ 1% Al2O3 → C3A 需 CaO = ＝ 1% Fe2O3 → CF 需 CaO = ＝ 則 Cmax = + + 第二節(jié) 熟料的率值 3．石灰飽和系數(shù) KH 則 Cmax = + + SiO2完全形成 C3S需 CaO量為 。 當(dāng) KH 過(guò)低時(shí)，熟料中 C3S 過(guò)少，熟料質(zhì)量必然也會(huì)很差。 在實(shí)際生產(chǎn)中， KH 值過(guò)高時(shí)，一般都會(huì)使 fCaO 劇增，從而導(dǎo)致熟料安定性不良，并且當(dāng)煅燒操作跟不上時(shí)，反而使熟料燒成率大幅度下降，生燒料多。熟料的煅燒溫度不必太高，但硅酸鹽礦物中的 C2S 含量將相對(duì)增高，從而易造成熟料粉化，熟料強(qiáng)度低； c） KH 值低， n 值也偏低。制備合適的生料，并適應(yīng)煅燒設(shè)備的性能，對(duì)原料就有一定的要求。 ①．天然的：石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。如果粘土中含有過(guò)多的石英砂，不但使生料不易磨細(xì)，而且會(huì)給 熟料煅燒帶來(lái)困難，因?yàn)?α 石英不易與氧化鈣化合。 一些鐵質(zhì)校正原料還會(huì)含有某些有益于熟料煅燒或不利于煅燒的微量成分，在使用中需予以注意。 1 無(wú)煙煤：無(wú)煙煤是一種碳化程度最高，干燥無(wú)灰基揮發(fā)分含量小于 10%的煤。 3 褐煤：褐煤是一種碳化程度較淺的煤，有時(shí)可清楚地看出原來(lái)的木質(zhì)痕跡。 氫含量越多，燃料的揮發(fā)分越高，越容易著火燃燒，燃燒的火焰也越長(zhǎng)。 ? ⑤灰分：燃料燃燒后剩下的不可燃燒的雜質(zhì)稱為灰分。 ⑥水分（ M）：燃料中的水分是指自然水分（不包括化合結(jié)晶水）。 揮發(fā)分對(duì)煤粉的燃盡也有直接影響，一般揮發(fā)分較高的煤形 成的焦炭疏松多孔，它的化學(xué)反應(yīng)也較強(qiáng)。 第二節(jié) 水泥生料的易燒性 1．定義 易燒性：在固、液、氣相環(huán)境下，通過(guò)的物理化學(xué)變化，形成熟料的難易程度。 ②．原料的性質(zhì)和顆粒組成：原料中石英和方解石含量多，難燒，易燒 性差；結(jié)晶質(zhì)粗粒多，易燒性差。 ⑧．燃煤的性質(zhì)：燃煤熱值高、煤灰分少、細(xì)度細(xì)，燃燒速度快，燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。燃燒煙氣在向窯尾運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將熱量傳給物料，溫度逐漸降低，最后由窯尾排出。 4．放熱反應(yīng)帶 (過(guò)渡帶 ) 物料： 10001300℃ 氣流： 14001600℃ 主要發(fā)生固相反應(yīng)，放出大量的熱，所以此帶升溫快，較短。 第一節(jié) 生料在 煅燒過(guò)程中的物理與化學(xué)變化 一、干燥和脫水 干燥：物料中自由水的蒸發(fā)。 T↑ ，有利反應(yīng)向正方向進(jìn)行，且分解速率加快 T↑↑ → 廢氣 T↑ 、熱耗↑、預(yù)熱器、分解爐易堵、結(jié)皮； 加強(qiáng)通風(fēng) → PCO2↓ → 有利反應(yīng)向正方向進(jìn)行。 ① 回轉(zhuǎn)窯：生料粉粒徑小，傳質(zhì)過(guò)程快；但物料呈堆積狀態(tài)，傳熱面積小，傳熱系數(shù)不高，故傳熱速率慢。 ②．石灰石的種類和物理性質(zhì)。 若粘土質(zhì)原料的主導(dǎo)礦物是活性活性大的高嶺土，由于其容易和分解產(chǎn)物 CaO 直接進(jìn)行固相反應(yīng)生成低鈣礦物，可加速 CaCO3 的分解反應(yīng)。 但是，當(dāng)生料磨細(xì)到一定程度后，如繼續(xù)再細(xì)磨，則對(duì)固相反應(yīng)的速率增加不明顯，而磨機(jī)產(chǎn)量卻大大降低，粉磨電耗劇增。 四、液相和熟料的燒結(jié) 當(dāng)物料溫度升高到 12501280℃時(shí)，即達(dá)到其最低共熔溫度，開(kāi)始出現(xiàn)以氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣為主的液相，液相的組分中還有氧化鎂和堿等。分為三個(gè)階段： a) 1300℃時(shí)， Ca2+與 SiO44離子形成阿利特晶核； b) 13001450℃：晶核形成與晶體長(zhǎng)大同時(shí)進(jìn)行。 生料中的液相量隨溫度升高而緩慢增加，其燒結(jié)范圍就較寬；如生料中液相量隨溫度升高而增加很快，則其燒結(jié)范圍就較窄。 (T↑ → 離子動(dòng)能↑ → 相互間作用力↓ ) ②．液相組成。 6．反應(yīng)物存在的 狀態(tài) 五、熟料的冷卻 冷卻的目的在于，回收熟料帶走的余熱，預(yù)熱入窯二次空氣，提高窯的熱效率；迅速冷卻熟料以改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料溫度，便于熟料的運(yùn)輸、貯存與粉磨。 ④．急冷使熟料中 C3A 結(jié)晶體減少。 3．意義：增加產(chǎn)量 510%，節(jié)約綜合能耗 1015%，是提高產(chǎn)、質(zhì)量，降能耗的有效措施。粘土和石灰石中的長(zhǎng)石、云母等雜質(zhì)是含堿的鋁酸鹽。 我認(rèn)為機(jī)械方面不會(huì)涉及，在熱工設(shè)備中考察 三、回轉(zhuǎn)窯的功能 回轉(zhuǎn)窯作為水泥熟料礦物最終形成的煅燒設(shè)備，一直單獨(dú)承擔(dān)著水泥生產(chǎn)過(guò)程中的熟料煅燒任務(wù)。 2．微量堿的作用 微量的堿能降低共熔溫度，降低熟料燒成溫度，增加液相量，起助熔作用， 對(duì)熟料性能并不造成多少危害。 最常用的復(fù)合礦化劑為氟化鈣和石膏復(fù)合礦化劑。 2．改善熟料的易磨性 ①．快冷熟料玻璃體含量高，同時(shí)造成熟料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，缺陷多； ②．快冷使熟料礦物晶體保持細(xì)小，易磨。 平衡冷卻 (慢冷 )：冷卻速度非常慢，使固液相反應(yīng)充分進(jìn)行。 a) CaO 離解為 Ca2+離子； b) SiO2 主要離解為 SiO44陰離子團(tuán)。 燒結(jié)范圍還和液相粘度、表面張力及這些性質(zhì)隨溫度而變化的情況有關(guān)。 1．最低共熔溫度 最低共熔溫度：物料在加熱過(guò)程中，兩種或兩種以上組分開(kāi)始出現(xiàn)液相時(shí)的溫度。 ①．熟料燒結(jié)：在高溫液相表面張力作用下，物料由疏松狀態(tài)逐漸聚結(jié)成色澤灰黑、結(jié)構(gòu)致密、粒度均齊的熟料的過(guò)程，稱為熟料燒結(jié)或結(jié)粒的過(guò)程。 生料的均勻性好，即生料內(nèi)各組分混合均勻，這就可以增加各組分之間的接觸，所以能加速固相反應(yīng)。 固相反應(yīng)：是指固態(tài)物質(zhì)間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，有時(shí)也有氣相或液相參與，而作用物和產(chǎn)物中都有固相。 ③．生料細(xì)度和顆粒級(jí)配。 ②．立窯和立波爾窯：生料需成球，由于球徑較大，故傳熱速率慢，傳質(zhì)阻力很大，所以 CaCO3 分解速率取決于傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。約占預(yù)分解窯的1/2，濕法 1/3 ③．燒失量大：純 CaCO3 為 44%，一般在 40%左右，與石灰質(zhì)原料的品質(zhì)有關(guān)。 粘土中的化合水： ①．晶體配位水：以 OH形式存在， 400600℃以上才能脫去； ②．層間吸附水：以 H2O 形式存在， 100℃ 即可脫去。一般情況下，可根據(jù)黑影的位置來(lái)判斷窯內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)情況 及放熱反應(yīng)帶的位置，進(jìn)而判斷窯內(nèi)溫度的高低。 濕法長(zhǎng)窯沿窯長(zhǎng)劃分 如下幾帶： 1．干燥帶：濕物料在窯內(nèi)首先發(fā)生蒸發(fā)自由水的蒸發(fā)過(guò)程，當(dāng)水分接近于 0 時(shí)，溫度可達(dá) 150℃左右。 第三節(jié) 熟料組成的選擇 確定熟料率值的依據(jù) 水泥品種 原料品質(zhì) 必須根據(jù)原料的資源情況、物理性質(zhì)、化學(xué)成分及有害成分的含量，決定是否可以使用或?qū)⒉煌贩N原料進(jìn)行搭配。 ④．生料的均勻性和生料粉磨細(xì)度：生料均勻性好。 實(shí)用易燒性：在 1350℃ 恒溫下，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒生料達(dá) CaO=2%所需的時(shí)間。 煤粉細(xì)度太粗，則燃燒不完全，增加燃料消耗； 同時(shí)，煤粉太粗，則煤灰落在熟料表面，使熟料成分不均勻，因此會(huì)降低熟料的質(zhì)量； 而且燃燒不完全的煤粉落入熟料時(shí)由于氧氣不足，不能繼續(xù)燃燒，形成還原焰，使熟