建筑材料论文 硅酸盐水泥

1、硅酸盐水泥摘要：在当今这个高速发展的社会中，随着城市化建设的不断扩大，交通方式的不断进步，对于高楼大厦、道路桥梁、隧道涵洞等建筑的需求在不断增多。同时，对于这些建筑的质量要求也在不断提高。当今这个时代，可以说是一个混凝土的时代，大部分的建筑都离不开混凝土。作为混凝土的重要组成部分硅酸盐水泥也就成为了一种十分重要的材料关键词：硅酸盐水泥 组成 制备 性能 应用Portland cementAbstract: in todays rapidly developing society, along with the city construction expands ceaselessly, tra

2、ffic continues to progress, to many-storied buildings, roads and bridges, tunnels and culverts construction demand continues to increase. At the same time, for the construction quality requirements are also rising. This day and age,can be said to be a concrete era, most of the buildings are insepara

3、ble from the concrete. As the important component of concrete - Portland cement has become a kind of important materialKey words: silicate cement composition preparation properties application1.硅酸盐水泥组成硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥熟料主要有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四种氧化物组成，在熟料中占95%，另5%为其他氧

4、化物，如MgO、SO3等。水泥熟料经高温煅烧后，CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四种氧化物不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物集合体。硅酸盐水泥熟料中主要形成四种矿物：硅酸三钙，3 CaOSiO2，简写C3S,占5060%，称阿利特（Alite）或A矿；硅酸二钙，2 CaOSiO2，简写C2S,占2025%，称贝利特（Belite）或B矿；铝酸三钙，3CaOAl2O3，简写C2A,占510%；铁相固溶体，通常以铁铝酸四钙表示，4CaOAl2O3Fe2O3，简写C4AF,占1015%，称才利特（Celite）或C矿。2.硅酸盐水泥的制备2.1硅酸盐水泥的

5、生产过程硅酸盐水泥的生产过程就是“两磨一烧”。第一步，将原料按一定比例配料并磨细得到生料；第二步，将生料煅烧使之部分熔融，冷却后形成熟料；第三步，将熟料与适量的石膏、混合材料共同磨细即为硅酸盐水泥。2.1.1破碎及预均化破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀

6、的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高磨机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。2.1.2生料制备水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石

7、膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。2.1.3生料均化新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。采用空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使生料粉在向下卸落时，尽量切割多层料面，充分混合。利用不同的流化空气，使库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生倾斜，进行径向

8、混合均化。2.1.4预热分解把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。预热器的主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分碳酸盐分解。为了最大限度提高气固间的换热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗，必需具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能。2.1.4水泥熟料的烧成生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回

9、转窑中进行熟料的烧成。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的C3A、C4AF、C2S等矿物。随着物料温度升高近1300时，C3A、C4AF、C2S等矿物会变成液相，溶解于液相中的C2S和CaO进行反应生成大量C3S（熟料）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。2.1.5、水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的

10、颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。3.2水泥熟料的形成过程硅酸盐水泥熟料的矿物组成主要为：硅酸三钙3CaOSiO2（C3S）（3760%），硅酸二钙2CaOSiO2（C2S）（1537%），铝酸三钙3CaOAl2O3（C3）（715%），铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3（C4AF）（1018%）。除四种主要成分外，水泥中尚含有少量游离CaO、MgO、SO3、及碱（K2O、Na2O）这些均为有害成分，国家标准中有严格限止。3.1硅酸盐水泥的性能及应用 硅酸盐水泥的性能主要是物理性能和建筑性能。其中物理性能包括密度、容积密度、细度等。建筑性能包括凝结时间、泌

11、水性、强度、体积变化、水化热、耐久性等。凝结时间 凝结速度的快慢决定了水泥的凝结时间。凡是影响水化的因素基本上也同样影响水泥的凝结速度，如熟料矿物的组成、水泥细度、水灰比、温度和外加剂等。在工程上常用掺加石膏的方法来控制凝结速度。强度 水泥的强度是评价水泥质量的重要指标，是划分强度等级的依据，在工程上具有极其重要的意义。通常按龄期将28天以前的强度成为早期强度，28天以后的强度称为后期强度。水泥的强度在具体施工中的影响因素很多，主要有：熟料矿物的组成、水泥细度、水灰比、养护温度、石膏掺量以及外加剂等。耐久性 硅酸盐水泥硬化后，在通常的适用条件下有较好的耐久性，有些100年以前建造的水泥混凝土建

12、筑至今仍无丝毫损坏的迹象。部分长龄期实验的结果表明，3050年后的抗压强度比28天时会提高30左右，有的达到一倍以上，但是也有不少失败的工程实践指出，早在3-5年就会有早期损坏甚至彻底破坏的危险。耐久性的影响因素虽然很多，但抗渗性、抗冻性以及对环境介质的抗蚀性是衡量硅酸盐水泥耐久性的三个重要方面。另外在某些特定场合碱集料反应也可能是工程过早失效的一个重要因素。3.2分述水泥的成分、特性及应用 硅酸盐水泥成分：水泥熟料及少量石膏（I型），水泥熟料、5以下混合材料、适量石膏（II型）。主要特征是早期强度高、水化热高、耐冻性好、耐热性差、耐腐蚀性差、干缩性小。适用范围：制造地上地下及水中的混凝土、钢

13、筋混凝土及预应力混凝土结构，包括受循环冻融的结构及早期强度要求较高的工程；可用于配制建筑砂浆。不适于大体积混凝土工程和受化学及海水侵蚀的工程。 普通水泥成分：在硅酸盐水泥中掺活性混合材料6-15或非活性混合材料10以下。主要特征：早强、水化热较高、耐冻性较好、耐热性较差、耐腐蚀性差、干缩性较小。 适用范围与不适用处均与硅酸盐水泥基本相同。 矿渣水泥成分：在硅酸盐水泥中掺入20-70的粒化高炉矿渣。主要特征：早期强度低，后期强度增长较快；水化热低；耐热性好；抗硫酸盐类侵蚀和抗水性较好；抗冻性差；干缩性大；抗渗性差；抗碳化能力差。主要适用范围有：大体积工程；高温车间和有耐火耐热要求的混凝土结构；蒸汽养护的构件；对硫酸盐类侵蚀要求高的工程；一般地上地下和水中的混凝土及钢筋混凝土结构、工程、配制建筑砂浆；不能用于对早期强度要求较高和对抗冻要求高的混凝土工程。火山灰水泥成分：在硅酸盐水泥中掺入20-50火山灰质的混合材料。主要特征：早期强度低，后期轻度增长快；水化热低；耐热性差；抗硫酸