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1、幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站目 录1 绪论1-1 水泥的定义和分类1-2水泥工业基本情况2 通用硅酸盐水泥生产技术2-1 通用硅酸盐水泥的国家标准2-2 通用硅酸盐水泥的生产工艺2-3 新型干法水泥生产工艺2-4 硅酸盐水泥熟料的组成2-5 硅酸盐水泥熟料的率值2-6 熟料矿物组成的计算与换算3 原料及预均化技术3-1 水泥生产用主要原料3-2 水泥生产用辅助原料3-3 矿山开采3-4 原来破碎与烘干、输送与储存3-5 原料的预均化4 生料制备技术4-1 生料的配料及计算4-2 生料粉磨工艺技术4-3 立式磨在生料粉磨中的应用5 生料均化技术5-1 生料均化的基本原理5-2 生料均化的

2、主要设施5-3 生料均化工艺技术6 熟料煅烧技术6-1 生料在煅烧过程中的物理化学变化幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站6-2 悬浮预热技术6-3 预分解技术6-4 回转窑技术6-5 熟料冷却技术7水泥制成技术7-1 水泥粉磨工艺技术7-2 管球磨粉磨技术7-3 立式磨在水泥粉磨中的应用7-4 挤压粉磨技术7-5 水泥的储存与发运8 硅酸盐水泥的性能及应用8-1 硅酸盐水泥的凝结时间8-2 硅酸盐水泥的强度8-3 硅酸盐水泥的体积变化与水化热8-4 硅酸盐水泥的耐久性9 水泥生产质量控制10 传统水泥生产技术10-1 湿法回转窑生产技术10-2 干法回转窑生产技术10-3 立窑水泥生产技术1

3、1 其他通用水泥生产技术11-1 混合材料的种类及质量要求11-2 普通硅酸盐水泥11-3 矿渣硅酸盐水泥幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站11-4 火山灰硅酸盐水泥11-5 粉煤灰硅酸盐水泥11-6 复合硅酸盐水泥12 特种水泥生产技术幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站绪 论 从广义而言，水泥泛指一切能够硬化的无机胶凝材料；而狭义的水泥则专指现代水泥，即具有水硬性的胶凝材料。 所谓胶凝材料，即胶结料。它是指在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质。胶凝材料可分为有机和无机胶凝材料两大类，沥青和各种树脂属于有机胶凝材料；无机胶凝材料按硬化条件又分

4、为水硬性和非水硬性两种。非水硬性胶凝材料拌水后只能在空气中硬化而不能在水中硬化，如石灰、石膏等；而水硬性胶凝材料拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 胶凝材料的发展史，可追溯到人类史前时期。它先后经历了天然产出的粘土、石膏一石灰、石灰火山灰及人工配料制得水硬性胶凝材料等各个阶段。 大约在公元前20003000年，人们便开始用经过煅烧所得的石膏或石灰来调制砌筑砂浆，例如我国著名的万里长城、古埃及的金字塔等许多宏伟建筑都是用石灰、石膏作为胶凝材料砌筑而成的。这个时期可称为胶凝材料发展史上的石膏一石灰时期。 幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 到公元初，古希腊

5、和罗马人注意到在石灰砂浆中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度高，而且还具有一定的抗水性。古罗马的“庞贝”城及罗马圣庙等著名古建筑都是用石灰一火山灰材料砌筑而成的。在我国古代建筑中所大量应用的石灰、黄土、细砂组成的“三合土”实际上也是一种石灰一火山灰材料。随着陶瓷生产的发展，人们开始用废陶器、碎砖等代替天然火山灰磨细后与石灰混合制成具有水硬性的胶凝材料。这个时期可称为胶凝材料发展史上的石灰一火山灰时期。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 水硬性石灰和天然水泥的发现为水泥的发明奠定了基础。 1756年，英国人JSmeteton为了建造伦敦港口的灯塔，通过大量试验研究，发现掺有粘土的石灰石经过煅烧后获

6、得的石灰具有水硬性，JSmetetOn第一次发现了粘土的作用，制成了“水硬性石灰”，从而打破了过去一直认为只有最纯的石灰石才能烧制最好的石灰的传统观念。在此之后又出现了罗马水泥，随后又发展到用天然水泥岩(粘土含量2025左右的石灰石)煅烧、磨细制成天然水泥。但是理想的天然水泥岩产出并不多。随着生产技术的进步，人们逐渐认识到把粘土和石灰石按某一配比固定下来，可以获得性能良好的水泥，因而开始进行人工配料，这是水泥发展史上又一重要进步，实际上可以看成是现代意义上水泥制造的雏型。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 1824年，英国人阿斯普丁(JAspdin)将粘土与石灰石配合烧制成块(熟料)，再经磨

7、细而成水硬性胶凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石，并具有较高强度，其外观与当时建筑上常用的英国波特兰岛上出产的岩石相似，故称之为“波特兰水泥”(PartlandCement)，并于1824年10月21日首先获得该产品的专利权。水泥的发明幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站水泥在国民经济中的地位和作用 水泥是重要的建筑和工程材料，水泥无论是在砂浆中或是在混凝土中，都只是质量较少的一部分，但它起胶结作用，能将砂、石胶结在一起，形成人造石；且能在空气中和水中硬化，长期保持很高的强度，因而它广泛应用于工业建筑、民用建筑、交通、水利、农林、国防、海港、城乡建筑和宇航工业、核工业以及其他新型工业的建设等领

8、域，它应用面广，使用量大，是国家建设和人民生活中不可缺少的重要材料。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 水泥代替钢材、木材等的趋势有增无减。生产水泥虽然消耗较多能源，但水泥与砂、石等集料制成的混凝土则是一种低能耗型建筑材料。每吨混凝土消耗的能量仅为红砖的16，钢材的120，铝材的1170。与普通钢铁相比，水泥制品不会生锈，也没有木材这类材料易于腐朽的缺点，更不会有塑料年久老化的问题。其耐久性好，维修工作量小，在代钢、代木方面，越来越显出技术经济上的优越性。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 水泥使各种特殊功能的建筑物和构筑物的出现成为现实。水泥与钢筋、砂、石等材料制成的钢筋混凝土、预应力钢

9、筋混凝土远远超过钢筋或混凝土各自的性能，它坚固耐久，适应性强。它们的应用，才使高层建筑、超高层建筑、大跨度桥梁及建(构)筑物、巨型水坝、美丽多姿的公路、立交桥等特殊功能的建筑物、构筑物的出现成为可能，它对人们的日常生活和人类的文明产生了积极的影响。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站所谓水泥，是指加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气中硬化的粉状水硬性胶凝材料。它是各种类型水泥的总称。简言之，水泥是一种水硬性胶凝材料。水泥的共同特征是：它是经过粉磨后具有一定细度的粉末状；加入适量水后可成塑状浆体；它既能在水中硬化，也能在空气中硬化形成人造石；水泥浆牢固地胶结砂、石、钢筋等集料使

10、之成为整体产生强度。1-1 水泥的定义和分类一、水泥的定义幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 水泥的种类繁多，至今为止已有100多种水泥问世。二、水泥的种类 (一)按水泥的用途及性能分可将水泥分成三大类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。1、通用水泥 一般土木建筑工程通常采用的水泥。如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等六大品种。2、专用水泥专门用途的水泥。如油井水泥、道路水泥、砌筑水泥等。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站3、特性水泥 某种性能比较突出的水泥。如快硬硅酸盐水泥、自应力铝酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥等。

11、 通常情况下，常常把专用水泥、特性水泥合称为特种水泥。(二)按水泥的组成分类1、硅酸盐水泥系列(通常简称为硅酸盐水泥)磨制水泥的熟料以硅酸盐矿物为主要成分。如通用水泥及大部分专用水泥、特性水泥都属于硅酸盐水泥系列。 2、铝酸盐水泥系列该系列水泥的特征是熟料矿物以铝酸钙为主，主要包括铝酸盐膨胀水泥、铝酸盐自应力水泥和铝酸盐耐火水泥等。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站3、氟铝酸盐水泥系列如快凝快硬氟铝酸盐水泥、型砂水泥、锚固水泥等。4、硫铝酸盐水泥系列如快硬硫铝酸盐水泥、高强硫铝酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥，自应力硫铝酸盐水泥、低碱硫铝酸盐水泥等。5、铁铝酸盐水泥系列如快硬铁铝酸盐水泥、高强铁铝

12、酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、自应力铁铝酸盐水泥等。6、其他如耐酸水泥、氧化镁水泥、生态水泥、少熟料和无熟料水泥等。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 水泥命名时，按不同类别分别以水泥的主要水硬性矿物、混合材、用途和主要特性进行命名，当名称过长时，允许有简称。 通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称来命名。通用水泥的主要水硬性矿物为硅酸盐，由于掺加混合材料的不同而有不同的名称，如不掺或仅掺少许混合材料(1，无论生产条件多完善，熟料中都有游离氧化钙存在。熟料矿物组成为：C3S、C3A、C4AF及f-CaO (3) KH =0667，此时熟料矿物只有C2S、C3A、C4A

13、F，而无C3S。因此，熟料的KH值应控制在100间。通常KH值控制在087096之间。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 (三)其他石灰饱和系数 在国外，尤其是欧美国家大多采用石灰饱和系数LSF来控制生产。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站二、硅率又称为硅氧率，我国俗称硅酸率。用n或SM表示。其含义是熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3之和的比例。 n值过高，表示硅酸盐矿物多，对水泥熟料强度有利，但也意味着熔剂性矿物少，将给煅烧造成困难。随着n的降低，液相量就增加，这对熟料的易烧性和操作有利。但n过低，熟料中熔剂性矿物过多，煅烧时易出现结大块、结圈等现象，且熟料强度也低。硅酸盐水泥熟

14、料的n一般控制在1727间。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站三、铝率又称铝氧率或铁率，用p或IM表示。它表示的是水泥熟料中Al2O3含量与Fe2O3含量之比。IM大于时，急冷有利，生成C3S、C2S、C3A、C4AF四种矿物，各国生产多如此控制。铝率反映了熟料中Al2O3和Fe2O3的相对含量。熟料中铝率一般控制在0919之间。 当p增大，意味着C3A增多，C4AF含量相对较少，液相粘度增加，不利于C3S的形成。且由于C3A的增多，易引起水泥的快凝；p过低，则C3A相对含量少，C4AF量相对较多，虽液相粘度小，对C3S形成有利，易使窑内结大块，对煅烧操作不利。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课

15、程网站2-6 熟料矿物组成的计算与换算一、硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算熟料的矿物组成可用岩相分析、x射线分析和红外光谱等分析测定，也可根据化学成分或率值计算出。岩相分析法是用显微镜测出单位面积中各矿物所占的百分率，然后根据各矿物的密度计算出各矿物的含量。这种方法测定结果可靠，符合实际情况，但当矿物晶体小时，可能因重叠产生误差。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站X射线分析则基于熟料中各矿物的特征峰强度与单矿物特征峰强度之比以求得其含量。这种方法误差较小，但含量太低则不易测准。红外光谱分析误差也较小。近年来广泛采用电子探针、X射线光谱分析仪等对熟料矿物进行定量分析。根据熟料化学成分或率值计算所得

16、的矿物组成往往与实际情况有些出入，但是，根据计算结果一般已能说明矿物组成对水泥性能的影响。因此，这种方法在水泥工业中仍然得到泛应用。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站(一)化学法 1、C3S计算式的推导设生成硅酸盐矿物（C3S+C2S）所需要的CaO量为Cs（实际全部硅酸盐矿物中氧化钙量），根据石灰饱和系数KH的物理意义可知：SiO2 2CaO + SiO2 C2SC SiO2 C2S 即幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站 再设由C2S生成C3S时所需的CaO量为Cx（生成C3S时所需加吃的1分子CaO量），则：根据C3S成的反应式及有关分子量、可求出形成的C3S含量：C2S + CaO

17、C3S Cx C3S所以幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站2、C2S计算式的推导根据C3S计算式的推导过程，同理可求得先导形成的C2S量：熟料中的C2S量实际上等于先导形成的C2S与消耗掉的C2S之差，故：C2S=2.87 SiO2-(172.25/228.33) C3S=2.87 SiO2-(172.25/56.08)(2.8KH SiO2- 1.87 SiO2)即C2S=2.87 SiO2-（8.6 KHSiO2-5.74 SiO2）=（8.61-8.60 KH ）SiO2=8.60(1- KH) SiO2幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站3、C3A与C4AF的计算式C3A含量的计算应

18、先从总Al2O3量中减去形成C4AF所消耗的Al2O3量，用剩余的Al2O3量再考虑C3A中的 这一比值求得:C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)根据C4AF中的可直接求出C4AF含量：C4AF=3.04 Fe2O3幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站(二)代数法（也称鲍格法） A=0.3773C3A+0.2098C4AF F=0.3286C4AF 解上列联立方程式得各矿物的百分含量计算式。幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站当时：一一一2.86S03 (211)一0.754C3S (212)1.69F (21 3)C4AF=3.04F (214)CaSO4=1.70S03 (215)幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站二、熟料化学组成、矿物组成与率值的换算(一)由矿物组成计算各率值若已知熟料矿物组成(质量百分数)，则可按下列式子计算各率值。(2. 16) (2. 17) (2. 18)幻灯片内蒙古化工职业学院精品课程网站(二)由熟