水泥成分,种类,生产.ppt

第六章 水 泥 内 容 水泥的定义和分类 水泥的生产 水泥的基本组成 水泥的水化硬化 水泥的品质要求 常用水泥的基本特征与用途 特种水泥的组成与主要性能 一、水泥的定义和分类 定义：凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，统称为水泥。 硅酸盐水泥定义：以硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 按组成分类： 常用水泥／硅酸盐水泥（以硅酸盐水泥熟料为主要组分） 如：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等 特种水泥（以非硅酸盐类水泥熟料为主要组分） 　　如：高铝水泥、硫铝酸盐水泥等 组分材料： (1)硅酸盐水泥熟料：适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物 (2)石膏：天然石膏或工业副产石膏（工业生产中以硫酸钙为主要成分的副产品），掺量2～５％ (3)活性混合材：具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料，如粒化高炉矿渣、粉煤灰等 (4)非活性混合材：活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性混合材料以及砂岩和石灰石 (5)窑灰：从水泥回转窑窑尾废气中收集下的粉尘 (6)助磨剂：在水泥粉磨时起助磨作用而不损害水泥性能的一种外加剂，加入量1% 常用水泥品种 二、水泥的生产 原材料： （１）石灰石质原料（主要成份为碳酸钙，提供氧化钙），如石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等 （２）粘土质原料（提供氧化硅和氧化铝及部分氧化铁），如黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等 （３）少量校正原料（铁质校正原料和硅质校正原料，提供氧化铁和氧化硅），铁质校正原料如低品位铁矿石、炼铁厂尾矿以及硫酸厂工业废渣硫酸渣（硫铁矿渣）等；硅质校正原料如砂岩、河砂、粉砂岩等。 生产工艺：“两磨一烧” 　　　生料制备：石灰质原料，粘土质原料与少量校正原料经破碎后，按一定比例配合、磨细，并配合为成分合适，质量均匀的生料 　　　熟料煅烧：生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料 　　　水泥粉磨：熟料加适量石膏，有时还加适量混合材料或外加剂共同磨细为水泥 (1)干燥与脱水 ～100℃，脱去物料中的自由水和粘土矿物的层间水 ～400～600 ℃，脱去粘土矿物的配位水 (2)碳酸盐分解 碳酸钙与碳酸镁在煅烧过程中分解放出二氧化碳 ～590℃，MgCO3≒MgO+CO2-1047~1214J/g ～890℃，CaCO3≒CaO+CO2-1645J/g (3)固相反应 ~800℃，CaO·Al2O3（CA）、CaO·Fe2O3（CF）与2CaO·SiO2（C2S）开始形成。 800~900℃，开始形成12CaO·7Al2O3（C12A7）。 900~1100℃，2CaO·Al2O3SiO2（C2AS）形成后又分解。开始形成3CaO·Al2O3（C3A）和4CaO·Al2O3·Fe2O3（C4AF）。所有碳酸钙均分解，游离氧化钙达最高值。 1100~1200℃，大量形成C3A和C4AF，C2S含量达最大值。 (4)液相和熟料的烧结 　　　到达最低共熔温度（1250℃）后，开始出现液相。硅酸二钙与游离氧化钙都逐步溶解于液相中，反应生成硅酸盐水泥的主要矿物硅酸三钙 　３CaO·SiO2（C３S） 。在高温液相作用下，水泥熟料逐渐烧结。 　C2S+CaO C3S 三、水泥的基本组成 （1）硅酸盐水泥熟料 氧化物组成 CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3 ~95% MgO、 SO3、TiO2、P2O5、K2O和Na2O等 ~5% 主要氧化物含量波动范围： CaO 62~67%； SiO2 20~24%；Al2O3 4~7%； Fe2O3 2.5~6.0%。 矿物组成 经高温煅烧后，两种或两种以上的氧化物反应生成多种矿物集合体，结晶细小（30~60μm）。 四种主要矿物： 硅酸三钙 3CaO·SiO2，可简写为C3S； 硅酸二钙 2CaO·SiO2，可简写为C2S； 铝酸三钙 3CaO·Al2O3，可简写为C3A； 铁相固溶体4CaO·Al2O3·Fe2O3作为代表式，可简写为C4AF。 另外，还含有少量的游离氧化钙（f-CaO）、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物以及玻璃体等。 熟料矿物的基本特性 矿物组成的计算 鲍格（Bo