水泥工藝學第3章(編輯修改稿)
2025-02-13 22:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 很復雜，它是一個 多 礦物及玻璃體 組成的集合體。主要礦物組成： C3S 、 C2S、 C3A 、 C4AF 水泥質(zhì)量 → 水泥強度 → 熟料礦物組成 28d強度絕對值 ： C3S C4AF C3A C2S 硬化速度： C3A C4AF C3S C2S 水化熱： C3A C3S C4AF C2S 第二節(jié) 熟料的率值 主要概念 : 率值 硅率 (SM) 鋁率 (IM) 石灰飽和系數(shù) (KH) 主要內(nèi)容 : 一、 硅率 二、 鋁率 三、 石灰飽和系數(shù) 率值 :硅酸鹽水泥熟料中各氧化物之間的比例關(guān)系的系數(shù)。 硅酸鹽水泥熟料中各氧化物并不是以單獨狀態(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)中不僅控制各氧化物含量，還應控制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)量控制的基本要素。因此，國內(nèi)外水泥廠都把 率值 作為控制生產(chǎn)的主要指標，我國主要采用 石灰飽和系數(shù)（ KH）、硅率（ SM）、 鋁率（ IM） 三個率值。 一、 硅率 表示水泥熟料中 SiO2與 Al2O Fe2O3之和的比值，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。 SM高 → 硅酸鹽礦物含量 多 → 熟料質(zhì)量 高 → 但燒成困難； SM低 → 液相量 多 → 易燒性好 → 但熔劑礦物高 ,硅酸鹽礦物減少 → 會 降低 熟料強度， SM過低時易結(jié)大塊 。 硅酸鹽水泥熟料的 n波動在 ～ 。 SM= SiO2 / Al2O3 + Fe2O3 二、 鋁率 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。 IM= Al2O3 / Fe2O3 IM↑→ C3A↑,C4AF↓ → 水泥趨于 早凝早強 ； 但液相粘度 ↑ → 不利于 C3S形成 。 IM↓ → C3A↓ ， C4AF↑ → 水泥趨于緩凝，早強低，煅燒時液相粘度 ↓→ 有利于 C3S形成， 但過低時易結(jié)大塊 。 硅酸鹽水泥熟料的 IM值波動在 ～ 。 三、 石灰飽和系數(shù) 表示熟料中全部 SiO2生成 硅酸鈣 的需的CaO含量 與 SiO2生成 C3S所需 CaO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。 KH=[CaO(++)/ 當 IM≥ ，熟料中的礦物為 C3S、 C2S 、 C3A、C4AF； 當 IM , 熟料中的礦物為 C3S、 C2S 、 C4AF、C2F。 當 IM , KH=[CaO(++)]/ 實際生產(chǎn)的熟料中還可能有 f－ CaO和 f－ SiO2 則石灰飽和系數(shù)表示為： KH=[CaO fCaO(++)] /(SiO2+ fSiO2) 一般工廠熟料的 f－ SiO2和 SO3含量很少，略去 f－ CaO時，石灰飽和系數(shù)表達式可簡化為 : KH=[CaO(+)/ KH＝ 1時，熟料中硅酸鹽礦物全部為 C3S ； KH＝ ，硅酸鹽礦物全部為 C2S， 故 KH值介于 ～ 1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 f－ CaO。 KH低則 C2S高，易燒性好，水化熱低，但水泥凝結(jié)硬化慢，早期強度低。 為保證熟料質(zhì)量，同時不出現(xiàn)過量 f－ CaO，通常 KH值控制在 ～ 。 第三節(jié) 熟料礦物組成計算 ? 一般可用物相分析方法測定，但多數(shù)會利用化學組成計算。 ?包括：灰飽和系數(shù)法 ? 鮑格法（ H R Bogue） ? 一、灰飽和系數(shù)法 ? 水泥熟料中主要礦物的相對分子量比為： ? C2S中的 2CaO/SiO2=； ? C3S中的 3CaO/SiO2=。 ? C4AF中的 C4AF/ Fe2O3=。 ? C3A中的 C3A/ Al2O3=。 ? CaSO4中的 CaSO4/ SO3=。 IM=. ?設(shè)與 SiO2反應的 CaO量為 Cs， 與CaO反應的 SiO2為 Sc， 則： ? Cs=CaO（ Al2 O 3＋ Fe2O3＋ ） =Sc ? Sc= SiO2 ?根據(jù)在一般情況下 ， CaO和 SiO2反應先生成 C2S， 剩余的 CaO再與 C2S反應生成 C3S。 ?而 CaO和 SiO2反應先生成 C2S需要CaO的量為 2CaO/SiO2=。 ? 所以 ， CaO的剩余量為 ,以此計算 C3S的含量為： ? C3S=() ? = ? =(Sc) ? =(3KH2) SiO2 ? 因為 Cs＋ Sc= C3S＋ C2S ? 故 C2S= Cs＋ Sc C3S ? = Cs＋ Sc() ? = ? =() ? =(1KH)Sc ? C 4 AF含量可由 Fe2 O 3 含量計算 : C4AF= Fe2O3 ? 將總的 Al2O3含量減去 C4AF所消耗的Al2O3含量 ,剩余的 Al2O3含量用于計算C3A的含量 : ? C3A=( Fe2O3) ? 同理 ,可算出 IM。 二、鮑格法（ H R Bogue） ?也稱為代數(shù)法。根據(jù)四種主要礦物以及石膏的化學組成可以計算出各氧化物的百分含量，見表 31。 表 31 主要礦物中各氧化物的含量（ %） 氧化物 礦 物 C3S C2S C3A C4AF CaSO4 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 SO3 ? 根據(jù)上表數(shù)值可列出下列方程 : ? C= C3
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