选用活性较高的粒化高炉矿渣;④控制矿渣掺加量。
26.何为一次游离氧化钙?对水泥质量有何影响?在生产中如何控制?
答(要点):高温状态下未与SiO2、AI2O3、Fe2O3化合的氧化物称为一次游离氧化钙。因一次游离氧化钙与水反应速度慢且发生体积膨胀,故一次游离氧化钙对水泥安定性影响最大,使水泥构件出现弯曲、裂纹、破坏等严重质量事故。生产中通过选取合理的生料率值控制水泥熟料中的一次游离氧化钙。 27.干法、湿法回转窑的特点分别是什么?
答(要点):湿法窑生产的特点:生料是含有32%~40%水分的料浆,生料易混合,均化好,成分稳定,环境污染少,不需原料干燥设备,但热耗较高。新型干法窑生产的特点:窑茼体短、产量高,生料空气搅拌的均化效率高,废气利用率高,热效率高,热耗低,能用废渣废料作为原燃料,使用各种类型的收尘器消除污染,使之在产质量、节能环保等各方面都具有发展优势。
28.玄武岩能否代替粘土?为什么?
答(要点):玄武岩可以代替粘土。因为它含有较多的Fe2O3、Al2O3。它虽然致密坚硬(比重为2﹒5~3吨/米3),但岩体内有不少玻璃质,所以脆性较大,熔点只有1150℃。其化学成分与火山灰质混合材相似,优于粘土,因而可以补充粘土质原料铁铝含量的不足,甚至完全替代粘土配料。生产出来`的熟料含有较多的铁铝酸钙,同时还可以作为铁质校正料,但其唯一的缺点是易磨性差,粉磨时要注意。 29.什么叫表观分解率?
答(要点):表观分解率就是入窑生料分解率加上入窑回灰分解率的总称。表观分解率高于入窑生料的分解率,因为其中含有部分已分解的回灰。在热工标定时都采用表观分解率表示。
30.生料均化的目的是什么?
答(要点):生料均化的目的是为了消除或缩小入窑生料成分的波动,使生料化学成分均匀稳定,它对稳定熟料的成分、稳定窑的热工制度、提高熟料的产质量具有重要的意义。 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。
32.急冷能使熟料质量好的原因是什么?
答(要点):(1)可防止或减少C3S分解。(3)能防止β-C2S转化为γ-C2S,导致熟料块的体积膨胀。(3)能防止或减少MgO的破坏作用。(4)使熟料中C3A晶体减少,水泥不出出现快凝现 象。(5)可防止C2S晶体长大,阻止熟料完全变成晶体。(6)增大了熟料的易磨性。
33.中央控制室操作工的职责是什么?
答(要点):(1)按顺序开停车操作;(2)正常生产操作控制;(3)保证产品质量的前提下尽量提高的量;(4)巡回检查;(5)执行不能继续运转的规定。 34.水泥生产对石灰质原料的质量要求?
答(要点):(1)CaO≥48% (2)Mg<3.0% (3)f-SiO2<4.0% (4)SO3<1.0% (5)R2O<0.6~1.0%。 35.出厂水泥的质量要求?
答(要点):(1)出厂水泥合格率100%;(2)富裕强度合格率100%;(3)28d抗压强度目标质≥(水泥国家标准规定质+富裕强度+3S);(4)袋装水泥20包的总质量不少于1000kg,单包净质量不小于49kg,合格率100%;(5)均匀性实验的28d抗压强度变异系数(Cr)目标质不大于3.0%。 水泥
一、内容提要:本讲主要是讲解硅酸盐水泥的技术要求、硅酸盐水泥熟料的组成,硅酸盐水泥的水化和硬化,硅酸盐水泥的性能,以及其它一些掺混合材的水泥和特种水泥。
二、本讲的重点与难点是:硅酸盐水泥的技术要求、性能、以及水化和硬化问题。
三、 内容讲解:
1、 概述:我们先讲一些基本概念
水泥:呈粉末状,与水拌和后,经过物理化学过程能由可塑性浆体变成坚硬的石状体,并能将砂石等散状材料胶结成整体,所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料,就硬化条件而言,水泥浆体不但能在空气中硬化,还能更好地在水中硬化,保持并继续增长其强度,故水泥属于水硬性胶凝材料。水硬性是指材料磨成细粉加水拌和成浆后,能在潮湿空气和水中硬化并形成稳定化合物的性能。这个我们在上一讲中已讲过。
水泥的分类:水泥是最重要的建筑材料之一,随着基本建设发展,水泥品种越来越多,按照化学成分,水泥可以分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等系列,其中以硅酸盐水泥应用最广。本节主要介绍硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥:凡是以适当成分的生料,经过破碎、煅烧至部分熔融,形成以硅酸钙为主要成分的熟料,加入一定量的混合材料和适量的石膏,磨细而成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥这一名称,在我国既是个品种的水泥,又代表着一种水泥的类型。世界上许多国家把硅酸盐水泥也称作波特兰水泥。用硅酸盐水泥熟料,掺加不同类型的混合材料和适量石膏磨细制成的水泥,则在硅酸盐水泥前面冠以混合材料的名称作为这一水泥品种的名称。如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及含有少量混合材料的普通硅酸盐水泥等,这几种水泥统称硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥包括六大品种:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)、矿渣硅酸盐水泥(称矿渣水泥P·S)、粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥P·F)、火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥P·P)和复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)。另外,还有具有一些功能要求的特殊硅酸盐水泥,如白色硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥等。
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GBl75—1999)的规定:
硅酸盐水泥:是指凡由硅酸盐水泥熟料,再掺入(0~5)%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。硅酸盐水泥又分为两种类型:不掺混合材料的硅酸盐水泥称为I型硅酸盐水泥,代号为P·I;在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的硅酸盐水泥称Ⅱ型硅酸盐水泥,代号为P·Ⅱ。
普通硅酸盐水泥:是指凡由硅酸盐水泥熟料,再加入(6~15)%混合材料及适量石膏,经磨细制成的水硬性胶凝材料,代号为P·O。混合材料中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性混合材料来代替。
由于普通硅酸盐水泥中混合材料掺量少,故其性能与硅酸盐水泥接近,为此,本节对硅酸盐水泥讨论的问题,也适用于普通硅酸盐水泥。下面我们说一下水泥的生产。
1.1水泥的生产
硅酸盐水泥的生产主要经过三个阶段:即生料制备、熟料煅烧与水泥粉磨,简称二磨一烧。
生料制备:主要是将石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后,按一定比例混合、磨细,并调配为成分合适、质量均匀的生料;
熟料煅烧:是将配制好的生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得到的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料;
水泥粉磨:是将水泥熟料加适量石膏,有时还加适量混合材料等共同磨细,制成水泥。
上述过程中的关键是配料和煅烧,其目的是将含钙的石灰石与含硅、铝的粘土及铁矿粉按要求比例配制成的生料经煅烧使之化合生成所需要的硅酸盐熟料矿物。
生产硅酸盐水泥的主要原料有石灰石质原料(钙质原料)和粘土质原料(硅质原料)。凡是以碳酸钙为主要成分的原料统称为石灰石质原料。常用的石灰石质原料有石灰石、泥
灰岩、白垩、贝壳等。我国大部分水泥厂使用的石灰石质原料是石灰石。粘土质原料是水泥熟料中二氧化硅、氧化铝成分的主要来源。天然粘土质原料有黄土、粘土、泥岩、砂岩及河泥等。
水泥的生产方法:按照生料制备方法的不同,有干法和湿法两种。将原料同时烘干与粉磨或先烘干后粉磨成生料粉,然后喂人干法窑内煅烧成熟料,称为干法生产;将原料加水粉磨成生料浆后喂入湿法回转窑煅烧成熟料,则称为湿法生产。水泥煅烧过程在窑内进行,水
泥窑型有回转窑、立窑两种。前者产量大,质量稳定,但投资较大。尽管水泥煅烧设备各异,但生料在室内都要经历干燥、预热、分解、烧成和冷却五个阶段,才能形成熟料。其中烧成带的反应是煅烧水泥的技术关键。
1.2技术要求
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GBl75一1999)对硅酸盐水泥的体
积安定性、凝结时间、细度及胶砂强度、碱含量等提出了具体的技术要求。水泥体积安定性、凝结时间的测定均是以标准稠度的水泥净浆为基础。所谓水泥净浆的标准稠度是以水泥净浆达到标准规定的稠度时所需拌合水量占水泥质量的百分数表示。一般水泥熟料矿物成分不同时,其标准稠度用水量也有差别,磨得越细的水泥,其标准稠度用水量越大。硅酸盐水泥标准稠度用水量,一般在(24~30)%之间。下面我们就详细讲一下这五个技术要求。
(1)、体积安定性
水泥的体积安定性:是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。国家标准规定水泥的体积安定性可以试验方法:采用试饼法或雷氏法检验。在有争议时,以雷氏法为准。
试饼法:是将标准稠度的水泥净浆做成试饼经恒沸3小时后,用肉眼观察未出现裂纹,用直尺检查没有弯曲现象,则判定该水泥的体积安定性合格,反之为不合格。
雷氏法:是测定水泥浆在雷氏夹中硬化沸煮后的膨胀值,当两个试件沸煮后的膨胀值平均值不大于5.Omm时,即判定该水泥体积安定性合格,反之,则为不合格。
水泥体积安定性不良的原因:是由于其熟料矿物组成中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁,以及水泥粉磨时所掺石膏超量所致。熟料中所含游离氧化钙或游离氧化镁都是在高温下生成,属于过烧氧化物,水化很慢,主要在水泥凝结硬化以后才慢慢开始水化,水化时产生体积膨胀,从而引起不均匀的体积变化,导致硬化水泥浆体开裂。由于游离氧化镁的水化