【正文】 術(shù)和工業(yè)生最新成就，例如：原料礦山計算機控制網(wǎng)絡(luò)化開采，原料預均化，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)境保護要求和大型化、自動化、科學管理特征的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法。　　隨著均化技術(shù)的發(fā)展、收塵設(shè)備的改進和一系列新技術(shù)的應(yīng)用，新型干法生產(chǎn)的熟料質(zhì)量與濕法相當，由于熱耗的大幅度降低和單機生產(chǎn)能力的大幅度提高，以懸浮預熱和窯外分解技術(shù)為代表的新型干法生產(chǎn)技術(shù)逐漸成為水泥生產(chǎn)的主導技術(shù)?！　“敫煞ㄉa(chǎn)的立波爾窯是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)史上的重大發(fā)展，回轉(zhuǎn)窯熱耗降低了50%以上?！　穹ㄉa(chǎn)由于水分蒸發(fā)需要吸收大量氣化潛熱，因而熱耗較高。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。如干法中空窯、懸浮預熱器窯和預分解窯為干法生產(chǎn)。　 　　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。預分解窯　　　　　 旋風預熱器窯　　　　　　 半干法回轉(zhuǎn)窯： 懸浮預熱器窯　　　　　 　中空濕法窯　　　　　　　　　　　　 　濕法短窯　　　　　　　　　　　　　　 干法中空窯回轉(zhuǎn)窯　 　　干法回轉(zhuǎn)窯　　 　　　　 濕法長窯　　　　　　　濕法回轉(zhuǎn)窯 　　回轉(zhuǎn)窯的種類較多，其分類如下： 　　立窯由于生產(chǎn)規(guī)模小，熟料質(zhì)量不均勻，勞動生產(chǎn)率低和勞動強度大等缺點，將逐步淘汰。立式磨通常采用烘干兼粉磨系統(tǒng)，即系統(tǒng)通入熱風，在粉磨生料的同時進行烘干；球磨機也可采用烘干兼粉磨系統(tǒng)，或原料預先烘干后再入磨粉磨。 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)主要經(jīng)過原料破碎、原料預均化、原料配料、生料的粉磨和均化、熟料的煅燒、水泥的粉磨與貯運等主要工藝過程。水泥生產(chǎn)方法可簡單概括為“兩磨一燒”，即生料粉磨、熟料煅燒、水泥粉磨。水泥包裝標志中水泥品種、標號、工廠名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品?！　U品與不合格品　　凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任一項不符合國家標準規(guī)定時，均為廢品。各強度等級水泥的各齡期強度值不利低于下表數(shù)值。水泥到28d時強度已大部分發(fā)揮出來，以后強度增加緩慢。水泥強度以不同齡期抗壓強度、抗折強度表示。 　　強度與強度等級 　　水泥強度是水泥度體單位面積上所能承受的外力。 　　水泥中堿含量按Na2O＋。因此，%。 　　三氧化硫 　　水泥中的三氧化硫主要是生產(chǎn)水泥時為調(diào)節(jié)凝結(jié)時間加石膏而帶入的。 　　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進行檢驗。 　　引起水泥安定性不良的原因主要是游離氧化鈣、氧化鎂含量過高或石膏摻量過多。安定性一般采用雷氏夾或試餅法、沸煮法檢驗。 　　硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，普通硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝不得遲于10h。 　　凝結(jié)時間 　　水泥凝結(jié)時間是水泥從加水開始到失去流動性，從可塑狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時間，凝結(jié)時間分初凝時間和終凝時間。 　　水泥細度過粗，不利于水泥活性的發(fā)揮；而細度過細時需水量增加，粉磨電耗增加。%。 　　%。 　　%，%。 　　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。 　　水泥的物理指標主要是保證水泥具有一定的物理軟科學性能，滿足水泥使用要求，保證工程質(zhì)量。水泥質(zhì)量可以通過化學指標和物理指標加以控制和評定。采用工業(yè)副產(chǎn)品石膏時，應(yīng)經(jīng)過試驗證明對水泥性能無害。 　　　石膏 　　石膏用作緩凝劑，其作用是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。 　　　混合材料 　　混合材料是指在粉磨水泥時與熟料、石膏一起加入磨內(nèi)用以改善水泥性能、調(diào)節(jié)水泥強度等級、提高水泥產(chǎn)量的礦物質(zhì)材料，如?；郀t礦渣、粉煤灰等。 　　　硅酸鹽水泥熟料 　　凡以適當成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的產(chǎn)物稱為硅酸鹽水泥熟料（簡稱熟料）。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 多品種多用途水泥的大規(guī)模生產(chǎn)，形成了現(xiàn)代水泥工業(yè)。生產(chǎn)和發(fā)展多品種多用途的水泥是市場的客觀需求，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。英國人阿斯普丁()于1824年10月首先取得了該項產(chǎn)品的專利權(quán)。 在19世紀初期(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、多品種水泥等各個階段。 膠凝材料的發(fā)展簡史 有機膠凝材料 瀝青、樹脂、橡膠 膠凝材料 氣硬性膠凝材料 無機膠凝材料 各種水泥 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。無機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：膠凝材料非水硬性膠凝材料(氣硬性膠凝材料) 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、化學作用下，能從漿體變成堅固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機械強度的物質(zhì)，又稱膠結(jié)料。 膠凝材料可分為無機膠凝材料和有機膠凝材料兩大類，如瀝青和各種樹脂屬于有機膠凝材料。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。 水硬性膠凝材料 石灰、石膏、菱苦土、水玻璃 膠凝材料的發(fā)展史極為悠久，可追溯到人類史前時期。 階段時間膠凝材料天然黏土時期新石器時代 距今約4000—10000年黏土石膏一石灰時期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰時期公元初至18世紀石灰、火山灰天然水泥時期18世紀下半葉天然水泥硅酸鹽水泥時期19世紀初硅酸鹽水泥多品種水泥時期20世紀至今各種水泥 水泥的發(fā)明1824年，英國人阿斯普丁(J．Aspdin)將石灰石和黏土配合燒制成塊，再經(jīng)磨細成水硬性膠凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石塊，且具有較高強度，因為這種膠凝材料的外觀顏色與當時建筑工程上常用的英國波特蘭島上出產(chǎn)的巖石的顏色相似，故稱之為波特蘭水泥(Portland Cement，中國稱為硅酸鹽水泥)。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世紀初，僅僅有硅酸鹽水泥、石灰、石膏等幾種膠凝材料已遠遠不能滿足重要工程建設(shè)的需要。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發(fā)展成更多類別。 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　細度 　初凝時間　終凝時間　安定性　強度等級　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 　硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求 　　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，代號為P?I，在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻加不超過水泥質(zhì)量5%石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱II型硅酸鹽水泥，代號為P?II。 　　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。 　　根據(jù)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。適量石膏可以延緩水泥的凝結(jié)時間，同時也可提高水泥的強度；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。 　　　硅酸鹽水泥生產(chǎn)技術(shù)要求　　 　　技術(shù)要求即品質(zhì)指標，是衡量水泥品質(zhì)及保證水泥質(zhì)量的重要依據(jù)。 　　水泥的化學指標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，即意味著對水泥性能的質(zhì)量可能產(chǎn)生有害的或潛在有害的影響。 　　硅酸鹽水泥技術(shù)指標主要有不溶物、燒失量、細度、凝結(jié)時間、安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、堿含量及強度指標。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。 　　燒失量 　　燒失量是指水泥在950～1000℃高溫下煅燒失去的質(zhì)量百分數(shù)。%。 　　細度 　　細度即水泥的粗細程度，通常用比表面積或篩余百分數(shù)表示。 　　硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg，%。 　　初凝時間：水泥從加水開始到標準稠度凈漿失去流動性并開始失去塑性的時間； 　　終凝時間：水泥從加水開始到標準稠度凈漿完全失去塑性，開始產(chǎn)生機械強度的時間。 　　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。 　　若水泥中某些成分的化學反應(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，使建筑物強度明顯降低甚至潰裂，這種現(xiàn)象便是水泥安定性不良。 　　氧化鎂含量 　　水泥中氧化鎂含量過高時，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。 　　%，若經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，%。%后，強度下降，膨脹率上升，可能造成水泥體積安定性不良。 　　堿含量 　　水泥中堿含量過高時，若骨料中含在活性成分，可能發(fā)生堿集料反應(yīng)使混凝土破壞。用戶要求提供低堿水泥時，%或由供需雙方商定。是水泥技術(shù)要求中最關(guān)鍵的主要性能指標，又是設(shè)計混凝土配合比的重要依據(jù)。由于水泥強度隨時間逐漸增大，一般稱3d或7d以前的強度為早期強度，28d及其后的強度為后期強度。 　　強度等級是按規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折強度來劃分的，、其中R型為早強型水泥，其早期強度較高。 強度等級抗壓強度/MPa抗折強度/MPa3d28d3d28d508. 08. 0 　　 　　凡細度、終凝時間、不溶物和燒失量中的任一項不符合國家標準規(guī)定或混合材料摻加量超過最大限量和強度低于商品標號規(guī)定的指標時稱為不合格品?！」杷猁}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，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，即為水泥。 　　干法生料粉磨設(shè)備有球磨機和立式磨兩大類。 　　熟料煅燒設(shè)備有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩大類。但我國在相當長的一段歷史時期內(nèi)，立窯仍將繼續(xù)存在。帶余熱鍋爐窯立筒預熱器窯　 立波爾窯　　水泥的粉磨設(shè)備也有球磨機和立式磨兩大類?！　⒃舷群娓珊蠓勰セ蛟诤娓赡?nèi)同時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)?！　⑸戏奂尤脒m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)。　　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)。但濕法粉磨電耗較低，生料易于均化，成分均勻，熟料質(zhì)量較高，且輸送方便，揚塵少，在20世紀30年代得到迅速發(fā)展。但由于爐篦子加熱機的結(jié)構(gòu)和操作較復雜，物料受熱不均勻，熟料的質(zhì)量較差?！⌒滦透煞ㄋ嗌a(chǎn)的技術(shù)特征 　　本節(jié)主要內(nèi)容：　新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù) 　　　　　　　　　　新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程　 　　　　　　　　　　新型干法水泥生產(chǎn)的特點　　 　　　新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 　 　 　新型干法水泥生產(chǎn)的特點 　　新型干法水泥生產(chǎn)的特點在于： 　　產(chǎn)品質(zhì)量高　由于生料制備全過程廣泛采用現(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　采用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；懸浮預熱和預分解技術(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90～； 　　環(huán)?！∮欣诘唾|(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)模大　單機生產(chǎn)能力可達10000t/d，勞動生產(chǎn)率高； 　　自動化程度高　各種現(xiàn)代控制手段應(yīng)用于生產(chǎn)全過程，保證生產(chǎn)的均衡穩(wěn)定，達到優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗的目的； 　　管理科學化　應(yīng)用IT技術(shù)進行有效管理，信息獲取、分析、處理的方法科學、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)、交通運輸?shù)葪l件要求較高，耐火材料消耗大，整體投資大。 本節(jié)主要概念：硅酸三鈣（A礦、阿利特） 　熟料的礦物組成 　　 　化學成分與礦物組成間的關(guān)系 　　　熟料的化學組成 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% F