水泥水泥的生产与水化特性60课件讲解

水泥JZCLJC-009水泥的生产与水化特性水泥的生产与水化特性一、水泥的生产二、水泥的水化反应三、水泥的凝结、硬化一、水泥的生产1、原料（以硅酸盐水泥为例）生料：石灰质(CaO):石灰石、白垩、石灰质凝灰岩等；粘土质(SiO2,Al2O3,Fe2O3):粘土、黄土等；铁质校正原料(Fe2O3):铁矿粉、黄铁矿渣,，(硅质校正原料(SiO2):砂岩，粉砂岩)，铝质校正原料：(SiO2):砂岩，粉砂岩)涡石灯塔生料中化学成分的合适范围化学成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3含量范围（%）62～6720～244～72～6一、水泥的生产熟料：生料的烧结物矿物名称化学式含量硅酸三钙3CaO·SiO2，简写为C3S37%～60%硅酸二钙2CaO·SiO2，简写为C2S15%～37%铝酸三钙3CaO·Ai2O3，简写为C3A7%～15%铁铝酸四钙4CaO·Ai2O3·Fe2O3，简写为C4AF10%～18%硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分水泥厂石膏：调节凝结时间混合材料：提高产量，调节性能，利用工业废弃物一、水泥的生产2、工艺流程高温煅烧熟料磨细磨细石灰质原料粘土质原料校正原料Ⅰ型硅酸盐水泥石膏Ⅱ型硅酸盐水泥按比例混合磨细生料粉混合材料“两磨一烧”细粉与气体出口立式磨废热气入口原料入口一、水泥的生产3、通用硅酸盐水泥的种类品种代号组分熟料+石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P·Ⅰ100----P·Ⅱ≥95≤5---≥95---≤5普通硅酸盐水泥P·O≥80且<95>5且≤20-矿渣硅酸盐水泥P·S·A≥50且<80>20且≤50---P·S·B≥30且<50>50且≤70---火山灰质硅酸盐水泥P·P≥60且<80-20且≤40--粉煤灰硅酸盐水泥P·F≥60且<80-->20且≤40-复合硅酸盐水泥P·C≥50且<80>20且≤50e二、水泥的水化反应水泥的水化反应：水泥熟料的主要成分与水发生化学反应的过程。水泥熟料主要成分与水反应如下：水化硅酸钙（凝胶体，强度高、不溶于水）水化铝酸三钙（晶体、强度低、溶于水）水化铁酸钙凝胶（絮凝状，强度低，难溶于水）2（3CaO·SiO2）+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH）22（2CaO·SiO2）+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH）23CaO·Ai2O3）+6H2O=3CaO·Ai2O3·6H2O4CaO·Ai2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Ai2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O二、水泥的水化反应矿物组成性质硅酸三钙（C3S）硅酸二钙（C2S）铝酸三钙（C3A）铁铝酸四钙（C4AF）水化速度快慢最快快强度早期高低较高较高后期高高较低较低（抗折强度高）28d水化热高低最高中水泥熟料矿物单独与水反应的性质水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位为kJ/kg，凡起促凝作用的物质均可提高早期水化热，反之凡能减慢水化反应的物质（缓凝剂）均能降低早期水化热；对于大体积混凝土工程，为防止由水化热引起的开裂，应选择水化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程。初凝：水泥加水拌合后，水化产物不断增多，浆体逐渐变稠开始失去可塑性的状态；终凝：水泥浆体稠度增大至完全失去可塑性并开始产生强度时的状态。硬化：水泥石强度逐渐发展的过程。水泥的凝结和硬化是一个连续发生的过程。凝结所经历的时间较短，一般几个小时内便结束；硬化是一个长期的过程，在适宜的温度和湿度下，可持续几十年。1、凝结、硬化的概念三、水泥的凝结、硬化（1）水化反应，从水泥颗粒表面逐渐深入到内部；（2）随着水化反应进行，表层的生成物会阻碍水分渗入，水化越来越慢；（3）水化反应对温湿度有一定要求。若水泥石处于完全干燥的情况下，水化就无法进行。2、凝结、硬化过程图

水泥凝结硬化过程示意图1—水泥颗粒；2—凝胶；3—钙矾石;4—毛细孔三、水泥的凝结、硬化3、影响水泥凝结硬化的主要因素四种熟料矿物的龄期—抗压强度曲线三、水泥的凝结、硬化（1）熟料的矿物组成C3A——水化速率最快，放热量最大；C2S——水化速率最慢，放热量最少，早期强度低，后期强度增长迅速等。（2）水泥细度熟料矿物成分相同，水泥越细，颗粒平均粒径越小，比表面积越大，与水的接触面越大，水化反应速度越快，凝结硬化越快，早期强度也就越高。为使水泥浆具有一定塑性和流动性，拌合用水大大超过水化所需的水，多余水在水泥在硬化的水泥石中形成毛细孔。当水灰比增大时，相应水量增多，利于水泥的水化；但多余的水分延长了水泥的凝结时间，且水分蒸发后在硬化的水泥石内形成毛细孔，降低了水泥石的强度。故水灰比大，初期水化充分，但水泥浆凝结较慢，且形成的孔隙较多,水泥石强度较低。三、水泥的凝结、硬化（3）石膏掺量在没有石膏时，水泥熟料磨细后加水会很快凝结，影响施工和检验，添加适量石膏后，石膏中的硫酸钙与水泥熟料中的铝酸三钙反映生成钙矾石，减少水泥的水化速度，从而起到缓凝的作用。而且掺入适量的石膏还会增加水泥的强度。过多或者过少的掺入量会造成假凝或急凝现象。（4）水灰比适当提高温度，水泥凝结硬化快，早期强度高，但温度过高，后期强度反而有可能降低；较低温度下，凝结硬化慢，水化产物致密，最终强度高，但温度过低，乃至低于零度，水化反应接近停止，且由于水结冻，会破坏水泥石的强度。潮湿环境中，水分不易蒸