通用硅酸盐水泥生产概述.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章,通用硅酸盐水泥生产概述,1,2.1,通用硅酸盐水泥的国家标准,水泥：凡磨细成粉状的材料，加入适量的水后，即能在空气中硬化又能在水中硬化，并能把砂石材料牢固的胶结在一起的水硬性胶凝材料。,水泥适用范围,不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。,2,水泥的分类,按性能和用途分,水 泥,通用水泥,专用水泥,特性水泥,硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥,复合硅酸盐水泥,石灰石硅酸盐水泥,如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如弹力水泥、夜光水泥、变色水泥、木质水泥、贮热水泥、自愈水泥,3,按主要水硬性物质分,水泥种类,主要水硬性物质,主 要 品 种,硅酸盐水泥,硅酸钙,绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥,铝酸盐水泥,铝酸钙,高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。,硫铝酸盐水泥,无水硫铝酸钙,硅酸二钙,有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等,铁铝酸盐水泥,铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙,有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等,氟铝酸盐水泥,氟铝酸钙、硅酸二钙,氟铝酸盐水泥等,以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥,活性二氧化硅,活性氧化铝,石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等,4,5,6,GB-,国家标准,GBJ-,建筑工程国家标准,JGJ-,建设部行业标准,JC-,国家建材局行业标准,YB-,冶金部行业标准,JTJ-,交通部行业标准,SD-,水电行业标准,ZB-,国家级专业标准,ASA-American Standard Association,美国标准,ASTM,American Society for Testing Materials,BS-British Standard,英国标准,ISO-International Standard Organization,国际标准协会,7,2.1.1,水泥标准,作用：指导生产、控制质量、加强管理、提高企业效益，质检机构、科研设计、建设施工等监督部门进行质量检验、保证工程质量的技术依据。,8,标准号表示方法：,GB175-1999,硅酸盐水泥,标准名称,制订或修订年份,标准编号,标准代号,9,通用硅酸盐水泥,Common Portland Cement,以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。,通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。,2.1.2,硅酸盐水泥定义,10,硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，石灰石或粒化高炉矿渣适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥（即国外通称的,波特兰水泥,）,11,2.1.3,组分材料,：,硅酸盐水泥熟料：,由主要含,CaO,、,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物不小于,66%,，氧化钙和氧化硅质量比不小于,2.0,。,混合材料：,在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能，调节水泥标号、提高水泥产量、降低成本的矿物质材料。,石膏：,调节凝结时间。,石膏：,CaSO,4,2H,2,O,硬石膏：,CaSO,4,天然石膏 工业副产石膏：,12,经过煅烧的熟料和未粉磨的石膏,熟料,石膏,密度：,3.15-3.20 g/cm,3,密度：约,2.30 g/cm,3,44,13,14,15,16,17,细度,（1）定义,:水泥颗粒的粗细程度.,（2）表示方法：,筛余百分数，比表面积，颗粒级配,a、筛余百分数,：,水泥在一定孔径的筛子上的筛余量占水泥总质量百分数，筛余百分数越小，水泥越细,矿渣、火山灰、粉煤灰、复合硅酸盐水泥的细度通过80um方孔筛筛余不大于10%,或,45,um方孔筛筛余不大于,30,%,GB175,2007,，GB1344,1,999、GB12958 1999规定,b.比表面积,是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总和（cm,2,/g 或 m2,/kg）。,水泥愈细，比表面积愈大。,一般常为317350,m,2,/kg。,硅酸盐水泥,300,m,2,/kg,GB175,2007,规定：型、型硅酸盐水泥,300 m,2,/kg,18,C、颗粒积配：,水泥中不同粒径的质量百分数,水泥强度检测ISO法的实施，水泥颗粒级配对水泥强度和强度的增进率影响尤为明显，逐渐应用于指导水泥生产,（3）控制指标,硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的细度为,比表面积,300 m,2,/kg,矿渣、火山灰、粉煤灰、复合硅酸盐水泥的细度通过80um方孔筛筛余不大于10%,或,45,um方孔筛筛余不大于,30,%,（,4,）影响因素：,熟料、混合材的易磨性、混合材掺量及粉磨条件,C,3,S,含量高的熟料易磨，,C,2,S,含量高难磨，混合材中火山灰、粉煤灰易磨，矿渣难磨。,19,（,5,）测定意义,影响水泥性能的重要指标：,A.,颗粒越细，与水反应的表面积越大，水化反应速度加快，早期强度高，可改善水泥的安定性、泌水性、和易性及黏结性等，,有利于施工,。但过细，水泥需水量增大，干缩性及,7,天水化热增大，抗冻性降低。强度降低。易风化，不宜久存。,90um,惰性，,60,慢，,40um,快，占,65-75%,，,10 um,迅速，占,25-30%,。,B.,水泥过细，产量，电耗及金属损耗，成本。颗粒过粗，不利于水泥活性发挥。,（,6,）测定方法,要求,:,国家标准,GB/T 1345-2005,规定，水筛法、负压筛法。,水泥细度检验方法（,80,um,筛筛析法）,。,GB/T 8074-1987,水泥比表面积测定方法（勃氏法）,。,20,水泥凝结时间是水泥的重要建筑性质之一，在建筑施工中有重要意义。,初凝时间太短，混凝土、砂浆将来不及搅拌、运输、浇捣或砌筑，影响工程质量。,终凝时间过长，将延长脱模及养护时间，影响施工进度。,21,22,23,24,25,26,27,（,10,）水泥强度等级,水泥强度,是水泥试体硬化后在单位面积上所能承受的外力。,强度是评价硅酸盐水泥质量的一个重要指标。水泥的强度是按照,GB/T17961-1999,水泥胶砂强度检验方法（,ISO,）法,的标准方法制作的水泥胶砂试件，在,20,1,C,温度的水中，养护到规定龄期时检测的强度值。,其中标准试件尺寸为,4cm,4cm,16cm,胶砂中水泥与标准砂之比为,1,：,3,（,W/C=0.5,），标准试验龄期分别为,d,和,28d,分别检验其抗压强度和抗折强度。,作用：,a,、,确定水泥强度等级，对比水泥质量,b,、根据水泥强度设计砼的组成，合理使用水泥，保证工程质量,28,29,在标准中规定的等级时，往往有几个龄期的指标,某一等级符合标准要求，是指各龄期的抗折、抗压强度值符合规定值，否则，降低等级或不合格。,按照测定结果，,将硅酸盐水泥分为,42.5,、,42.5R,、,52.5,、,52.5R,、,62.5,、,62.5R,六个,强度等级,PO,42.5,、,42.5R,、,52.5,、,52.5R,PS PP PF,32.5,、,32.5R,42.5,、,42.5R,、,52.5,、,52.5R,、六个,强度等级,R,表示早强型水泥,30,31,技术,细度比表面积,/(m,2,/kg),凝结时间,/min,安定性,不溶物,/(%),MgO,SO,3,烧失量,(%),氯离子,性质,(,沸煮法）,含量,/,含量,(%),（质量分数）,初凝,终凝,型,型,(%),型,型,指标,300,45,390,必须合格,0.75,1.50,5.0,3.5,3.0,35,0.06,强度,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,等级,3d,28d,3d,28d,42.5,17.0,42.5,3.5,6.5,42.5R,22.0,42.5,4.0,6.5,52.5,23.0,52.5,4.0,7.0,52.5R,27.0,52.5,5.0,7.0,62.5R,32.0,62.5,5.5,8.0,32,（,11,）包装,水泥可以散装或袋装，袋装水泥每袋净含量为,50kg,，且应不少于标志质量的,99%,；随机抽取,20,袋总质量（含包装袋）应不少于,1000kg,。其它包装形式由供需双方协商确定，但有关袋装质量要求，应符合上述规定。水泥包装袋应符合,GB9774,的规定。,标志,水泥包装袋上应清楚标明：,执行标准,、,水泥品种,、,代号,、,强度等级,、,生产者名称,、,生产许可证标志（,QS,）及编号,、,出厂编号,、包装日期、,净含量,。,包装袋两侧应根据水泥的品种采用不同的颜色印刷水泥名称和强度等级，,硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥采用红色,，,矿渣硅酸盐水泥采用绿色；,火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥采用黑色或蓝色。,散装发运时应提交与袋装标志相同内容的卡片。,运输与贮存,水泥在运输与贮存时不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥在贮运中避免混杂。,33,合格与不合格品,1.,凡,细度、终凝时间、不溶物、烧矢量,中任何一项不符合标准规定。,2.,混合材料掺加量,超过最大限量。,3.,强度,低于商品强度等级规定的指标。,4.,水泥,包装标志,中水泥品种、强度等级、厂名、出厂编号不全的。,34,水泥的定义和分类,P.,、,P.,的定义、组分材料、强度等级、技术指标,合格、不合格品的划分,硅酸盐水泥的技术指标有哪些？,不合格品怎样划分？,小 结,作 业,35,2.2,通用硅酸盐水泥的生产工艺,一、生产过程,硅酸盐水泥的生产过程通常可分为三个阶段：,生料制备 熟料煅烧 水泥制成及出厂,两磨一烧,36,硅酸盐水泥的生产过程,37,38,39,40,41,原材料开采,所有的矿石首先被破碎为约,125 mm,大小,然后进一步破碎为约,20mm,大小,.,37,42,原材料配料、粉磨、混合,干,法,湿,法,38,43,煅烧,39,44,熟料粉磨与储存,40,45,42,46,机械化立窑水泥厂生产工艺流程示意图,43,破碎机,烘干机,原料库,原煤库,生料磨,生料库,成球盘,立窑,碎煤机,熟料库,烘干机,混合材库,水泥磨,水泥库,包装机,47,干法中空回转窑,48,湿法长窑,49,机械化立窑,50,立波尔窑,51,悬浮预热器窑,52,新型干法回转窑,水泥生产工艺流程,53,二、生产方法的分类及其特点,（一）按生料制备方法分,：,立窑生产,回转窑生产,普通立窑,机械化立窑,干法回转窑,湿法回转窑,半干法回转窑,湿法 干法,（,二）按煅烧熟料窑的结构分：,54,湿法：料浆,32-40%,水分，操作简单，可省去原料干燥的费用和设备，料浆易混合，输送方便，扬尘少，生料成分容易控制，熟料质量高。热耗高。,干法：水分,1%,，热耗低。,6295KJ/Kg,半干法：,12-15%,水分，篦式加热机结构复杂，运转率低。,立窑：基本建设投资少，见效快。可就地取材就地使用。可利用零星资源，对劣质煤适应性大。窑内传热效率高，散热损失小，单位热耗低，设备需要动力小。生产规模小，熟料质量差，劳动生产率低，成本高，技术管理水平低。,5260KJ/Kg,55,2.3,新型干法水泥生产的技术特征,新型干法水泥生产,，就是以悬浮预热和预分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产最新成就广泛应用于水泥干法生产全过程，使水泥生产具有高效优质节能环保和大型化自动化科学管理特征的现代化水泥生产方法。,简言之，新型干法水泥生产技术就是以悬浮预热窑预分解窑用于生产水泥的最新技术,代表了当今水泥工业发展的基本方向和主流。,56,窑外分解窑干法水泥生产流程,石灰石,一级破碎,二级破碎,碎石库,均化场,粘土,破碎机,铁质校正原料,生料磨,提升泵,空气搅拌,窑尾悬浮预热器,窑外,分解炉,回转窑,冷却机,尾气排尘,收尘器,增湿塔,熟料库,原煤,煤磨,煤粉仓,石膏,球磨机,水泥,选粉机,输送泵,水泥库,包装机,出厂,出厂,41,57,新型干法水泥生产工艺流程,58,特点,:,优质、低耗、高效、环保、装备大型化、生产控制自动化、管理科学化,3300,KJ/Kg,工序,（,1,）原料、燃料、材料入厂与选择,（,2,）原料、燃料、材料加工处理与预均化,（,3,）原材料配合,（,4,）生料粉磨,（,5,）生料调配、均化、储存,（,6,）熟料煅烧,（,7,）熟料、石膏、混合材的储备与准备,（,8,）熟料、石膏、混合材的配合及磨细,（,9,）水泥储存、包装及发运,59,第三章,硅酸盐水泥熟料,60,3,硅酸盐水泥熟料,硅酸盐水泥熟料，是一种由主要含有,CaO,、,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,的原料，按适当比例配合磨成细粉并烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。,硅酸盐水泥熟料可用于通用硅酸盐水泥中、抗硫酸盐水泥、中等水化热水泥中等。,硅酸盐水泥熟料是一种多矿物组成的、结晶细小的,人造岩石,矿物结晶,30-60um,。,矿物组成：,具有一定化学成分和结构特征的稳定单质和化合物。,材料中的元素和化合物以特定的矿物形式存在并决定着材料的许多重要性质,61,3.1,、矿物组成,主要矿物组成：,硅酸三钙：,3CaOSiO,2,(C,3,S),硅酸二钙：,2CaOSiO,2,(C,2,S),铝酸三钙：,3CaOAl,2,O,3,(C,3,A),铁铝酸四钙：,4CaO Al,2,O,3,Fe,2,O,3,(C4,AF),硅酸盐矿物,75%,22%,97%,其它,：游离氧化钙：,f-,CaO,方镁石：（即结晶氧化镁）,玻璃体：,熔剂矿物,62,63,熟料矿物特性：,一、硅酸三钙,（,50,5,）,（一）矿物特性：,1,、纯,C,3,S,白色,.1800,只几分钟可以形成,16001,小时基本形成,f-,a,1%,1450,下要反复多次才可烧成,.,T 2065,不一致熔融为,CaO,与液相,T=20651250,内稳定；,T,1250 C,3,S C,2,S+CaO,（,反应慢，常温下,C,3,S,呈介稳状态）,2,、熟料中,C,3,S,并不以纯的形式存在，而是形成固溶体，简称,A,矿（阿利特矿）工业生产中,3,S,晶体中总固溶有,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,、,MgO,、,R,2,O,形成固溶体,3,、固溶体反光显微镜下呈黑色多角形颗粒。,3.14-3.25,64,65,66,（二）矿物水化特性,1.,水化较快，水化反应主要在,28d,内进行，约经一年后水化过程基本完成。,2.,凝结时间正常，早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率大，居四种矿物之首，,28d,强度达一年强度的,70%80%,；,3.,水化热较高,500J/g,；抗水性较差。,67,二、硅酸二钙（,15,35%,）,纯,2,S,白色,（一）矿物特性：,68,69,贝利特的显微结构：,反光显微镜下呈圆粒状，也可见其他不规则形状。正常熟料中具有黑白交叉双晶条纹；低温煅烧且慢冷熟料中常发现有平行双晶。,70,71,72,（二）矿物水化特性,1.,水化反应慢，,28d,水化,20%,，凝结硬化慢；,2.,早期强度低，,28d,后强度较快增长，一年后赶超,A,矿。,3.,水化热小,250J/g,；抗水性好；,措施：,快冷越过转变点,配料增加,C,3,S,减少,2,S,转化源少,可能性少,有足够的液相量包裹,2,S,较高温度下烧成的,-C,2,S,比较稳定,加一些氧化物形成固溶体,Al,2,O,3,、,V,2,O,5,、,BaO,、,SrO,等,烧成气氛要求是氧化气氛,73,三、铝酸三钙,CaOAl,2,O,3,，其简写为,C,3,，约占水泥熟料总量,6,12,（一）、矿物特性：,74,（二）水化特性：,1,、水化快，凝结快；,2,、早强较高，但绝对值不高。,3d,发挥出大部分强度，以后不增长，甚至倒缩。,3,、水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。,75,四、铁铝酸四钙,（,一）、矿物特性：,CaOAl,2,O,3,Fe,2,O,3,，其简写为,4,AF,，约占水泥熟料总量的,8,12,。,称,C,矿,76,（二）、水化特性：,1,、水化速度：早期介于,C,3,A,、,C,3,S,间，后期的发,展不如,C,3,S,；,2,、早期强度似,C,3,A,，后期能增长，似,C,2,S,3,、水化热较,C,3,A,低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能,较好,耐磨性能好。,77,78,79,矿物名称,硅酸三钙,硅酸二钙,铝酸三钙,铁铝酸四钙,含量范围（质量）,37,67,15,30,7,15,10,18,水化反应速度,快,慢,最快,快,强 度,高,早期低，后期高,低,低（含量多时对抗折强度有利）,水 化 热,较高,低,最高,中,80,81,82,83,种 类,产 生 原 因,特 点,对水泥安定性的影响,欠烧游离氧化钙（欠烧,f-CaO,）,熟料煅烧过程中因欠烧、漏生，在,11001200,低温下形成,结构疏松多孔、,不大,一次游离氧化钙（一次,f-CaO,）,因配料不当、生料过粗或煅烧不良，尚未与,S,、,A,、,F,反应而残留的,CaO,呈“死烧状态”，结构致密，,大,二次游离氧化钙（二次,f-CaO,）,熟料慢冷或还原气氛下，,C,3,S,分解而形成的,经过高温，水化较慢,较大,五、游离氧化钙（,f-CaO),84,回转窑熟料,f-CaO,1.5%,，立窑熟料,f-CaO,3.0%,配料不当温度不够,保温时间不够,冷却慢,熟料中碱含量高,生料均匀性差,煅烧制度不稳,燃料质量差,细磨、加混合材、熟料出窑时洒水 放置一段时间,85,六、玻璃体,86,七、方镁石,多角形,粉红色有黑边,87,3.2,硅酸盐水泥,熟料的组成,一、化学组成,：,化学组成,:,构成材料的化学元素及化合物种类和数量,主要化学成分,：,CaO 62%67%,SiO,2,20%24%,Al,2,O,3,4%7%,Fe,2,O,3,2.5%6%,其它氧化物,：,MgO SO,3,Na,2,O,K,2,O TiO,2,P,2,O,5,等,95%,5%,88,3.2.1 CaO,CaO,3,S,水泥强度高，标号高，但是,CaO,会使得,f-CaO,影响安定性,CaO,3,S,2,S,水泥强度下降，熟料易粉化。,3.2.2 SiO,2,SiO,2,2,S,3,S,再者,Fe,2,O,3,Al,2,O,3,少，溶剂矿物少，不利于煅烧。,SiO,2,溶剂矿物多，水泥强度低，煅烧易结大块，结圈。,89,3.2.3 Al,2,O,3,Al,2,O,3,C,3,，水泥凝结硬化变快。,Al,2,O,3,料子不耐火，液相黏度大，易结大块。,Al,2,O,3,太少，烧成范围窄。,3.2.4 Fe,2,O,3,Fe,2,O,3,液相黏度小，能加速,3,S,。,Fe,2,O,3,黏度较低易结大块。在立窑中形成夹心料，形成料柱。,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,综合控制。,90,3,2,5,其它氧化物,1,氧化镁,：引起安定性不良。少量能降低液相出现温度和黏度，有利于烧成，与,4,AF,形成固溶体，使水泥颜色变绿黑色。,2,碱：,（,Na,2,O+K,2,O,）苛性碱、氯碱首先挥发，碳酸碱次之，硫酸碱较难。挥发到烟气中的碱向窑尾运动部分排入大气，温度降低重新冷凝，被物料吸收。碱在混凝土表面产生白斑，引起碱集料反应。,0.6%Na,2,O +3C,3,N C,8,3,+f-CaO,K,2,O+3C,2,S K C,23,S,12,+f-CaO,3,三氧化硫,：形成硫酸盐，循环留在熟料理里，增加窑气循环，安定性。,4,氧化钛,：,来源于粘土，,0.3%,，,矿化剂作用,0.5-1.0%,，形成固溶体，稳固,-C,2,S,，提高早期强度。过高降低强度。,5,P,2,O,5,：矿化剂作用,0.5-1.0%,，,1%P,2,O,5,：,3,S9.9%,2,S10.9%,，降低早强。,91,3.6,熟料的率值,硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物含量之间比例关系的系数称为率值。,控制生产的主要指标。,有些国家，如日本采用,HM,SM,和,IM,三,个率值来控制熟料成分，结果还比较满意。我国从日本引进的冀东水泥厂也用此三个率值来控制生产。但不少学者认为水硬率的意义不明确，因此，又提出了不同的与石灰最大含量有关的计算公式，常见的有,KH,和,LSF,。,92,水硬率是,1868,年德国人米夏埃利斯,(W.Michaelis),提出的作为控制熟料适宜石灰含量的一个系数。它是熟料中氧化钙与酸性氧化物之和的质量百分数的比值，常用,HM,表示，表达式：其计算式为：,意义：说明氧化钙与酸性氧化物之和的比值。,一般范围：水硬率通常在,1.8-2.4,之间。,水硬率假定各酸性氧化物所结合的氧化钙是相同的，实际上并非如此。当各酸性氧化物的总和不变而它们之间的比例发生变化时，所需的氧化钙并不相同。因此只控制同样的水硬率，并不能保证熟料有相同的矿物组成。,只有同时也控制各酸性氧化物之间的比例，才能保证熟料矿物组成的稳定。因此后来库尔,(H.HAD,提出了控制熟料酸性氧化物之间的关系的率值：硅率和铝率。,93,3,6,1,石灰饱和系数,：,1,表达式：古特曼与杰耳认为，酸性氧化物形成的碱性最高的矿物为,C,3,S,C,2,S,C,4,AF,C,3,A,，从而提出了他们的石灰理论极限含量。,为便于计算，将,C,4,AF,改写成“,C,3,A”,和“,CF”,，令“,CF”,与,C,3,A,相加，那么每,1,酸性氧化物所需石灰含量分别为：,1,A1,2,0,3,所需：,CaO=3 56.08/101.96=1.65,1%Fe,2,0,3,所需,CaO=56.08/159.7=0.35,1,SiO,2,形成,C,3,S,所需,CaO=3 56.08/60.09=2.8,由每,1,酸性氧化物所需石灰量乘以相应的酸性氧化物含量，就可得石灰理论极限含量计算式：,CaO,2.8 SiO,2,1.65 A1,2,0,3,0.35 Fe,2,O,3,金德和容克认为，在实际生产中，氧化铝和氧化铁始终为氧化钙所饱和，而,Si0,2,可能不完全饱和成,C,3,S,而存在一部分,C,2,S,否则熟料就会出现游离氧化钙。因此就在,Si0,2,之前加一石灰饱和系数,KH,。故,Ca0=KH X 2.8 SiO,2,1.65 A1,2,0,3,0.35 Fe,2,O,3,94,公式：,KH=,2,、,意义,：,石灰饱和系数,KH,是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（,C,3,S+C,2,S),所需的氧化钙含量 与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值，,也即表示,熟料中氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。,95,96,3.,范围：,硅酸盐水泥熟料,KH,值在,0.87-0.96,之间，我国回转窑,KH,值一般控制在,0.89,士,0.01,左右。,配料需要最低氧化钙的量：无,C,3,S,，只有,C,2,S,C,4,AF,C,3,A A/F 0.64,生成,C,2,S,需要,CaO,的量：,2*56/60.01 Si0,2,生成,C,3,A+“C,3,A”,需要,CaO,的量：,3*56/60.01 A1,2,0,3,生成”,CF”,需要,CaO,的量,:56/159.7 Fe2O3,需要,CaO,的总量,:1.87 Si0,2,+1.65 A1,2,0,3,+0.35 Fe,2,O,3,(,最低值,),KH 2.8 SiO2,1.65 A1203,0.35 Fe2O3=1.87 Si02+1.65 A1,2,0,3,+0.35 Fe,2,O,3,KH=0.67,A/F 0.64,0.67,KH,1,C,3,S,C,2,S,C,4,AF,C,3,A,KH=1,无,C,2,S,KH,1,无,C,2,S C,3,S,C,4,AF,C,3,A,f-CaO,A/F,0.64,0.67,KH,1,C,3,S,C,2,S C,2,F,C,4,AF,KH=1,无,C,2,S,KH,1,无,C,2,S.C,3,S,C,2,F,C,4,AF,f-CaO,97,98,3,6,2,硅 率,1,表达式,：,硅率又称硅酸率，,它表示熟料中,Si0,2,的百分含量与,A1,2,0,3,和,Fe,2,O,3,百分含量之比，用,SM,（,n,）,表示,2.,意义,:,表示熟料的,Si0,2,与,A1,2,0,3,和,Fe,2,O,3,的质量百分比,表示了,熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例关系,，相应地,反映了熟料的质量和易烧性,。,3.,范围,:,通常硅酸盐水泥的硅率在,1.7-2.7,之间。但白色硅酸盐水泥的硅率可达,4.0,甚至更高。,4.,对生产的影响,:,若熟料硅率过高，则由于高温液相量显著减少，熟料缎烧困难，硅酸三钙不易形成，如果氧化钙含量低，那么硅酸二钙含量过多而熟料易粉化。,硅率过低，则熟料因硅酸盐矿物少而强度低，且由于液相量过多，易出现结大块、结炉瘤、结圈等，影响窑的操作。,99,5.,矿物表达式：,SM,（,n,）,=(C,3,S+1.325 C,2,S)/(1.434C,3,A+2.048 C,4,AF),CaO,：,56 SiO,2,：,60.09 Al,2,O,3,1010.96 Fe,2,O,3,159.7,C,3,S:228.35 C,2,S:172.25 C,3,A:270.2 C,4,AF:485.98,C,2,S +CaO C,3,S,172.25 228.35,C,2,S C,3,S,2CaO +SiO,2,C,2,S,60.09 172.25,SiO,2,C,2,S+172.25/228.35 C,3,S,SiO,2,=60.09/172.25(C,2,S+172,25/228.35 C,3,S),4CaO +A1,2,0,3,+Fe,2,O,3,C,4,AF,4*56.08 101.96 159.7 485.98,A1,2,0,3,Fe,2,O,3,C,4,AF,Fe,2,O,3,=159.7/485.98 C,4,AF=0.32 C,4,AF,3CaO +A1,2,0,3,C,3,A,101.96 270.2,A1,2,0,3,0.64 Fe,2,O,3,C,3,A,A1,2,0,3,0.64 Fe,2,O,3,=101.96/270.2 C,3,A,A1,2,0,3,=0.37 C,3,A +0.96 C,4,AF,100,3,6,3,铝 率,1.,表达式,:,铝率或铁率铝率以,IM(P),表示。,其计算式为：,2.,意义,:,铝率表示熟料中,氧化铝与氧化铁的,质量百分比,，,表示熟料中,铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例关系,，,因而也关系到熟料的凝结快慢。,同时还关系到熟料液相粘度，从而影响熟料的锻烧的难易,3.,范围,:,铝率通常在,0.9-1.9,之间。抗硫酸盐水泥或低热水泥的铝率可低至,0.7,。,4.,对生产的影响,:,铝率高，熟料中铝酸三钙多，液相粘度大，物料难烧，水泥凝结快。,铝率过低，虽然液相粘度小，液相中质点易扩散对硅酸三钙形成有利，但烧结范围窄，窑内易结大块，不利于窑的操作。,101,102,3,7,熟料率值的控制1.KH,工艺技术装备条件好，生料成分稳定，看火操作水平高稳定，有矿化剂，取高,KH,，但,KH,过高，煅烧跟不上，生烧料多，游离氧化钙多，质量差。,根据生产经验综合熟料煅烧难易程度和质量，,KH,波动范围是,0.01-0.02,2.KHn,也偏高,溶剂矿物少,生料易烧性差,f-CaO,吸收不完全,安定性不良,.,KHn,也偏高,煅烧温度可不必太高,C,2,S,、易粉化,强度低,.,KHn,也偏低,煅烧温度可不必太高,溶剂矿物多,液相量多,易结窑结大块,大块料不易烧透,f-CaO,高,质量差,.,3.,选择,P,与,KH,相适应,.KHP,适当低,液相出现的早,黏度小,有利于,C,3,S,形成,.,103,率值与早期强度的关系,:,率值与凝结时间的关系,:,讨论：,104,3.8,熟料矿物组成的计算与换算,熟料矿物组成可用：,测定法,计算法,岩相分析,X,射线分析,红外光谱,105,3.8.1.,硅酸盐水泥熟料矿物组成计算,依据：,熟料化学成分或率值,公式：,1.1,、化学法：,石灰饱和系数法,C,3,S=3.80(3KH-2)SiO,2,C,2,S=8.60(1-KH)SiO,2,C,3,A=2.65(Al,2,O,3,-0.64Fe,2,O,3,),C4AF=3.04Fe,2,O,3,适用于,IM0.64,106,1.C,3,S,计算式的推导,设生成硅酸盐矿物,C,3,S+C2,S,所需要的,CaO,量为,Cs,根据石灰饱和系数的物理意义可知,:,Cs=2.8 KH Si0,2,如果,C3S,形成过程可看作,CaO,与,Si0,2,先形成,C,2,S,然后部分,C,2,S,再与,CaO,结合成,C,3,S,，先导出形成,C,2,S,需要的,CaO,为,C,2CaO +Si0,2,C,2,S,2*56.08 60.08,C Si0,2,C =1.87Si0,2,再由,C,2,S,生成,C,3,S,所需,CaO,为,Cx,Cx =Cs -C=2.8 KH Si0,2,-1.87Si0,2,C,2,S +CaO C,3,S,56.08 228.33,Cx C,3,S,C,3,S=3.8(3KH-2)Si0,2,107,2,、,C,2,S,计算式的推导,2CaO +Si0,2,C,2,S,2*56.08 60.08 172.25,C Si0,2,C,2,S,C,2,S =172.25/2*56.08C=172.25/2*56.08 *1.87Si0,2,=2.87 Si0,2,C,2,S +CaO C3S,172.5 228.33,C,2,S,（转化的）,C,3,S,C,2,S=172.25/228.33 C,3,S=172.25/228.33*3.8(3 KH-2)Si0,2,=8.6 KH Si0,2,-5.73 Si0,2,剩余,C,2,S=2.87 Si0,2,-8.6 KH Si0,2,-5.73 Si0,2,=8.6(1-KH)Si0,2,3,、,C,3,A,与,C,4,AF,计算,4CaO +Al,2,0,3,+Fe,2,O,3,C,4,AF,4*56.08 101.96 159.7 485.98,Al,2,0,3,Fe,2,O,3,C,4,AF,C,4,AF =485.98/159.7 Fe,2,O,3,=3.04 Fe,2,O,3,3CaO +Al,2,0,3,C3A,101.97 270.2,Al,2,0,3,0.64 Fe,2,O,3,C,3,A,C,3,A=270.2/101.96(Al,2,0,3,0.64 Fe,2,O3,)=2.65(Al,2,0,3,0.64 Fe,2,O,3,),108,C,3,S=3.80,（,3KH,2,）,SiO,2,C,2,S=8.60(1-KH)SiO,2,C,3,A=2.65(Al,2,O,3,-0.64Fe,2,O,3,),C,4,AF=3.04Fe,2,O,3,CaSO,4,1.7S0,3,109,1.2,、代数法,:,鲍格,(R.H.Bogue),法,C,3,S=4.07C-7.60S-6.72A-1.43F-2.86SO,3,C,2,S=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SO,3,-3.07C,=2.87S-0.754C,3,S,C,3,A=2.65A-1.69F,C,4,AF=3.04F,CaSO,4,=1.70SO,3,适用于,IM0.64,110,111,根据上表数值可列出下列方程式：,C=0.7369C,3,S,0.6512 C,2,S,0.0227C,3,A,0.4016C,4,AF,0.4119CaS0,4,S=0.2631 C,3,S+0.3488 C,2,S,A=0.3773C,3,A+0.2098C,4,AF,F=0.3286 C,4,AF,SO3=0.5881CaSO,4,解上述联立方程，可得各矿物百分含量计算式,IM0.64,）：,C,3,S=4.07 C,7.60 S,6.72A,一,1.43F,一,2.86S03 C2,S=8.60 S,5.07A,1.07F,2.15S03,一,3.07C,2.87 S,0.754C,3,S C,3,A=2.6 5A,1.09F C,4,AF=3.04F,112,同理，当,I M,0.64,时，熟料矿物组成计算式如下：,C,3,S=4.07 C-7.60 S-4.47A-2.80 F-2.86S0,3,C,2,S,8.60S+3.38A+2.15 S0,3,-3.07C,2.87S-0.754C,3,S,C,4,AF=4.77A C,2,F=1.70(F-1.57A,）,CaSO,4,1.70S03,113,3.8.2,熟料化学组成、矿物组成与率值的换算,已知矿物促成计算率值,KH=(C3S+0.8838 C2S)/(C3S+1.3256 C2S),IM(P)=1,15 C3A/C4AF +0.64,SM,（,n,）,=(C35+1.325 C2S)/(1.434C3A+2.048 C4AF),由熟料率值计算化学成分,:,=,CaO+SiO2+Al2O3+Fe2O3,Al2O3=p Fe2O3,SiO2=n(Al2O3+Fe2O3),Fe2O3=,/(2.8KH+1)(p+1)n+2.65p+1.35,CaO=,-(,SiO2+Al2O3+Fe2O3),114,由矿物组成计算化学成分,Fe2O3=159.7/485.98,C4AF=0.3286 C4AF,Al2O3=0.3773,C3A +0.2098 C4AF,SiO2=0.2631,C3S+0.3488 C2S,CaO=0.7369,C3S+0.6512 C2S+0.622 C3A +0.4616 C4AF+0.4119,Ca SO4,SO3=,0.4119,Ca SO4,115,硅酸盐水泥国标：,定义、代号、组分强度等,级、技术指标、废品与不合,格品的划分,硅酸盐水泥熟料的组成：,化学组成、矿物组成,熟料矿物特性：,水化速度、强度发展、水化热,熟料的率值：,KH,、,n,、,p,熟料矿物组成的计算和换算,I,小 结,116,