硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原料聚煤網(wǎng)

2014-05-2315:12:12

瀏覽11摘要：以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。1.硅酸鹽水泥的主要成分

硅酸三鈣（3CaO?SiO2）、硅酸二鈣（2CaO?SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO?AI2O3）、鐵鋁酸四鈣（4CaO?AI2O3?Fe2O3）其中：CaO62～67%；SiO220～24%；AI2O34～7%；Fe2O32～6%。

2.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料

(1)石灰質(zhì)原料：

以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求

品位CaO（%）MgO（%）R2O（%）SO3（%）燧石或石英（%）

一級品＞48＜2.5＜1.0＜1.0＜4.0

二級品45～48＜3.0＜1.0＜1.0＜4.0

(2)粘土質(zhì)原料：

含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為SiO2，其次為AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3的主要來源。粘土質(zhì)原料主要有黃土、粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約需0.3～0.4噸粘土質(zhì)原料，在生料中約占11～17%。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求

品位硅酸率鐵率MgO（%）R2O（%）SO3（%）塑性指數(shù)一級品2.7～3.51.5～3.5＜3.0＜4.0＜2.0＞12

二級品2.0～2.7或3.5～4.0不限＜3.0＜4.0＜2.0＞12

一般情況下SiO2含量60～67%，AI2O3含量14～18%。

(3)主要原料中的有害成分

①MgO：影響水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO＜5%，原料中要求MgO＜3%。

②堿含量（K2O、Na2O）：對正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求R2O＜1.3%，原料中要求R2O＜4%。

③P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5對水泥的水化和硬化有益。當水泥熟料中P2O5含量在0.3%時，效果最好，但超過1%時，熟料強度便顯著下降。P2O5含量應限制。

④TiO2：水泥熟料中含有適量的TiO2，對水泥的硬化過程有強化作用。當TiO2含量達0.5～1.0%，強化作用最顯著，超過3%時，水泥強度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會潰裂。因此在石灰石原料中應控制TiO2＜2.0%。

3.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的輔助原料

(1)校正原料①鐵質(zhì)校正原料：補充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。

②硅質(zhì)校正原料：補充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。

③鋁質(zhì)校正原料：補充生料中AI2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土等。

校正原料的質(zhì)量要求

硅質(zhì)原料硅率SiO2（%）R2O（%）

＞4.070～90＜4.0

鐵質(zhì)原料Fe2O3＞40%

鋁質(zhì)原料AI2O3＞30%

(2)緩凝劑：以天然石膏和磷石膏為主。摻加量3～5%。

4.工業(yè)廢渣的利用

①赤泥：燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁排出的赤色廢渣，以CaO、SiO2為主。摻加石灰質(zhì)原料可配制成生料。

②電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a(chǎn)水泥。③煤矸石：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩辽a(chǎn)水泥。

④粉煤灰：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩僚渲粕希部勺骰旌喜牧?。

⑤石煤：以SiO2、AI2O3為主?？勺鞑徽惩临|(zhì)原料，也可作燃料。硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原料1.硅酸鹽水泥的主要成分硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·AI2O3）、鐵鋁酸四鈣（4CaO·AI2O3·Fe2O3）其中：CaO62～67%；SiO220～24%；AI2O34～7%；Fe2O32～6%。2.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料石灰質(zhì)原料：以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求品位CaO（%）MgO（%）R2O（%）SO3（%）燧石或石英（%）一級品＞48＜2.5＜1.0＜1.0＜4.0二級品45～48＜3.0＜1.0＜1.0＜4.0(2)粘土質(zhì)原料：含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為SiO2，其次為AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3的主要來源。粘土質(zhì)原料主要有黃土、粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約需0.3～0.4噸粘土質(zhì)原料，在生料中約占11～17%。粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求品位硅酸率鐵率MgO（%）R2O（%）SO3（%）塑性指數(shù)一級品2.7～3.51.5～3.5＜3.0＜4.0＜2.0＞12二級品2.0～2.7或3.5～4.0不限＜3.0＜4.0＜2.0＞12一般情況下SiO2含量60～67%，AI2O3含量14～18%。(3)主要原料中的有害成分MgO：影響水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO＜5%，原料中要求MgO＜3%。堿含量（K2O、Na2O）：對正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求R2O＜1.3%，原料中要求R2O＜4%。P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5對水泥的水化和硬化有益。當水泥熟料中P2O5含量在0.3%時，效果最好，但超過1%時，熟料強度便顯著下降。P2O5含量應限制。TiO2：水泥熟料中含有適量的TiO2，對水泥的硬化過程有強化作用。當TiO2含量達0.5～1.0%，強化作用最顯著，超過3%時，水泥強度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會潰裂。因此在石灰石原料中應控制TiO2＜2.0%。3.硅酸鹽水泥生產(chǎn)的輔助原料(1)校正原料鐵質(zhì)校正原料：補充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。硅質(zhì)校正原料：補充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。鋁質(zhì)校正原料：補充生料中AI2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土等。校正原料的質(zhì)量要求硅質(zhì)原料硅率SiO2（%）R2O（%）＞4.070～90＜4.0鐵質(zhì)原料Fe2O3＞40%鋁質(zhì)原料AI2O3＞30%緩凝劑：以天然石膏和磷石膏為主。摻加量3～5%。4.工業(yè)廢渣的利用赤泥：燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁排出的赤色廢渣，以CaO、SiO2為主。摻加石灰質(zhì)原料可配制成生料。電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a(chǎn)水泥。煤矸石：以SiO2、AI2O3為主。可替代粘土生產(chǎn)水泥。粉煤灰：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩僚渲粕?，也可作混合材料。石煤：以SiO2、AI2O3為主?？勺鞑徽惩临|(zhì)原料，也可作燃料。硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝水泥生產(chǎn)工藝要點：兩磨一煅燒硅酸鹽水泥生產(chǎn)方法分類(一)按生料制備方法分生產(chǎn)方法工藝生料含水量優(yōu)缺點濕法各種原料加水進磨機進行粉磨和混合，得到粘稠漿狀生料漿，入窯煅燒33～40%生料漿容混勻，熟料質(zhì)量好、穩(wěn)定；原料不需預干燥，料漿輸送方便，揚塵少，環(huán)境較好。熱耗高～50%；回轉(zhuǎn)窯體長，窯內(nèi)需掛鏈條。干法各種原料預干燥，進磨機進行磨碎和混合，得到干細粉末狀生料粉，入窯煅燒＜1%可窯外預熱，熱耗低；回轉(zhuǎn)窯體短。生料不易混勻，需設(shè)復雜的空氣攪拌系統(tǒng)；揚塵大；電耗高。半干法各種原料預干燥，進磨機進行磨碎和混合，得到干細粉末狀生料粉，加適量的水，制成料球，入窯煅燒12～14%熱耗介于濕法與干法之間，立波爾窯內(nèi)排出的高溫廢氣再次通過物料，接觸良好，傳熱快，熱效率高，煤耗低，生產(chǎn)能力大。生料需成球，設(shè)備復雜，運轉(zhuǎn)率低。(二)按煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)分立窯普通立窯機械立窯回轉(zhuǎn)窯濕法回轉(zhuǎn)窯中空式窯帶熱交換裝置的窯干法回轉(zhuǎn)窯中空式窯帶余熱鍋爐的窯帶預熱器的窯帶分解爐的窯半干法回轉(zhuǎn)窯立波爾窯濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝過程鐵粉鐵粉石灰石粘土水煤石膏混合材料貯存庫破碎機貯存庫淘泥機泥漿庫破碎機破碎機(破碎機)烘干機風掃煤磨(同時烘干粉煤)煤粉倉鼓風機貯存庫貯存庫澄清水回流生料磨料漿庫(料漿蒸發(fā)機)濕法回轉(zhuǎn)窯冷卻機破碎機熟料庫水泥磨厚漿池稀漿粗粒水力分級機細漿水泥庫包裝機干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝過程鐵粉鐵粉石灰石粘土煤石膏混合材料貯存庫破碎機貯存庫(破碎機)貯存庫破碎機破碎機(破碎機)烘干機風掃煤磨(同時烘干粉煤)煤粉倉鼓風機貯存庫貯存庫生料磨(同時烘干生料磨)生料庫窯尾預熱器干法回轉(zhuǎn)窯冷卻機破碎機熟料庫水泥磨粗粉選粉機細粉水泥庫包裝機烘干機(烘干機)(分解爐)半干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝過程鐵粉鐵粉石灰石粘土煤石膏混合材料貯存庫破碎機貯存庫(破碎機)貯存庫破碎機破碎機(破碎機)烘干機風掃煤磨(同時烘干粉煤)煤粉倉鼓風機貯存庫貯存庫生料磨(同時烘干生料磨)生料庫成球盤半干法回轉(zhuǎn)窯(立波爾窯)冷卻機破碎機熟料庫水泥磨粗粉選粉機細粉水泥庫包裝機烘干機(烘干機)篦式加熱機水立窯生產(chǎn)工藝過程鐵粉鐵粉石灰石粘土無煙煤石膏混合材料貯存庫破碎機貯存庫(破碎機)貯存庫破碎機破碎機(破碎機)烘干機貯存庫配煤盤鼓風機貯存庫貯存庫生料磨(同時烘干生料磨)生料庫成球盤立窯破碎機熟料庫水泥磨粗粉選粉機細粉水泥庫包裝機烘干機水我國水泥生產(chǎn)主要工藝與裝備的技術(shù)進步摘

要：在我國，由于經(jīng)濟技術(shù)水平、資源分布、交通運輸條件等原因，不僅發(fā)展了許多種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備，而且每種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備都發(fā)展了多種規(guī)模的生產(chǎn)線。隨著我國經(jīng)濟技術(shù)水平的不斷提高、交通運輸條件的不斷改善，以及在廣大水泥工作者的不懈努力下，我國水泥工業(yè)的生產(chǎn)工藝與裝備越來越先進、單條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力越來越大、自動化水平越來越高、環(huán)保效果越來越好，各項技術(shù)經(jīng)濟指標越來越理想，正一步一步順應著世界水泥工業(yè)新型干法水泥的發(fā)展潮流——大型化、信息化、節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)化。

關(guān)鍵詞：水泥生產(chǎn)；工藝與裝備；技術(shù)進步

1

前

言

以水泥混凝土材料為主體所構(gòu)成的現(xiàn)代建筑文明，是繼“秦磚漢瓦”之后人類建筑材料文明的又一偉大創(chuàng)造。水泥因其數(shù)量大、用途廣、使用方便、性能優(yōu)良，以及具有許多其它材料不可取代的性能、具有同地球環(huán)境親和共融的生態(tài)產(chǎn)品屬性，而與鋼材、木材同為人類文明建設(shè)的三大基礎(chǔ)工程材料之一，并且至今仍無可以取代水泥的更合適的材料?？梢?，水泥對人類生活文明的重要性不言而喻，沒有水泥的世界將是不可想象的。

自從英國人阿斯普丁于1824年取得波特蘭水泥(我國稱硅酸鹽水泥)專利以來，在世界各地水泥工作者的不懈努力下，硅酸鹽水泥的主要生產(chǎn)工藝與裝備已歷經(jīng)多次重大技術(shù)創(chuàng)新：

第一次是上世紀初，濕法回轉(zhuǎn)窯的出現(xiàn)并得到全面推廣，提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量，奠定了水泥工業(yè)作為現(xiàn)代化工業(yè)的基礎(chǔ)。一直到上世紀60年代，濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝曾盛行一時。

第二次是上世紀50－70年代，懸浮預熱和預分解技術(shù)的出現(xiàn)，大幅度提高了水泥熟料燒成過程的熱效率和單機生產(chǎn)能力，促進了水泥工業(yè)向大型化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

第三次是上世紀80年代以后，計算機信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在水泥工業(yè)的廣泛應用，使得水泥工業(yè)真正進入了現(xiàn)代化階段，形成了一套具有現(xiàn)代高科技特征和符合優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保要求，以及大型化、自動化的現(xiàn)代水泥生產(chǎn)工藝和裝備。

第四次是上世紀90年代中期，在工業(yè)發(fā)達國家出現(xiàn)了水泥生態(tài)化的高潮，即從可持續(xù)發(fā)展的角度開發(fā)工業(yè)廢棄物及城市生活垃圾等再循環(huán)利用技術(shù)，逐步減少天然資源和天然能源的消耗，最大程度地減少環(huán)境污染，最大限度地接收、消納工業(yè)廢棄物及城市生活垃圾等，使水泥工業(yè)達到與環(huán)境友好、相容、和諧、共存。

我國作為世界水泥生產(chǎn)和消費的重要成員，進入新世紀以來，主要生產(chǎn)工藝與裝備緊跟世界水泥工業(yè)的發(fā)展潮流，即以發(fā)展新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)為基點的同時，向生產(chǎn)規(guī)模大型化、裝備高效化（包括節(jié)能、降耗、安全運轉(zhuǎn)、信息化、提高勞動生產(chǎn)率等各項技術(shù)經(jīng)濟指標）、產(chǎn)品高性能化、生產(chǎn)過程清潔化以及廢棄物綜合利用等方面發(fā)展，不斷推進水泥工業(yè)成為資源、環(huán)境與人類社會協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)體系。

2

我國水泥工業(yè)主要生產(chǎn)工藝與裝備的技術(shù)進步

1889年，清政府在唐山創(chuàng)辦士敏土廠（啟新洋灰公司），采用立窯生產(chǎn)工藝與裝備，1892年建成投產(chǎn)。后從丹麥購進兩臺干法回轉(zhuǎn)窯，淘汰了原有立窯生產(chǎn)工藝與裝備，于1906年建成年產(chǎn)4萬噸的水泥廠，標志著中國水泥工業(yè)的誕生和百年中國水泥工業(yè)史的開端。但是，由于內(nèi)戰(zhàn)不斷和外來侵略，到1949年新中國成立時，我國水泥生產(chǎn)工藝與裝備仍非常落后，主要以濕法回轉(zhuǎn)窯、老式干法回轉(zhuǎn)窯工藝與裝備為主，水泥年產(chǎn)量僅66萬噸。

1949年新中國成立以后，我國的水泥工業(yè)和其它工業(yè)一樣得到較快發(fā)展：

50－60年代，采用濕法、半干法回轉(zhuǎn)窯工藝與裝備，先后新建和擴建了32個重點大中型企業(yè)，同時中小型立窯水泥企業(yè)也發(fā)展起來，為我國水泥工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。到60年代末，水泥產(chǎn)量達到了1800多萬噸。

70－80年代，尤其是改革開放以來，國民經(jīng)濟的穩(wěn)步高速發(fā)展帶動了我國水泥生產(chǎn)工藝與裝備的快速進步。除了繼續(xù)新建和擴建濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線外，通過引進、消化、吸收和技術(shù)創(chuàng)新，以預分解窯生產(chǎn)工藝為中心的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)在我國誕生并得以迅速發(fā)展，我國自行開發(fā)出了700－2000t/d熟料的預分解窯生產(chǎn)線；機立窯水泥生產(chǎn)工藝與裝備已基本成熟。到80年代末，水泥產(chǎn)量已超過2億噸。

90年代，我國水泥工業(yè)生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)進步、水泥產(chǎn)量增長的勢頭依然強勁。成熟的700－2000t/d熟料國產(chǎn)化預分解窯生產(chǎn)線已走出國門，出口亞洲、非洲等發(fā)展中國家；4000t/d熟料預分解窯國產(chǎn)化示范生產(chǎn)線也于1998年12月建成投產(chǎn)；1990年開始，全國掀起了推廣“立窯節(jié)能十四項技術(shù)”的高潮，強有力地推動了我國立窯水泥工業(yè)生產(chǎn)工藝與裝備的技術(shù)進步，取得了特別顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，涌現(xiàn)出了一批現(xiàn)代立窯水泥生產(chǎn)企業(yè)。1994年我國水泥年產(chǎn)量超過4億噸，1997年突破5億噸。

進入新世紀以來，新型干法水泥在我國得到前所未有的發(fā)展，這要歸功于廣大水泥工作者的不懈努力，使新型干法水泥的生產(chǎn)技術(shù)日益成熟、裝備日趨國產(chǎn)化，甚至5000t/d

熟料生產(chǎn)線的裝備幾乎可以完全國產(chǎn)化；生產(chǎn)線達標達產(chǎn)速度加快、單位產(chǎn)量投資大幅下降、技術(shù)經(jīng)濟指標越來越先進，新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)真正被水泥企業(yè)所接受，主要體現(xiàn)在：由于市場競爭，落后的水泥生產(chǎn)工藝與裝備已陷入真正意義上的被淘汰境地；整個行業(yè)已從單純數(shù)量增長型向質(zhì)量增長型、從技術(shù)裝備落后型向技術(shù)先進型、從勞動密集型向投資密集型、從管理粗放型向管理集約型、從資源能源浪費型向資源能源節(jié)約型轉(zhuǎn)變。

近十年（1995－2004年），我國水泥年產(chǎn)量每年都超過了世界水泥總產(chǎn)量的30%，并且近三年(2002－2004年)的年產(chǎn)量超過了世界水泥總產(chǎn)量的40%。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的《中華人民共和國2004年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，2004年我國人口為12.9988億人，人均消耗水泥已達到746kg，遠遠超過了世界人均水泥消耗量?？梢?，改革開放為我國水泥工業(yè)的發(fā)展提供了很好機會，有力地促進了我國水泥生產(chǎn)工藝和裝備的技術(shù)進步，同時水泥工業(yè)為支撐我國的國民經(jīng)濟高速發(fā)展做出了重大貢獻。

但是，我國水泥工業(yè)的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品品種、技術(shù)裝備水平與世界先進水平相比仍有差距，尤其是在節(jié)能、環(huán)保、資源利用、水泥散裝率、新型干法水泥的比例等方面差距較大。根據(jù)國家發(fā)展規(guī)劃，在“十一五”期間，我國新型干法水泥的比例要達到水泥總產(chǎn)量的60%，到2020年要達到80%以上，要實現(xiàn)水泥工業(yè)的真正可持續(xù)發(fā)展還有待時日，仍然需要科研設(shè)計單位、水泥生產(chǎn)企業(yè)以及水泥裝備制造企業(yè)在較長時期內(nèi)的不懈努力。2.1

高能耗、低效率的水泥生產(chǎn)工藝與裝備逐步退出市場

在我國，由于經(jīng)濟技術(shù)水平、資源分布、交通運輸條件等原因，不僅發(fā)展了許多種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備，而且每種形式的水泥生產(chǎn)工藝與裝備都發(fā)展了多種規(guī)模的生產(chǎn)線。2004年我國各種生產(chǎn)工藝的水泥產(chǎn)量統(tǒng)計詳見下表。各種工藝水泥產(chǎn)量（萬t）占總產(chǎn)量比例（%）同比增長（%）全國水泥總產(chǎn)量9700010012.4其中：新型干法水泥3148832.567.9

立窯水泥5761259.42.3

其它旋窯水泥

7900

8.1-10.2從表中可以看出，我國水泥工業(yè)在增加新型干法水泥比例、淘汰立窯等落后工藝與裝備方面取得了顯著成績，我國水泥工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整已取得初步成效。

水泥工業(yè)屬高能耗、高資源消耗的工業(yè)。在我國，能源供應緊張將是制約高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，特別是煤炭供應環(huán)境短期內(nèi)不會寬松。水泥市場的競爭雖然表現(xiàn)為價格的競爭，其實質(zhì)是成本的競爭。濕法窯、干法中空窯、余熱發(fā)電中空窯、立波爾窯、小型預熱器窯，由于熱耗高，沒有能力和新型干法窯競爭，也沒有能力和機立窯抗衡，只有淘汰出局。從表中可以看出：2004年，除新型干法水泥和立窯水泥以外的其它類型旋窯水泥產(chǎn)量只占8.1%，并且是－10.2%增長。預計2005年東部地區(qū)濕法窯、干法中空窯，除極少數(shù)窯生產(chǎn)特種水泥外，其余將大部分退出市場，中部地區(qū)也會退出50%以上。

1884年，德國人發(fā)明了用于水泥熟料生產(chǎn)的立窯，不久便傳入中國，先后被澳門青洲英坭廠和唐山士敏土廠所采用，從此開始了這一水泥熟料生產(chǎn)工藝和裝備在中國長達一個多世紀的發(fā)展過程：土立窯—→普通立窯—→機立窯—→現(xiàn)代立窯。

我國立窯水泥工業(yè)是在國家經(jīng)濟實力不強、交通運輸不夠發(fā)達、資金嚴重短缺、而水泥供需矛盾又十分突出的情況下，在計劃經(jīng)濟的體制中，為滿足地方工農(nóng)業(yè)建設(shè)對水泥的急需，由地方或企業(yè)以少量的投資辦起來的，是依靠企業(yè)自身的積累而逐步發(fā)展壯大的?；仡欉^去，立窯水泥對我國國民經(jīng)濟建設(shè)，尤其是改革開放以來支撐國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展做出了重大貢獻，功不可沒。觀察現(xiàn)實，立窯水泥仍是全國水泥總量的主體，在短期內(nèi)還無法全部取代它，立窯水泥將在較長時期內(nèi)與新型干法水泥并存。但是，按照事物的發(fā)展規(guī)律，中國水泥工業(yè)的立窯像濕法窯、干法中空窯等其它落后生產(chǎn)工藝與裝備一樣，正在按自己的軌跡逐步走向淘汰，被先進的新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備所取代。

2.2

我國新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備的技術(shù)進步

新型干法水泥技術(shù)是以懸浮預熱和預分解技術(shù)裝備為核心，以先進的環(huán)保、熱工、粉磨、均化、儲運、在線檢測、信息化等技術(shù)裝備為基礎(chǔ)；采用新技術(shù)和新材料；節(jié)約資源和能源，充分利用廢料、廢渣，促進循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)人與自然和諧相處的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法。

新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)代表著當今世界水泥生產(chǎn)的潮流，其生產(chǎn)能力已達到世界水泥生產(chǎn)能力的60%。我國新型干法水泥起步于上世紀70年代初，整個70年代，主要是實驗研究、中間試驗和生產(chǎn)實驗。

80年代，隨著合肥院承擔的邳縣700t/d熟料生產(chǎn)線、中國建材院承擔的新疆700t/d熟料生產(chǎn)線相繼技術(shù)攻關(guān)成功，從國外成套引進的冀東、寧國、珠江4000t/d、柳州3000t/d熟料生產(chǎn)線相繼投產(chǎn)，天津院設(shè)計的江西水泥廠2000t/d熟料生產(chǎn)線達標達產(chǎn)，以及16項單機設(shè)計制造技術(shù)的引進，使我國初步掌握了700－2000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備。

90年代，除了一批引進技術(shù)或主機設(shè)備建設(shè)的工廠外，我國自行工程設(shè)計、設(shè)備制造，建設(shè)了一批700－2000t/d熟料的新型干法水泥生產(chǎn)線，標志著我國進入了大型化干法水泥生產(chǎn)的發(fā)展軌道。在此期間，天津、合肥、南京院開發(fā)出了無煙煤煅燒水泥熟料的生產(chǎn)工業(yè)與裝備，解決了無煙煤地區(qū)發(fā)展新型干法水泥的難題。

進入新世紀以來，隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備的發(fā)展步入快車道，達到了令人刮目相看的速度：一大批自行設(shè)計建設(shè)的2000－10000t/d熟料生產(chǎn)線投入運行，并很快達標達產(chǎn)，建設(shè)投資和生產(chǎn)耗能大大降低，環(huán)保達標，5000t/d

熟料生產(chǎn)線的裝備幾乎可以完全國產(chǎn)化，這預示著我國的新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備將跨入世界先進水平。

截止2004年末，我國水泥工業(yè)已投產(chǎn)的新型干法窯生產(chǎn)線已達499條，熟料年生產(chǎn)能力已達到32873.95萬噸，≥5000t/d熟料的生產(chǎn)線年產(chǎn)能占新型干法熟料總量的28.59%，≥2000t/d熟料的生產(chǎn)線年產(chǎn)能占新型干法熟料總量的75.35%，已占主導地位。

另外，2004年底前已開工建設(shè)的新型干法窯生產(chǎn)線還有144條，這些生產(chǎn)線全部建成后將年新增水泥熟料生產(chǎn)能力1.4億噸。

2.2.1

原料預均化工藝與裝備的技術(shù)進步

為了保證大型新型干法水泥生產(chǎn)線的均衡穩(wěn)定生產(chǎn)以及擴大原料資源的利用范圍，自80年代以來，原料預均化技術(shù)已在我國得到廣泛應用，其工藝與裝備日益發(fā)展和完善：預均化效果不斷提高；堆、取料各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自動控制；減小了原料的短期和長期波動；堆場占地面積逐漸減小；節(jié)約了大量天然資源和能源等。

開發(fā)出的圓型、長型原料預均化堆場，可根據(jù)建設(shè)條件靈活運用，并可滿足2000－10000t/d熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)要求。

2.2.2

生料制備系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進步

近15年來，尤其是新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應用，生料制備系統(tǒng)的工藝與裝備技術(shù)進步取得明顯成效:

1.國產(chǎn)立式磨的研究與應用取得長足進展，結(jié)構(gòu)和性能日趨完善，其技術(shù)指標已達到國際同類產(chǎn)品的先進水平,已在生料制備系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，實現(xiàn)了水泥生料制備系統(tǒng)的高產(chǎn)、低耗。

生料制備已由過去球磨機為主逐步發(fā)展為高效率的立式磨為主，生料制備電耗明顯降低。

2．生料粉磨裝備的大型化，滿足了新型干法水泥單條生產(chǎn)線規(guī)模不斷擴大的需求。目前，球磨機和國產(chǎn)立式磨的單機產(chǎn)量可與2500－5000t/d熟料生產(chǎn)線配套。

3．我國自行研制的各種高效選粉機，廣泛應用于水泥生料制備閉路系統(tǒng)中，為提高生料磨產(chǎn)量、降低電耗、提升水泥生料制備系統(tǒng)技術(shù)水平起到了積極作用。

2.2.3

生料均化系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進步

新型干法水泥生產(chǎn)過程中,生料的均化是必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。

隨著我國水泥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，生料均化技術(shù)由間歇式空氣攪拌庫逐步發(fā)展到投資省、操作簡單、電耗低的連續(xù)式均化庫。80年代開始，我國從國外引進了幾種不同形式的連續(xù)式均化庫，如德國的彼得斯均化室連續(xù)式均化庫、混合室連續(xù)式均化庫、德國的POLYSIUS多點流連續(xù)式均化庫（MF庫）、丹麥F.L.S的控制流連續(xù)式均化庫(CF庫)和德國漢堡公司的中心室連續(xù)式均化庫(IBAU庫)等。

90年代以來，為了同大型新型干法水泥生產(chǎn)線配套，天津院、南京院等設(shè)計單位開發(fā)出了各具特色的連續(xù)式均化庫，使我國水泥生料均化系統(tǒng)的工藝與裝備得以健康、快速地發(fā)展，不僅為生料均化系統(tǒng)提供了高均化效果、低電耗和高卸空率的工藝與裝備，同時也促進了我國新型干法水泥的技術(shù)進步和發(fā)展。

2.2.4

熟料燒成系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進步

窯外預分解技術(shù)是新型干法水泥技術(shù)的核心，也是當代新型干法水泥熟料煅燒技術(shù)發(fā)展的主流技術(shù)。預分解窯是在懸浮預熱器窯基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是懸浮預熱器窯發(fā)展的更高階段，是繼懸浮預熱器窯發(fā)明后的又一次重大技術(shù)創(chuàng)新。

近20年來，我國水泥工業(yè)熟料燒成系統(tǒng)的工藝與裝備取得了重大技術(shù)進步：

1.成功研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型高效、低阻、低NOX的預分解系統(tǒng)，主要技術(shù)指標達到國際先進水平，全面提升了我國新型干法水泥熟料燒成系統(tǒng)的國產(chǎn)化、大型化技術(shù)水平。

至2004年底，我國已投產(chǎn)的≥5000t/d級新型干法水泥生產(chǎn)線已達55條，其中4條為10000t/d級新型干法水泥生產(chǎn)線。

2.在吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國已自行開發(fā)出了第三代控制流篦式冷卻機。采用空氣梁供風、高阻力篦床、入料均勻分配、厚料層、脈沖分風及合理的配風等新技術(shù)，已廣泛地用在日產(chǎn)700－5000t/d熟料生產(chǎn)線上。解決了厚層篦冷機冷風不易均勻透過料層的技術(shù)難點，冷風和高溫熟料進行激烈的換熱，一方面有利于熟料快速冷卻；另一方面提高了二次、三次風溫度，篦冷機的熱效率已提高至72%以上，且運轉(zhuǎn)率大幅度提高。

3.我國燃燒器的發(fā)展趨勢是緊跟當今世界工業(yè)發(fā)展的兩大主題——節(jié)能和環(huán)保，主要體現(xiàn)在：一次風量小，可燒劣質(zhì)燃料，耐磨損、耐變形，低NOx排放。國內(nèi)已開發(fā)應用了三風道、四風道的多通道煤粉燃燒器，以及燃燒兩種以上燃料的五風道的多通道燃燒器。

4.我國生產(chǎn)水泥熟料以燃煤為主，新型干法水泥熟料生產(chǎn)使用無煙煤、低揮發(fā)份煤的生產(chǎn)工藝和裝備已在國內(nèi)十多條700－2000t/d熟料生產(chǎn)線上成功應用，生產(chǎn)用煤的揮發(fā)分低于5%，取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

5.不帶補燃爐的純低溫余熱發(fā)電技術(shù)已取得突破，并已在多家水泥廠應用。水泥窯純低溫余熱發(fā)電，完全利用水泥熟料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣余熱作為熱源，整個熱力系統(tǒng)不燃燒任何一次能源，可有效的減少水泥生產(chǎn)過程中的能源消耗，具有顯著的節(jié)能效果。同時，廢氣通過余熱鍋爐降低了排放的溫度，還可有效地減輕水泥生產(chǎn)對環(huán)境的熱污染，具有顯著的環(huán)保效果。

2.2.5

水泥粉磨系統(tǒng)工藝與裝備的技術(shù)進步

近15年來，我國水泥粉磨系統(tǒng)的工藝與裝備技術(shù)進步明顯加快，大幅度提高了水泥的產(chǎn)品質(zhì)量、降低了水泥粉磨電耗和水泥生產(chǎn)成本:

1.

1990年，第一臺國產(chǎn)輥壓機在江陰水泥廠投入使用以來，擠壓粉磨系統(tǒng)工藝與裝備的不斷完善、不斷大型化，已經(jīng)形成以輥壓機為中心、各種新型設(shè)備組合成為優(yōu)勢互補的多種粉磨新工藝，如預粉磨系統(tǒng)、混合粉磨系統(tǒng)、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、半終粉磨系統(tǒng)等。其技術(shù)水平達到了九十年代末期的國際先進水平。

擠壓粉磨系統(tǒng)已成為水泥粉磨的首選方案，在全國普遍推廣應用。最大規(guī)格已能滿足與5000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線配套。

2.鋼球磨機大型化及其匹配設(shè)備的優(yōu)化改進和提高，不僅提高了單機生產(chǎn)能力，滿足了水泥生產(chǎn)線單線規(guī)模不斷擴大的需求，而且有效提高了粉磨效率。

3.在球磨機開流粉磨水泥的系統(tǒng)中，采用微型研磨體的高細高產(chǎn)磨得到廣泛推廣。這項技術(shù)國內(nèi)最早是由合肥院完成研制開發(fā)的，并取得了五個國家的專利，榮獲國家科技進步二等獎。高細高產(chǎn)磨技術(shù)在磨機倉位設(shè)計、磨內(nèi)篩分、研磨體配比等方面已形成了自己的特色，開辟了廣泛的應用市場。在水泥、超細礦渣、超細粉煤灰等生產(chǎn)中，這種開流粉磨系統(tǒng)已經(jīng)可以達到或接近閉路系統(tǒng)的效果，而投資和運行成本則可以大幅度降低。

4.采用新型耐磨材料，改善磨機部件材質(zhì)，不斷提高磨機綜合效率和使用壽命。

2.2.6

環(huán)境保護工藝與裝備的技術(shù)進步

水泥工業(yè)對環(huán)境的污染主要為粉塵污染和排放氣體（CO2、SO2、NOx等）引起的大氣污染，它關(guān)系到人類的生存環(huán)境。水泥工業(yè)要成為可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)，必須將環(huán)境保護放在重要位置。為此，我國制訂了《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》的新標準，并已于2005年1月1日起實施，對水泥廠建設(shè)和生產(chǎn)提出了更高的要求。

我國水泥工作者們經(jīng)過長期不懈努力，研制出的環(huán)境保護工藝與裝備已完全能夠滿足粉塵以及SO2、NOx達標排放。如：

北京水泥廠（2000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線），被國家環(huán)保總局確定為“環(huán)保教育基地”，國外一家雜志社載文稱之為“生態(tài)友好型水泥廠”。

都江堰拉法基水泥廠（4000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線），全廠85個粉塵排放點粉塵排放濃度全部低于20mg/Nm3，達到了歐洲標準。

海德堡珠江水泥有限公司（4000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線），為了保證粉塵排放濃度達到歐洲標準，窯尾由電除塵器改用合肥院的袋式除塵器工藝與裝備，實測結(jié)果為：粉塵排放濃度小于10mg/Nm3(僅7.92mg/Nm3)。

因此，新建設(shè)的大型新型干法水泥廠，已經(jīng)能夠做到空氣清新、環(huán)境優(yōu)美，真正是花園式的工廠，為實現(xiàn)我國水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3

結(jié)束語

世界水泥技術(shù)的發(fā)展趨勢是以節(jié)省資源、節(jié)約能源和環(huán)境保護為中心，進行清潔生產(chǎn)和高效集約化生產(chǎn)、加強水泥生態(tài)化技術(shù)和裝備的研究、開發(fā)，逐步減少天然資源和天然能源的消耗，最大程度地減少環(huán)境污染，最大限度地接收、消納工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾等，使水泥工業(yè)達到與環(huán)境友好、相容、和諧、共存。

新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)代表著當今世界水泥生產(chǎn)的潮流，發(fā)展新型干法水泥是實現(xiàn)我國水泥工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。雖然我國先進的新型干法水泥生產(chǎn)線與國際先進水平已經(jīng)相接近，但從整體來看，還存在較大差距。為了使我國新型干法水泥生產(chǎn)工藝與裝備的主要技術(shù)經(jīng)濟指標逐步趕上、甚至超過國際先進水平，同時在環(huán)境保護和生態(tài)建設(shè)方面逐步達到國際先進水平，我們還需要不懈努力：

1.實現(xiàn)石灰石礦山的零排放，使不可再生的石灰石資源得到最大限度的利用。

2.進一步加強水泥熟料燒成系統(tǒng)工藝與裝備的研發(fā)和應用，使5000t/d熟料及以上規(guī)模的熟料燒成系統(tǒng)：熟料燒成熱耗低于700×4.18kj/kg，窯的運轉(zhuǎn)率達到90%以上。

3.進一步加強生料立式磨系統(tǒng)、水泥擠壓粉磨系統(tǒng)工藝與裝備的研發(fā)和應用，使≥5000t/d熟料規(guī)模生產(chǎn)線的水泥綜合電耗低于85kWh/t（生產(chǎn)P.O42.5級水泥時）。

特別是要進一步加強與≥5000t/d規(guī)模生產(chǎn)線配套立式磨的研發(fā)工作，使其技術(shù)指標達到國際先進水平，并不斷提高國產(chǎn)化率。

4.進一步提高新型干法水泥生產(chǎn)線的個性化設(shè)計理念，求實創(chuàng)新，力求以最少的資源消耗、最低的生產(chǎn)成本和最低的投資，最大程度地滿足市場需求。

5.特別是要進一步加快和加強水泥生產(chǎn)過程生態(tài)化工藝與裝備的研發(fā)與應用,力求在環(huán)境保護和生態(tài)建設(shè)方面取得重大進展，以進一步降低NOx、SO2的排放量，實現(xiàn)水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

6.進一步加強水泥生產(chǎn)工藝、裝備過程控制智能化及優(yōu)化控制軟件的研發(fā)與應用；進一步提高網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水泥生產(chǎn)自動化方面的應用及在優(yōu)化工藝過程企業(yè)管理中的應用。附錄資料：不需要的可以自行刪除地下連續(xù)墻施工工藝標準1、范圍本工藝適用于工業(yè)與民用建筑地下連續(xù)墻基坑工程。地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導管法灌筑水下混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。本法特點是：施工振動小，墻體剛度大，整體性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支護及進行逆作法施工，可用于各種地質(zhì)條件下，包括砂性土層、粒徑50mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基礎(chǔ)、逆作法施工圍護結(jié)構(gòu)，工業(yè)建筑的深池、坑；豎井等。2、施工準備2.1材料要求2.1.1水泥用32.5號或42.5號普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，要求新鮮無結(jié)塊。2.1.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量小于5%。2.1.3石子宜采用卵石，如使用碎石，應適當增加水泥用量及砂率，以保證坍落度及和易性的要求。其最大粒徑不應大于導管內(nèi)徑的1／6和鋼筋最小間距的1／4，且不大于40mm。含泥量小于2%。2.1.4外加劑可根據(jù)需要摻加減水劑、緩凝劑等外加劑，摻入量應通過試驗確定。2.1.5鋼筋按設(shè)計要求選用，應有出廠質(zhì)量證明書或試驗報告單，并應取試樣作機械性能試驗，合格后方可使用。2.1.6泥漿材料泥漿系由土料、水和摻合物組成。拌制泥漿使用膨潤土，細度應為200～250目，膨潤率5～10倍，使用前應取樣進行泥漿配合比試驗。如采取粘土制漿時，應進行物理、化學分析和礦物鑒定，其粘粒含量應大于50%，塑性指數(shù)大于20，含砂量小于5%，二氧化硅與三氧化鋁含量的比值宜為3～4。摻合物有分散劑、增粘劑(CMC)等。外加劑的選擇和配方需經(jīng)試驗確定，制備泥漿用水應不含雜質(zhì)，pH值為7～9。2.2主要機具設(shè)備2.2.1成槽設(shè)備有多頭鉆成槽機、抓斗式成槽機、沖擊鉆、砂泵或空氣吸泥機(包括空壓機)、軌道轉(zhuǎn)盤等∥2.2.2混凝土澆灌機具有混凝土攪拌機、澆灌架(包括儲料斗、吊車或卷揚機)、金屬導管和運輸設(shè)備等。2.2.3制漿機具有泥漿攪拌機、泥漿泵、空壓機、水泵、軟軸攪拌器、旋流器、振動篩、泥漿比重秤、漏斗粘度計、秒表、量筒或量杯、失水量儀、靜切力計、含砂量測定器、pH試紙等。2.2.4槽段接頭設(shè)備有金屬接頭管、履帶或輪胎式起重機、頂升架(包括支承架、大行程千斤頂和油泵等)或振動拔管機等。2.2.5其他機具設(shè)備有鋼筋對焊機，彎曲機，切斷機，交、直流電焊機，大、小平鍬，各種扳手等。2.3作業(yè)條件、2.3.1在工程范圍內(nèi)鉆探，查明地質(zhì)、地層、土質(zhì)以及水文情況，為選擇挖槽機具、泥漿循環(huán)工藝、槽段長度等提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù).。同時進行鉆探，摸清地下連續(xù)墻部位的地下障礙物情況。2.3.2按設(shè)計地面標高進行場地平整，拆遷施工區(qū)域內(nèi)的房屋、通訊、電力設(shè)施以及上下水管道等障礙物，挖除工程部位地面以下m內(nèi)的地下障礙物。施工場地周圍設(shè)置排水系統(tǒng)。2.3.3根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況及施工條件制定施工方案，選定并準備機具設(shè)備，進行施工部署、平面規(guī)劃、勞動配備及劃分槽段；確定泥漿配合比、配制及處理方法，編制材料、施工機具需用量計劃及技術(shù)培訓計劃，提出保證質(zhì)量、安全及節(jié)約等的技術(shù)措施。2.3.4按平面及工藝要求設(shè)置臨時設(shè)施，修筑道路，在施工區(qū)域設(shè)置導墻；安裝挖槽、泥漿制配、處理、鋼筋加工機具設(shè)備；安裝水電線路；進行試通水、通電、試運轉(zhuǎn)、試挖槽、混凝土試澆灌。3、操作工藝3.1工藝流程(圖3.1)圖3.1多頭鉆施工及泥漿循環(huán)工藝3.2導墻設(shè)置3.2.1在槽段開挖前，沿連續(xù)墻縱向軸線位置構(gòu)筑導墻，采用現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土澆3.2.2導墻深度一般為1～2m，其頂面略高于地面50～100mm，以防止地表水流入導溝。導墻的厚度一般為100～200mm，內(nèi)墻面應垂直，內(nèi)壁凈距應為連續(xù)墻設(shè)計厚度加施工余量(一般為40～60mm)。墻面與縱軸線距離的允許偏差為±10mm，內(nèi)外導墻間距允許偏蓋±5mm，導墻頂面應保持水平。3.2.3導墻宜筑于密實的粘性土地基上。墻背宜以土壁代模，以防止槽外地表水滲入槽內(nèi)。如果墻背側(cè)需回填土時，應用粘性土分層夯實，以免漏漿。每個槽段內(nèi)的導墻應設(shè)一溢漿孔。3.2.4導墻頂面應高出地下水位1m以上，以保證槽內(nèi)泥漿液面高于地下水位0.5m以上，且不低于導墻頂面0.3m。3.2.5導墻混凝土強度應達到70%以上方可拆模。拆模后，應立即將導墻間加木支撐至槽段開挖拆除。嚴禁重型機械通過、停置或作業(yè)，以防導墻開裂或變形。3.3泥漿制備和使用3.3.1泥漿的性能和技術(shù)指標，應根據(jù)成槽方法和地質(zhì)情況而定，一般可按表3.3.1采用。泥漿性能指標表3.3.1項目性能指標檢查方法一般地層軟弱土層密度粘度膠體率穩(wěn)定性失水量pH值泥皮厚度靜切力(1min)含砂量1.04～1.25kg／L18～22s>95%<0.05g／cm3<30mL／30min<101.5—3.0mm／30min10～20mg／cm2<4%～8%1.05～1.30kg／L19～25s>98%<0.02g／cm3<20mL／30min8～91.0～1.5mm／30min20～50mg／cm2<4%泥漿密度秤500～700mL漏斗法100mL量杯法500mL量筒或穩(wěn)定計失水量儀pH試紙失水量儀靜切力計含砂量測定器注：1.密度：表中上限為新制泥漿，下限為循環(huán)泥漿。一般采用膨潤土泥漿時，新漿密度控制在1.04～1.05；循環(huán)程中的泥漿控制在1.25～1.30；對于松散易坍地層，密度可適當加大。澆灌混凝土前槽內(nèi)泥漿控制在1.15～1.25，視土質(zhì)情況而定；2.成槽時，泥漿主要起護壁作用，在一般情況下可只考慮密度、粘度、膠體率三項指標；3.當存在易塌方土層(如砂層或地下水位下的粉砂層等)或采用產(chǎn)生沖擊、沖刷的掘削機械時，應適當考慮，泥漿粘度，宜用25～30s。3.3.2在施工過程中應加強檢查和控制泥漿的性能，定時對泥漿性能進行測試，隨時調(diào)泥漿配合比，做好泥漿質(zhì)量檢測記錄。一般作法是：在新漿拌制后靜止24h，測一次全項(含砂量除外)；在成槽過程中，一般每進尺1～5m或每4h測定一次泥漿密度和粘度。在槽結(jié)束前測一次密度、粘度；澆灌混凝土前測一次密度。兩次取樣位置均應在槽底以上200mm處。失水量和pH值，應在每槽孔的中部和底部各測一次。含砂量可根據(jù)實際情況測定。穩(wěn)定性和膠體率一般在循環(huán)泥漿中不測定。3.3.3泥漿必須經(jīng)過充分攪拌，常用方法有：低速臥式攪拌機攪拌；螺旋槳式攪拌機攪拌；壓縮空氣攪拌；離心泵重復循環(huán)。泥漿攪拌后應在儲漿池內(nèi)靜置24h以上，或加分散劑膨潤土或粘土充分水化后方可使用。3.3.4通過溝槽循環(huán)或混凝土換置排出的泥漿，如重復使用，必須進行凈化再生處理。一般采用重力沉降處理，它是利用泥漿和土渣的密度差，使土渣沉淀，沉淀后的泥漿進入貯漿池，貯漿池的容積一般為一個單元槽段挖掘量及泥漿槽總體積的2倍以上。沉淀池和貯漿池設(shè)在地上或地下均可，但要視現(xiàn)場條件和工藝要求合理配置。如采用原土造漿循環(huán)時，應將高壓水通過導管從鉆頭孔射出，不得將水直接注入槽孔中。3.3.5在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層施工時，應適當提高泥漿粘度和增加儲備量，并備堵漏材料。如發(fā)生泥漿滲漏，應及時補漿和堵漏，使槽內(nèi)泥漿保持正常。3.4槽段開挖3.4.1挖槽施工前應預先將連續(xù)墻劃分為若干個單元槽段，其長度一般為4～7m。每個單元槽段由若干個開挖段組成。在導墻頂面劃好槽段的控制標記，如有封閉槽段時，必須采用兩段式成槽，以免導致最后一個槽段無法鉆進。3.4.2成槽前對鉆機進行一次全面檢查，各部件必須連接可靠，特別是鉆頭連接螺栓不得有松脫現(xiàn)象。3.4.3為保證機械運行和工作平穩(wěn)，軌道鋪設(shè)應牢固可靠，道碴應鋪填密實。軌道寬度允許誤差為±5mm，軌道標高允許誤差±10mm。連續(xù)墻鉆機就位后應使機架平穩(wěn)，并使懸掛中心點和槽段中心一致。鉆機調(diào)好后，應用夾軌器固定牢靠。3.4.4挖槽過程中，應保持槽內(nèi)始終充滿泥漿，以保持槽壁穩(wěn)定。成槽時，依排渣和泥漿循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán)。當采用砂泵排渣時，依砂泵是否潛入泥漿中，又分為泵舉式和泵吸式。一般采用泵舉式反循環(huán)方式排渣，操作簡便，排泥效率高，但開始鉆進須先用正循環(huán)方式，待潛水砂泵電機潛入泥漿中后，再改用反循環(huán)排泥。3.4.5當遇到堅硬地層或遇到局部巖層無法鉆進時，可輔以采用沖擊鉆將其破碎，用空氣吸泥機或砂泵將土渣吸出地面。3.4.6成槽時要隨時掌握槽孔的垂直精度，應利用鉆機的測斜裝置經(jīng)常觀測偏斜情況，不斷調(diào)整鉆機操作，并利用糾偏裝置來調(diào)整下鉆偏斜。3.4.7挖槽時應加強觀測，如槽壁發(fā)生較嚴重的局部坍落時，應及時回填并妥善處理。槽段開挖結(jié)束后，應檢查槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度等項目，合格后方可進行清槽換漿。在挖槽過程中應作好施工記錄。3.5清槽3.5.1當挖槽達到設(shè)計深度后，應停止鉆進，僅使鉆頭空轉(zhuǎn)而不進尺，將槽底殘留的土打成小顆粒，然后開啟砂泵，利用反循環(huán)抽漿，持續(xù)吸渣10～15min，將槽底鉆渣清除干凈。也可用空氣吸泥機進行清槽。3.5.2當采用正循環(huán)清槽時，將鉆頭提高槽底100～200mm，空轉(zhuǎn)并保持泥漿正常循環(huán)，以中速壓入泥漿，把槽孔內(nèi)的浮渣置換出來。3.5.3對采用原土造漿的槽孔，成槽后可使鉆頭空轉(zhuǎn)不進尺，同時射水，待排出泥漿密度降到1.1左右，即認為清槽合格。但當清槽后至澆灌混凝土間隔時間較長時，為防止泥漿沉淀和保證槽壁穩(wěn)定，應用符合要求的新泥漿將槽孔的泥漿全部置換出來。3.5.4清理槽底和置換泥漿結(jié)束1h后，槽底沉渣厚度不得大于200mm；澆混凝土前槽底沉渣厚度不得大于300mm，槽內(nèi)泥漿密度為1.1～1.25、粘度為18～22s、含砂量應小于8%。3.6鋼筋籠制作及安放3.6.1鋼筋籠的加工制作，要求主筋凈保護層為70～80mm。為防止在插入鋼筋籠時擦傷槽面，并確保鋼筋保護層厚度，宜在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊。縱向鋼筋底端距槽底的距離應有100～200mm，當采用接頭管時，水平鋼筋的端部至接頭管或混凝土及接頭面應留有100～150mm間隙?？v向鋼筋應布置在水平鋼筋的內(nèi)側(cè)。為便于插入槽內(nèi)，利鋼筋底端宜稍向內(nèi)彎折。鋼筋籠的內(nèi)空尺寸，應比導管連接處的外徑大100mm以上。3.6.2為了保證鋼筋籠的幾何尺寸和相對位置準確，鋼筋籠宜在制作平臺上成型。鋼筋籠每棱邊(橫向及豎向)鋼筋的交點處應全部點焊，其余交點處采用交錯點焊。對成型時臨時扎結(jié)的鐵絲，宜將線頭彎向鋼筋籠內(nèi)側(cè)。為保證鋼筋籠在安裝過程中具有足夠的剛度，除結(jié)構(gòu)受力要求外，尚應考慮增設(shè)斜拉補強鋼筋，將縱向鋼筋形成骨架并加適當附加鋼筋。斜拉筋與附加鋼筋必須與設(shè)計主筋焊牢固。鋼筋籠的接頭當采用搭接時，為使接頭能夠承受吊入時的下段鋼筋自重，部分接頭應焊牢固。3.6.3鋼筋籠制作允許偏差值為：主筋間距±l0mm；箍筋間距±20mm；鋼筋籠厚度和寬目±l0mm；鋼筋籠總長度±50mm。3.6.4鋼筋籠吊放應使用起吊架，采用雙索或四索起吊，以防起吊時因鋼索的收緊力而目起鋼筋籠變形。同時要注意在起吊時不得拖拉鋼筋籠，以免造成彎曲變形。為避免鋼筋吊起后在空中擺動，應在鋼筋籠下端系上溜繩，用人力加以控制。3.6.5鋼筋籠需要分段吊入接長時，應注意不得使鋼筋籠產(chǎn)生變形。下段鋼筋籠入槽后.臨時穿鋼管擱置在導墻上，再焊接接長上段鋼筋籠。鋼筋籠吊入槽內(nèi)時，吊點中心必須對準槽段中心，豎直緩慢放至設(shè)計標高，再用吊筋穿管擱置在導墻上。如果鋼筋籠不能順利地攝入槽內(nèi)，應重新吊出，查明原因，采取相應措施加以解決，不得強行插入。3.6.6所有用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)的預埋件、預埋鋼筋等，應與鋼筋籠焊牢固。3.7澆注水下混凝土。3.7.1混凝土配合比應符合下列要求：混凝土的實際配制強度等級應比設(shè)計強度等級高一級；水泥用量不宜少于370kg／m3；水灰比不應大于0.6；坍落度宜為18～20cm，并應有一定的流動度保持率；坍落度降低至15cm的時間，一般不宜小于lh；擴散度宜為34～38cm；凝土拌合物的含砂率不小于45%；混凝土的初凝時間，應能滿足混凝土澆灌和接頭施工工藝要求，一般不宜低于3～4h。3.7.2接頭管和鋼筋就位后，應檢查沉渣厚度并在4h以內(nèi)澆灌混凝土。澆灌混凝土必使用導管，其內(nèi)徑一般選用250mm，每節(jié)長度一般為2.0～2.5m。導管要求連接牢靠，接頭用橡膠圈密封，防止漏水。導管接頭若用法蘭連接，應設(shè)錐形法蘭罩，以防拔管時掛住鋼筋。導管在使用前要注意認真檢查和清理，使用后要立即將粘附在導管上的混凝土清除干凈。。3.7.3在單元槽段較長時，應使用多根導管澆灌，導管內(nèi)徑與導管間距的關(guān)系一般是：導管內(nèi)徑為150mm，200mm，250mm時，其間距分別為2m、3m、3～4m，且距槽段端部均不得超過1.5m。為防止泥漿卷入導管內(nèi)，導管在混凝土內(nèi)必須保持適宜的埋置深度，一般應控制在2～4m為宜。在任何情況下，不得小于1.5m或大于6m。，3.7.4導管下口與槽底的間距，以能放出隔水栓和混凝土為度，一般比栓長100～200mm。隔水栓應放在泥漿液面上。為防止粗骨料卡住隔水栓，在澆注混凝土前宜先灌入適量的水泥砂漿。隔水栓用鐵絲吊住，待導管上口貯斗內(nèi)混凝土的存量滿足首次澆筑，導管底端能埋入混凝土中0.8～1.2m時，才能剪斷鐵絲，繼續(xù)澆筑。3.7.5混凝土澆灌應連續(xù)進行，槽內(nèi)混凝土面上升速度一般不宜小于2m／h，中途不得間歇。當混凝土不能暢通時，應將導管上下提動，慢提快放，但不宜超過300mm。導管不能作橫向移動。提升導管應避免碰掛鋼筋籠。3.7.6隨著混凝土的上升，要適時提升和拆卸導管，導管底端埋入混凝土面以下一般保持2～4m。不宜大于6m，并不小于1m，嚴禁把導管底端提出混凝土上面。3.7.7在一個槽段內(nèi)同時使用兩根導管灌注混凝土時，其間距不應大于3.0m，導管距槽段端頭不宜大于1.5m，混凝土應均勻上升，各導管處的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土澆筑完畢，終澆混凝土面高程應高于設(shè)計要求0.3～0.5m，此部分浮漿層以后鑿去。3.7.8在澆灌過程中應隨時掌握混凝土澆灌量，應有專人每30min測量一次導管埋深和管外混凝土標高。測定應取三個以上測點，用平均值確定混凝土上升狀況，以決定導管的提拔長度。3.8接頭施工3.8.1連續(xù)墻各單元槽段間的接頭型式，一般常用的為半圓形接頭型式。方法是在未開挖一側(cè)的槽段端部先放置接頭管，后放入鋼筋籠，澆灌混凝土，根據(jù)混凝土的凝結(jié)硬化速度，徐徐將接頭管拔出，最后在澆灌段的端面形成半圓形的接合面，在澆筑下段混凝土前，應用特制的鋼絲刷子沿接頭處上下往復移動數(shù)次，刷去接頭處的殘留泥漿，以利新舊混凝土的結(jié)合。3.8.2接頭管一般用10mm厚鋼板卷成。槽孔較深時，做成分節(jié)拼裝式組合管，各單節(jié)長度為6m、4m、2m不等，便于根據(jù)槽深接成合適的長度。外徑比槽孔寬度小10～20mm，直徑誤差在±3mm以內(nèi)。接頭管表面要求平整光滑，連接緊密可靠，一般采用承插式銷接。各單節(jié)組裝好后，要求上下垂直。3.8.3接頭管一般用起重機組裝、吊放。吊放時要緊貼單元槽段的端部和對準槽段中心，保持接頭管垂直并緩慢地插入槽內(nèi)。下端放至槽底，上端固定在導墻或頂升架上。3.8.4提拔接頭管宜使用頂升架(或較大噸位吊車)，頂升架上安裝有大行程(1～2m)、起重量較大(50～100t)的液壓千斤頂兩臺，配有專用高壓油泵。3.8.5提拔接頭管必須掌握好混凝土的澆灌時間、澆灌高度、混凝土的凝固硬化速度，不失時機地提動和拔出，不能過早、過快和過遲、過緩。如過早、過快，則會造成混凝土壁塌落；過遲、過緩，則由于混凝土強度增長，摩阻力增大，造成提拔不動和埋管事故。一般宜在混凝土開始澆灌后2～3h即開始提動接頭管，然后使管子回落。以后每隔15～20min提動一次，每次提起100～200mm，使管子在自重下回落，說明混凝土尚處于塑性狀態(tài)。如管子不回落，管內(nèi)又沒有涌漿等異常現(xiàn)象，宜每隔20～30mm拔出0.5～1.0m，如此重復。在混凝土澆灌結(jié)束后5～8h內(nèi)將接頭管全部拔出。4、質(zhì)量標準4.1地下連續(xù)墻均應設(shè)置導墻，導墻形式有預制及現(xiàn)澆兩種，現(xiàn)澆導墻形狀有“L”型或倒“L”型，可根據(jù)不同土質(zhì)選用。4.2地下墻施工前宜先試成槽，以檢驗泥漿的配比、成槽機的選型并可復核地質(zhì)資料。4.3作為永久結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻，其抗?jié)B質(zhì)量標準可按現(xiàn)行國家標準《地下防水工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50208執(zhí)行。4.4地下墻槽段間的連接接頭