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1、110水水泥泥21、目的和要求：、目的和要求：学学习水泥的定水泥的定义、分、分类、国、国标、生、生产方法，方法，特性、用途，掌握配方特性、用途，掌握配方计算方法。算方法。2、重点、重点：定：定义、分、分类、特性、三率、特性、三率值定定义、熟料、熟料烧成冷却成冷却过程、水化程、水化过程、生料的配料程、生料的配料计算。算。3、内容、内容：了解硅酸：了解硅酸盐水泥、水泥、掺混合材的硅酸混合材的硅酸盐水泥的定水泥的定义、分分类、国、国标、生、生产方法，特种水泥和方法，特种水泥和专用水泥定用水泥定义及特性、及特性、用途。掌握硅酸用途。掌握硅酸盐水泥熟料水泥熟料矿物物组成、三率成、三率值定定义、固相反、固
2、相反应、熟料、熟料烧成冷却成冷却过程，水化速率的影响因素。重点掌握硅程，水化速率的影响因素。重点掌握硅酸二酸二钙的晶型的晶型转变对熟料性能影响，熟料性能影响，KH值物理意物理意义，冷却，冷却作用，作用，C3S水化水化过程，程，诱导期的三个理期的三个理论，硫酸，硫酸盐对水泥石水泥石的侵的侵蚀。要求能。要求能够进行生料的配料行生料的配料计算。算。31、定、定义：加入适量水后形成塑性加入适量水后形成塑性浆体，既能在空气中硬化又体，既能在空气中硬化又能在水中硬化牢固地胶能在水中硬化牢固地胶结在一起的在一起的细粉状水硬性胶粉状水硬性胶凝材料，通称凝材料，通称为水泥。水泥。 2、分、分类：按其所含的主要水
3、硬性按其所含的主要水硬性矿物物，分，分为硅酸硅酸盐水泥、水泥、铝酸酸盐水泥、硫水泥、硫铝酸酸盐水泥、氟水泥、氟铝酸酸盐水泥以及以工水泥以及以工业废渣和地方材料渣和地方材料为主要主要组分的水泥。分的水泥。按其用途和性能可分按其用途和性能可分为：通用水泥、：通用水泥、专用水泥和特用水泥和特性水泥三大性水泥三大类。4水泥三大类通用水泥通用水泥为大量土木工程一般用途的水泥，如大量土木工程一般用途的水泥，如Portland、ordinary、slag、fly-ash,composite专用水泥用水泥指有指有专门用途的水泥，如油井水泥用途的水泥，如油井水泥(oilwellcement)、砌筑水泥、砌筑水泥
4、特性水泥特性水泥则是某种性能比是某种性能比较突出的一突出的一类水泥，水泥，如快硬硅酸如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸、中水泥、抗硫酸、中热硅、膨硅、膨胀硫硫铝酸、酸、自自应力力铝酸酸盐水泥水泥(aluminacement)等。等。510.1硅酸盐水泥熟料的组成硅酸盐水泥熟料的组成硅酸硅酸盐水泥水泥是以硅酸是以硅酸钙为主要成分的熟料所主要成分的熟料所制得的水泥的制得的水泥的总称。称。如如掺入一定数量的混合材，入一定数量的混合材，则硅酸硅酸盐水泥名水泥名称前冠以混合材名称；如称前冠以混合材名称；如矿渣硅酸渣硅酸盐水泥、水泥、火山灰火山灰质硅酸硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸水泥、粉煤灰硅酸盐水泥水泥等等6一一硅酸盐
5、水泥定义、分类及国家标准硅酸盐水泥定义、分类及国家标准(一一)定定义1硅酸硅酸盐水泥水泥凡由硅酸凡由硅酸盐水泥熟料、水泥熟料、05石灰石或粒化高炉石灰石或粒化高炉矿渣、适量渣、适量石膏磨石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸硅酸盐水泥水泥(即国外通即国外通称的波特称的波特兰水泥水泥)。包含两种：。包含两种：不不掺加混合材料的称加混合材料的称I型硅酸型硅酸盐水泥，代号水泥，代号PI；在硅酸在硅酸盐水泥熟料粉磨水泥熟料粉磨时，掺加不超加不超过水泥水泥质量量5的石的石灰石或粒化高炉灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称渣混合材料的称为型硅酸型硅酸盐水泥，代号水泥，代号P。72普通硅酸
6、普通硅酸盐水泥水泥凡由硅酸凡由硅酸盐水泥熟料、水泥熟料、6-15混合材料和混合材料和适量石膏磨适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸普通硅酸盐水泥水泥(简称普通水泥称普通水泥)、代号、代号PO。83组分材料分材料 硅酸硅酸盐水泥熟料水泥熟料(clinker)：凡以适当成分：凡以适当成分的生料，的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸至部分熔融，所得以硅酸钙为主主要成分的要成分的产物物 石膏石膏：天然石膏必：天然石膏必须符合国家符合国家标准准GB5483的的规定。采用工定。采用工业副副产石膏石膏时必必须经过试验，证明明对水泥性能无害，方可使用。水泥性能无害，方可使用。9活
7、性混合材料活性混合材料(activeadmixture)：系指符合：系指符合GBl596规定的粉煤灰，符合定的粉煤灰，符合GB2847火山灰火山灰质混合混合材料和符合材料和符合GB203粒化高炉粒化高炉矿渣。渣。非活性混合材料非活性混合材料(inactiveadmixture)：活性指：活性指标低于低于GBl596、GB2847和和GB203标准要求的粉煤准要求的粉煤灰、火山灰灰、火山灰质混合材料和粒化高炉混合材料和粒化高炉矿渣以及石灰渣以及石灰石和砂岩。石和砂岩。窑灰窑灰(kilndust)：从回：从回转窑窑尾窑窑尾废气中收集下来气中收集下来的粉的粉尘，品，品质指指标应符合符合ZBQ1200
8、1的的规定。定。10(二) 水 泥 标 号标号号：硅酸硅酸盐水泥分水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个六个标号；普通硅酸号；普通硅酸盐水泥分水泥分为32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R七个七个标号。号。R型水泥属于快硬型，型水泥属于快硬型，对其其3d强度有度有较高的高的要求。要求。11(三) 技术要求不溶物不溶物（insolubleresidue）I型硅酸型硅酸盐水泥中水泥中不溶物不得超不溶物不得超过0.75；型硅酸型硅酸盐水泥中不溶水泥中不溶物不得超物不得超过1.5。氧化氧化镁水泥中氧化水泥中氧化镁含量不得超含量不
9、得超过5.0。如果。如果水泥水泥压蒸安定性蒸安定性试验合格，合格，则水泥中氧化水泥中氧化镁含量允含量允许放放宽到到6.0。三氧化硫三氧化硫水泥中水泥中SO3含量不得超含量不得超过3.512烧失量失量I型硅酸型硅酸盐水泥中水泥中烧失量不得大于失量不得大于3.0；型硅酸型硅酸盐水泥水泥中水泥水泥中烧失量不得大于失量不得大于3.5。普通水泥普通水泥烧失量失量不得大于不得大于5.0。细度度(fineness)硅酸硅酸盐水泥比表面水泥比表面积大于大于300m2kg，普通水泥，普通水泥80m方孔方孔筛筛余不得超余不得超过10.0。凝凝结时间(settingtime)硅酸硅酸盐水泥初凝水泥初凝时间不不得早于
10、得早于45min，终凝不得凝不得迟于于390min，普通水泥，普通水泥初凝初凝时间不得早于不得早于45min，终凝不得凝不得迟于于10h。13安定性安定性(soundncs)用沸煮法用沸煮法检验必必须合格。合格。强度度(strength)水泥水泥标号按号按规定定龄期的抗期的抗压强度度和抗折和抗折强度来划分，各度来划分，各标号水泥的各号水泥的各龄期期强度不得度不得低于低于标准准值。碱碱水泥中碱含量按水泥中碱含量按Na20+0.658K2O计算算值来表示，来表示，若用活性骨料，用若用活性骨料，用户要求提供低碱水泥要求提供低碱水泥时，水泥中，水泥中碱含量不碱含量不得大于得大于0.60，或由供需双方商
11、定。，或由供需双方商定。14(四四)废品与不合格品废品与不合格品废品品 凡氧化凡氧化镁、三氧化硫、初凝、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何、安定性中的任何一一项不符合本不符合本标准准规定定时，均，均为废品。品。不合格品不合格品凡凡细度、度、终凝凝时间、不熔物和、不熔物和烧失量中的任何一失量中的任何一项不不符合本符合本标准准规定，或混合材料定，或混合材料掺加量超加量超过最大限量和最大限量和强度低于商品度低于商品标号号规定的指定的指标时，称，称为不合格品。不合格品。15二 熟料化学成分及矿物组成水泥熟料水泥熟料质量主要取决于量主要取决于矿物物物物质组成成结构构取决于化学取决于化学组成成控制合适熟料
12、化学控制合适熟料化学组分分优质水泥熟料水泥熟料(一一)化学成分化学成分硅酸硅酸盐水泥熟料化学水泥熟料化学组成：成：CaO62-67；SiO220-24；A12O34-7；Fe2O32.5-6，外通常，外通常还含有含有MgO、SO3、Na2O、TiO2等。等。16将主要氧化物的含量将主要氧化物的含量（CaO+SiO2+A12O3+Fe2O3）换算成算成100%,则硅酸硅酸盐水泥的水泥的组成几乎落在成几乎落在10-1所示的所示的C2S-C3S-C3A三角形的三角形的图形区域内。形区域内。水泥品种、原料、工水泥品种、原料、工艺不同，不同，则成分不同，如成分不同，如白硅酸白硅酸盐水泥熟料水泥熟料Fe2
13、O30.5%；SiO22427%1718(二) 矿物组成在硅酸在硅酸盐水泥熟料中水泥熟料中CaO、A12O3、Fe2O3、SiO2不是以不是以单独独的氧化物存在的氧化物存在,而是两种或两种以上的氧化物而是两种或两种以上的氧化物经高温化学反高温化学反应而而生成的多种生成的多种矿物的集合体。主要有以下四种物的集合体。主要有以下四种矿物；物；硅酸三硅酸三钙3CaOSiO2可可简写写为C3S硅酸二硅酸二钙2CaOSiO2可可简写写为C2S；铝酸三酸三钙3CaOAl2O3可可简写写为C3A；铁相固溶体相固溶体，通常以，通常以铁铝酸四酸四钙表示表示4CaOAl2OFe2O3可可简写成写成C4AF另外，另外
14、，还有少量游离氧化有少量游离氧化钙(f-Cao)、方、方镁石（石（结晶晶MgO）、）、含碱含碱矿及玻璃体。及玻璃体。 熟料的矿物组成熟料的矿物组成2岩相照片岩相照片C3S-黑色多角形黑色多角形颗粒粒C2S-具有黑白双晶条具有黑白双晶条纹的的圆形形颗粒粒上述两种晶体上述两种晶体间反反射射能力能力强的的为白色中白色中间相相(浅色浅色)铁相相固溶体；反固溶体；反射射能力弱的能力弱的为黑色黑色中中间相相(深色深色)铝酸三酸三钙。20含量：硅酸含量：硅酸盐矿物含物含50-60，是硅水泥熟料主要，是硅水泥熟料主要矿物物物理性物理性质：白色：白色,3.14g/cm3在在20651250内内稳定。有定。有三种
15、晶系七种三种晶系七种变型型R1070M1060M990M960T920T520T三种晶系：三方晶系（三种晶系：三方晶系（R）、）、单斜晶系（斜晶系（M）、三斜晶系）、三斜晶系（T）常温）常温态R、M比比T强度高度高T0.64时SM（C3S1.325C2S）/（1.43C3A2.046C4AF）SM过高，高，则由于高温液相量由于高温液相量显著减少，熟料煅著减少，熟料煅烧困困难，C3S不易形不易形成，成，CaO含量低，含量低，则C2S易粉化。易粉化。SM过低，低，则熟料因硅酸熟料因硅酸盐矿物少，而物少，而强度低，且由于液相量度低，且由于液相量过多，多，易易结块，结圈，影响操作圈，影响操作。533.
16、铝率与铁率（铝率与铁率（IronModulus）IM表示熟料中表示熟料中氧化氧化铝与氧化与氧化铁的的质量百分比或量百分比或C3A与与C4AF的比例关系。的比例关系。通常通常0.91.7IMAl2O3/Fe2O3IM=1.15C3A/C4AF0.64（A/F0.64）IM高高,C3A多多,大大,物料物料难烧，水泥凝，水泥凝结快。但快。但IM过低，低，虽然液相粘度小，液相中然液相粘度小，液相中质点易点易扩散，散，对硅酸硅酸三三钙形成有利，但形成有利，但烧结范范围窄，窑内易窄，窑内易结大大块，不，不利于窑的操作。利于窑的操作。 5410.2 硅酸盐水泥生料的配合5510.3 硅酸盐水泥熟料的煅烧 熟
17、料煅熟料煅烧在整个水泥生在整个水泥生产中非常重要，中非常重要，通常我通常我们把把这称称为水泥厂的心水泥厂的心脏。熟料的煅。熟料的煅烧过程直接决定了水泥的程直接决定了水泥的产量、量、质量、燃料量、燃料及及衬料消耗以及窑的安全运料消耗以及窑的安全运转。56生料煅生料煅烧过程程： 和煤粉混合并将煤粉送入窑内的空气叫一次空气，由窑和煤粉混合并将煤粉送入窑内的空气叫一次空气，由窑头喷入。烟气自窑尾运入。烟气自窑尾运动，料，料浆由窑尾喂入，在向窑由窑尾喂入，在向窑头运运动中温度升高，并中温度升高，并进行物理、化学反行物理、化学反应。生料在窑内的。生料在窑内的过程程虽然因然因为窑型的不同而在差窑型的不同而在
18、差别，但基本反，但基本反应是相同的，它是相同的，它都在都在经过下列六个下列六个过程：干燥、程：干燥、预热、碳酸、碳酸盐分解、固相分解、固相反反应、烧成、冷却。成、冷却。 预热器窑器窑与与预分解窑分解窑只是它只是它们把一些把一些过程程(如干燥、如干燥、预热及部分碳酸及部分碳酸盐分解分解)移到回移到回转窑外的窑外的专门设备进行。行。57一、干燥与脱水(一一)干燥干燥干法窑生料含水分一般不超干法窑生料含水分一般不超过1%。湿法窑的料。湿法窑的料浆水分通水分通常常为30%-40%。立窑和立波。立窑和立波尔窑生料窑生料约含水分含水分12%-15%，每每lkg水分蒸水分蒸发潜潜热高达高达2257KJ(10
19、0)，湿法窑用于蒸，湿法窑用于蒸发水分的水分的热量占量占总热耗的耗的35%以上，因而，降低料以上，因而，降低料浆水分或水分或过滤成料成料块，可以降低熟料，可以降低熟料热耗，增加窑的耗，增加窑的产量。量。58(二二)粘土粘土矿物脱水物脱水粘土粘土矿物的化合水有两种，一种以物的化合水有两种，一种以OH-离子状离子状态存在于晶体存在于晶体结构中，称构中，称为晶体配位水晶体配位水；一种以水分子状；一种以水分子状态吸附在晶吸附在晶层结构构间，称，称为晶晶层间水或水或层间吸附水吸附水。层间水在水在100左右左右即可脱去，而配位水即可脱去，而配位水则必必须高达高达400-600才能脱去。才能脱去。高岭土高岭
20、土发生脱水分解反生脱水分解反应，其反，其反应式式为：Al2O32SiO22H2OAl2O32SiO2十十2H2O伊利石、水云母脱水伊利石、水云母脱水时伴随有体伴随有体积膨膨胀，半干法，半干法烧制立窑制立窑和立波和立波尔窑生窑生产时不宜用。否不宜用。否则料球的料球的热稳定性差，入窑定性差，入窑后会引起炸裂，后会引起炸裂，严重影响窑内通重影响窑内通风。59二、碳酸盐分解600左右左右时，碳酸，碳酸盐开始分解，主要是石灰石中的开始分解，主要是石灰石中的碳酸碳酸钙和原料中和原料中夹杂的碳酸的碳酸镁进行分解，行分解，反反应式：式：MgCO3 MgO+CO2-QCaCO3 CaO+CO2-Q 反反应温度：
21、温度： MgCO3始于始于402408最高最高700CaCO3600开始，开始，812928快速分解快速分解(一一)碳酸碳酸盐分解反分解反应的特点的特点(1)可逆反可逆反应受系受系统温度和周温度和周围介介质中中CO2的分的分压影影响响较大，大，为使分解使分解顺利利进行，必行，必须保持保持较高的反高的反应温度，降低周温度，降低周围介介质中中CO2分分压或或减少减少CO2浓度。度。烧失量大失量大(CO2)6061(2)强吸吸热反反应碳酸碳酸盐分解分解时，需要吸取大量的，需要吸取大量的热量，是熟料形成量，是熟料形成过程中消耗程中消耗热量最多的一个工量最多的一个工艺过程，所需程，所需热量量约占湿法生占
22、湿法生产总热耗的耗的1/3，约占占悬浮浮预热窑或窑或预分解分解窑的窑的l/2。因此，。因此，为保保证分解反分解反应能完全地能完全地进行，必行，必须供供给足足够的的热量。量。62(3)反反应起始温度起始温度较低，低，约在在600时起始起始进行分解反行分解反应，但速度非常，但速度非常缓慢。至慢。至894，分解速度加快。分解速度加快。1100-1200时，分解极，分解极为迅速。由迅速。由试验可知，温度每增加可知，温度每增加50，分，分解速度常数解速度常数约增加增加1倍，分解倍，分解时间约缩短短50%。两个两个传热过程程1、气流向、气流向颗粒表面粒表面传热（物理（物理过程）程）2、热量由表面以量由表面
23、以传导方式向分解面方式向分解面传递；（物理（物理过程）程）一个化学反一个化学反应过程程3、碳酸、碳酸钙在一定温度下，在一定温度下，继续分解、吸收分解、吸收热量并放出量并放出CO2；（化学化学过程）程）两个两个传质过程程4、放出的、放出的CO2从分解面通从分解面通过CaO层，向四周，向四周进行内部行内部扩散；散；（物理（物理过程）程）5、扩散到散到颗粒粒边缘的的CO2，通，通过边界界层向介向介质扩散。散。（物理（物理过程）程）(二)碳酸钙的分解过程回回转窑（堆窑（堆积）:传热面面积非常小，非常小，传热系数很低，所以系数很低，所以CaCO3分解速度取决于分解速度取决于传热过程程。立窑、立波立窑、立
24、波尔尔窑（料球窑（料球颗粒大）：球径大，粒大）：球径大，传热速度慢，速度慢，传质阻力也大，所以阻力也大，所以CaCO3分解速度取决于分解速度取决于传热和和传质过程程新型干法窑（新型干法窑（悬浮浮预热器和器和预分解窑）：由于分解窑）：由于生料能生料能悬浮在浮在气流中，气流中，传热，面，面积大，大，传热系数高，系数高，传质阻力小，阻力小，CaCO3分解速度取决于化学反分解速度取决于化学反应速度。速度。6465(三)影响碳酸钙分解反应的因素(1)石灰石、粘土的石灰石、粘土的结构和物理性构和物理性质结构致密、构致密、质点排列整点排列整齐、结晶粗大、晶体缺陷少的石灰石，晶粗大、晶体缺陷少的石灰石，质地地
25、坚硬，硬，分解反分解反应困困难，如大理石。，如大理石。如果粘土中如果粘土中为活性大的的高岭土，活性大的的高岭土，则容易与分解容易与分解产物物CaO直接直接进行固相反行固相反应生成低生成低钙矿物，可加速碳酸物，可加速碳酸钙的分解。如果的分解。如果为活性差的伊利石或蒙脱石，活性差的伊利石或蒙脱石，则影响碳酸影响碳酸钙分解速度，由分解速度，由结晶晶SiO2组成的石英砂的反成的石英砂的反应活性最低。活性最低。(2)生料生料细度度 生料生料细度度细，颗粒均匀，粗粒少，生料的比表面粒均匀，粗粒少，生料的比表面积增加，使增加，使传热和和传质速度加快，有利于分解反速度加快，有利于分解反应。 66(3)反反应条
26、件条件 提高反提高反应温度，分解反温度，分解反应的速度加快，同的速度加快，同时促使促使CO2扩散散速度加快；加速度加快；加强通通风，及，及时地排出反地排出反应生成的生成的CO2气体，也气体，也可加速分解反可加速分解反应。(4)生料生料悬浮分散程度浮分散程度生料粉在生料粉在预热器和分解炉内的器和分解炉内的悬浮分散性好，浮分散性好，则可可增加增加传热面面积，减少，减少传质阻力，提高分解速度。阻力，提高分解速度。67三、固相反应(一一)反反应过程程从碳酸从碳酸钙开始分解起，物料中便出开始分解起，物料中便出现了性了性质活活泼的的游离氧化游离氧化钙，它与生料中，它与生料中SiO2、Fe2O3、Al2O3
27、等通等通过质点相互点相互扩散而散而进行固相反行固相反应，形成熟料，形成熟料矿物。物。固相反固相反应的的过程比程比较复复杂，包括界面反，包括界面反应和物和物质迁迁移两个移两个过程。程。800CaO+Al2O3CaOAl2O3（CA）CaO+Fe2O3CaOFe2O3（CF）2CaO+SiO22CaOSiO2（C2S）800900CaOFe2O3+CaO2CaOFe2O3（C2F）7CaOAl2O3+5CaO12CaO7Al2O3（C12A7）90011002CaOA12O3SiO2形成后又分解，开始形成形成后又分解，开始形成C3A和和C4AF，所有碳酸，所有碳酸钙均分解，游离氧化均分解，游离氧化
28、钙达最大达最大值。2CaO+SiO2+Al2O32CaOAl2O3SiO212CaO7Al2O3+9CaO7（3CaOAl2O3）（）（C3A）7（2CaOFe2O3）+2CaO+12CaO7Al2O37（4CaOAl2O3Fe2O3）（C4AF）11001200大量形成大量形成C3A和和C4AF，C2S含量达最大含量达最大值69(二)影响固相反应的主要因素1、生料的、生料的细度和均匀性度和均匀性生料越生料越细，比表面，比表面积大，大，组分分间接触面接触面积越大，同越大，同时表面的表面的质点点自由能亦大，使反自由能亦大，使反应和和扩散能力增散能力增强，因此反，因此反应速度快。生料的速度快。生料
29、的均匀性好，可以增加各均匀性好，可以增加各组分分间的接触，能加速固相反的接触，能加速固相反应。 2温度和温度和时间当温度当温度较低低时，固体的化学活性低，固体的化学活性低，质点的点的扩散和迁移速度慢，散和迁移速度慢，因此固相反因此固相反应通常需要在通常需要在较高的温度下高的温度下进行。提高反行。提高反应温度，可温度，可加速固相反加速固相反应。由于固相反。由于固相反应时离子的离子的扩散和迁移需要散和迁移需要时间，所，所以，必需保以，必需保证一定的一定的时间才能使固相反才能使固相反应进行完全。行完全。703原料性原料性质当原料中含有当原料中含有结晶晶SiO2和和结晶方解石晶方解石时，破坏其晶格比，
30、破坏其晶格比较困困难，所以使固相反，所以使固相反应的速度明的速度明显降低，特降低，特别是含有粗粒石英是含有粗粒石英砂砂时，其影响更大。，其影响更大。4矿化化剂能加速能加速结晶化合物的形成，使水泥生料易晶化合物的形成，使水泥生料易烧的少量外加物称的少量外加物称为矿化化剂。其可以通。其可以通过与反与反应物形成物形成固溶体而使晶格活化固溶体而使晶格活化，从而增加反从而增加反应能力；或是与反能力；或是与反应物形成物形成低共熔物低共熔物，使物料在，使物料在较低温度下出低温度下出现液相，加速液相，加速扩散和散和对固相的溶解作用。固相的溶解作用。熟料熟料烧结过程：程：当物料温度升高到最低共熔温度后，当物料温
31、度升高到最低共熔温度后，C3A、C4AF、MgO、R2O等熔融成液相。等熔融成液相。C2S、CaO逐步溶解于液相中，逐步溶解于液相中，C2S吸收吸收CaO形形成成C3S。反反应式：式：C2S+CaOC3S随着温度的升高和随着温度的升高和时间延延长，液相量增加，液相粘度降低，液相量增加，液相粘度降低，C2S、CaO不断溶解、不断溶解、扩散，散，C3S晶核不断形成，并逐晶核不断形成，并逐渐发育、育、长大，形成大，形成几十微米大小、几十微米大小、发育良好的阿利特晶体。晶体不断重排、收育良好的阿利特晶体。晶体不断重排、收缩、密、密实化，物料逐化，物料逐渐由疏松状由疏松状态转变为色色泽灰黑、灰黑、结构致
32、密的熟料。构致密的熟料。C C3 3S S的的形形成成熟料烧结四、熟料的烧结72(一一)最低共熔温度最低共熔温度物料在加物料在加热过程中，两种或两种以上程中，两种或两种以上组分开始出分开始出现液相的温度，称液相的温度，称为最低共熔温度。最低共熔温度。一些系一些系统的最低共熔湿度，表的最低共熔湿度，表10-6(二二)液相量液相量液相量增加，能溶解的氧化钙和硅酸二钙亦多，形成液相量增加，能溶解的氧化钙和硅酸二钙亦多，形成C3S就就快。但是液相量过多，则煅烧时容易结大块，造成回转窑结圈，快。但是液相量过多，则煅烧时容易结大块，造成回转窑结圈，立窑炼边、结炉瘤等，影响正常生产。立窑炼边、结炉瘤等，影响
33、正常生产。一般熟料在烧成阶段的液相量约为一般熟料在烧成阶段的液相量约为20%-30%，而白水泥熟，而白水泥熟料液相量可能只有料液相量可能只有15%。73(三三)液相粘度液相粘度液相粘度粘度小，液相粘度粘度小，则粘滞阻力小，液相中粘滞阻力小，液相中质点的点的扩散速度增散速度增加，有利于硅酸三加，有利于硅酸三钙的形成和晶体的的形成和晶体的发育成育成长；反之；反之则使硅使硅酸三酸三钙形成困形成困难。(四四)液相的表面张力液相的表面张力液相表面张力愈小，愈容易润湿熟料颗料或固相物质，有利液相表面张力愈小，愈容易润湿熟料颗料或固相物质，有利于固相反应与固液相反应，促进熟料矿物特别是硅酸三钙的于固相反应与
34、固液相反应，促进熟料矿物特别是硅酸三钙的形成。试验表明，随着温度的升高，液相的表面张力降低，形成。试验表明，随着温度的升高，液相的表面张力降低，料中有镁、硫等物质时，也会降低液相的表面张力，从而促料中有镁、硫等物质时，也会降低液相的表面张力，从而促进熟料的烧结。进熟料的烧结。(六六)反反应物存在的状物存在的状态在熟料在熟料烧结时，氧化，氧化钙与与贝利特晶体尺寸小，利特晶体尺寸小，处于晶体缺于晶体缺陷多的陷多的新生新生态，其活性大，活化能小，易熔于液相中，因，其活性大，活化能小，易熔于液相中，因而反而反应能力很能力很强，有利于硅酸三，有利于硅酸三钙的形成。的形成。74(五五)氧化钙溶解于熟料液相
35、的速率氧化钙溶解于熟料液相的速率氧化钙在熟料液相中的溶解量，或者说氧化钙溶解于熟料氧化钙在熟料液相中的溶解量，或者说氧化钙溶解于熟料液相的速率，对氧化钙与硅酸二钙生成硅酸三钙的反应有液相的速率，对氧化钙与硅酸二钙生成硅酸三钙的反应有十分重要的影响。原料中十分重要的影响。原料中石灰石颗粒小，熟料煅烧温度高石灰石颗粒小，熟料煅烧温度高，则溶解速度快。则溶解速度快。75五、熟料的冷却一般所一般所说的冷却的冷却过程是指液相凝固以后程是指液相凝固以后(1300)。伴随着一。伴随着一系列的物理化学系列的物理化学变化，同化，同时进行液相凝固和相行液相凝固和相变两个两个过程。熟程。熟料冷却有以下作用：料冷却有
36、以下作用：(一一)提高熟料的提高熟料的质量量慢冷慢冷时-C2S转化化为-C2S，使熟料，使熟料“粉化粉化”。硅酸三。硅酸三钙在在1250以下不以下不稳定，会定，会缓慢分解慢分解为硅酸二硅酸二钙与游离氧化与游离氧化钙，使，使水硬性降低。水泥的安定性受方水硬性降低。水泥的安定性受方镁石晶体大小的影响石晶体大小的影响较大，如大，如快速冷却，可使快速冷却，可使MgO来不及来不及结晶而存在于玻璃体中，或使晶而存在于玻璃体中，或使结晶晶细小而分散，减少其危害性。小而分散，减少其危害性。76(二二)改善熟料的易磨性改善熟料的易磨性急冷熟料玻璃体含量急冷熟料玻璃体含量较高，高，产生内生内应力，可力，可显著著地
37、改善熟料的易磨性。地改善熟料的易磨性。(三三)回收余回收余热(四四)有利于熟料的有利于熟料的输送、送、储存和粉磨存和粉磨为确保确保输送送设备的安全运的安全运转，要使熟料温度低于，要使熟料温度低于100。圆库温度温度较高，易出高，易出现裂裂纹；粉磨；粉磨时，磨，磨内温度内温度过高而造成水泥的高而造成水泥的“假凝假凝现象象”，包球，包球，降低磨机降低磨机产量。量。77六、其他组分的作用(一一)氟化氟化钙矿化化剂：在煅在煅烧过程中，能加速熟料程中，能加速熟料矿物的形成，本身不参物的形成，本身不参加反加反应或只参加中或只参加中间反反应的物的物质。类型：类型： 矿化剂（矿化剂（1种）种）复合矿化剂（复合
38、矿化剂（2种）：种）：石膏石膏萤石重晶石萤石重晶石萤石萤石磷石膏磷石膏-萤石萤石作用作用：加速分解反应；加速固相反应；降低液相出现的温度；加速分解反应；加速固相反应；降低液相出现的温度；加速加速C3S的形成的形成使用矿化剂易引起的问题：使用矿化剂易引起的问题：凝结时间不正常，快凝或慢凝凝结时间不正常，快凝或慢凝。含氟化合物：如：含氟化合物：如：含氟化合物：如：含氟化合物：如：CaFCaFCaFCaF2 2 2 2( ( ( (萤石萤石萤石萤石) ) ) )硫化物：如：石膏硫化物：如：石膏硫化物：如：石膏硫化物：如：石膏氯化物：氯化物：氯化物：氯化物：CaClCaClCaClCaCl2 2 2
39、2其他其他其他其他: : : :如：铜矿渣、磷矿渣如：铜矿渣、磷矿渣如：铜矿渣、磷矿渣如：铜矿渣、磷矿渣萤石（石（CaF2）是使用最广泛、效果最好的一种）是使用最广泛、效果最好的一种矿化化剂。在。在熟料煅熟料煅烧中，氟离子可破坏各原料中，氟离子可破坏各原料组分的晶格，提高生料分的晶格，提高生料的活性，促的活性，促进碳酸碳酸盐的分解的分解过程，加速固相反程，加速固相反应。当原料中含有当原料中含有长石等含碱石等含碱矿物（如物（如钾长石）石）时，加入，加入萤石石能降低它能降低它们的分解温度，加速它的分解温度，加速它们的分解和的分解和挥发。氟化。氟化钙可可显著降低液相出著降低液相出现的温度和熟料的的温
40、度和熟料的烧成温度。此外，成温度。此外，还可以降低液相粘度，有利于液相中可以降低液相粘度，有利于液相中质点的点的扩散，加速硅酸散，加速硅酸三三钙的形成。的形成。78（一）作用机理（一）作用机理1.加速加速CaCO3分解，促分解，促进固相反固相反应（高温，蒸汽）（高温，蒸汽）反反应生成生成SiF4和和CaF2的在高温，蒸汽作用下分解生成活性的的在高温，蒸汽作用下分解生成活性的SiO2，CaO。2降低液相出降低液相出现的温度和粘度，促的温度和粘度，促进C3S形成形成高温，加入氟化高温，加入氟化钙，1%3%,烧成温度下降成温度下降501001.根据生料的易根据生料的易烧性决定是否采用性决定是否采用（
41、结晶晶SiO2多，多，熔熔剂矿物多）物多）2.用量适当，一般小于用量适当，一般小于1%3.掺加量要均匀加量要均匀4.掺有有萤石的熟料石的熟料应急冷急冷（1250时萤石促石促进C3S分解，分解，C2S晶型晶型转变）使用矿化剂时注意事项81(二二)硫化物硫化物氧化气氛中含硫化合物氧化气氛中含硫化合物-SO3，分布：熟料、分布：熟料、废气、气、飞灰。灰。硫硫对熟料形成有熟料形成有强化作用：化作用：SO3能降低液相粘度和表面能降低液相粘度和表面张力，力，增加液相数量，有利于增加液相数量，有利于C3S形成。可以形成形成。可以形成2C2SCaO（硫（硫硅石）硅石）（1050形成，形成，1300分解分解为）
42、及无及无水硫水硫铝酸酸钙（4CaOAl2O3SO3），早），早强强矿物，适量有利物，适量有利。无水硫无水硫铝酸酸钙（4CaOAl2O3SO3）950左右形成，在左右形成，在1350仍能保持仍能保持稳定。在接近定。在接近1400时开始分解开始分解为铝酸酸钙、氧化、氧化钙和三氧化硫，和三氧化硫，1400以上大量分解。以上大量分解。SO3有利于降低液相粘度，增加液相量，有利于有利于降低液相粘度，增加液相量，有利于C3S的形成，的形成，同同时少量的少量的CaSO4能能稳定定C2S晶型晶型转化化石膏石膏掺量量2%4%，烧成温度成温度为13601370,当当掺量超量超过5.3%时，游离，游离CaO增加。增
43、加。?因此，因此，SO3能明显地促进阿利特晶体的生长过程，有利于长能明显地促进阿利特晶体的生长过程，有利于长成大颗粒晶体。但含硫酸盐的阿利特晶体的水硬性较弱，因成大颗粒晶体。但含硫酸盐的阿利特晶体的水硬性较弱，因此，单独使用硫化物作矿化剂时必须注意这一点。此，单独使用硫化物作矿化剂时必须注意这一点。83(三三)萤石、石膏复合石、石膏复合矿化化剂两种或两种以上的两种或两种以上的矿化化剂一起使用一起使用时，称，称为复合复合矿化化剂，常用的是，常用的是(萤石石)和石膏复合和石膏复合矿化化剂。可。可显著降低液相出著降低液相出现的温度，的温度，还可以降低液相的粘可以降低液相的粘度，从而使阿利特的形成温度
44、降低了度，从而使阿利特的形成温度降低了150200，促，促进了阿利特的形成。了阿利特的形成。熟料形成复熟料形成复杂，影响因素，影响因素较多。如：多。如：与熟料与熟料组成（成（KH高低、高低、IM大小等）、大小等）、CaF2/SO3比比值、烧成温度高低等均有关系成温度高低等均有关系。不同条件生成的熟料不完全不同条件生成的熟料不完全相同。加入复合相同。加入复合矿化化剂后，大后，大约在在900-950形成形成3C2SCaSO4CaF2，当当该四元四元过渡相在渡相在1150左右消失的同左右消失的同时，物料内出，物料内出现较大的大的液相量液相量。氟硫复合氟硫复合矿化化剂的加入能的加入能显著降低熟料著降低
45、熟料烧成成时液相出液相出现的温度，降低液的温度，降低液相的粘度，从而促相的粘度，从而促进阿利特形成。阿利特形成。试验表明，表明，掺氟硫复合氟硫复合矿化化剂后，熟料可在后，熟料可在1300-1350的低温下形成，阿利特含量高，游离氧化的低温下形成，阿利特含量高，游离氧化钙低，低，还可形成可形成C4A3S和和C11A7CaF2，或者两者之一的早，或者两者之一的早强矿物，因而物，因而熟料早熟料早强高。高。如果煅如果煅烧温度温度超超过1400，虽然早然早强矿物物C4A3S和和C11A7CaF2分解分解，但形成的阿利特数量多，而，但形成的阿利特数量多，而且晶体且晶体发育良好，也可育良好，也可获得高得高质
46、量的数量，其最量的数量，其最终强度度还高于低温高于低温烧成熟料。成熟料。复合复合矿化化剂的的掺加量率加量率值（高（高KH，低，低n,高高p）配煤（少），其石膏配煤（少），其石膏掺量，以熟料中量，以熟料中SO31.5-2.5%为宜，宜，萤石量以熟料中石量以熟料中CaF2量量0.6-1.2%为宜，氟硫比以宜，氟硫比以0.35-0.6为宜。宜。84复合矿化剂可能存在的问题复合矿化剂可能存在的问题1.不正常凝不正常凝结问题急凝急凝KH偏低、煅偏低、煅烧温度偏低、温度偏低、还原气氛，（原气氛，（会形成会形成较多的多的C11A7CaF2，添加石膏量不足添加石膏量不足）慢凝慢凝IM偏低、煅偏低、煅烧温度偏高
47、、温度偏高、KH偏高、偏高、MgO,CaF2偏高偏高（会形成会形成C6AF2，析出，析出铝酸酸盐矿物少，凝物少，凝结慢；慢；也有也有实验指出，指出，C6AF2与氟会固溶在与氟会固溶在C3S中，减中，减缓C3S水化水化）2.可能可能对窑窑衬腐腐蚀和和对大气大气污染染85(四四)碱碱水泥熟料中的碱主要是指水泥熟料中的碱主要是指钾和和钠这两种元素两种元素(以以R表示表示)，它它们主要来源于原料主要来源于原料,煤燃料煤燃料.物料在煅物料在煅烧过程中，程中，挥发的的碱只有少量排入大气，其余部分随窑内烟气向窑低温区域碱只有少量排入大气，其余部分随窑内烟气向窑低温区域运运动时，会凝，会凝结在温度在温度较低的
48、生料上。低的生料上。对预热器窑，通常器窑，通常在在最低二最低二级预热器内就冷凝器内就冷凝，然后又和生料一起，然后又和生料一起进入窑内，入窑内，温度升高温度升高时又又挥发，这样就就产生了生了碱循碱循环。8687当碱循当碱循环富集到一定程度富集到一定程度时，就会引起，就会引起氯化碱化碱(RCl)和和硫硫酸碱酸碱等化合物粘附在最低二等化合物粘附在最低二级预热器器锥体部分或卸料溜子体部分或卸料溜子上，形成上，形成结皮，皮，严重重时会出会出现堵塞堵塞现象象，影响正常生，影响正常生产。因此，原料含碱量高因此，原料含碱量高时，对带旋旋风预热器的窑器的窑应采取采取旁路旁路放放风排碱。排碱。微量碱能降低最低共熔
49、温度，降低熟料微量碱能降低最低共熔温度，降低熟料烧成温度，增加液成温度，增加液相量，起助熔作用。碱含量高相量，起助熔作用。碱含量高时，会出，会出现煅煅烧困困难，碱和，碱和熟料熟料矿物反物反应生成含碱生成含碱矿物和固溶体物和固溶体KC23S12和和NC8A3，C3S将使将使难以形成，并游离氧化以形成，并游离氧化钙增加，影响熟料增加，影响熟料强度。度。88(五五)氧化氧化镁少量氧化少量氧化镁能降低熟料的能降低熟料的烧成温度，增加液相数量，成温度，增加液相数量，降低液相粘度，有利于熟料的降低液相粘度，有利于熟料的烧成，可起助熔作用。成，可起助熔作用。但氧化但氧化镁含量含量过大大时，会影响水泥的安定性
50、。，会影响水泥的安定性。89（六）氧化磷（六）氧化磷熟料中氧化磷的含量一般极少。当熟料中氧化磷（熟料中氧化磷的含量一般极少。当熟料中氧化磷（P2O5）含量在）含量在0.1%0.3%时，可以提高熟料，可以提高熟料强度。但含度。但含P2O5高高的熟料会的熟料会导致致C3S分解。分解。每增加每增加1%P2O5，将会减少，将会减少9.9%的的C3S，增加，增加10.9的的C2S.当当P2O5达到达到7%时，熟料中，熟料中C3S含量将含量将减少到减少到0。因此，当用含磷原料。因此，当用含磷原料时，应注意适当减少原料中注意适当减少原料中氧化氧化钙的含量，以免游离氧化的含量，以免游离氧化钙过高。当磷灰石含有
51、氟高。当磷灰石含有氟时，可以减少可以减少C3S的分解，同的分解，同时使液相生成温度降低，所以，当使液相生成温度降低，所以，当原料中含磷原料中含磷时，可加入，可加入萤石以抵消部分石以抵消部分P2O5的不良影响。的不良影响。（七）氧化（七）氧化钛不超不超过0.3%，当熟料中含有少量的氧化，当熟料中含有少量的氧化钛（0.5-1%）时，由于能与各种熟料由于能与各种熟料矿物形成固溶体，特物形成固溶体，特别对-C2S起起稳定定作用，可提高熟料作用，可提高熟料质量。量。90（八）、晶种技（八）、晶种技术1 1、晶种：是晶体、晶种：是晶体结晶晶过程的晶核程的晶核.(晶核晶核剂、核化、核化剂)硅酸硅酸盐水泥熟料
52、。水泥熟料。2、晶种技、晶种技术：在入磨原材料中：在入磨原材料中掺入少量的硅酸入少量的硅酸盐水泥熟料水泥熟料共同磨制出生料，共同磨制出生料，业已存在的硅酸已存在的硅酸盐水泥熟料水泥熟料矿物在煅物在煅烧过程中作程中作为晶核晶核剂诱导水泥窑中物料迅速水泥窑中物料迅速烧结，从而达到提高，从而达到提高熟料熟料产量，降低煤耗目的的技量，降低煤耗目的的技术。晶种掺加量及生产工艺的调整晶种掺加量及生产工艺的调整晶种晶种掺加量及生加量及生产工工艺的的调整整1.晶种及其晶种及其掺加量（加量（C3S，23.5%）2.晶种加入工晶种加入工艺（单独独计量配料）量配料）3.率率值及熟料及熟料热耗的耗的调整中（高整中（高
53、KH，高，高P，减煤）减煤）七、七、熟料形成的热化学熟料形成的热化学1热效应：热效应：温度温度（）反应反应热效应热效应100100450450600600900900900900900-1200900-12001250-12801250-128013001300游离水蒸发游离水蒸发粘土结合水逸出粘土结合水逸出碳酸镁分解碳酸镁分解粘土无定形脱水产物结晶粘土无定形脱水产物结晶碳酸钙分解放出二氧化碳碳酸钙分解放出二氧化碳氧化钙和粘土脱水产物反应氧化钙和粘土脱水产物反应形成液相形成液相硅酸三钙形成硅酸三钙形成吸热吸热吸热吸热吸热吸热放热放热吸热吸热放热放热吸热吸热微吸热微吸热熟料形成的热化学熟料形成的
54、热化学2熟料形成熟料形成热：指在一定生：指在一定生产条件下，用某一基准温度条件下，用某一基准温度(一般是一般是0或或20)的干燥物料，在没有任何物料和的干燥物料，在没有任何物料和质量量损失失的重要依据下，制成的重要依据下，制成1kg同温度的熟料所需要的同温度的熟料所需要的热量。量。3熟料理熟料理论热耗：耗：390-430kcal/kg熟料熟料(1650-1800kJ/kg)书上上185页，计算假定条件：生算假定条件：生产1.0kg熟料所需的生料熟料所需的生料量量为1.55kg，石灰石和粘土的比例，石灰石和粘土的比例为78:22。据此，按物料。据此，按物料在加在加热过程中的化学反程中的化学反应热
55、和物理和物理热，计算所得。由于原料算所得。由于原料不同，各不同，各种种计算所得略有出入。算所得略有出入。熟料形成的热化学熟料形成的热化学3熟料理熟料理论热耗：耗：390-430kcal/kg熟料熟料(1650-1800kJ/kg)。实际生生产中形成的熟料和中形成的熟料和废气不可能冷却到气不可能冷却到0，因而必然，因而必然带走一部分走一部分热量；生量；生产过程不可能没有物料程不可能没有物料损失及物料循失及物料循环的存的存在，其煅在，其煅烧设备还要向外散失要向外散失热量，因此，量，因此，实际生生产每每1kg熟料消熟料消耗的耗的热量，必然比熟料形成量，必然比熟料形成热要大得多，根据生要大得多，根据生
56、产方法和使用的方法和使用的设备不同，一般在不同，一般在2800-7500kJ/kg范范围内，内，这就是熟料的就是熟料的单位位热耗。熟料的耗。熟料的单位位热耗越接近熟料形成耗越接近熟料形成热，煅，煅烧设备的的热效率越高。效率越高。 10.4硅酸盐水泥的制成硅酸盐水泥的制成混合材料的分混合材料的分类6大水泥的概念大水泥的概念969710.5 硅酸盐水泥的水化和硬化水泥水化水泥水化水泥加水后，能与水反水泥加水后，能与水反应，并能将，并能将砂、石等胶砂、石等胶结在一起，形成可塑性在一起，形成可塑性浆体，并且凝体，并且凝结、硬化形成具有机械、硬化形成具有机械强度的固体（也叫水泥石）度的固体（也叫水泥石）
57、，放出水化，放出水化热，强度不断增大。水泥是多度不断增大。水泥是多矿物集物集合体，因此，研究其水化也合体，因此，研究其水化也应从其从其单矿的水化开的水化开始。水泥始。水泥单矿早期水化速率早期水化速率C3AC4AFC3SC2S。水泥水化形式以与少量水化合的方式。水泥水化形式以与少量水化合的方式进行。行。即水灰比即水灰比W/C0.420.46 ，0.598一、硅酸三钙的水化C3S水化快，水化快，强度高，度高，这都是其都是其结构所决定的。构所决定的。1.C3S结构特点构特点（1）C3S中的中的Ca2+配位数配位数为6，即，即为CaO6八面体，八面体，其中五个氧偏于一其中五个氧偏于一边，结构不平衡，有
58、孔隙，使水易构不平衡，有孔隙，使水易进入，因此活性高。入，因此活性高。（2）C3S中的中的Si配位数配位数为4，即，即SiO4四面体。四面体。（3）因此）因此SiO4与与CaO6不均衡，所以不均衡，所以C3S活性活性高。高。992.水化反水化反应表达式表达式C3SnHCSH（3X）CHCSH凝胶的凝胶的组成与它相成与它相处液相液相Ca(OH)2浓度有关。度有关。CaO1mmol/L时:生成生成氢氧化氧化钙和硅酸凝胶。和硅酸凝胶。CaO12mmol/L时：生成水化硅酸：生成水化硅酸钙和硅酸凝胶。和硅酸凝胶。CaO220mmol/L时：生成：生成C/S比比为0.81.5的水化硅酸的水化硅酸钙。称称
59、为C-S-H（I）,薄片状薄片状结构构。CaO饱和和时（20mmol/L）：生成碱度更高的水化硅酸）：生成碱度更高的水化硅酸钙（C/S=1.52.0），称），称为C-S-H（），），纤维状状结构，像构，像一束棒状或板状晶体，末端有典型的一束棒状或板状晶体，末端有典型的扫帚状帚状结构。构。1003. C3S水化过程C3S水化速率很快，其水化过程可由水化放热速率水化时间曲线而得。可分为五个阶段。 1011024.水化机理(1)、诱导期（水化早期）期（水化早期）：有三种理：有三种理论来解来解释诱导期（早期水化）期（早期水化）A、保、保护膜理膜理论：第一水化：第一水化产物物C3SH的出的出现使使C3S
60、周周围形成一形成一层致密保致密保护膜，阻止水化膜，阻止水化进一步一步进行，当第一水化行，当第一水化产物物转变成成较易使离子通易使离子通过的第二水化的第二水化产物物时（C/S0.81.5），水化），水化重新加速。重新加速。B、晶核形成延、晶核形成延缓理理论：由于：由于CSH的晶核形成及生的晶核形成及生长需要需要一定一定时间从而使水化延从而使水化延缓，随着晶核的，随着晶核的长大，液相中大，液相中Ca2+浓度度增加，液相中增加，液相中Ca2+析出析出为Ca(OH)2，使，使C3S加快溶解，水化重加快溶解，水化重新开始。新开始。103C、双、双电层理理论C3S与水相接，析出与水相接，析出CH，因而使，
61、因而使C3S表面出表面出现富硅富硅层，它，它要吸引要吸引Ca2+，因而在，因而在C3S表面形成双表面形成双电层，使，使Ca2+溶出速溶出速度慢，当由于度慢，当由于C3S仍慢水化，液相仍慢水化，液相Ca2+，浓度增加，析出度增加，析出Ca(OH)2，则Ca2+重新开始溶出。重新开始溶出。当当C C3 3S S与水接触后在有与水接触后在有晶格晶格缺陷的部位缺陷的部位即发生水解，即发生水解，使使CaCa2+2+和和OHOH- -进入溶液，而进入溶液，而在在C C3 3S S表面形成表面形成缺钙富硅层缺钙富硅层，产生产生双电层双电层，导致，导致C C3 3S S溶解溶解受阻产生诱导期。由于受阻产生诱导
62、期。由于C C3 3S S仍在缓慢水化而使仍在缓慢水化而使Ca(OH)Ca(OH)2 2浓度增加，当达到一定浓度增加，当达到一定过过饱和度饱和度时，时， Ca(OH)Ca(OH)2 2析晶，析晶，双电层作用减弱或消失双电层作用减弱或消失，促进促进C C3 3S S的溶解，诱导期结的溶解，诱导期结束。束。综合观点综合观点n n104（2）、水化中期）、水化中期：可以用渗透可以用渗透压和晶核形成理和晶核形成理论来解来解释。由于双。由于双电层的的形成具有渗透形成具有渗透压,当渗透当渗透压大到一定程度，薄膜破裂，水化大到一定程度，薄膜破裂，水化重新加速。随着重新加速。随着CSH长大析出，使溶液中大析出
63、，使溶液中Ca2+减少，减少，反反应速度又速度又变慢。慢。 （3）、水化后期：）、水化后期：反反应速度很低并基本速度很低并基本稳定的定的阶段，水化完全受水通段，水化完全受水通过产物物层的的扩散控制而散控制而变慢。慢。1051061075.影响影响C3S水化因素水化因素水灰比：水灰比：W/C水化加速。水化加速。0.420.46。细度：越度：越细。水化越快。水化越快温度温度T上升水化加速上升水化加速。碱度，有碱度，有K+，Na+，则Ca2+溶解度加速。溶解度加速。Ca(OH)2结晶与晶与CSH成核，水化速度加快。成核，水化速度加快。外加外加剂：减水：减水剂可加速水化。可加速水化。108二、硅酸二钙
64、C2SC2S水化水化过程与程与C3S相似，但速度慢得多，相当于相似，但速度慢得多，相当于C3S速度的速度的1/20。1C2S水化表达式：水化表达式：C2SmHxCSyH+(2-x)CH所形成的水化硅酸所形成的水化硅酸钙在在C/S比和形貌方面与比和形貌方面与C3S水化水化产物无大区物无大区别，也称，也称C-S-H凝胶。但凝胶。但CH生成量比生成量比C3S的少，的少，结晶比晶比C3S的粗大些。的粗大些。-C2S中中CaO66个个O等距离排在等距离排在钙周周围，无空洞，不易与，无空洞，不易与水反水反应，几乎无水硬性。，几乎无水硬性。1092水化机理水化机理和和C3S相似，也有相似，也有诱导期、加速期
65、等。但水化速度期、加速期等。但水化速度慢，慢，约为C3S的的1/20，-C2S即使在几周后也只在表面上覆盖即使在几周后也只在表面上覆盖一一层很薄的无定形水化硅酸很薄的无定形水化硅酸钙。第二放第二放热峰不明峰不明显。水化。水化产物物C-S-H形貌与形貌与C3S相似，相似，但但CH晶体比晶体比C3S少，有利于少，有利于强强度度发展。展。-C2S水化水化过程中水化程中水化产物的成核和晶体物的成核和晶体长大速率大速率与与C3S相差不大，但通相差不大，但通过水化水化产物物层的的扩散速率要低散速率要低8倍左右，倍左右，而表面的溶解速率而表面的溶解速率则相差几十倍之多。相差几十倍之多。这表明表明-C2S的水
66、化的水化速率主要由表面溶解速率所控制速率主要由表面溶解速率所控制。三、铝酸三钙三、铝酸三钙(一一)无石膏无石膏1常温下水化常温下水化C3AH19、C4AH13和和C2AH8均均为片状。在常温下片状。在常温下处于介于介稳状状态，有有向向C3AH6晶体晶体等等轴晶体晶体转化的化的趋势，且随温度升高而且随温度升高而转化加速。化加速。在温度在温度较高高(35以上以上)的情况下，可直接生成的情况下，可直接生成C3AH6晶体。晶体。2由于由于C3A本身水化本身水化热高，高，颗粒表面的温度往往高于粒表面的温度往往高于35，因此水，因此水化化时直接生成直接生成C3AH6晶体晶体。三、铝酸三钙三、铝酸三钙(一一
67、)无石膏无石膏3当液相的当液相的CaO浓度达到度达到饱和和(碱性液相碱性液相)时，C3A还可能依下式水化：可能依下式水化：这个反个反应在硅酸在硅酸盐水泥水泥浆体的碱性液相中最易体的碱性液相中最易发生，生，而而处于碱性介于碱性介质中的中的C4AH13在室温下又能在室温下又能够稳定存在。定存在。这些些片状水化片状水化产物不物不仅长在水泥在水泥颗粒上，同粒上，同时还分布在充分布在充满水的水的空隙中，空隙中，其数量迅速增多，其数量迅速增多，互相粘互相粘结成成桥，形成松散的网状，形成松散的网状结构构，就足以，就足以阻碍粒子的相阻碍粒子的相对移移动，据据认为是使是使浆体体产生瞬生瞬时凝凝结的主要原因的主要
68、原因。同同时温度将温度将剧烈上升。烈上升。(二二)有石膏有石膏在有石膏存在的情况下，在有石膏存在的情况下，C3A虽然开始也快速水化成然开始也快速水化成C4AH13，但，但接着就会与石膏反接着就会与石膏反应。1足足够石膏石膏(摩摩尔比，比，石膏石膏:C3A3.0)称称为三硫型水化硫三硫型水化硫铝酸酸钙，又称，又称钙矾石，水泥杆菌。由于其中的石，水泥杆菌。由于其中的铝可被可被铁置置换而成而成为含含铝、铁的的三硫酸三硫酸盐，故常以，故常以AFt表示。表示。 (二二)有石膏有石膏1足足够石膏石膏(石膏石膏:C3A3.0)2当石膏量减少当石膏量减少(石膏石膏:C3A1.03.0)，即石膏全反，即石膏全反
69、应掉，掉，还有有C3A剩余，剩余，则剩余剩余C3A水化水化产物物C4AH13与与钙矾石反石反应：称称为单硫型水化硫硫型水化硫铝酸酸钙，由于，由于铁的的转换，常以，常以AFm表示。此表示。此时水化水化产物物为AFt和和AFm。三、三、铝酸三酸三钙(二二)有石膏有石膏3当石膏量再少当石膏量再少(石膏石膏:C3A1.0)，则钙矾石全部石全部转换为AFm，此，此时的水化的水化产物只有物只有AFm。4再少再少(石膏石膏:C3A1.0)，钙矾石全部石全部转换为AFm后，后，还有有C3A剩余，剩余，则C3A与与单硫型水化硫硫型水化硫铝酸酸钙反反应生成生成单硫硫型固溶体型固溶体 三、三、铝酸三酸三钙(二二)有
70、石膏有石膏5无石膏，无石膏，则最最终转换为水石榴石水石榴石C3AH6。一般硅酸一般硅酸盐水泥石膏水泥石膏掺量，其最量，其最终产物物为AFtAFm。但在通常水灰比的水泥但在通常水灰比的水泥浆体中，离子的迁移受到一定程体中，离子的迁移受到一定程度的限制，度的限制，较难充分充分进行上述各种反行上述各种反应，因而，因而钙矾石与其它石与其它几种水化几种水化铝酸酸盐产物在局部区域同物在局部区域同时并存也是有可能的。并存也是有可能的。即在不同石膏即在不同石膏掺量的情况下，量的情况下，产物不同。物不同。116四、C4AF水化C4AF的水化与的水化与C3A很相似，氧化很相似，氧化铁有着与氧化有着与氧化铝相同的作
71、用，相同的作用，相当于相当于C3A中一部分中一部分Al2O3被被Fe2O3置置换，即在，即在CaO饱和溶液下和溶液下生成生成C4（A,F）H13当有足当有足够石膏石膏时，形成，形成C3（A,F）3CSH32即即AFt固溶体。固溶体。当石膏不足当石膏不足时，形成，形成C3（A,F）CSH12即即Afm固溶体。固溶体。一般情况（即在非碱性溶液下），一般情况（即在非碱性溶液下），C4（A,F）H13也是片状介也是片状介稳态，有向，有向C3（A,F）H6转化化趋势，当温度超，当温度超过35时， C4AF 直接水化生成C3（A,F）H6。C4AF的水化也的水化也较快，水化快，水化热低，其水化速度随低，其
72、水化速度随A/F的上升而上的上升而上升。升。117五、硅酸盐水泥的水化 水泥的主要水化产物是氢氧化钙、C-S-H凝胶、水化硫铝酸钙、水化铝酸钙和水化铁酸钙等。硅酸盐水泥在水化过程中的放热曲线，其形式与C3S的基本相同，据此可分为三个阶段。 1.钙矾石形成期 C3A率先水化，在石膏存在下生成AFt，出现第一放热峰。1182.C3S水化期：水化期：C3S迅速水化，大量放迅速水化，大量放热，形成第二峰。当石膏不，形成第二峰。当石膏不足足时，由于，由于AFt形成形成AFm，所以出，所以出现第三峰（肩第三峰（肩峰）。当然，峰）。当然，C2S和和铁相亦以不同程度参与了相亦以不同程度参与了这两两个个阶段的反
73、段的反应，生成相，生成相应的水化的水化产物。物。3.结构形成期和构形成期和发展期展期：放放热速率低并速率低并趋于于稳定。随着各种水化定。随着各种水化产物的的物的的增多，填充到原先由水占据的空增多，填充到原先由水占据的空间，再逐，再逐渐连接接并相互交并相互交织，发展成硬化的展成硬化的浆体体结构。构。n n119120六、水化条件对水化产物的影响1.常温养常温养护（20）：水化：水化产物我物我们在水化在水化过程中程中讲过了了CSH（I）、）、Ca(OH)2、Aft、AFm、C3AH6、C3(AF)H62.蒸气养蒸气养护：1）T100，水化，水化产物物为CSH（）、）、C3AH6、C3(AF)H6，
74、AFT分解分解为AFM和和CSH22）T120。水泥石。水泥石强度低，形成度低，形成C/S较大的大晶体，此大的大晶体，此时若加入若加入SiO2,可可缩小小C/S，使水泥，使水泥强度升高。度升高。注：注：CSH（I）和）和CSH（）,区区别在于在于C/S（）大）大于于C/S（I）。）。121七、次要组分的水化七、次要组分的水化还有一些次要有一些次要组分如玻璃体、分如玻璃体、f-cao、方、方镁石、多余石膏和混合石、多余石膏和混合材，材，1.玻璃体：玻璃体：主要成分主要成分为Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等它的水化主要等它的水化主要产物除了物除了C3AH6、C3(AF)H6，外，外，还有水
75、化石榴石有水化石榴石3CaO（Al2O3.Fe2O3）XSiO2(6-2X)H2O2.f-CaO在在1450高温死高温死烧状状态下，水化慢下，水化慢约3d，引起安定性不良。，引起安定性不良。体体膨膨97.91223.f-MgoMgo部分与部分与C3S、C2S、C4AF形成固溶体，一部分形成固溶体，一部分形成玻璃体。另外多余出的部分称形成玻璃体。另外多余出的部分称fMgO方方镁石，石，其水化需其水化需3个月个月发生在生在终凝之后。且凝之后。且V，安全性不，安全性不良。良。fMgOH2OMg(OH)2,体膨体膨胀V=1484.过剩石膏剩石膏C4AH193CSH27HAFt+3CHV=941235.
76、混合材混合材MnO+H2OMn(OH)2V=24。FeO+H2OFe(OH)2V=38。Ca(OH)2+Na2SO4+H2OCaSO42H2O+NaOHV=124。12412512610.5特性水泥和专用特性水泥和专用水泥水泥目的：了解特性水泥和目的：了解特性水泥和专用水泥的用水泥的种种类、配方、配方、组成、水化特点成、水化特点127一、快硬和特快硬水泥一、快硬和特快硬水泥（一）快硬硅酸（一）快硬硅酸盐水泥水泥1定定义：凡以硅酸：凡以硅酸盐水泥熟料适量石膏磨水泥熟料适量石膏磨细制成，以制成，以3d压表示表示标号的水硬性胶凝材料。号的水硬性胶凝材料。2.特点特点：1）组成特点：成特点：SO34.
77、0；C3S5060；C3A814。2）物性特点：水泥）物性特点：水泥细度：度：0.08mm方孔方孔筛余余10。初凝初凝45min；终凝凝10h。生料生料细度：度：330450m2/kg3)水化特点：水化放水化特点：水化放热速率速率，水化，水化热，早早，不透水性，不透水性，抗抗冻性性。水泥石水泥石较致密致密，早期干早期干缩大，大，W/C0.43.作用：作用：抢修工程、修工程、军事工程、事工程、预应力力钢筋混凝土构件。筋混凝土构件。128（二）快硬硫（二）快硬硫铝酸酸盐水泥水泥1、定、定义：以以铝质原料石灰原料石灰质料石膏，料石膏，经适当配合后，煅适当配合后，煅烧成含有适成含有适量无水硫量无水硫铝
78、酸酸钙的熟料，再的熟料，再掺加适量石膏共同磨加适量石膏共同磨细所得的水硬所得的水硬性胶凝材料。性胶凝材料。2、特点：、特点：1）组成特点：成特点：C4A3S（无水硫（无水硫铝酸酸钙）（）（36-44%）-C2S（23-34%）+C2F（10-27%）+CaSO4（4-17%）2）生）生产特点：特点：T烧12501350，由于煅，由于煅烧温度低，主要是固相反温度低，主要是固相反应，液，液相少，窑中不易相少，窑中不易结圈，熟料性能好，圈，熟料性能好，热耗耗较低。低。1293）水化特点：）水化特点：C4A3SCaSO4钙矾石石Al(OH)2凝胶凝胶早期早期强度增度增长较快快C2SH2OCSH凝胶凝胶
79、其填充在水化硫其填充在水化硫铝酸酸钙之之间，使水泥石后期，使水泥石后期强度增大。度增大。T初凝初凝860min,T终凝凝1090min4）性能特点：）性能特点：早期早期强度高，度高，长期期强度度稳定，低温硬化性能好，在定，低温硬化性能好，在5仍仍能正常硬化。抗硫酸能正常硬化。抗硫酸盐性能好，抗性能好，抗冻性，抗渗性好。性，抗渗性好。3、用途：、用途：抢修、冬季施工、地下工程修、冬季施工、地下工程130（三）快硬氟（三）快硬氟铝酸酸盐水泥水泥1、定、定义：矾土石灰石土石灰石萤石（石膏）石（石膏）经配料煅配料煅烧得到以氟得到以氟铝酸酸钙（C11A7CaF2）为主要的熟料，再与石膏一起磨主要的熟料，
80、再与石膏一起磨细而成的而成的水泥。水泥。2、特点：、特点：1）矿物物组成：成：阿利特、阿利特、贝利特、氟利特、氟铝酸酸钙、铁铝酸四酸四钙2）生）生产特点；特点；T烧12501350熟料要快冷熟料要快冷比表面比表面积560600m2/kg1313)水化特点：水化特点：C11A7CaF2+H2OCAH10C2AH8C4AH13C4AH19AH3FC3SC2SH2OCSHCa(OH)2几分几分钟内内，水化，水化铝酸酸钙与硅酸与硅酸盐相水化相水化产生的生的Ca(OH)2及及CaSO4作用生成低硫型水化硫作用生成低硫型水化硫铝酸酸钙和和钙矾石。石。水泥石水泥石结构以构以钙矾石石为骨骨架，其架，其间填充填
81、充C-S-H凝胶和凝胶和铝胶，故迅速达到很高的致密性而具有胶，故迅速达到很高的致密性而具有快硬早快硬早强特性。特性。4）性能特点：）性能特点：T初凝初凝几分几分钟；T终凝凝30min；23h=20Mpa4h达达150号号6h=10Mpa1d=30Mpa5）用途：）用途：抢修工程、用作修工程、用作喷锚用的用的喷射水泥。射水泥。还作作为型砂水泥用于型砂水泥用于铸造造业132（四）特快硬水泥1、定、定义短短时期就能期就能发挥很高很高强度的水泥。度的水泥。2、生、生产在配料上，石灰在配料上，石灰饱和率更高，同和率更高，同时掺入入CaF2、CaSO4、TiO2、BaO、P2O5、MnO、Cr2O3等少量
82、等少量成分，提高阿利特含量和水泥熟料成分，提高阿利特含量和水泥熟料矿物。物。其次是将其次是将水泥水泥进行高行高细粉磨，比表面粉磨，比表面积达达500700m2/kg。石膏石膏掺量按量按SO3计在在3.0%左右。左右。 133（五）高铝水泥（五）高铝水泥1、定、定义： 以以铝酸酸钙为主，氧化主，氧化铝含量含量约50的熟料，磨的熟料，磨细制制成的水硬性胶凝材料。成的水硬性胶凝材料。 其主要其主要矿物物组成成为：CA、CA2、C12A7、C2AS、MA（尖晶石）、（尖晶石）、CaOTiO2（钙钛石）以及石）以及铁相。相。 2、特点：、特点： 1）生）生产配方配方 矾土石灰石土石灰石T烧1300138
83、01342）性能特点：）性能特点： T初初40min；T终凝凝10h。高。高铝水泥的特点是水泥的特点是强度度发展展非常迅速，非常迅速，24h内几乎可达到最高内几乎可达到最高强度度，标号以号以3d抗抗压强度来表示。有度来表示。有425、525、625、725四四标号。氧号。氧护和使用和使用温度温度30，不能蒸汽养，不能蒸汽养护，不能与硅酸，不能与硅酸盐水泥共用（易水泥共用（易闪凝）凝） 3、使用：高炉内、使用：高炉内衬，做膨，做膨胀水泥，自水泥，自应力水泥，力水泥，12001400耐耐热混凝土混凝土 135二、抗硫酸盐、中低热及道路水泥二、抗硫酸盐、中低热及道路水泥根据硅酸根据硅酸盐水泥四个主要
84、水泥四个主要矿物的性能，物的性能，选择适当的适当的矿物物组成，改成，改变细度或度或调整外加整外加剂的种的种类和和掺量，是改量，是改变水泥性能的主要技水泥性能的主要技术途径。途径。1、抗硫酸、抗硫酸盐水泥：水泥：凡以适当成分生料凡以适当成分生料烧至部分熔融，得到以至部分熔融，得到以硅酸硅酸钙为主的硅酸三主的硅酸三钙和和铝酸三酸三钙含量受限制的熟料含量受限制的熟料，加入适量石膏磨，加入适量石膏磨细制成的具有一制成的具有一定抗硫酸定抗硫酸盐侵侵蚀性能的水硬性胶凝材料。性能的水硬性胶凝材料。C3S50；C3A5；C3AC4AF22；MgO5.0；烧失量失量1.5，f-CaO1；SO32.5。水泥。水泥
85、细度度0.08mm方孔方孔筛筛余余应小于小于10。比表面。比表面积不得小于不得小于240m2/kg。主要用于受硫酸主要用于受硫酸盐侵侵蚀的海港、水利、的海港、水利、桥梁基梁基础、地下隧道等。、地下隧道等。1362、中低、中低热水泥水泥 是中是中热硅酸硅酸盐水泥和低水泥和低热矿渣硅酸渣硅酸盐水泥的水泥的统称。称。中中热：C3A6；C3S55；f-CaO1.0低低热：C3A8；f-CaO2水化水化热低，适用于大低，适用于大坝和大体和大体积砼工程工程 1373、道路水泥、道路水泥 有有较高高C4AF含量含量的硅酸的硅酸盐道路水泥熟料，道路水泥熟料，010%活性材和适量活性材和适量石膏磨石膏磨细制成的
86、水硬性胶凝材料，称制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸道路硅酸盐水泥。水泥。性能要求性能要求：耐久性好、收：耐久性好、收缩小、抗小、抗冻性好、抗冲性好、抗冲击性好，有高的性好，有高的抗折抗折强度和良好的耐久性。度和良好的耐久性。 矿物物组成要求：成要求： C3A5； C4AF16；旋窑生；旋窑生产的的f-CaO1.0，立窑，立窑f-CaO1.8。水泥。水泥细度度为0.08mm方孔方孔筛筛余不余不得超得超过10%，初凝，初凝1h,终凝凝10h,28d干干缩率率0.1%。 138三、膨胀和自应力水泥三、膨胀和自应力水泥1、原理、原理用膨用膨胀水泥配制水泥配制钢筋混凝土，由于水泥石膨筋混凝土，由于水泥
87、石膨胀，钢筋受拉而筋受拉而伸伸长，混凝土，混凝土则因因钢筋的限制而受到相筋的限制而受到相应的的压应力，力，这种种压应力称力称为“自自应力力”，并以，并以“自自应力力值”表示混凝土所表示混凝土所产生生压力的大小。力的大小。2、种、种类使水泥使水泥产生膨生膨胀的反的反应主要有三种：主要有三种：CaO水化生成水化生成Ca(OH)2，MgO水化生成水化生成Mg(OH)2以及形成以及形成钙矾石。因前两种反石。因前两种反应产生的膨生的膨胀不易控制，目前广泛使用的是以不易控制，目前广泛使用的是以钙矾石石为膨膨胀组分的各种膨分的各种膨胀水泥。水泥。139（一）自（一）自应力硅酸力硅酸盐水泥水泥由硅酸由硅酸盐水
88、泥、高水泥、高铝水泥和石膏水泥和石膏组成。膨成。膨胀硅酸硅酸盐水泥的配比水泥的配比为：硅酸硅酸盐水泥水泥77%81%，高，高铝水泥水泥12%13%，二水石膏，二水石膏7%9%，水养，水养护一天一天线膨膨胀应大于大于0.3%，28天天线膨膨胀应小于小于1%。自。自应力硅酸力硅酸盐水泥的配比水泥的配比为：硅酸：硅酸盐水泥水泥67%73%，高，高铝水泥水泥12%15%，二水石膏，二水石膏15%18%。水泥。水泥浆体自由膨体自由膨胀1%3%，膨膨胀在在7天内达最大天内达最大值。（二）自（二）自应力力铝酸酸盐水泥水泥由高由高铝水泥和二水石膏磨水泥和二水石膏磨细而成。其自而成。其自应力水泥的配比力水泥的配
89、比为高高铝水水泥泥60%66%，二水石膏，二水石膏30%40%。自。自应力力值高，可达高，可达5MPa，其膨其膨胀也是由于形成也是由于形成钙矾石。石。140（三）自（三）自应力硫力硫铝酸酸盐水泥水泥 由由硫硫铝酸酸盐水泥熟料水泥熟料掺入入较多石膏多石膏磨磨细而成。水泥比表面而成。水泥比表面积为350400m2/kg，初凝，初凝时间为1h左右，左右，终凝凝时间为1.52h,水泥的膨水泥的膨胀也是由于也是由于钙矾石的形成。水化石的形成。水化产物主物主要要为钙矾石和石和Al(OH)3凝胶，水化初期形成的凝胶，水化初期形成的钙矾石起骨石起骨架作用，架作用， Al(OH)3凝胶和凝胶和CSH凝胶的存在，
90、凝胶的存在，对膨膨胀起起垫衬作用，因此，膨作用，因此，膨胀特性特性缓和，水泥石致密，具有良和，水泥石致密，具有良好的致密性和抗渗性好的致密性和抗渗性141四、油井水泥（堵塞水泥）四、油井水泥（堵塞水泥）油井水泥油井水泥专用于油井、气井的固井工程，又称堵塞用于油井、气井的固井工程，又称堵塞水泥。它的主要作用是将套管与周水泥。它的主要作用是将套管与周围的岩的岩层交接封固，交接封固，封隔地封隔地层内油、气、水内油、气、水层防止互相防止互相窜扰，以便在井内，以便在井内形成一条从油形成一条从油层流向地面且隔流向地面且隔绝良好的油流通道。良好的油流通道。 油井水泥的基本要求油井水泥的基本要求为：(1)水泥
91、水泥浆在注井在注井过程中要有一定的程中要有一定的流流动性性和合适的和合适的密密度度；(2)水泥水泥浆体入井后，体入井后，应较快凝快凝结，并在短期内达到相，并在短期内达到相当当强度度142(3)硬化后的水泥浆应有良好的稳定性和抗渗性、抗蚀性等。 根据GB1023898，我国油井水泥分为八个级别，包括普通型（O）、中抗硫酸性（MSR）和高抗硫酸性（HSR）三类。 油井水泥的生产方法有两种：一种是制造特定矿物组成的熟料，以满足某级水泥的化学和物理要求；另一种是采用基本油井水泥（G级和H级水泥），加入相应的外加剂，以达到等级水泥的技术要求。现在多用第二种方法。143五、装饰水泥指白色水泥（指白色水泥（
92、WhitePortlandCement）和彩色水泥（）和彩色水泥（ColoredPortlandCement）。它的）。它的颜色主要由氧化色主要由氧化铁引起。引起。Fe2O33-4%0.45-0.7%0.35-0.4%暗灰色暗灰色淡淡绿色色近白色近白色白色硅酸白色硅酸盐水泥的生水泥的生产方法是降低方法是降低Fe2O3含量。此外，氧化含量。此外，氧化锰、氧化、氧化钴和氧化和氧化钛也也对白水泥的白度有白水泥的白度有显著影响，故其含量也著影响，故其含量也应尽量减少。石灰尽量减少。石灰石原料石原料应选用用纯的石灰石或方解石，粘土可的石灰石或方解石，粘土可选用高岭土或瓷石。生料的用高岭土或瓷石。生料的制
93、制备和熟料的粉磨均和熟料的粉磨均应在没有在没有铁污染的条件下染的条件下进行。行。用白色水泥熟料与石膏以及用白色水泥熟料与石膏以及颜料共同磨料共同磨细，可制得彩色水泥，可制得彩色水泥。所用。所用颜料料要求要求对光和大气具有耐久性，能耐碱而又不光和大气具有耐久性，能耐碱而又不对水泥性能起破坏作用。常水泥性能起破坏作用。常用用颜料：料：Fe2O3、MnO2、Cr2O3、赭石、群青和炭黑、赭石、群青和炭黑。144水泥制备和水泥石形成示意图水泥制备和水泥石形成示意图石灰石石灰石粘土粘土铁粉铁粉熟熟 料料水水 泥泥1450粉磨粉磨混合材料混合材料调凝材料调凝材料（辅助性胶凝材料）（辅助性胶凝材料）水水水泥
94、石水泥石养护养护145水泥的制作过程水泥的制作过程 146水泥熟料矿物组成147水泥熟料四大矿物的水化反应C3S + H CSH + CHC2S + H CSH + CH C3A + + H C3A 3 H32 + AHC4AF + + H C3A(F) 3 H32 + FH国内外发展现状国内外发展现状148水泥石结构水泥石结构水化率水化率 0%0%水化率水化率 20%20%水化率水化率 50%50%水化率水化率 87%87%国内外发展现状国内外发展现状复习题复习题1胶凝材料胶凝材料2普通硅酸普通硅酸盐水泥水泥3石灰石灰饱和系数、硅率和系数、硅率4.矿渣硅酸渣硅酸盐水泥水泥5无机非金属材料无机
95、非金属材料6湿法回湿法回转窑可分窑可分为六个六个带，分，分别是哪些？是哪些？7硅酸硅酸盐水泥生水泥生产三大主要原料是什么？三大主要原料是什么？8水泥石中的水按其与固相水泥石中的水按其与固相组成的作用情况，可以分成的作用情况，可以分为哪哪三种？三种？9按国按国标规定，硅酸定，硅酸盐水泥和普通硅酸水泥和普通硅酸盐水泥初凝水泥初凝时间和和终凝凝时间的的规定分定分别是什么？是什么？ 。10、生、生产硅酸硅酸盐水泥的主要原料是三大水泥的主要原料是三大类？11、水泥的分、水泥的分类：按其用途和性能可分：按其用途和性能可分为哪三大哪三大类？14912水泥熟料中的硅酸水泥熟料中的硅酸盐矿物是指两种？，熔物是指
96、两种？，熔剂矿物是指哪两种物是指哪两种？13影响水泥水化速率的因素有些？影响水泥水化速率的因素有些？14部分水泥生部分水泥生产中石膏分中石膏分别在生料配料和水泥粉磨在生料配料和水泥粉磨时加入，各有加入，各有什么作用和目的？什么作用和目的？15我国目前采用的三个率我国目前采用的三个率值分分别是什么？是什么？16水泥熟料煅水泥熟料煅烧过程中常用的程中常用的矿化化剂有哪些？有哪些？ 17.水下工程中所用的水泥中要求水下工程中所用的水泥中要求C3S含量要低而含量要低而C2S含量可高些含量可高些的原因是什么？的原因是什么？18.影响水泥熟料煅影响水泥熟料煅烧过程中固相反程中固相反应的因素有哪些的因素有哪些?19.石灰石灰饱和系数的物理意和系数的物理意义及高低的影响？及高低的影响？20.分分别简述水泥中三大率述水泥中三大率值的物理意的物理意义?21、影响水泥熟料煅、影响水泥熟料煅烧过程中固相反程中固相反应的因素有哪些？的因素有哪些？ 叙述三率叙述三率值（KH、SM、IM）的多少）的多少对水泥水泥质量和煅量和煅烧的影响？的影响？150复习题复习题
