硅酸鹽水泥生產(chǎn)概述

2.硅酸鹽水泥生產(chǎn)概述

硅酸鹽水泥（波特蘭水泥）：凡由硅酸鹽水泥熟料，0～5%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。

硅酸鹽水泥分兩種類型，不摻加混合材料的稱Ⅰ型硅酸鹽水泥，用代號(hào)P．Ⅰ表示；在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻入不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t渣混合材料的稱Ⅱ型硅酸鹽水泥，用代號(hào)P．Ⅱ表示。其中P為波特蘭“Portland”的英文字首。

2.1.1硅酸鹽水泥熟料

即國際上的波特蘭水泥熟料，簡(jiǎn)稱水泥熟料。是一種由主要含CaO、SiO-2、Al2O3、Fe2O3的原料按適當(dāng)比例配合磨成細(xì)粉（生料）燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的水硬性膠凝物質(zhì)。

熟料2.1.2混合材料

混合材料是指在粉磨水泥時(shí)與熟料、石膏一起加入磨內(nèi)用以改善水泥性能、調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號(hào)、提高水泥產(chǎn)量的礦物質(zhì)材料，如?；郀t礦渣、石灰石等。粒化高爐礦渣是高爐冶煉生鐵所得以硅酸鈣和鋁酸鈣為主要成分的熔融物經(jīng)淬冷成粒后的產(chǎn)品。石灰石為水泥工業(yè)原料，在水泥中摻入少量石灰石可以起到混合材料的作用。

混合材料

2.1.3石膏

石膏是用作調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間的組分，是緩凝劑。適量石膏可以延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間，使建筑施工中的攪拌、運(yùn)輸、振搗、砌筑等工序得以順利進(jìn)行；同時(shí)適量的石膏也可以提高水泥的強(qiáng)度。2.1.3.1天然石膏

（1）石膏以二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O）為主要成分的天然礦石。（2）硬石膏以無水硫酸鈣（CaSO4）為主要成分的天然礦石。硅酸鹽水泥化學(xué)物理指標(biāo)

序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)檢驗(yàn)方法與依據(jù)P·ⅠP·Ⅱ1不溶物（%）≤0.75≤1.5GB/T176—19962燒失量（%）≤3.0≤3.5GB/T176—19963細(xì)度（比表面積）（m2/kg）≥300GB80744凝結(jié)時(shí)間（min）初凝≥45終凝≤390GB13465安定性沸煮法檢驗(yàn)合格GB1346

雷氏夾膨脹（mm）≤56氧化鎂（%）

≤5.0；水泥壓蒸安定性檢驗(yàn)合格可放寬到6.0

GB176或GB750

7三氧化硫（%）

≤3.5GB176

8堿（Na2O+0.658Na2O）（%）

≤0.6或協(xié)商指標(biāo)

GB176

凝結(jié)時(shí)間水泥凝結(jié)時(shí)間是水泥從和水開始到失去流動(dòng)性，即從可塑性狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時(shí)間，分初終時(shí)間和終凝時(shí)間兩種。初凝時(shí)間：是指水泥加水拌和到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始失去塑性的時(shí)間。終凝時(shí)間：是指水泥加水拌和起到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去塑性的時(shí)間。安定性水泥硬化后體積變化的均勻性稱為水泥體積安定性，簡(jiǎn)稱安定性。

引起水泥安定性不良的原因主要有三種:熟料中游離氧化鈣、方鎂石過高及水泥中石膏摻加量過多。氧化鎂（MgO）水泥中氧化鎂含量過高時(shí)，由于其緩慢的水化和體積膨脹效應(yīng)可使水泥硬化體結(jié)構(gòu)破壞。采用壓蒸安定性試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。三氧化硫（SO3）

2.1.4.2強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)

(1)水泥強(qiáng)度

水泥強(qiáng)度是水泥試體凈漿在單位面積上所能承受的外力。

通常以各齡期的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度來表示水泥的質(zhì)量。一般3d或7d以前的強(qiáng)度為早期強(qiáng)度，28d及其后的強(qiáng)度稱為后期強(qiáng)度，也有將3個(gè)月以后的強(qiáng)用度稱為后期強(qiáng)度。通常用28d的強(qiáng)度作為水泥質(zhì)量劃分的強(qiáng)度等級(jí)。

(2)強(qiáng)強(qiáng)度等等級(jí)與與水泥泥標(biāo)號(hào)號(hào)強(qiáng)度等等級(jí)是是按規(guī)規(guī)定齡齡期的的抗壓壓強(qiáng)度度和抗抗折強(qiáng)強(qiáng)度來來劃分分各強(qiáng)度度等級(jí)級(jí)水泥泥的各各齡期期強(qiáng)度度值不不得低低于表表數(shù)值值。強(qiáng)度等等級(jí)習(xí)習(xí)慣稱稱之水水泥標(biāo)標(biāo)號(hào)。。俗稱稱商品品標(biāo)號(hào)號(hào)?？箟簩?shí)驗(yàn)機(jī)抗折實(shí)驗(yàn)機(jī)抗壓強(qiáng)強(qiáng)度測(cè)測(cè)量實(shí)實(shí)驗(yàn)2．2硅硅酸鹽鹽水泥泥的生生產(chǎn)工工藝2．2．1生生產(chǎn)過過程硅酸鹽鹽水泥泥的生生產(chǎn)過過程通通?？煽煞譃闉槿齻€(gè)個(gè)階段段：

生生料制制備

熟料料煅燒燒

水泥泥制成成。

生料制制備熟料煅煅燒

水泥泥制成成2.2.2生生產(chǎn)方方法按生料料制備備的方方法分分為：：濕法、、干法法；按煅燒燒熟料料窯的的結(jié)構(gòu)構(gòu)分為為：回轉(zhuǎn)窯窯；立立窯。。濕法法新型干干法回轉(zhuǎn)窯窯立窯2.2.2.1濕濕法回回轉(zhuǎn)窯窯生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝流程程與特特點(diǎn)A.熟料質(zhì)質(zhì)量較較好且且均勻勻B.粉塵飛飛揚(yáng)少少c.熟料單單位熱熱耗高高2.2.2.2現(xiàn)現(xiàn)代立立窯水水泥生生產(chǎn)的的基本本特征征現(xiàn)代立立窯水水泥應(yīng)應(yīng)有的的八項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)是：：ａ.企企業(yè)規(guī)規(guī)模：：年產(chǎn)產(chǎn)水泥泥30萬噸噸以上上。ｂ.技技術(shù)裝裝備:自動(dòng)動(dòng)化控控制及及計(jì)算算機(jī)管管理。。ｃ.產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量:42.5等級(jí)級(jí)水泥泥。。ｄ.均均勻勻穩(wěn)定定：水水泥質(zhì)質(zhì)量均均勻性性不大大于1.1R。。ｅ.環(huán)環(huán)境保保護(hù)：：達(dá)到到國家家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。。ｆ.能能耗指指標(biāo)：：熱耗耗3762kj/kg以下，，綜合合電耗耗80（kw.h））/t以下。。ｇ.全全員實(shí)實(shí)物勞勞動(dòng)生生產(chǎn)率率：1000t/(人.年年)以以上。。ｈ.企企業(yè)管管理：：通過過ISO9001質(zhì)量管管理體體系認(rèn)認(rèn)證。2.3新新型型干法法水泥泥生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)術(shù)特征征新型干干法水水泥生生產(chǎn)的的特點(diǎn)點(diǎn)（1））優(yōu)質(zhì)質(zhì)（2））低耗耗：熱熱耗3000kJ/kg以下，，水泥泥單位位電耗耗90～110kWh/t以下。。（3））高效效：?jiǎn)挝蝗萑莘e產(chǎn)產(chǎn)量達(dá)達(dá)110～～270kg/m2，勞動(dòng)生生產(chǎn)率率達(dá)1000～～4000t/年·人。(4)環(huán)環(huán)保(5）裝備備大型型化：?jiǎn)螜C(jī)生生產(chǎn)能能力達(dá)達(dá)10000t/d(6)生生產(chǎn)控控制自自動(dòng)化化(7)管管理科科學(xué)化化(8）投資資大建建設(shè)周周期較較長2.4硅硅酸鹽鹽水泥泥熟料料是一種種由主主要含含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料料按適適當(dāng)比比例配配合磨磨成細(xì)細(xì)粉（（生料料）燒燒至部部分熔熔融，，所得得以硅硅酸鈣鈣為主主要成成分的的水硬硬性膠膠凝物物質(zhì)。。2.4.1熟熟料料的化化學(xué)組組成◆主要要化學(xué)學(xué)成分分與含含量主要氧氧化物物：CaOSiO2Al2O3Fe2O3其總和和通常常占熟熟料總總量的的95%以以上。。其它氧氧化物物：如如MgOSO3Na2OK2OTiO2P2O5等，其其總量量通常常占熟熟料的的5%以下下。2.4.1熟料的的化學(xué)學(xué)組成成◆主要要化學(xué)學(xué)成分分要求求實(shí)際生生產(chǎn)中中，硅硅酸鹽鹽水泥泥中個(gè)個(gè)主要要氧化化物含含量的的波動(dòng)動(dòng)范圍圍一般般為：：CaO62%～～67%SiO220%～24%Al2O34%～～7%Fe2O32.5%～～6%2.4.2熟熟料料的礦礦物組組成硅酸鹽鹽水泥泥熟料料是一一種多多礦物物組成成的、、結(jié)晶晶細(xì)小小的人人造石石。通通常為為30～60μm。主要礦礦物：：硅酸三三鈣（（3CaO·SiO2，簡(jiǎn)寫成成C3S）硅酸二二鈣（（2CaO·SiO2，簡(jiǎn)寫成成C2S）鋁酸三三鈣（（3CaO·Al2O3，簡(jiǎn)寫成成C3A）鐵鋁酸酸四鈣鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡(jiǎn)寫成成C4AF）熟料的的礦物物組成成及巖巖相結(jié)結(jié)構(gòu)2.4.2熟熟料料的礦礦物組組成其次礦礦物：：游離氧氧化鈣鈣（f-CaO）方鎂石石（結(jié)晶MgO）玻璃體體硅酸三三鈣和和硅酸酸二鈣鈣合稱稱硅酸酸鹽礦礦物，，約占占75%左左右。。鋁酸三三鈣和和鐵鋁鋁酸四四鈣合合稱熔熔劑礦礦物，，約占占22%左左右。。硅酸鹽鹽礦物物和熔熔劑礦礦物總總和約約占95%左右右。2.4.2熟熟料料的礦礦物組組成熟料礦礦物含含量范范圍（（%））熟料類別C3SC2SC3AC4AF回轉(zhuǎn)窯熟料立窯熟料新型干法窯熟料國內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)熟料國外水泥企業(yè)熟料45～6538～6053545715～3220～332420204～114～787810～1813～201014102.4.3熟熟料的的物理理性能能要求求

凝結(jié)時(shí)間間

安定性

強(qiáng)度硅酸鹽水泥泥熟料物理理性能的檢檢驗(yàn)，是通通過將水泥泥熟料在Φ500ｍｍ×500ｍｍ標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)小磨中中與二水石石膏一起磨磨細(xì)至表面面積350m2/kg，80m方孔篩篩余余≤4%制制成P.Ⅰ型硅酸鹽水水泥后來進(jìn)進(jìn)行的。2.4.4化學(xué)成分與與礦物組成成間的關(guān)系系熟料中的主主要礦物均均由各主要要氧化物經(jīng)經(jīng)高溫煅燒燒化合而成成，熟料礦礦物組成取取決于化學(xué)學(xué)組成，控控制合適的的熟料化學(xué)學(xué)成分是獲獲得優(yōu)質(zhì)水水泥水泥熟熟料的中心心環(huán)節(jié)，根根據(jù)熟料化化學(xué)成分也也可以推測(cè)測(cè)出熟料中中各礦物的的相對(duì)含量量高低。（1）CaO（2）SiO2（3）Al2O3（4）Fe2O3（5）其他他少量氧化化物和微量量元素2.4.5熟料礦物的的特性◆硅酸三鈣鈣

存在形式式：純C3S只在2065℃~1250℃℃溫度范圍圍內(nèi)穩(wěn)定，，在2065℃以上上不一致熔熔融為CaO與液相；在在1250℃以下分分解為C2S和CaO。調(diào)整純C3S具有同質(zhì)多多晶現(xiàn)象,熟料中C3S不純，總是是與少量的其他氧化化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶溶體。在反反光顯微鏡下為為黑色多角角形顆粒，，又稱阿利特特（Alite），簡(jiǎn)稱A礦?！艄杷崛}鈣

礦物水化化特性：水化較快，，水化反應(yīng)應(yīng)主要在28d以內(nèi)進(jìn)行，，約經(jīng)一年年后水化過過程基本結(jié)結(jié)束。早期強(qiáng)度高高，強(qiáng)度的的絕對(duì)值和和增進(jìn)率較較大。其28d強(qiáng)度可達(dá)到到一年強(qiáng)度度的70%～80%。水化熱較高高；抗水性性較差。2.4.5熟料礦物的的特性2．4．5熟料礦礦物的特性性◆硅酸二鈣鈣

多晶轉(zhuǎn)變變純C2S在1450℃以下有有同質(zhì)多晶晶現(xiàn)象。其中：γ-C2S的密度為2.97g/cm3，β-C2S的密度為3.28g/cm3，故發(fā)生β→γ轉(zhuǎn)變時(shí)，伴伴隨著體積積膨脹10%，結(jié)果果是熟料崩崩潰，生產(chǎn)產(chǎn)中稱之為為粉化。而而γ-C2S幾乎無水硬硬性。2．4．5熟料礦礦物的特性性◆硅酸二鈣鈣

礦物特特性熟料中硅酸酸二鈣通常常固溶有少少量氧化物物如Al2O3、Fe2O3、MgO、、R2O等形成固溶溶體，稱貝貝利特（Belite），簡(jiǎn)稱B礦。在反光光顯微鏡下下呈圓粒狀狀，常具有有黑白交叉叉雙晶條紋紋。2．4．5熟料礦礦物的特性性◆硅酸二鈣鈣

水化特性性水化反應(yīng)比比C3S慢的多，28d只水化20%左右，，凝結(jié)硬化化慢；早期強(qiáng)度低低，但28d后強(qiáng)度仍能能較快增長長，一年后后其強(qiáng)度可可趕超阿利利特；水化熱??；；抗水性好好。2.4.5熟料礦物的的特性◆鋁酸三鈣鈣

礦物特性性C3A可固溶有少少量SiO2、Fe2O3、MgO、、R2O等形成固溶溶體，在反反光鏡下，，其反光能能力弱，呈呈暗灰色，，并填充在在A礦與B礦中間，又又稱黑色中中間相。2.4.5熟料礦物的的特性◆鋁酸三鈣鈣

水化特性性水化迅速，，凝結(jié)較快快，如不加加石膏等緩緩凝劑，易易使水泥急急凝；早期期強(qiáng)度較高高，但絕對(duì)對(duì)值不高，，其強(qiáng)度3d之內(nèi)大部分分發(fā)揮出來來，以后幾幾乎不增長長，甚至倒倒縮；水化熱高；；干縮變形形大，脆性性大，耐磨磨性差，抗抗硫酸鹽性性能差。2．4．5熟料礦礦物的特性性◆鐵鋁酸四四鈣

礦物特性性鐵鋁酸四鈣鈣代表的是是一系列連連續(xù)的鐵相相固溶體。。通常固溶溶有少量的的MgO、SiO2等氧化物，，又稱才利利特（Celite）或C礦。在反光光鏡下其反反射能力強(qiáng)強(qiáng)，呈亮白白色，并填填充在A礦與B礦之間，也也稱白色中中間相。2.4.5熟料礦物的的特性◆鐵鋁酸四四鈣

水化特性性水化速度在在早期介于于鋁酸三鈣鈣與硅酸三三鈣之間，，但隨后的的發(fā)展不如如硅酸三鈣鈣；早期強(qiáng)度類類似于鋁酸酸三鈣，而而后期還能能不斷增長長，類似于于硅酸二鈣鈣；水化熱較鋁鋁酸三鈣低低，抗沖擊擊性能和抗抗硫酸鹽性性能較好。。2.4.5熟料礦物的的特性◆玻璃體

形成部分熔融液液相被快速速冷卻來不不及結(jié)晶而而成為過冷冷凝體

主要成分分Al2O3、Fe2O3、CaO、、MgO、、R2O

含量取決于液相相量及冷卻卻條件

性能不及晶體穩(wěn)穩(wěn)定，水化化熱較大；；可改善熟熟料性能與與易磨性。。2.4.5熟料礦物的的特性◆游離氧化鈣鈣（f-CaO）

定義是指熟料中中沒有以化化合狀態(tài)存存在而是以以游離狀態(tài)態(tài)存在的氧氧化鈣。

游離氧化鈣鈣的種類及及其對(duì)安定定性的影響響種類產(chǎn)生原因特點(diǎn)對(duì)水泥安定的影響性欠燒f-CaO熟料煅燒過程中因欠燒、漏生，在1100～1200℃低溫下形成結(jié)構(gòu)疏松多孔不大一次f-CaO因配料不當(dāng)、生料過粗或煅燒不良，尚未與S、A、F反應(yīng)而殘留的CaO呈“死燒狀態(tài)”，結(jié)構(gòu)致密大二次f-CaO熟料慢冷或還原氣氛下，C3S分解而形成的經(jīng)過高溫，水化較慢較大◆方鎂石（（MgO）指游離狀態(tài)態(tài)的氧化鎂鎂晶體。

產(chǎn)生一部分氧化化鎂存在于于玻璃體中中，一部分分結(jié)晶呈游游離狀態(tài)。。當(dāng)熟料快冷冷時(shí)，結(jié)晶晶細(xì)小，慢慢冷時(shí)晶體體發(fā)育較大大，結(jié)構(gòu)致致密。

危害方鎂鎂石石與與水水反反應(yīng)應(yīng)速速度度很很慢慢，，幾幾個(gè)個(gè)月月甚甚至至幾幾年年才才明明顯顯反反映映出出來來。。水水化化生生成成Mg(OH)2時(shí)，，體體積積膨膨脹脹148%，，在在水水泥泥石石內(nèi)內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生生應(yīng)應(yīng)力力，，輕輕者者會(huì)會(huì)降降低低水水泥泥制制品品強(qiáng)強(qiáng)度度，，重重者者會(huì)會(huì)造造成成水水泥泥制制品品破破壞壞。。方鎂鎂石石含含量量越越多多，，晶晶體體尺尺寸寸越越大大，，引引起起的的破破壞壞越越嚴(yán)嚴(yán)重重，，因因此此，，應(yīng)應(yīng)限限制制其其含含量量及及晶晶體體尺尺寸寸。。熟熟料料冷冷卻卻速速度度越越快快，，方方鎂鎂石石晶晶體體越越小小，，含含量量越越少少。。9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。21:37:1621:37:1621:3712/28/20229:37:16PM11、以我我獨(dú)沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2221:37:1621:37Dec-2228-Dec-2212、故故人人江江海海別別，，幾幾度度隔隔山山川川。。。。21:37:1621:37:1621:37Wednesday,December28,202213、乍見翻疑疑夢(mèng)，相悲悲各問年。。。12月-2212月-2221:37:1621:37:16December28,202214、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國見見青山。。。28十十二月20229:37:16下午午21:37:1612月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月229:37下下午12月-2221:37December28,202216、行動(dòng)出成果果，工作出財(cái)財(cái)富。。2022/12/2821:37:1621:37:1628December202217、做前前，能能夠環(huán)環(huán)視四四周；；做時(shí)時(shí)，你你只能能或者者最好好沿著著以腳腳為起起點(diǎn)的的射線線向前前。。。9:37:16下下午9:37下下午午21:37:1612月月-229、沒有失敗，，只有暫時(shí)停停止成功！。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。21:37:1621:37:1621:3712/28/20229:37:16PM11、成成功功就就是是日日復(fù)復(fù)一一日日那那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月月-2221:37:1621:37Dec-2228-Dec-2212、世間成事，，不求其絕對(duì)對(duì)圓滿，留一一份不足，可可得無限完美美。。21:37:1621:37:1621:37Wednesday,December28,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2221:37:1621:37:16December28,202214、意志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)的人人能把世世界放在在手中像像泥塊一一樣任意意揉捏。。28十十二月20229:37:16下午午21:37:1612月-2215、楚塞三湘接接，荊門九派派通。。。十二月229:37下下午12月-2221:37December28,202216、少年年十五五二十十時(shí)，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/2821:37:1621:37:1628December202217、空山山新雨雨后，，天氣氣晚來來秋。。。9:37:16下下午9:37下下午午21:37:1612月月-229、楊柳散散和風(fēng)