1、硅酸鹽水泥摘要：在當(dāng)今這個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)中，隨著城市化建設(shè)的不斷擴(kuò)大，交通方式的不斷進(jìn)步，對(duì)于高樓大廈、道路橋梁、隧道涵洞等建筑的需求在不斷增多。同時(shí)，對(duì)于這些建筑的質(zhì)量要求也在不斷提高。當(dāng)今這個(gè)時(shí)代，可以說(shuō)是一個(gè)混凝土的時(shí)代，大部分的建筑都離不開(kāi)混凝土。作為混凝土的重要組成部分硅酸鹽水泥也就成為了一種十分重要的材料關(guān)鍵詞：硅酸鹽水泥 組成 制備 性能 應(yīng)用Portland cementAbstract: in todays rapidly developing society, along with the city construction expands ceaselessly, tra

2、ffic continues to progress, to many-storied buildings, roads and bridges, tunnels and culverts construction demand continues to increase. At the same time, for the construction quality requirements are also rising. This day and age,can be said to be a concrete era, most of the buildings are insepara

3、ble from the concrete. As the important component of concrete - Portland cement has become a kind of important materialKey words: silicate cement composition preparation properties application1.硅酸鹽水泥組成硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料、05%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。硅酸鹽水泥熟料主要有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四種氧化物組成，在熟料中占95%，另5%為其他氧

4、化物，如MgO、SO3等。水泥熟料經(jīng)高溫煅燒后，CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四種氧化物不是以單獨(dú)的氧化物存在，而是以兩種或兩種以上的氧化物反應(yīng)生成的多種礦物集合體。硅酸鹽水泥熟料中主要形成四種礦物：硅酸三鈣，3 CaOSiO2，簡(jiǎn)寫(xiě)C3S,占5060%，稱(chēng)阿利特（Alite）或A礦；硅酸二鈣，2 CaOSiO2，簡(jiǎn)寫(xiě)C2S,占2025%，稱(chēng)貝利特（Belite）或B礦；鋁酸三鈣，3CaOAl2O3，簡(jiǎn)寫(xiě)C2A,占510%；鐵相固溶體，通常以鐵鋁酸四鈣表示，4CaOAl2O3Fe2O3，簡(jiǎn)寫(xiě)C4AF,占1015%，稱(chēng)才利特（Celite）或C礦。2.硅酸鹽水泥的制備2.1硅酸鹽水泥的

5、生產(chǎn)過(guò)程硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過(guò)程就是“兩磨一燒”。第一步，將原料按一定比例配料并磨細(xì)得到生料；第二步，將生料煅燒使之部分熔融，冷卻后形成熟料；第三步，將熟料與適量的石膏、混合材料共同磨細(xì)即為硅酸鹽水泥。2.1.1破碎及預(yù)均化破碎 水泥生產(chǎn)過(guò)程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開(kāi)采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開(kāi)采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。破碎過(guò)程要比粉磨過(guò)程經(jīng)濟(jì)而方便，合理選用破碎設(shè)備和和粉磨設(shè)備非常重要。在物料進(jìn)入粉磨設(shè)備之前，盡可能將大塊物料破碎至細(xì)小、均勻

6、的粒度，以減輕粉磨設(shè)備的負(fù)荷，提高磨機(jī)的產(chǎn)量。物料破碎后，可減少在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中不同粒度物料的分離現(xiàn)象，有得于制得成分均勻的生料，提高配料的準(zhǔn)確性。原料預(yù)均化 預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過(guò)程中，運(yùn)用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場(chǎng)同時(shí)具備貯存與均化的功能。原料預(yù)均化的基本原理就是在物料堆放時(shí)，由堆料機(jī)把進(jìn)來(lái)的原料連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時(shí)，在垂直于料層的方向，盡可能同時(shí)切取所有料層，依次切取，直到取完，即“平鋪直取”。2.1.2生料制備水泥生產(chǎn)過(guò)程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石

7、膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動(dòng)力約占全廠動(dòng)力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。2.1.3生料均化新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。采用空氣攪拌，重力作用，產(chǎn)生“漏斗效應(yīng)”，使生料粉在向下卸落時(shí)，盡量切割多層料面，充分混合。利用不同的流化空氣，使庫(kù)內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫(kù)內(nèi)料面產(chǎn)生傾斜，進(jìn)行徑向

8、混合均化。2.1.4預(yù)熱分解把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來(lái)完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達(dá)到縮短回窯長(zhǎng)度，同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過(guò)程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。預(yù)熱器的主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，使生料預(yù)熱及部分碳酸鹽分解。為了最大限度提高氣固間的換熱效率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗，必需具備氣固分散均勻、換熱迅速和高效分離三個(gè)功能。2.1.4水泥熟料的燒成生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進(jìn)入回

9、轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熟料的燒成。在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的C3A、C4AF、C2S等礦物。隨著物料溫度升高近1300時(shí)，C3A、C4AF、C2S等礦物會(huì)變成液相，溶解于液相中的C2S和CaO進(jìn)行反應(yīng)生成大量C3S（熟料）。熟料燒成后，溫度開(kāi)始降低。最后由水泥熟料冷卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫(kù)和水泥磨所能承受的溫度，同時(shí)回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。2.1.5、水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細(xì)度、比表面積等表示），形成一定的

10、顆粒級(jí)配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。3.2水泥熟料的形成過(guò)程硅酸鹽水泥熟料的礦物組成主要為：硅酸三鈣3CaOSiO2（C3S）（3760%），硅酸二鈣2CaOSiO2（C2S）（1537%），鋁酸三鈣3CaOAl2O3（C3）（715%），鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3（C4AF）（1018%）。除四種主要成分外，水泥中尚含有少量游離CaO、MgO、SO3、及堿（K2O、Na2O）這些均為有害成分，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格限止。3.1硅酸鹽水泥的性能及應(yīng)用 硅酸鹽水泥的性能主要是物理性能和建筑性能。其中物理性能包括密度、容積密度、細(xì)度等。建筑性能包括凝結(jié)時(shí)間、泌

11、水性、強(qiáng)度、體積變化、水化熱、耐久性等。凝結(jié)時(shí)間 凝結(jié)速度的快慢決定了水泥的凝結(jié)時(shí)間。凡是影響水化的因素基本上也同樣影響水泥的凝結(jié)速度，如熟料礦物的組成、水泥細(xì)度、水灰比、溫度和外加劑等。在工程上常用摻加石膏的方法來(lái)控制凝結(jié)速度。強(qiáng)度 水泥的強(qiáng)度是評(píng)價(jià)水泥質(zhì)量的重要指標(biāo)，是劃分強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)，在工程上具有極其重要的意義。通常按齡期將28天以前的強(qiáng)度成為早期強(qiáng)度，28天以后的強(qiáng)度稱(chēng)為后期強(qiáng)度。水泥的強(qiáng)度在具體施工中的影響因素很多，主要有：熟料礦物的組成、水泥細(xì)度、水灰比、養(yǎng)護(hù)溫度、石膏摻量以及外加劑等。耐久性 硅酸鹽水泥硬化后，在通常的適用條件下有較好的耐久性，有些100年以前建造的水泥混凝土建

12、筑至今仍無(wú)絲毫損壞的跡象。部分長(zhǎng)齡期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，3050年后的抗壓強(qiáng)度比28天時(shí)會(huì)提高30左右，有的達(dá)到一倍以上，但是也有不少失敗的工程實(shí)踐指出，早在3-5年就會(huì)有早期損壞甚至徹底破壞的危險(xiǎn)。耐久性的影響因素雖然很多，但抗?jié)B性、抗凍性以及對(duì)環(huán)境介質(zhì)的抗蝕性是衡量硅酸鹽水泥耐久性的三個(gè)重要方面。另外在某些特定場(chǎng)合堿集料反應(yīng)也可能是工程過(guò)早失效的一個(gè)重要因素。3.2分述水泥的成分、特性及應(yīng)用 硅酸鹽水泥成分：水泥熟料及少量石膏（I型），水泥熟料、5以下混合材料、適量石膏（II型）。主要特征是早期強(qiáng)度高、水化熱高、耐凍性好、耐熱性差、耐腐蝕性差、干縮性小。適用范圍：制造地上地下及水中的混凝土、鋼

13、筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，包括受循環(huán)凍融的結(jié)構(gòu)及早期強(qiáng)度要求較高的工程；可用于配制建筑砂漿。不適于大體積混凝土工程和受化學(xué)及海水侵蝕的工程。 普通水泥成分：在硅酸鹽水泥中摻活性混合材料6-15或非活性混合材料10以下。主要特征：早強(qiáng)、水化熱較高、耐凍性較好、耐熱性較差、耐腐蝕性差、干縮性較小。 適用范圍與不適用處均與硅酸鹽水泥基本相同。 礦渣水泥成分：在硅酸鹽水泥中摻入20-70的?；郀t礦渣。主要特征：早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快；水化熱低；耐熱性好；抗硫酸鹽類(lèi)侵蝕和抗水性較好；抗凍性差；干縮性大；抗?jié)B性差；抗碳化能力差。主要適用范圍有：大體積工程；高溫車(chē)間和有耐火耐熱要求的混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；對(duì)硫酸鹽類(lèi)侵蝕要求高的工程；一般地上地下和水中的混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、工程、配制建筑砂漿；不能用于對(duì)早期強(qiáng)度要求較高和對(duì)抗凍要求高的混凝土工程。火山灰水泥成分：在硅酸鹽水泥中摻入20-50火山灰質(zhì)的混合材料。主要特征：早期強(qiáng)度低，后期輕度增長(zhǎng)快；水化熱低；耐熱性差；抗硫酸