1、、水泥及其制備工藝、目錄、 引言第一章水泥基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)基本概念第二節(jié)硅酸鹽水泥技術(shù)指標(biāo)第二節(jié)硅酸鹽水泥熟料成分第三節(jié)硅酸鹽水泥熟料化學(xué)成分第四節(jié)熟料礦物成分第五節(jié)熟料屈服值第三節(jié)硅酸鹽水泥生產(chǎn)方法和工藝第六節(jié)生產(chǎn)方法分類第四節(jié)硅酸鹽水泥熟料主要原料第七節(jié)原料種類第八節(jié)水泥的開發(fā)和運(yùn)輸原材料，第9節(jié)原料預(yù)均化，第10節(jié)原料制備，調(diào)整和均化，第5章硅酸鹽水泥熟料制備，第11節(jié)硅酸鹽水泥熟料煅燒，第6節(jié)水泥制備和包裝，第12節(jié)水泥制備工藝，第13節(jié)水泥包裝和儲(chǔ)運(yùn)，第7節(jié)新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的主要設(shè)備，第14節(jié)懸浮預(yù)熱器，第15節(jié)分解爐，第16節(jié)回轉(zhuǎn)窯，第17節(jié)熟料冷卻器，第18節(jié)其他重要設(shè)備和設(shè)備。

2、 總之，水泥是建筑業(yè)的三種基本材料之一，被廣泛使用和大量使用，被稱為“建筑業(yè)的谷物”。雖然生產(chǎn)水泥需要更多的能源，但摻砂、石等材料的水泥是一種新型的低能耗建筑材料。例如，在相同荷載下，混凝土柱的能耗僅為鋼柱的1/5-1/6，磚柱的1/4。根據(jù)預(yù)測，水泥仍將是未來幾十年的主要建筑材料。水泥具有良好的可塑性，與砂、石等混合膠結(jié)?？杉庸ば院?，可澆注成各種形狀和尺寸的構(gòu)件，以滿足不同的設(shè)計(jì)要求；水泥適應(yīng)性強(qiáng)，適用于海洋、地下、深水、嚴(yán)寒、干熱、腐蝕、輻射等條件。水泥還可以與各種有機(jī)和無機(jī)材料混合，形成具有各種用途的水泥復(fù)合材料。水泥耐久性好，維護(hù)工作量小，不易生銹和腐爛。目前，水泥已廣泛應(yīng)用于建筑、水

3、利、道路、國防等工程。近年來，航天、信息等新興產(chǎn)業(yè)對各種具有特殊性能的水泥復(fù)合材料的需求也越來越大。因此，水泥工業(yè)在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用。目前，甚至在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，水泥仍將是人類社會(huì)的主要建筑材料。原始水泥可以追溯到5000年前。埃及金字塔、古希臘和古羅馬用石灰和沙子制成的混合砂漿被用來建造石頭和磚塊。這種用于砌筑的膠結(jié)材料被稱為原始水泥。它為現(xiàn)代水泥的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。1824年，英國瓦工丁發(fā)明了一種將石灰石和粘土混合后煅燒生產(chǎn)水泥的方法，并獲得了專利權(quán)。這種水泥在顏色上類似于英格蘭附近波特蘭小鎮(zhèn)中富含的石頭，因此被稱為波特蘭水泥。人們首先使用間歇窯(后來發(fā)展成立窯)煅燒水泥

4、熟料。1877年，回轉(zhuǎn)窯被授予燒水泥熟料的專利權(quán)，隨后是單缸冷卻器、立磨和單缸鋼球磨，有效地提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量。濕式回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)于1905年。1910年，土立窯得到改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了立窯的機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)。1928年，經(jīng)過對對立窯和回轉(zhuǎn)窯的全面分析和研究，德國的利伯博士和波利休斯公司創(chuàng)造了回轉(zhuǎn)爐爐篦的回轉(zhuǎn)窯，命名為“利伯窯”，以紀(jì)念發(fā)明者和創(chuàng)造公司。1950年，德國成功發(fā)明并開始應(yīng)用懸浮預(yù)熱器，大大降低了熟料生產(chǎn)中的熱耗，大大增加了生產(chǎn)規(guī)模。20世紀(jì)60年代初，日本從德國引進(jìn)了懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯技術(shù)，并于1971年發(fā)展了水泥窯外分解技術(shù)，從而開啟了現(xiàn)代水泥工業(yè)的新篇章，很快世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了各種不同特點(diǎn)

5、的預(yù)分解窯，形成了一種新的干法生產(chǎn)技術(shù)。隨著原料及均質(zhì)化、原料均質(zhì)化、高功能粉碎研磨、環(huán)保技術(shù)和X射線熒光分析等在線檢測方法的發(fā)展，以及電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制儀器的廣泛應(yīng)用，新型干法水泥生產(chǎn)的熟料質(zhì)量得到了顯著提高，能耗顯著降低，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。自20世紀(jì)70年代初發(fā)展新型干法水泥技術(shù)和設(shè)備以來，在國家有關(guān)部門的支持和推動(dòng)下，水泥行業(yè)的科研創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā)能力不斷提高，技術(shù)裝備達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，日產(chǎn)2000噸的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備均已國產(chǎn)化。日產(chǎn)4000噸和5000噸的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的國產(chǎn)化率達(dá)到90%以上。日產(chǎn)8000噸水泥熟料生產(chǎn)線和日產(chǎn)1萬噸水泥熟料生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)。

6、世界上只有7條日產(chǎn)萬噸水泥熟料生產(chǎn)線，而中國只有4條。新的干水泥生產(chǎn)工藝正在逐步取代濕、舊的干和立窯。改革開放以來，在黨中央、國務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)和高度重視下，我國水泥工業(yè)發(fā)展迅速。特別是進(jìn)入“九五”以來，發(fā)展更加迅速。無論是在生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量、消費(fèi)節(jié)約和社會(huì)貢獻(xiàn)方面，都取得了顯著的成績。截至2005年底，泉州市共有水泥生產(chǎn)企業(yè)25家，其中回轉(zhuǎn)窯5家，立窯13家，粉磨站7個(gè)。全行業(yè)有熟料生產(chǎn)線24條(包括7座新型干法回轉(zhuǎn)窯和17座機(jī)械立窯)，設(shè)計(jì)熟料生產(chǎn)能力354萬噸，其中回轉(zhuǎn)窯204萬噸，立窯150萬噸，分別占58%和42%。水泥設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力550萬噸，其中回轉(zhuǎn)窯水泥290萬噸，立窯水泥

7、190萬噸，粉磨站水泥70萬噸。大小熟料結(jié)構(gòu)比例調(diào)整為58: 42，大小水泥結(jié)構(gòu)比例調(diào)整為5:47。大小水泥熟料結(jié)構(gòu)優(yōu)于全省和全國。企業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)和所有制結(jié)構(gòu)顯著改善和優(yōu)化。行業(yè)綜合實(shí)力和競爭力明顯增強(qiáng)，水泥支柱產(chǎn)業(yè)地位不斷增強(qiáng)。我相信，到“十一五”末，我國水泥工業(yè)將能夠達(dá)到更快、更高的發(fā)展水平。一、水泥基本知識(shí)，第一節(jié)基本概念1、膠凝材料在物理化學(xué)作用下，可以從漿體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w石，并且可以水泥其他材料并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，統(tǒng)稱為膠凝材料。它分為兩類：無機(jī)的和有機(jī)的。根據(jù)硬化條件，無機(jī)膠凝材料可分為水硬性材料和非水硬性材料。水硬性膠凝材料是指與水混合后在空氣和水中都能硬化的材料，如水泥。

8、非水硬性膠結(jié)材料不能在水中硬化，只能在空氣中硬化，因此它們被稱為氣動(dòng)膠結(jié)材料，如石灰和石膏。第二，水泥廣義上指所有可以硬化的無機(jī)膠凝材料。從狹義上講，水泥特指現(xiàn)代水泥，即具有水力特性的膠結(jié)材料。(3)水泥的類型和分類水泥通常有兩種分類方法：一種是根據(jù)其用途和性能對水泥進(jìn)行分類，另一種是根據(jù)其主要水硬性物質(zhì)的名稱對水泥進(jìn)行分類。1.根據(jù)水泥的用途，可分為三類：普通水泥、特種水泥和特種水泥。普通水泥：指適用于大多數(shù)工業(yè)和民用建筑工程的硅酸鹽系列水泥。主要有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。特殊水泥：參考波特蘭水泥波特蘭水泥：一種通過研磨

9、波特蘭水泥熟料、0%-5%石灰石或?；郀t礦渣和適量石膏制成的水硬性膠凝材料，稱為波特蘭水泥，分為p.i .和p.ii .波特蘭水泥在國外是眾所周知的。2.普通硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、6%-15%的混合材料和適量的石膏研磨而成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(以下簡稱普通水泥)，代號：p . o . 3。礦渣硅酸鹽水泥：通過研磨硅酸鹽水泥熟料、?；郀t礦渣和適量石膏制成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥，代碼：p.s .粉煤灰硅酸鹽水泥：通過研磨硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰和適量石膏制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代碼：p . f . 5。火山灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、

10、火山灰混合料和適量石膏研磨而成的水硬性膠凝材料。被稱為火山灰波特蘭水泥，代號：p.p. 6。復(fù)合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上指定混合材料和適量石膏研磨而成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥(簡稱復(fù)合水泥),代號p c(ii)。硅酸鹽水泥、石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏、摻量：0-5% 2、普通硅酸鹽水泥、混合材為6-15% 3、礦渣硅酸鹽水泥、粒化高爐礦渣20-70% 4、粉煤灰硅酸鹽水泥、粉煤灰20-40% 5、火山灰硅酸鹽水泥、火山灰混合材20-50% 6、復(fù)合硅酸鹽水泥、混合材15-50%、特種硅酸鹽水泥、1、低熱礦渣硅酸鹽水泥：制備低水化熱水硬性膠凝材料2.快硬硅酸鹽

11、水泥：在硅酸鹽水泥熟料中加入適量石膏，研磨成早期強(qiáng)度高、3天抗壓強(qiáng)度高的水泥。3.抗硫酸鹽硅酸鹽水泥：通過用適量石膏研磨硅酸鹽水泥熟料制備具有良好抗硫酸鹽侵蝕性的水泥。4.白色硅酸鹽水泥：通過向低氧化鐵含量的硅酸鹽水泥熟料中加入適量石膏并研磨制成的白色水泥。道路硅酸鹽水泥：由道路硅酸鹽水泥熟料、0%-10%活性混合材和適量石膏研磨而成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥(以下簡稱道路水泥)。6.砌筑水泥：主要用于砌筑砂漿的低標(biāo)號水泥是通過在活性混合材料中加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏并研磨而成。7.油井水泥：由適當(dāng)?shù)V物、適量石膏、混合材料等組成的硅酸鹽水泥熟料。在一定井溫條件下研磨成適用于油氣井

12、固井工程的水泥。8.超硫水泥：以?；郀t礦渣為主要成分，加入適量石膏、硅酸鹽水泥熟料或石灰制成的水泥。第二節(jié)硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)1。制造水泥的組成材料1。硅酸鹽水泥熟料：將含有適當(dāng)成分的生料燃燒至部分熔化，以硅酸鈣為主要成分的產(chǎn)品稱為硅酸鹽水泥熟料(以下簡稱熟料)。2.石膏：包括天然石膏和工業(yè)副產(chǎn)品石膏，質(zhì)量必須符合標(biāo)準(zhǔn)。3.活性混合材料：指具有火山灰性或潛在水硬性的混合材料。如高爐礦渣、火山灰和粉煤灰。4、制造水泥的組成材料4、非活性混合材料：指具有潛在水硬性或火山灰活性指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的水泥混合材料，以及砂巖和石灰?guī)r。5.窯灰：水泥回轉(zhuǎn)窯尾部廢氣中收集的粉塵。6.助磨劑：允許添加助磨劑，

13、在不損害水泥性能的情況下，助磨劑在水泥研磨中發(fā)揮作用。添加量不得超過水泥質(zhì)量的1%。(2)硅酸鹽水泥的標(biāo)簽。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，波特蘭水泥的標(biāo)簽設(shè)定為325和325；425、425R525、525R625、625R725、725等。標(biāo)簽根據(jù)水泥的28D抗壓強(qiáng)度確定。(1)氧化鎂含量：在水泥熟料中，通常有少量游離氧化鎂與其他礦物結(jié)合。它是在高溫下形成的方鎂石。它以非常慢的速度水合成氫氧化鎂。水化通常在水泥硬化后開始。水化過程中會(huì)發(fā)生體積膨脹，這會(huì)導(dǎo)致水泥結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫甚至損壞。因此，這是水泥穩(wěn)定性差的原因之一。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)(GB175-1999)規(guī)定水泥中氧化鎂的含量不得超過5%。如果水泥通過熱壓罐穩(wěn)

14、定性試驗(yàn)，水泥中氧化鎂的含量可放寬至6%。(2)三氧化硫含量：水泥中的S03主要是在生產(chǎn)過程中通過添加石膏來調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，或者在熟料煅燒過程中通過添加石膏礦化劑帶入熟料中。雖然適量的石膏可以改善水泥性能(如提高水泥強(qiáng)度、減少收縮、提高抗凍性、耐腐蝕性和抗?jié)B性等)。)，水泥性能會(huì)惡化，甚至導(dǎo)致硬化的水泥石膨脹，當(dāng)石膏超過一定含量后會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性破壞。因此，必須限制水泥中S03的含量。現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥中S03的含量不得超過3.5%。(3)燒失量：水泥煅燒或水分不足會(huì)增加燒失量。通過在950-1000下燃燒水泥樣品15-20分鐘并在室溫下稱重來測量燒失量。根據(jù)以下公式計(jì)算燒失量：x=(mo-m1)

15、/mo100，其中：X燒失量% mo點(diǎn)火前樣品質(zhì)量g m1點(diǎn)火后樣品質(zhì)量g普通水泥和礦渣水泥的燒失量，回轉(zhuǎn)窯廠不得超過5%，立窯尺寸不得超過7%。硅酸鹽水泥技術(shù)指標(biāo)(質(zhì)量指標(biāo))，2、物理指標(biāo)(1)細(xì)度：水泥細(xì)度是表示水泥粉磨程度或水泥分散度的指標(biāo)。它影響水泥的水化硬化速度、需水量、和易性、放熱率和強(qiáng)度。水泥細(xì)度可用篩析法和比表面積法表示?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥在0.08毫米方孔篩上不得超過10%。硅酸鹽水泥細(xì)度不小于3002/g(2)凝結(jié)時(shí)間：指水泥從加水時(shí)開始失去塑性所需的時(shí)間。設(shè)定時(shí)間分為初始設(shè)定時(shí)間和最終設(shè)定時(shí)間。初凝時(shí)間是從水泥加水到水泥漿失去塑性所需

16、的時(shí)間。最終凝結(jié)時(shí)間是從水泥加水的時(shí)間到水泥漿完全失去塑性的時(shí)間。中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凝結(jié)時(shí)間由凝結(jié)時(shí)間測試儀測量。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于45分鐘，終凝時(shí)間不得晚于390分鐘(6.5小時(shí))；普通硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于45分鐘，終凝時(shí)間不得晚于10小時(shí)。(3)穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指水泥在凝固和硬化過程中體積變化的均勻性。通過混合水泥和水制成的水泥漿體的體積通常在凝固和硬化過程中變化。如果這種體積變化是在凝結(jié)硬化的過程中，它對建筑的質(zhì)量沒有影響。然而，如果混凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用，水泥石會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重且不均勻的體積變化，在建筑物中會(huì)產(chǎn)生破壞性應(yīng)力，導(dǎo)致建筑物強(qiáng)度降低，甚至造成

17、建筑物開裂和倒塌等嚴(yán)重事故。水泥體積穩(wěn)定性差的原因是水泥熟料中游離氧化鈣和氧化鎂含量過高或石膏含量過高。熟料中的游離氧化鈣和氧化鎂在高溫煅燒后“過度燃燒”，水化非常緩慢。水化僅在水泥硬化后發(fā)生，并且體積膨脹，導(dǎo)致不均勻的體積變化和水泥石開裂。當(dāng)石膏含量過高時(shí)，水泥硬化后，還會(huì)與固體鋁酸鈣水合物反應(yīng)生成高硫鋁酸鈣水合物，其體積增加1.5倍，導(dǎo)致水泥石開裂。(1)煮法(不常用)是麥(3)雷耶斯法：用雷耶斯夾具測量，當(dāng)試件兩個(gè)指針尖端之間距離的平均增加量小于或等于5毫米時(shí)，穩(wěn)定性合格。高壓滅菌法：主要用于檢查游離氧化鎂引起的體積變化。(4)強(qiáng)度：強(qiáng)度是水泥工藝中最基本的指標(biāo)，直接反映水泥的質(zhì)量水平和使用價(jià)值。砂漿法是世界上水泥強(qiáng)