硅酸盐工艺基础知识.doc

1、甘肃省建材工业学校2009安徽铜陵海螺水泥有限公司CONCH2009/3/12水泥基本工艺工艺知识一、胶凝材料的定义和分类在物理、化学的作用下，能从浆体变成坚硬的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。它可以分为无机和有机两大类。沥青和各种树脂属有机胶凝材料。无机胶凝材料按照其硬化条件，又可分为水硬性和非水硬性两类，水硬性胶凝材料在拌水后既能在空气中硬化，又能在水中硬化，通常称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。非水硬性胶凝材料只能在空气中硬化而不能在水中硬化，故又称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、耐酸胶结料第二章 硅酸盐水泥国家标准及其生产 第一节 硅酸

2、盐水泥的国家标准 硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的熟料所制得的水泥的总称。如掺入一定数量的混合材料，则硅酸盐水泥名称前冠以混合材料名称：如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。根据国家标准 GB175-92 ，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的定义、标号、品质指标以及验收规则如下： 一、定义 （一）硅酸盆水泥 凡是由硅酸盐水泥熟料 ,0-5 石灰石或粒化高炉矿渣、适量的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硅酸盐水泥分为两种类型：不掺棍合材料的称为 I 型硅酸盐水泥，代号 P I ；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量 5 石灰石或粒化高炉矿渣混合

3、材料的称为 I 型硅酸盐水泥，代号 P I 。 （二）普通硅酸盆水泥 凡是由硅酸盐水泥熟料 ,615 混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号 P O 掺活性混合材料时，最大掺入量不得超过 15 ，其中允许用不超过水泥质量 5 的窑灰或不超过水泥质量 10 的非活性混合材料来代替。掺非活性混合材料时最大掺量不超过水泥质量 10 。 （三）组分材料 1. 硅酸盐水泥熟料 凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物称为硅酸盐水泥熟料（简称熟料）2. 石膏天然石膏必须符合国家标准 GB5483 的规定。工业副产石膏是工业生产中以硫酸钙为

4、主要成分的副产品。采用工业副产石青时必须经过试验，证明对水泥性能无害。3. 活性混合材料 活性混合材料系指符合 GB1596 的粉煤灰，符合GB2847 的火山灰质棍合材料和符合 GB203 的粒化高炉矿渣。4. 非活性混合材料活性指标低于 GB1596,GB2847 和 GB203 标准要求的粉煤灰、火山灰质混合材料和粒化高炉矿渣以及石灰石和砂岩。石灰石中的三氧化二铝含量不得超过 2. 5 。 5. 窑灰 窑灰应符合 ZBQ12001 的规定。窑灰是从回转窑窑尾废气中收集下来的粉尘。 另外，水泥粉磨时还允许加入主要起助磨作用而不损害水泥性能的助磨剂，其加人量不得超过水泥质量 1 。使用助磨剂

5、、工业副产石膏时，须经省、市、自治区以上建材行业主管部门批准，投产后定期进行质量检验。二、标号 硅酸盐水泥分为 4258,525 、 5258 、 625,6258 、 7258 六个标号；普通硅酸盐水泥分为 325,425, 4258, 525, 5258, 625,625R 七个标号 .R 型水泥属于快硬型，对其 3d 强度有较高的要求。 三、技术要求 1. 不溶物 I 型硅酸盐水泥不溶物不超过。 7,5 I 型硅酸盐水泥中不溶物不得超过 1.50 。 2. 氧化镁 水泥中氧化镁含量不超过 5.0 。如果水泥压蒸安定性试验合格，则水泥中氧化镁含量允许放宽到 6.0 。 3 三氧化硫 水泥中

6、 S03 含量不得超过 3.5 。 4. 烧失量 I 型硅酸盐水泥中烧失量不得大于 3. 。， I 型硅酸盐水泥中烧失量不得大于 3. 5 。普通水泥中烧失量不得大于 5. 0 。 5. 细度 硅徽盐水泥比表面积大于 3 面分 /k$, 普通水泥 80jtm 方孔筛筛余不得超过 10.0 。 6. 凝结时间 硅酸盐水泥初凝不得早于 4 35min ，终凝不得迟于 390min 。普通水泥初凝不得早于 45min ，终凝不得迟于 l0h 。 7. 安定性 用沸煮法检验必须合格。 8. 强度 水泥标号按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各标号水泥的各龄期强度不得低于 表 1-2-1 中数值。 表

7、 1-2-1 GB175-92 各龄期、各类型水泥强度 抗压强度 (MPa) 坑折强度 (MPa) 品种 标号 3d 28d 3d 28d 425R 22.0 42.5 4.0 6.5 525 23.0 52.5 4.0 7.0 525R 27.0 52.5 5.0 7.0 625 28.0 62.5 5.0 8.0 625R 32.0 62.5 5.5 8.0 硅 酸 盐 水 泥 725 37.0 72.5 6.0 8.5 抗压强度 (MPa) 坑折强度 (MPa) 品种 标号 3d 28d 3d 28d 325 12.0 32.5 2.5 5.5 425 16.0 42.5 3.5 6.5

8、 425R 21.0 42.5 4.0 6.5 525 22.0 52.5 4.0 7.0 525R 26.0 52.5 5.0 7.0 625 27.0 62.5 5.0 8.0 普 通 水 泥 625R 31.0 62.5 5.5 8.0 9. 碱 水泥中碱含量按 Na20+0-658 20 计算值来表示，若使用活性骨料，用户要求提供低碱 水泥时，水泥中碱含童不得大于。 60 或由供需双方商定四、废品与不合格品 1. 废品 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何一项不符合本标准规定时，均为废品。2. 不合格品 凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合本标准规定或混合材料掺加

9、量超过最大限量和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、标号、工厂名称和出厂编号不全的也属于不合格品。以上标准中，凝结时间、安定性及强度是硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的三项重要建筑性质指标。凝结时间直接影响到施工。凝结时间过短，使水泥砂浆与混凝土在浇灌之前即已失去流动性而无法使用，凝结时间过长，则降低施工速度和延长模板周转时间。硅酸盐水泥熟料初凝时间只有几分钟，要加入石膏进行调节，才能达到规定的要求。石膏掺入量过多，不仅水泥强度会降低，还会产生水泥安定性不良。因此，标准中除规定了初凝与终凝时间，还规定了三氧化硫的极限含量。石膏适宜的掺入量应通过试验来确定。 强度是水泥的

10、一个重要指标，又是设计混凝土配合比的重要数据。水泥在水化硬化过程中强度是逐渐增长的，一般以 3d 、 7d 以前的强度称为早期强度，28d 及其后的强度称为后期强度，也有以三个月以后的强度称为长期强度。由于水泥经 28d 后强度已大部分发挥出来，所以用 28d 强度划分水泥的等级，即划分为不同的标号。凡是符合某一标号和某一类型的水泥，必须同时满足表 1-2-1 中规定的各龄期抗压、抗折强度的相应指标。若其中任一龄期的抗压冷抗折强度指标达不到所要求标号的规定，则以其中最低的某一龄期的强度指标确定该水泥的标号。 第二节 硅酸盐水泥的生产 一 硅酸盐水泥的生产方法 硅酸盐水泥的生产分为三个阶段： 1

11、 生料制备 石灰质原料、粘土质原料及少量的校正材料经破碎后按一定的比例配合、细磨，并经均化调配为成分合适、分布均匀的生料。 2. 熟料锻烧 将生料在水泥工业窑内缎烧至部分熔融，经冷却后得到以硅酸钙为主要成分的熟料的过程。 3. 水泥的制成 将熟料、石膏，有时加入适量混合材共同磨细成水泥的过程。 以上三个阶段可以简称为“两磨一烧”。 第三章 硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算第一节 硅酸盐水泥熟料矿物组成如前所述，硅酸盐水泥熟料是以适当成分的生料烧到部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结块。因此，在硅酸盐水泥熟料中 CaO,SiO2,A1203,Fe2O3 不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两

12、种以上的氧化物经高温化学反应而生成的多种矿物的集合体。其结晶细小，一般为 30-60Icm 。因此可见，水泥熟料是一种多矿物组成的结晶 细小的人工岩石。它主要有以下四种矿物：硅酸三钙一 3Ca0 3i02 ，可简写为 C3S ；硅酸二钙 2Ca0 Si02 ，可简写为 C2S ； 铝酸三钙 3Ca0 A1203 ，可简写为 C 3 A ； 铁相固溶体通常以铁铝酸四钙 4Ca0 . A1203 . Fe203 作为代表式，可简写成 C 4 AF, 此外，还有少量游离氧化钙 (.f-Ca0 ) 、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物及玻璃体。通常熟料中 C3S 和 C2S 含量约占 75 左右，称为硅酸盐矿物。 C3-ft 和 C,AF 的理论含量约占 22 左右。在水泥熟料锻烧过程中 ,C 3 A 和 C,AF 以及氧化镁、碱等在 1250 - 12800C 会逐渐熔融