其他通用水泥生产技术

1、第十章第十章其他通用水泥生产技术通用水泥即硅酸盐水泥系列包括通用水泥即硅酸盐水泥系列包括硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥组分材料均为:熟料石膏混合材料区别区别: 混合材料的混合材料的 种类和数量不同种类和数量不同10-1 混合材料的种类及质量要求一、混合材料的分类一、混合材料的分类:活性混合材料：活性混合材料：非活性混合材料非活性混合材料：主要包括主要包括粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣火山灰质混合材料火山灰质混合材料粉煤灰粉煤灰包

2、括包括活性指标不活性指标不符合要求的符合要求的砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣火山灰质混合材料火山灰质混合材料粉煤灰粉煤灰火山灰性或火山灰性或潜在水硬性潜在水硬性的材料的材料不具有潜在水不具有潜在水硬性硬性作用：作用：1. 1.增加水泥产量，降低成本。增加水泥产量，降低成本。 2.2.改善和调节水泥的某些性质。改善和调节水泥的某些性质。 3.3.综合利用工业废渣，减少环境污染。综合利用工业废渣，减少环境污染。 二、粒化高炉矿渣形成：形成：高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化淬冷粒化后的产品。组成：组成：化学成分：化学成分：Ca

3、OSiO2Al2O3MgOFe2O3硫化物硫化物90%其中其中Al2O3 12% CaO 40%的活性较好的活性较好影响矿渣活性的因素影响矿渣活性的因素化学成分化学成分：活性组分主要指：玻璃体的含量玻璃体的含量：越高越好CaOAl2O3MgO矿渣的活性：矿渣的活性：矿渣的活性激发剂矿渣的活性激发剂常用的常用的激发剂激发剂碱性激发剂：主要有：碱性激发剂：主要有：硫酸盐激发剂：主要有：硫酸盐激发剂：主要有：石灰石灰熟料熟料石膏石膏工业副产石膏工业副产石膏能产生Ca(OH)2CaSO4质量评定：质量评定： 1. 主要用化学成分分析法：主要用化学成分分析法：2.激发强度试验法：激发强度试验法：2232

4、TiOMnOSiOOAlMgOCaOK=K K为质量系数，其值越大，矿渣活性越高。为质量系数，其值越大，矿渣活性越高。用于水泥中的粒化高炉矿渣：用于水泥中的粒化高炉矿渣：K1.2K1.2三、三、火山灰质混合材火山灰质混合材定义：是具有定义：是具有火山灰性火山灰性的天然的或人工的矿质的天然的或人工的矿质物料。物料。包括：包括： 天然的火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土；天然的火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土； 人工的烧粘土、烧矸石。人工的烧粘土、烧矸石。主要化学成分：主要化学成分： SiO2、Al2O3石灰如何评定活性化学方法：即火山灰性试验，依据GBT 28471996的方法 物理方法：即强度对比法，

5、如何选择火山灰质混合材料烧失量烧失量10%10%SOSO3 3 3%3%火山灰性合格火山灰性合格胶砂强度比：胶砂强度比：62%62%放射性物质：放射性物质：四、粉煤灰四、粉煤灰产产出：出：从煤粉炉从煤粉炉烟道气体烟道气体中收集的粉尘（中收集的粉尘（1亿亿T）成分：成分：以以SiO2,Al2O3为主，另有少量为主，另有少量 Fe2O3、CaO等等活性：活性：取决于化学成分化学成分玻璃体含量玻璃体含量烧失量烧失量细度细度用于水泥中的粉煤灰的技术要求项目项目烧失量烧失量（%）含水量含水量（%）三三氧化硫氧化硫（%）28d抗压抗压强度比（强度比（%）级级51375级级81362 28d抗压强度比（抗压

6、强度比（%）=%1002828 抗压强度水泥抗压强度水泥的dPdFP五、其他混合材料五、其他混合材料化铁炉渣化铁炉渣精炼铬铁渣精炼铬铁渣JC41791粒化电炉磷渣粒化电炉磷渣GB664586粒化高炉钛矿渣粒化高炉钛矿渣JC41891增钙液态渣增钙液态渣JC45492钢渣钢渣YB/ T022-92沸腾炉渣沸腾炉渣赤泥赤泥窑灰窑灰ZBQ12001水泥胶砂28d抗压强度比大于和等于大于和等于7575的为活性混合材料；小于小于7575的为非活性混合材料。 10-2 普通硅酸盐水泥定义：定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%15%6%15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 掺活性混合材料时：最大15

7、%，其中允许用5%的窑灰或10%10%的非活性混合材料的非活性混合材料来代替。 掺非活性混合材料时：最大10%代号：代号：PO强度等级：强度等级：32.5 42.5 52.5 32.5R 42.5R 52.5R序号序号项项 目目指指 标标PPPO1不溶物（不溶物（%）0.751.52烧失量（烧失量（%）3.03.55.03细细度度（比表面积）（比表面积）（m2/kg)3000.08mm方孔筛筛余（方孔筛筛余（%）10%4凝结时间（凝结时间（min)初凝初凝45终凝终凝390390 10h 10h5安定性（沸煮法检验）安定性（沸煮法检验）合格合格6氧化镁（氧化镁（%）5.0;水泥压蒸安定性检验合

8、水泥压蒸安定性检验合格可放宽到格可放宽到6.07三氧化硫（三氧化硫（%）3.58碱（碱（Na2O+0.658K2O)(%)0.6或协商指标或协商指标技术要求技术要求: 普通硅酸盐水泥:8项 普通水泥与硅酸盐水泥技术要求上的区别: 不做不溶物要求不做不溶物要求 细度用筛余百分数表示细度用筛余百分数表示终凝时间延长终凝时间延长硅酸盐水泥的强度指标硅酸盐水泥的强度指标强度强度等级等级抗压强度抗压强度(MPa)抗折强度抗折强度(MPa)3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.0

9、62.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通硅酸盐水泥的强度指标普通硅酸盐水泥的强度指标强度强度等级等级抗压强度抗压强度(MPa)抗折强度抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0生产生产: 与与P同同性能：性能：1、凝结硬化较快，早强较、凝结硬化较快，早强较高；高；2、抗冻性较好；、抗冻性较好；3、水化热偏高；、水化热偏高；4、耐酸、碱、硫酸盐

10、类化、耐酸、碱、硫酸盐类化学侵蚀差。学侵蚀差。用用 途途1、配制较高标号混凝土；配制较高标号混凝土；2、无腐蚀性水中的受冻工程；、无腐蚀性水中的受冻工程；3、在低温条件下需要强度发展较快在低温条件下需要强度发展较快的工程；的工程；4、一般地上工程和不受侵蚀的、一般地上工程和不受侵蚀的地下工程。地下工程。10-3 矿渣硅酸盐水泥定义：定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%70%20%70%粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量8%8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于少于20

11、%20%代号：代号：PS序号项 目指 标1细度（细度（0.08mm0.08mm方孔筛方孔筛筛余）（筛余）（%）10%10%2凝结时间（凝结时间（minmin）初凝初凝45 45 终凝终凝10h10h3安定性（沸煮法检验）安定性（沸煮法检验） 合格合格4氧化镁（氧化镁（%）熟料熟料中中5.05.0；水泥压蒸安定性；水泥压蒸安定性检验合格可放宽到检验合格可放宽到6.06.0。若混。若混合材料总掺量大于合材料总掺量大于40%40%可不可不做压蒸试验做压蒸试验5三氧化硫（三氧化硫（%）4.04.06碱（碱（NaNa2 2O + O + 0.658K0.658K2 2OO）（）（%）协商指标协商指标强度

12、等级：强度等级：同PO矿渣硅酸盐水泥的强度指标强度等强度等级级抗压强度抗压强度抗折强度抗折强度3天天7天天3天天7天天32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0生产过程二次水化机理二次水化机理：第一次水泥熟料的水化第一次水泥熟料的水化 C3S(C2S)+H2O=C-S-H+Ca(OH)2第二次混合料与第一次产物反应第二次混合料与第一次产物反应 f-SiO2+ Ca(OH)2 + H2O=C-S-HAl2O3+ Ca(

13、OH)2 + 3(CaSO42H2O) + H2O= 3CaO Al2O3 3CaSO432H2O最终产物为两次产物之和。最终产物为两次产物之和。Ca(OH)Ca(OH)2 2减少，减少，C-S-HC-S-H的的C/SC/S比小比小1.41.41.71.7钙钒石多钙钒石多硬化：早期慢，后期增进（矿渣活性的激发）湿热硬化：早期慢，后期增进（矿渣活性的激发）湿热 性性 能能256256图图10.310.31 1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好；、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好；2 2、耐热性较好；、耐热性较好；3 3、水化热较低；、水化热较低；4 4、在蒸汽养护中强度发展较快；、在蒸汽

14、养护中强度发展较快；5 5、在潮湿环境中后期强度增进率较大；、在潮湿环境中后期强度增进率较大；6 6、早强较低，凝结较慢，在低温环境下尤甚；、早强较低，凝结较慢，在低温环境下尤甚；7 7、抗冻性较差；、抗冻性较差；8 8、干缩性较大，、干缩性较大，有泌水现象。有泌水现象。用用 途途1 1、地下、水中和海水中工程，以及经常、地下、水中和海水中工程，以及经常受高水压的工程；受高水压的工程；2 2、大体积混凝土工程；、大体积混凝土工程；3 3、蒸汽养护的工程；、蒸汽养护的工程；4 4、一般地上工程。、一般地上工程。5.5.受热车间（受热车间（200200以下）以下）不适：早强、低温、冻融不适：早强、

15、低温、冻融提高矿渣水泥质量的主要途径提高矿渣水泥质量的主要途径 1、选择适当的熟料的矿物组成、选择适当的熟料的矿物组成表表10.16 2、控制矿渣的质量和加入量、控制矿渣的质量和加入量表表10.17 3、提高水泥的粉磨细度、提高水泥的粉磨细度表表10.18 4、增加石膏的加入量。、增加石膏的加入量。10-4 10-4 火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥定义：定义：它是由硅酸盐水泥熟料和它是由硅酸盐水泥熟料和20205050火山灰质混合材料火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。的水硬性胶凝材料。 代号：代号：PP序号项 目指 标1细度（细度（0.08mm0.08

16、mm方孔方孔筛筛余）（筛筛余）（%）10%10%2凝结时间（凝结时间（minmin）初凝初凝45 45 终凝终凝10h10h3安定性（沸煮法检安定性（沸煮法检验）验）合格合格4氧化镁（氧化镁（%）熟料熟料中中5.05.0；水泥压蒸安；水泥压蒸安定性检验合格可放宽到定性检验合格可放宽到6.06.0。若混合材料总掺量大于若混合材料总掺量大于40%40%可不做压蒸试验可不做压蒸试验5三氧化硫（三氧化硫（%）3.53.56碱（碱（NaNa2 2O + O + 0.658K0.658K2 2OO）（）（%）协商指标协商指标火山灰质硅酸盐水泥的强度指标强度等强度等级级抗压强度抗压强度抗折强度抗折强度3天天

17、7天天3天天7天天32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0火山灰质混合材料掺加量对水泥强度的影响混合材料的掺加量混合材料的掺加量火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥性能性能264图图10.51 1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力较强；、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力较强；2 2、抗水性较好；、抗水性较好；3 3、水化热较低；、水化热较低；4 4、在湿润环境中后期强度增进率较大；、在湿润环境中后期强度增进率较大；5 5、在蒸汽养

18、护中强度发展较快；、在蒸汽养护中强度发展较快；6 6、早期强度较低，凝结较慢，在低温环境中尤甚；、早期强度较低，凝结较慢，在低温环境中尤甚；7 7、抗冻性差；、抗冻性差；8 8、吸水性大；吸水性大； 9 9、干缩性较大。、干缩性较大。用用 途途地下、水中工程及经常受较高水压的工地下、水中工程及经常受较高水压的工程；程；受海水及含硫酸盐类溶液侵蚀的工程；受海水及含硫酸盐类溶液侵蚀的工程；大体积混凝土工程；大体积混凝土工程；蒸汽养护的工程；蒸汽养护的工程；远距离运输的砂浆和混凝土；远距离运输的砂浆和混凝土；不适用于：早强、冻融、干燥、高温不适用于：早强、冻融、干燥、高温10-5 10-5 粉煤灰硅

19、酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥定义：定义：凡由硅酸盐水泥熟料和凡由硅酸盐水泥熟料和20%40%20%40%粉煤灰、粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 粉煤灰掺量为粉煤灰掺量为代号：代号：PF技术要求：技术要求： 7项项同火山灰质硅酸盐水泥同火山灰质硅酸盐水泥共同粉磨分别粉磨两级混磨辊压机预粉磨辊压机联合粉磨粉煤灰直接喂入选粉机中将粉煤灰喂入磨机最后一仓粉磨工艺：粉磨工艺：熟料、粉煤灰、石膏？熟料熟料石膏石膏粉煤灰粉煤灰磨机磨机粉煤灰粉煤灰水泥水泥计量、配合计量、配合图图1 1 共同粉磨流程示意图共同粉磨流程示意图熟熟 料料石石 膏膏粉煤灰粉煤灰磨机磨机磨机磨

20、机混合机混合机粉煤灰粉煤灰水泥水泥图图2 2 分别粉磨流程示意图分别粉磨流程示意图简单、投资省入磨物料粒径相差大不同的粒径选择不同的磨机复杂熟料熟料石膏石膏一级磨机一级磨机二级磨机二级磨机粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰水泥水泥图图3 3 两级混合磨流程两级混合磨流程图图4 4 辊压机预粉磨流程辊压机预粉磨流程熟料 石膏粉煤灰选粉机辊压机球磨机成品熟料 石膏辊压机粉煤灰球磨机成品选粉机打散分级机图图5 5 辊压机联合粉磨工艺流程图辊压机联合粉磨工艺流程图熟料石膏粉煤灰选粉机成品球磨机图图6 6 粉煤灰喂入选粉机流程图粉煤灰喂入选粉机流程图水泥强度下降：部分粉煤灰没粉磨，影响活性粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅

21、酸盐水泥性能性能(1)(1)需水量少，和易性好需水量少，和易性好(2)(2)干缩小，抗裂性好干缩小，抗裂性好(3)(3)水化热低水化热低(4)(4)耐腐蚀性好耐腐蚀性好(5)(5)早期强度低，后期强度增进率大早期强度低，后期强度增进率大(6)(6)泌水，抗冻性差、抗碳化性差泌水，抗冻性差、抗碳化性差用途：一般的工业和民用建筑，尤其适用于大体积和水利工程的混凝土以及地下、海港工程等但不适用于早期强度要求高的工程、受冻工程、有水位升降的混凝土工程以及有抗碳化要求的工程等。提高粉煤灰水泥强度的途径提高粉煤灰水泥强度的途径 (1)选择优质粉煤灰并且控制粉煤灰掺量选择优质粉煤灰并且控制粉煤灰掺量(2)提

22、高粉煤灰水泥的细度提高粉煤灰水泥的细度(3)选择适宜的熟料矿物组成。选择适宜的熟料矿物组成。10-6 复合硅酸盐水泥定义：定义：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 混合材料总掺量大于15%，不超过不超过50% 允许用不超过超过8%的窑灰的窑灰代替代号：代号：PC与与普通水泥的区别：普通水泥的区别：混合材须混合材须15%与矿渣、粉煤灰、火山灰质水泥的区别：与矿渣、粉煤灰、火山灰质水泥的区别： 1、必须掺两种或两种以上的混合材料 2、扩大了混合材的品种取长补短取长补短矿渣、粉煤灰、火山灰、石灰石、窑灰强度等级 抗压强度MPa 抗折强度MPa 3d 28d 3d 28d 32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R 11.0 16.0 16.0 21.0 22.0 26.0 32.5 32.5 42.5 42.5 52.5 52.5 2.5 3.5 3.5 4.0 4.0 5.0 5.5 5.5 6.5 6.5 7.0 7.0技术性能指标：技术性能指标：除强度外其同火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。 生产复合水泥应注意的问题生产复合水泥应注意的问题(1)选择性能优势可互补的复合材料并