1、水泥、影响水泥水化速率的因素:水泥熟料矿物组成:含量、晶体结构; 水灰比:水灰比大,水泥颗粒高度分散、与水的接触面积大,水化速率快。但是水灰比大,使水泥凝结慢,强度下降。细度:水泥细度细,与水接触面积多,水化快;细度细,水泥晶格扭曲,缺陷多,也有利于水化; 养护温度:养护温度提高 ,水泥水化加快。但是温度 对不同矿物的水化速率的影响程度不尽相同。对水化慢的-C2S影响最大。 C3A 在常温下水化就很快,放热多,故温度对C3A水化速率影响不大。温度越高 ,对水泥早期水化速率影响越大,到后期影响逐渐变小。外加 剂: 通常绝大多数无机电解质都有促进水泥水化的作用。如 :CaCl2;大多数有机外加剂对
2、水化有延缓作用,常使用的各种木质磺酸盐类。12、生料易烧性的意义:指生料在 规定的温度范围内 ,通过复杂的物理化学变化,形成熟料的难易程度。影响生料易烧性的主要因素: 生料的潜在矿物组成:KH、SM高,生料难烧;反之易烧,但有可能结圈;SM、 IM高,难烧,要求较高的烧成温度; 原料的性质和颗粒组成:原料中石英和方解石含量多,难烧 ,易烧性差; 结晶质粗粒多,易烧性差。生料中次要氧化物和微量元素:适量存在,有利于烧成,易烧性好,但含量过多,不利于煅烧。 生料的均匀性和生料粉磨细度:生料均匀性好,粉磨细度细,易烧性好。矿 化剂:掺加各种矿化剂,均可改善生料的易烧性。 生料的热处理: 生料的易烧性
3、差,要求烧成温度高,煅烧时间长。生料煅烧过程中升温速度快,有利于提高新生态产物的活性,易烧性好。液相:生料煅烧时,液相出现温度低,数量多,液相粘度小,表面张力小,离子迁移速度大,易烧性好,有利于熟料的烧成。 燃煤的性质: 燃煤热值高、煤灰分少、细 度细,煅烧速度快,燃烧温度高,有利于熟料的烧成。 窑内气氛: 窑内氧化气氛煅烧,有利于熟料的烧成。13、(水泥孰料的形成过程生料煅烧过程中的物理、化学变化:干燥与脱水、碳酸盐分解、固相反应( 固相反应一般包括界面上的反应和物质迁移两个过程、液相和熟料的烧结、熟料的冷却19、熟料冷却的目的:回收熟料带走的热量,预热二次空气,提高窑的热效率;迅速冷却熟料
4、以提高熟料 质量 改善孰料的易磨性 降低熟料温度,便于熟料的运输、贮 存与粉磨。20.熟料急冷有什么目的?答(要点 :防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨,防止C3S分解和C2S的晶型转变使熟料强度降低,减少MgO晶体析出,使其凝结于玻璃体中,避免造成水泥安定性不良,减少C3A晶体析出,不使水泥出现快凝现象,并提高水泥的抗硫酸 盐性能,使熟料产生应力,增大熟料的易磨性,急冷还可以收回热量,提高热的利用率。17、影响碳酸盐分解速率的因素:石灰石的种类和物理性质:结构致密,结晶粗大的石灰石,分解速率慢;生料细度和 颗粒级配:生料细度细,颗粒均匀,粗粒少,分解速率快; 反应条件:提高反应温度,分解
5、反应的速度加快,同时促使CO2 扩散速度加快,加强通风,及时地排出反应生成的CO2气体,则可加速分解反应。 生料悬浮程度:生料悬浮分散良好,相对减小颗粒尺寸,增大了传热面积,提高了碳酸盐分解速率;生料中粘土质组分和性质:粘土质中的矿物组分的活性依次按高岭土、蒙脱石、伊利石、石英降低.粘土质原料活性越大,可加速碳酸盐的分解过程。18、影响固相反应的主要因素:生料的细度和均匀性:生料愈细,比表面积越大,组分接触面越大,同时表面质点的自由能越大,使扩散和反应能力增强,因而反应速率加快; 生料的均匀混合,可增加各组分间接触,也有利于加速反 应; 温度和时间:当温度较低时,固体的化学活性低,质点的扩散和
6、迁移速度很慢。提高温度,加速离子的扩散和迁移,促进固相反应的进行。原料性质:当原料中含有结晶SiO2和结晶方解石时,由于破坏晶格困难,使固相反应速度明显降低;矿化剂: 矿化剂可通过与反应物形成固溶体使晶格活化,反应能力加强;也可以形成低共熔物 ,使物料在较低温度下形成液相,从而加速扩散和固相的溶解作用31.降低f-CaO的工艺措施有哪些?答(要点 :(1配料要合理 ,KH不要太高。 (2合理控制生料细度。 (3生料均化要好。(4物料煅烧时要保证一定的液相量和液相粘度。(5熟料急冷,以免产生体积膨胀。氧化钙。14.熟料的率值有哪几个?简述硅率高低对熟料煅烧过程及质量的影响答(要点 :熟料率值指K
7、H、N、 P;硅率(N高,熟料硅酸盐矿物多,熟料强度高,但液相量少,对煅烧不利,需提高烧成温度;硅率(N低,熟料硅酸盐矿物少,熔剂矿物多,液相量多,煅烧时易结块或发生结圈。11.熟料的KH、S M、IM的作用是什么?答(要点 :KH:控制CaO 与其他氧化物相对含量,达到控制C3S与C2S 相对含量;SM:控制SiO2与Ai3O2和Fe3O2相对含量, 达到控制C3S和C2S与C3A和C4AF相对含量和液泪量;IM: 控制Ai3O2与Fe3O2相对含量, 达到控制C3AC 与4AF相对含量和液泪粘度。7、安定性不良的因素:游离氧化钙水化生成氢氧化钙时,体积膨胀97.9%。随着游离氧化钙含量的增
8、加,试体抗拉、抗折强度降低,3d以后强度倒缩,严重时甚至引起安定性不良,我国回转窑一般控制在 1.5%以下 ;方镁石的水化比游离氧化钙更为缓慢,要几个月甚至几年才明显起来。方镁石水化生成氢氧化镁时,体积膨胀148%,导致体积安定性不良。国家标准中规定硅酸盐水泥中氧化镁含量不得超过5.0%;石膏掺量。混泥土的耐久性是指混泥土能抵抗环境介质的长期作用,并保持其良好的使用性能和外观完整性,从而具有维持混泥土结构的安全、正常使用的能力。包括抗渗性,抗冻性,抗侵蚀性,抗碳化性,抗碱集料反应,以及混泥土中的钢筋耐锈蚀等。影响耐久性因素:温度变化导致终凝时间变化,环境,有害物质 的侵蚀。混泥土的砂石比,水灰
9、比,颗粒级配等因素。影响耐久性的因素:抗渗性:差,各种有害介质易于进入内部;抗冻性:不良,在冻融交替的条件下容易剥落破坏;外界侵蚀性介质:会引起一系列化学、物理的变化,从而逐 渐受到侵蚀;碱含量:含碱较多,且与集料配合不当,引起碱集料反 应的膨胀破坏。玻璃:3、黏度与玻璃组成的关系氧硅比:氧硅比大(如熔体中碱含量增大,游离氧增多 ,非桥氧多,网络结构不牢固,熔体黏度减小;反之增大。 键强:在其它条件相同的前提下,粘度随阳离子与氧的键强增大而增大。离子极化:离子极化力大的阳离子 对桥 氧的极化力强,使得Si-O键作用减弱,网络结构易于调整与移动,使。 结构对称性: 网络基本结构单元的结构不对称,
10、可能在结构中存在缺陷或弱点,使结构不稳定,粘度下降。配位数: 4配位形成四面体进入网络结构,使结构紧密,粘度增大。其它配位时就从网络中分离出来,使黏度降低。如B2O3 和A2O35、影响玻璃强度的主要因素化学键与化学组成:玻璃的键强包括各种的强度及数目。键强大,机械强度好。结构网络紧密,强度好。微不均匀性:玻璃中都存在着微相和微不均匀 结构,相邻两相间成分不同且结合力弱,膨胀系数不一样,易产生应力,强度下降。宏观和微观缺陷:缺陷处应力集中,导致裂纹产生与扩展。活性介质:起化学作用 ,使结构破坏温度: 低温时,温度升高,强度下降(裂纹端部分子的热运动起伏现象增加,积聚能量使键断裂200时,强度为
11、最低。高温时,强度增加(产生塑性变性,抵消部分应力应力:玻璃的残余应力,在多数情况下分布不均匀,将导致其强度大下降。提高玻璃强度的方法:1设计高强度组成,严格遵守工 艺制度2减少,消除玻璃表面缺陷,如采用表面火焰抛光,氢氟酸腐蚀等。3.使玻璃表面形成应力,主要是通过物理及化学钢化。如可采用淬冷 ,表面离子交换等。7、玻璃的热学性质影响因素1组成:凡能降低玻璃热膨胀系数的组分都能提高热稳 性; 硅含量高而碱含量低时,热稳性好。2制品选型复 杂、厚薄不均匀的 ,热稳性差 3制品越厚,热稳性差,4凡能使机械强度减低的因素,都能降低热稳定性。提高热稳性的途径:降低玻璃的热膨胀系数;减小制品的壁厚等。结
12、论:凡能降低玻璃机械强度的因素,都能使热稳定性降低。8、影响玻璃化学稳定性的因素化学组成:1SiO2: 硅酸盐玻璃的化 稳性决定于SiO2 与R2O(RO的相对含量,其含量越高,化稳性越好。2含有一定的Al2O3、B2O3 的玻璃,则Al、 B具有一定的补网作用,可提高化稳性。较高则出现反常现象。3含有一定的Al2O3、 P2O5,可提高化稳性。4含有少量的Li2O取代Na2O,可提高化 稳性。5玻璃中同时存在两种碱金属氧化物时,其化稳性比单一的要好,混合碱效应。热处 理:退火玻璃比淬火玻璃的 结构紧密,化稳性要好。玻璃钢化处理后,其化稳性要好。表面状态:用表面处理的方法改 变玻璃的表面状态,
13、以提高化稳性。温度和压力:一般 说,温度升高侵蚀加快。 压力提高,一方面使侵蚀介质的吸附加快,侵蚀速度提高。另一方面又使侵蚀物回收能力增加使扩散减慢,则降低侵蚀速度。何为玻璃液的均化,影响因素:玻璃液的均化,使整个玻璃液在化学成分上达到一定均匀性的过程。1.不均匀体的溶解与扩散,2,玻璃液的热对流和气泡上升的搅拌作用,促使其均化。3,玻璃液与不均匀体的表面张力对均化的影响。当前小于后时,不均匀体表面积减小,加速均化。9、何谓玻璃的熔制?其熔制包括哪几个过程?把配合料经过高温加热形成均匀的、无气泡的、并符合成形要求的玻璃液的过程称 。硅酸盐形成阶段:800-900,由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明
14、烧结物。玻璃液形成阶段:1200-1250,硅酸盐 和二氧化硅互熔 ,烧结物变成了透明体。有气泡存在,成分不均匀。玻璃液澄清:1400-1500,黏度降低,消除可见气泡。玻璃液均化:长时间高温下,不均匀成分相互扩散趋 于均匀一致。玻璃液冷却:将玻璃液的温度冷却降低200-300,使玻璃液达到成形黏度(102-103Pas配合料的熔化阶段:将配合料熔化成玻璃液;玻璃液的精炼阶段:将不均匀的玻璃液进一步改善成均匀的玻璃液,并冷却至成形所需的黏度。、影响玻璃熔制过程的工艺因素配合料的化学组成:配合料的化学组成不同,熔化温度亦不同。配合料内助溶 剂含量愈多,即配合科中碱金属氧化物和碱土金属氧化物等总量
15、对二氧化硅的比值愈高,则配合料愈易熔化。原料的性质及种类的选择。配合料的调制:配合料的均匀性是一项重要的工艺指标,混合均匀与否对玻璃液质量和熔制速度有极大关系。加速剂的使用: 在配合料中引入适量的氟化合物、氧化砷、硝酸盐、硼酸盐、铵盐等,均能加速玻璃的形成过程。加料方式 :加料方式影响到熔化速度 ,熔化区的温度、液面状态和液面高度的稳定,从而影响产量和质量。玻璃的熔制:温度、气氛和窑压。耐火材料的性质:使用质量不高的耐火材料限制熔制温度,缩短池窑寿命 ,降低熔窑的产量,还会使玻璃带有各种缺陷(结石、条 纹等,降低玻璃的质量。12、影响澄清过程的因素配合料的组成:气体率。过 大则熔制成形的泡沫多
16、,延 长澄清时间且气泡难以消除;过小则形成不了强烈的翻腾,气泡排除困难。熔制制度: 澄清温度。澄清温度一般比熔化温度高。过高,玻璃液黏度较低,则会加剧耐火材料的侵蚀和排除较多的气泡。窑内气氛的组成与压力:气体的组成与压力要保持稳 定。否则,会使已建立的平衡破坏,不利于玻璃液的澄清。窑内必须维持微正压或微负压。负压过大,使冷空气吸入窑内,玻璃液将产生大量气泡;相反正压过大,亦不利于气体的排除。气泡中气体的性 质;使用澄清剂:陶瓷:5、长石在陶瓷生产中的作用:1长石是一种溶剂性原料 ,坯料中碱金属氧化物的主要来源,降低陶瓷坯体组分的熔化温度,利于成瓷和降低烧成温度。2减少气孔率,增大致密度,提高瓷
17、体的机械强度和化学稳定性。3提高陶瓷制品的透光度。4作为瘠性原料,提高坯体疏水性,提高干燥速度,减少坯体的干燥收缩和变形。5在釉料中做熔剂,形成玻璃相。7、陶瓷配料依据:1满足产 品的物理;化学性质和使用要求;2考虑生产工艺及设备条件;3拟定配方时应考虑经济上的合理性4;借鉴成熟配方;5各原料在陶瓷材料中的作用。12、坯料制备过程工艺控制:原料水分的测定及配料的 调配。球石质量的检查。泥料的细度控制。泥浆性能的控制(水分、比重、流动 性、稠化度等。坯粉性质的控制(坯粉干容重,坯粉流动性,坯粉水分。13、影响泥团可塑性的因素:矿物种类粘土矿物的结构:伊利石 高岭石 蒙脱石。固相 颗粒大小和形状:
18、颗粒愈细,分散度越大,比表面积愈大,颗粒表面形成水膜所需的水分愈多,产生的毛细管力越大,可塑性越好。层状、短柱状颗粒比球状和立方状颗粒的可塑性好。吸附阳离子的种 类: 粘土胶团间的吸引力影响坯料的可塑性,吸引力大,则可塑性高;表面张力大,可塑性高; 粘度高,则可塑性高。生产中提高坯料可塑性的常用措施:1将粘土原矿进 行淘洗,除去所夹杂的非可塑性物料,或长期风化。2把湿 润了的粘土或坯料施以长期陈腐。3对泥料进行真空练泥。4掺用少量的强可塑性粘土。5控制球磨的细度。6必要时加入增塑剂,如糊精、羧甲基纤维素等。19、坯体加热过程中的物理化学变化:低温阶段:排除干燥残余水分和吸附水,少量收缩或不收缩
19、,气孔率、 强度略有增加;基本无化学 变化。氧化分解阶段: 化学变化(氧化反应:素和有机物氧化,有害物质氧化。分解反 应 :结构水排除,碳酸盐、硫酸盐分解。石英晶型转变物理变化 :重量减轻,气孔率提高, 有一定的收缩; 有少量液相产生,后期强度有一定提高。高温阶 段:化学反应:形成大量液相和莫来石;新相的重结晶和坯体的烧结。物理变化:气孔率降低 ,坯体收缩较大,强 度提高,颜色变化。冷却阶段烧成温度室温。陈腐的意义:1,球磨后的注浆料放置一段时间后,粘度降低 ,流动性提高,性能改善,2,压滤的泥饼,水分和固相颗粒分布不均匀,含有大量空气,陈腐后水分均匀,可塑性强,3,造粒后压制粉料,陈腐后水分
20、更均匀。陈腐的机理:1,毛细管力作用,使坯体中水分更均匀;2,水和电解质的作用,使粘土颗粒充分水化,发生离子交换;3,有机物,发酵腐烂。陶瓷中作为稀释剂的电解质所必需具备的条件是:1, 能离解成水化能力强的一价阳离子如Na+;2,能直接离解或水解,提供足够的OH,是粘土质泥浆呈碱性;3,它的阴离子能与料浆中引起絮凝的有害离子形成 难溶的盐类或稳定的络合物。陶瓷喷雾干燥工序:1,泥浆的制备与运输;2,热源的发生与热气流的供给;3,雾化与干燥;4,干粉的收集与废气分离。附水泥9、制造水泥的原料应满足以下工艺要求:化学成分必须满足配料的要求,以能制得成分合适的熟料,否则会使配料困难,甚至无法配料。
21、有害杂质的含量应尽量少,以利于工艺操作和水泥的质量。应具有良好的工艺性能,如易磨性、易烧性、热稳定性,易混合性,湿法生产时料浆的可泵性,半干法生产的成球性等。10、硅酸盐水泥原料:石灰质原料:凡以碳酸钙为 主要成分的原料都称为石灰质原料。主要品种:石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等; 粘土质原料:是含碱或碱土的铝硅酸盐盐,主要化学成分是SiO2,其次是Al2O3,还有少量Fe2O3 。主要品种: 黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等;矿化剂:矿化剂的定义: 为了提高水泥熟料的产质量,降低熟料烧成热耗,往往在制备水泥生料时加入少量、能促进熟料组分物化反应的催化剂、助熔剂,以加速生料中碳酸盐的分解和固
22、相反应过程,这些催化剂、助熔剂统称矿化剂。 低品位原料:指那些化学成分、杂质含量与物理性能等不符合一般水泥生产要求的原料。16、碳酸盐分解反应的特点:可逆反应:受系统温度和周 围介质中CO2 的分压影响较大; 强吸热反应: 碳酸盐分解时,需要吸取大量的热量,是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程;反应的起始温度较低。22对冷却机有如下要求:尽可能多地回收熟料的热量,以提高入窑二次空气的温度,降低熟料的热耗。缩短熟料的冷却 时间,以提高熟料 质量,改善易磨性。冷却单位质量熟料的空气消耗量要少,以便提高二次空气温度,减少粉尘飞扬、降低电耗。 结构简单、操作方便、维修容易、运转率高。34、熟料矿
23、物水化的原因: 硅酸盐水泥熟料矿物结构的不稳定性;熟料矿物中钙离子的氧离子配位不规则,晶体结构有“空洞”,易于起水化反应19、烧结范围的定义:水泥生料加 热至出现烧结所必 须的最少液相量时的温度(开始烧结温度与开始出现大块(超正常液相量时的温度差值。37、凝结与硬化是同一过程中的不同阶段。凝 结标志着水泥浆失去流动性而具有一定塑性强度;硬化则表示水泥浆固化后所建立的 结构具有一定的机械强度。41、快凝现象:指熟料粉磨后与水混合 时很快凝结并放出 热量的现象。原因:1 由于C3A水化迅速生成足够数量的水化铝酸钙(有人认为是C4AH13互相搭接形成松散的网状结构,因而很快凝结; 2在掺 氟硫复合矿化剂低温烧成的硅酸盐水泥熟料中,由于形成的含铝相C11A7CaF2水化和凝结比C3A更快,特别是C 11A7CaF
