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1、水泥工艺学复习总结第一章绪论1、胶凝材料：凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其它物料而 形成具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料，又称为胶结材料。2、水泥：凡磨成粉末，加入一定水后称为塑性浆体，既能在空气中硬化，也能在水中硬化， 并能将沙、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料统称为水泥。第二章硅酸盐水泥的生产1、六大通用水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、 火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。2水泥的品质标号氧化镁、三氧化硫、烧失量、细度、凝结时间安定性、强度3、验收规则 废品：水泥出厂后，凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定
2、性中的任一项不符合本标准规 定或强度低于该品种水泥最低标号规定的指标时，均为废品。 不合格品：水泥出厂后，细度、烧失量、终凝时间、和混合材料参加量中的任一项不符合 本标准规定或强度低于商品标号规定的指标时，称为不合格品。4、引起安定性不良的因素：熟料中游离氧化钙、氧化镁含量过高以及水泥中石膏参加量过 多。5、强度：一般3天、7天前称为早期强度；28天及其后称为后期强度。6、硅酸盐水泥的生产分为三个阶段：生料制备、熟料煅烧，水泥粉磨。7水泥生产方法按生料制备方法的不同，有干法和湿法两种。8、硅酸盐水泥生产的主要工艺过程：生料的制备、熟料的煅烧、水泥的粉磨与包装。第三章硅酸盐水泥熟料的组成1、硅酸
3、盐水泥的熟料主要由：氧化钙（CaO）、氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3） 四种氧化物组成，通常在熟料中占95%。2、在硅酸盐水泥熟料中主要形成四种矿物：硅酸三钙3CaO SiO2C3S硅酸二钙 2CaO SiO2C2S铝酸三钙3CaO Al2O3C3A铁铝酸四钙 4CaO Al2O3 Fe2O33、硅酸三钙熟料中，硅酸三钙和硅酸二钙的含量占75%左右，合称为硅酸盐矿物；铝酸三钙和铁铝酸四 钙含量占22%左右，在12501280C开始，会逐渐熔融成液相，促进硅酸三钙的顺利形成，故 成为熔剂矿物。硅酸三钙和其它氧化物形成的固溶体称为阿利特（Alite）或A矿。硅酸三钙（
4、C3S）加水调和后凝结时间正常，就28d或一年强度来说，在四种矿物中硅酸三 钙最高。适当提高熟料中硅酸三钙含量，且岩相结构良好时，可获得高质量的熟料。但硅酸三钙水化 热较高，抗水性较差，如果要求水泥水化热低、抗水性较好时，则熟料中硅酸三钙含量要适当低 一些。2CaO+SiO2f 2CaO SiO22CaO SiO2+CaOf 3CaO SiO24、硅酸二钙硅酸二钙与其它氧化物形成的固溶体称为贝利特（Belite）或B矿。硅酸二钙在低于500C的温度下，容易由密度3.28g/cm3的B型转变为密度2.97g/cm3的Y 型，体积膨胀10%左右，从而导致粉化。贝利特（C2S）水化较慢，至28d龄期
5、仅水化20%左右，凝结较慢，早期强度较低，但28d 以后，强度仍能较快增长，在1年以后可以赶上阿利特（C3S）。贝利特（C2S）水化热较小，抗水性好，因而对大体积工程或处于侵蚀性较大的工程，适当 提高贝利特含量，降低阿利特含量是有利的。5、铝酸钙C3A水化迅速，放热多，凝结快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。C3A硬化也很快， 它的强度在3D内就能大部分发挥出来，故早期强度很高，但绝对值不大，以后几乎不增大，甚 至倒缩。c3a干缩变形很大，抗硫酸盐性能差，当制造抗硫酸盐水泥或大体积工程用水泥时，c3a含 量应控制在较低范围内。6、铁相固溶体（C4AF）、铁铝酸四钙的水化速度早期介于铝酸三钙与
6、硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。它 的早期强度类似于铝酸三钙，而后期还能不断增长，类似硅酸二钙。才利特（c4af）的抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好，水化热较铝酸三钙低。在制造抗硫酸盐 水泥或大体积工程用水泥时，适当提高才利特的含量是有利的。7、游离氧化钙和氧化镁欠烧f-CaO结构疏松多孔，对安定性影响不大一次f-CaO是“死烧”状态，结构严密，对安定性影响大二次f-CaO经过高温，水化缓慢，对安定性影响较大8、熟料的率值 水硬率：熟料中氧化钙与酸性氧化物和的质量百分数的比值。|_ Q0抑= Si02 + Ai2O3 + Fe2O3 硅率（硅酸率）：熟料中酸性氧化物之间的关系。SiOZ （
7、浦 =A12O3 + Fe2O3 铝率:IA12O3= J-e2O3 石灰饱和系数:ICaO- 1.65A1203 - 0.35Fe2032.8S1O2KH =石灰饱和系数的物理意义：石灰饱和系数KH值为熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（硅酸三钙和硅酸二钙）所需的氧化钙 含量与全部氧化硅生成硅酸三钙所需氧化钙最大含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱 和形成硅酸三钙的程度。9、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 算出。C3S=3.8（3KH-2）SiO2C2S=8.6（1-KH）SiO2C4AF=3.04Fe2O3C3A=2.65（Al2O3-0.64F
8、e2O3）CaSO4=1.7SO3第四章硅酸盐水泥的原料及配料计算1、制造硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料和粘土质原料。2、常用的校正原料有：低品位铁矿石、炼铁厂尾矿及硫酸厂工业废渣硫酸渣（硫铁矿渣） 等。3、生料易烧性：是指生料在窑内煅烧成熟料的过程中相对难易程度。4、配料计算的依据：物料平衡。常见用基准：干燥基准、灼烧基准、湿基准。干石灰石+干黏土+干铁粉+干生料灼烧石灰石+灼烧黏土+灼烧铁粉=灼烧生料=熟料灼烧生料+煤灰（掺入熟料的）=熟料第五章硅酸盐水泥的嘏烧1、回转窑内“带”的划分：干燥带、预热带、碳酸盐分解带、放热反应带、烧成带、冷却 带。2、层间水在100 r左右即可脱水，而配位
9、水则在400600 r才能脱水。3、提高固相反应速率的方法：急剧煅烧法、升高温度。4、熟料的烧结过程：在高温液相作用下，水泥熟料逐渐烧结，物料逐渐由疏松状转变为色泽灰黑、结构致密的熟 料，并伴随着体积收缩。同时，硅酸二钙与游离氧化钙都逐渐溶解于液相中，以Ca2+离子扩散与 硅酸根离子、硅酸二钙反应，形成硅酸盐水泥的主要矿物硅酸三钙。其反应式如下：C2S+CaOfC3S （条件：液相）随着温度升高和时间的延长，液相量增加，液相粘度减少，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩 散，硅酸三钙晶核不断形成，并使小晶体逐渐发育长大，最终形成几十微米大小、发育良好的阿 利特晶体，完成熟料的烧结过程。5、熟料烧结形成
10、阿利特的过程，与液相形成温度、液相量、液相性质以及氧化钙、硅酸二 钙溶解于液相的溶解速度、离子扩散速度等各种因素有关。6、熟料的冷却目的： 回收熟料带走的热量，预热二次空气，提高窑的热效率； 迅速冷却熟料，以改善熟料的质量与易磨性； 降低熟料温度，便于熟料的运输、贮存与粉磨。7、淬冷：冷却速度很快，此时在高温下形成的20%30%液相，来不及结晶而冷却成玻璃 相，称为淬冷。作用：增加熟料强度，改善安定性； 提高熟料的抗硫酸盐性能； 可避免粉化过程； 提高熟料的易磨性。8、矿化剂：氟化钙、硫化物、复合矿化剂（氟化钙和石膏）。9、一次风：二次风：10、立波尔窑的特征：一台较短的回转窑与一台回转式炉篦
11、子加热机连接工作。把料球或料 块均匀的铺在炉篦子机上，料层厚度150200mm。11、悬浮预热器窑是由一台回转窑和一组悬浮预热器构成，生料粉在预热器内呈悬浮状态与 出回转窑的热烟气进行热交换，被加热至800 r左右，完成预热、黏土脱水分解和部分碳酸盐分 解之后，再落入回转窑进行煅烧。12、窑外分解窑或称为预分解窑，特点是把大量吸热的碳酸钙分解反应从窑内传热速率较低 的区域移到悬浮预热器与窑之间的特殊煅烧炉（分解炉）中进行。13、机械化立窑是指机械加料和机械卸料的立窑，除窑体本身外，包括喂料装置、卸料篦子 和卸料密封装置三部分。立窑自上而下分为三个带：干燥预热带、高温烧成带、冷却带。第六章粉磨工
12、艺1、目的：使物料表面积增大，促进化学反应迅速完成。2、粉磨定义：物料的粉磨作业是在外力作用下，通过冲击、挤压、研磨等克服物体变形时 应力与质点之间内聚力，使块状物料变成细粉的过程。3、生料粉磨的目的：使生料各组分间混合均匀，充分接触，加快反应，有利于煅烧。水泥粉磨（熟料和石膏）的目的：促进水泥的水化与硬度，提高水泥强度。4、水泥细度会影响：水泥强度、特别是早期强度；水泥安定性；磨机的产量与电耗。5、粉磨系统有开路和闭路两种；按生产方法不同，生料粉磨可以分为干法和湿法。6、生料粉磨系统按磨机的不同分为三类：钢球磨系统、立式（辊式）磨系统、气落磨系统 （无介质磨系统）。7、影响磨机产量和能耗的主
13、要因素：入磨料粒度、易磨性、入磨料湿度、磨内通风、助磨剂、衬板和研磨介质。第七章生产控制与均化1、原燃料的预均化定义：原燃料的预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。2、作用：降低原燃料成分波动，为准确配料、提高生料均匀性，稳定熟料煅烧提供良好的 条件3、生料的预均化：主要控制生料的化学成分、生料细度，保证生料成分的均匀、稳定。第八章硅酸盐水泥的水化与硬化1、水化：物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。2、凝结：水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称 为凝结。3、硬化：此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体（水泥石），这一过程称为
14、硬化。4、C3S的水化水化产物：水化硅酸钙（也称C-S-H凝胶）和氢氧化钙。I：诱导前期（时间：15分钟）反应：激烈一第一个放热峰，钙离子浓度迅速提高浆体状态：是具有流动性（Ca（OH）2没有饱和）II：诱导期又称静止期（时间：24小时）反应：极慢一一放热底谷：钙离子浓度增高慢浆体状态：Ca（OH）2达饱和：此间：具有流动性，结束：失去流动性，达初凝III：加速期（时间：48小时）反应：又加快一一第二放热高峰浆体状态：Ca（OH）2过饱和最高：生成Ca（OH）2、填充空隙、中期：失去可塑性、达终凝，后期：开始硬化IV：减速期（时间：1224小时）反应：随时间的增长而下降，原因：在C3S表面包裹
15、产物一阻碍水化V:稳定期反应：很慢一基本稳定（只到水化结束），原因：产物层厚：水很少一产物扩散困难。5、C2S的水化C2S的水化过程与C3S相似，也有静止期，加速期等，但水化速率很慢约为C3S的1/20水化产物：生成C-S-H和Ca（OH）26、C3A的水化水化迅速，其水化产物的组成与结构受溶液中CaO、A12O3离子浓度和温度的影响很大。 C3A单独水化：常温：C3A + 27H f C4AH19+C2AH8相对湿度 35C： C3A+ 6H2O f C3AH6 C3A在液相CaO浓度达饱和时C3A + CH + 12H f C4AH13瞬凝原因：水泥颗粒表面形成大量c4ah13，其数量迅速增多，足以阻碍粒子的相对运 动。 在石膏存在条件下水化石膏（充足）、CaO同时存在时f
