硅酸盐水泥生产技术

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1、第第2 2章章 硅酸盐水泥生产技术硅酸盐水泥生产技术 2.1 2.1 硅酸盐水泥生产概述硅酸盐水泥生产概述 硅硅酸酸盐盐水水泥泥（波波特特兰兰水水泥泥）：凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，0 05%5%石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣、适适量量石石膏膏磨细制成的水硬性胶凝材料。磨细制成的水硬性胶凝材料。 硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型型硅酸盐水泥，用代号硅酸盐水泥，用代号P P表示；在硅酸盐水泥粉表示；在硅酸盐水泥粉磨时掺入不超过水泥质量磨时掺入不超过水泥质量5%5%的石灰石或粒化高炉渣的石灰石或粒化高炉渣混合材料的称混合材料的称

2、型硅酸盐水泥，用代号型硅酸盐水泥，用代号P P表示。表示。其中其中P P为波特兰为波特兰“Portland”“Portland”的英文字首。的英文字首。 2.1.1 2.1.1 硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料 即即国国际际上上的的波波特特兰兰水水泥泥熟熟料料，简简称称水水泥泥熟熟料料。是是一一种种由由主主要要含含CaOCaO、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3的的原原料料按按适适当当比比例例配配合合磨磨成成细细粉粉（生生料料）烧烧至至部部分分熔熔融融，所所得得以以硅硅酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的水水硬硬性胶凝物质。性胶凝物质。 熟熟 料料2.1.2 2

3、.1.2 混合材料混合材料 混合材料是指在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能、调节水泥标号、提高水泥产量的矿物质材料，如粒化高炉矿渣、石灰石等。粒化高炉矿渣是高炉冶炼生铁所得以硅酸钙和铝酸钙为主要成分的熔融物经淬冷成粒后的产品。石灰石为水泥工业原料，在水泥中掺入少量石灰石可以起到混合材料的作用。 混合材料混合材料 2.1.32.1.3石膏石膏 石石膏膏是是用用作作调调节节水水泥泥凝凝结结时时间间的的组组分分，是是缓缓凝凝剂剂。适适量量石石膏膏可可以以延延缓缓水水泥泥的的凝凝结结时时间间，使使建建筑筑施施工工中中的的搅搅拌拌、运运输输、振振捣捣、砌砌筑筑等等工工序序得得以以顺顺利

4、进行；同时适量的石膏也可以提高水泥的强度。利进行；同时适量的石膏也可以提高水泥的强度。2.1.3.12.1.3.1天然石膏天然石膏 （1）石膏）石膏以以二二水水硫硫酸酸钙钙（CaSO42H2O）为为主主要要成分的天然矿石。成分的天然矿石。 （2）硬石膏）硬石膏以以无无水水硫硫酸酸钙钙（CaSO4）为为主主要要成成分分的的天然矿石。天然矿石。 2.1.3.22.1.3.2工工业副副产石膏石膏 工工业业生生产产中中以以硅硅酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的副副产产品品，称称工工业副产石膏。业副产石膏。2.1.4.1水泥的化学和物理指标水泥的化学和物理指标(1)不不溶溶物物:不不溶溶物物是是指指水水泥

5、泥经经酸酸和和碱碱处处理理，不不能能被溶解的残留物。被溶解的残留物。 (2)烧烧失失量量:水水泥泥烧烧失失量量是是指指水水泥泥在在9501000高高温下燃烧失去的质量百分数。温下燃烧失去的质量百分数。 (3)细细度度:细细度度即即水水泥泥的的粗粗细细程程度度，通通常常以以比比表表面面积或筛余数表示积或筛余数表示(4)(4)凝结时间凝结时间水水泥泥凝凝结结时时间间是是水水泥泥从从和和水水开开始始到到失失去去流流动动性性，即即从从可可塑塑性性状状态态发发展展到到固固体体状状态态所所需要的时间，分初终时间和终凝时间两种。需要的时间，分初终时间和终凝时间两种。初初凝凝时时间间：是是指指水水泥泥加加水水

6、拌拌和和到到标标准准稠稠度度净净浆开始失去塑性的时间。浆开始失去塑性的时间。终终凝凝时时间间：是是指指水水泥泥加加水水拌拌和和起起到到标标准准稠稠度度净浆完全失去塑性的时间。净浆完全失去塑性的时间。 (5)(5)安安定定性性：水水泥泥硬硬化化后后体体积积变变化化的的均均匀匀性性称为水泥体积安定性，简称安定性。称为水泥体积安定性，简称安定性。 引引起起水水泥泥安安定定性性不不良良的的原原因因主主要要有有三三种种: :熟熟料料中中游游离离氧氧化化钙钙、方方镁镁石石过过高高及及水水泥泥中中石膏掺加量过多。石膏掺加量过多。(6)(6)氧氧化化镁镁（MgOMgO）：水水泥泥中中氧氧化化镁镁含含量量过过高

7、高时时，由由于于其其缓缓慢慢的的水水化化和和体体积积膨膨胀胀效效应应可可使使水水泥泥硬硬化化体体结结构构破破坏坏。采采用用压蒸蒸安安定定性性试验进行行检验。(7)(7)三氧化硫（三氧化硫（SOSO3 3） (8)(8)碱碱 硅酸盐水泥化学物理指标硅酸盐水泥化学物理指标 2.1.4.2 2.1.4.2 强强度与度与强强度等度等级 (1)1)水泥强度水泥强度水水泥泥强强度度是是水水泥泥试试体体净净浆浆在在单单位位面面积积上上所所能承受的外力。能承受的外力。 通通常常以以各各龄龄期期的的抗抗压压强强度度、抗抗折折强强度度来来表表示示水水泥泥的的质量量。一一般般3d3d或或7d7d以以前前的的强强度度

8、为为早早期期强强度度，28d28d及及其其后后的的强强度度称称为为后后期期强强度度，也也有有将将3 3个月以后的强用度称为后期强度。个月以后的强用度称为后期强度。 通通常常用用28d28d的的强强度度作作为水水泥泥质量量划划分分的的强强度等度等级。 (2) (2) 强度等级与水泥标号强度等级与水泥标号强强度度等等级级是是按按规规定定龄龄期期的的抗抗压压强强度度和和抗抗折折强强度度来来划分划分各强度等级水泥的各龄期强度值不得低于表数值。各强度等级水泥的各龄期强度值不得低于表数值。强强度等度等级习惯称之水泥称之水泥标号。俗称商品号。俗称商品标号。号。压力机压力机抗折机抗折机 压力测量实验压力测量实

9、验硅酸硅酸盐水泥的水泥的强强度指度指标（GB17599GB17599） (2) (2) 强度等级与水泥标号强度等级与水泥标号强强度度等等级级是是按按规规定定龄龄期期的的抗抗压压强强度度和和抗抗折折强强度度来来划划分分，各各强强度度等等级级水水泥泥的的各各龄龄期期强强度度值值不不得得低低于于表数值。表数值。强强度等度等级习惯称之水泥称之水泥标号。俗称商品号。俗称商品标号。号。 2.1.4.3 2.1.4.3 废品与不合格品品与不合格品 （1 1）废品）废品凡凡氧氧化化镁镁、三三氧氧化化硫硫、初初凝凝时时间间、安安定定性性中中的任一项不符合标准规定时，均为废品。的任一项不符合标准规定时，均为废品。

10、 （2 2）不合格品）不合格品凡凡细细度度、终终凝凝时时间间、不不溶溶物物、烧烧失失量量中中的的任任一一项项不不符符合合标标准准规规定定，或或混混合合材材料料掺掺加加量量超超过过最最大大限限量量、强强度度低低于于商商品品强强度度等等级级的的指指标标时时，该该水水泥泥称称为为不不合合格格品品。水水泥泥包包装装标标志志中中的的水水泥泥品品种种、强强度度等等级级、生生产产者者名名称称、出出厂厂编编号号不不全全的的，也也属属于不合格品。于不合格品。习惯称之水泥称之水泥标号。俗称商品号。俗称商品标号。号。2 22 2 硅酸硅酸盐水泥的生水泥的生产工工艺 2 22 21 1生产过程生产过程硅酸盐水泥的生产

11、过程通常可分为三个阶段：硅酸盐水泥的生产过程通常可分为三个阶段： 生料制备生料制备熟料煅烧熟料煅烧水泥制成。水泥制成。 生料制备生料制备熟料煅烧熟料煅烧水泥制成水泥制成 2 22 22 2生生产方法方法 按生料制备的方法分为：按生料制备的方法分为： 湿法、干法；湿法、干法； 按煅烧熟料窑的结构分为：按煅烧熟料窑的结构分为： 回转窑；立窑。回转窑；立窑。 湿湿 法法新型干法新型干法回转窑回转窑立窑立窑(1)湿法湿法生生料料浆浆水水分分占占32%40%左左右右。生生料料浆浆脱脱水水烘烘干后破碎，入窑煅烧，称之为半湿法。干后破碎，入窑煅烧，称之为半湿法。(2)干法干法 生生料料粉粉调调配配均均匀匀并

12、并加加入入适适量量水水，制制成成料料球球喂喂入入立立窑窑或或立立波波尔尔窑窑内内煅煅烧烧称称为为半半干干法法，料料球球含含水水12%15%。 2.2.2.1 2.2.2.1 湿法回湿法回转窑生窑生产工工艺流程与特点流程与特点 A.A.熟料熟料质量量较好且均匀好且均匀 B.粉尘飞扬少粉尘飞扬少 c.熟料单位热耗高熟料单位热耗高 2.2.2.22.2.2.2现代立窑水泥生代立窑水泥生产的基本特征的基本特征 现代立窑水泥应有的八项指标是：现代立窑水泥应有的八项指标是： .企业规模：年产水泥企业规模：年产水泥30万吨以上。万吨以上。 .技术装备技术装备:自动化控制及计算机管理。自动化控制及计算机管理。

13、 .产品质量产品质量:42.5等级水泥等级水泥 。 . 均匀稳定：水泥质量均匀性不大于均匀稳定：水泥质量均匀性不大于1.1R 。 .环境保护：达到国家标准环境保护：达到国家标准 。 .能能耗耗指指标标：热热耗耗3762 kj/kg以以下下，综综合合电电耗耗80（kw.h）/t以下。以下。 .全员实物劳动生产率：全员实物劳动生产率：1000 t/(人人.年年)以上。以上。 .企业管理：通过企业管理：通过ISO 9001质量管理体系认证。质量管理体系认证。 2.3 2.3 新型干法水泥生新型干法水泥生产技技术特征特征 新型干法水泥生产的特点新型干法水泥生产的特点 （1 1）优质）优质 （2 2）低

14、低耗耗：热热耗耗3000kJ/kg3000kJ/kg以以下下，水水泥泥单单位位电电耗耗9090110kWh/t110kWh/t以下。以下。 （3 3）高高效效 ：单单位位容容积积产产量量达达110110270kg/m270kg/m2 2，劳劳动动生产率达生产率达100010004000t/4000t/年年人。人。(4) (4) 环保环保 (5(5）装备大型化）装备大型化 ：单机生产能力达单机生产能力达10000t/d10000t/d (6) (6) 生产控制自动化生产控制自动化 (7) (7) 管理科学化管理科学化 (8(8）投资大建设周期较长）投资大建设周期较长 2.4 2.4 硅酸硅酸盐水

15、泥熟料水泥熟料 是是一一种种由由主主要要含含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的的原原料料按按适适当当比比例例配配合合磨磨成成细细粉粉（生生料料）烧烧至至部部分分熔熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水硬性胶凝物质。融，所得以硅酸钙为主要成分的水硬性胶凝物质。 2.4.1 2.4.1 熟料的化学熟料的化学组成成 主要化学成分与含量主要化学成分与含量 主主要要氧氧化化物物：CaO CaO SiOSiO2 2 AlAl2 2O O3 3 FeFe2 2O O3 3 其其总总和和通常占熟料总量的通常占熟料总量的95%95%以上。以上。其其它它氧氧化化物物：如如MgO MgO SOSO3 3 NaNa

16、2 2O O K K2 2O O TiOTiO2 2 P P2 2O O5 5等，其总量通常占熟料的等，其总量通常占熟料的5%5%以下。以下。2.4.1 2.4.1 熟料的化学熟料的化学组成成 主要化学成分要求主要化学成分要求 实实际际生生产产中中，硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中个个主主要要氧氧化化物物含含量量的的波波动范围一般为：动范围一般为： CaO 62% CaO 62%67%67% SiO SiO2 2 20% 20%24%24% Al Al2 2O O3 3 4% 4%7%7% Fe Fe2 2O O3 3 2.5% 2.5%6%6% 2.4.2 2.4.2 熟料的熟料的矿物物组成成 硅硅

17、酸酸盐水水泥泥熟熟料料是是一一种种多多矿物物组成成的的、结晶晶细小的人造石。通常小的人造石。通常为303060m60m。 主要矿物：主要矿物： 硅酸三钙（硅酸三钙（3CaOSiO3CaOSiO2 2，简写成，简写成C C3 3S S） 硅酸二钙（硅酸二钙（2CaOSiO2CaOSiO2 2，简写成，简写成C C2 2S S） 铝酸三钙（铝酸三钙（3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3，简写成，简写成C C3 3A A） 铁铁铝铝酸酸四四钙钙（4 4 CaOAlCaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3，简简写写成成C C4 4AFAF） 熟料的熟料的矿物物组成及岩相成及岩相结构

18、构2.4.2 2.4.2 熟料的熟料的矿物物组成成 其次矿物：其次矿物：游离氧化钙（游离氧化钙（f-CaOf-CaO）方镁石（方镁石（结晶晶 MgO MgO）玻璃体玻璃体硅硅酸酸三三钙钙和和硅硅酸酸二二钙钙合合称称硅硅酸酸盐盐矿矿物物，约约占占75%75%左右。左右。铝铝酸酸三三钙钙和和铁铁铝铝酸酸四四钙钙合合称称熔熔剂剂矿矿物物，约约占占22%22%左右。左右。硅酸硅酸盐矿物和熔物和熔剂矿物物总和和约占占95%95%左右。左右。 2.4.2 2.4.2 熟料的熟料的矿物物组成成 熟料熟料矿物含量范物含量范围（% %） 2.4.3 2.4.3 熟料的物理性能要求熟料的物理性能要求 凝凝结时间

19、安定性安定性 强强度度 硅硅酸酸盐水水泥泥熟熟料料物物理理性性能能的的检验，是是通通过将将水水泥泥熟熟料料在在500500500500标准准小小磨磨中中与与二二水水石石膏膏一一起起磨磨细至至表表面面积350 350 m2/kgm2/kg，8080 m m方方孔孔筛筛余余4%4%制成制成P.P.型硅酸型硅酸盐水泥后来水泥后来进行的。行的。 2 24 44 4化学成分与化学成分与矿物物组成成间的关系的关系 熟熟料料中中的的主主要要矿物物均均由由各各主主要要氧氧化化物物经高高温温煅煅烧化化合合而而成成，熟熟料料矿物物组成成取取决决于于化化学学组成成，控控制制合合适适的的熟熟料料化化学学成成分分是是获

20、得得优质水水泥泥水水泥泥熟熟料料的的中中心心环节，根根据据熟熟料料化化学学成成分分也也可可以以推推测出出熟熟料中各料中各矿物的相物的相对含量高低。含量高低。 （1 1）CaO CaO （2 2）SiOSiO2 2 （3 3）AlAl2 2O O3 3 （4 4）FeFe2 2O O3 3 （5 5）其他少量氧化物和微量元素）其他少量氧化物和微量元素 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 硅酸三钙硅酸三钙存在形式：存在形式：纯纯C C3 3S S只只在在2065125020651250温温度度范范围围内内稳稳定定，在在20652065以以上上不不一一致致熔熔融融为为CaO CaO 与与液

21、液相相；在在12501250以以下下分分解为解为C C2 2S S和和CaOCaO。调整纯调整纯C C3 3S S具有同质多晶现具有同质多晶现象象, ,熟料中熟料中C C3 3S S不不纯，总是与少量是与少量的其他氧化物如的其他氧化物如AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、MgOMgO、R R 2 2O O等形成固溶体。在反光等形成固溶体。在反光显微微镜下下为黑色多角形黑色多角形颗粒，粒，又称阿利特（又称阿利特（AliteAlite），），简称称A A矿。 硅酸三钙硅酸三钙矿物水化特性：矿物水化特性：水水化化较较快快，水水化化反反应应主主要要在在28d28d以以内内进进行行，

22、约约经一年后水化过程基本结束。经一年后水化过程基本结束。早早期期强强度度高高，强强度度的的绝绝对对值值和和增增进进率率较较大大。其其28d28d强强度度可可达达到到一一年年强强度度的的70%70%80%80%。水水化化热较高高；抗水性抗水性较差。差。 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 硅酸二钙硅酸二钙多晶转变多晶转变纯纯C C2 2S S在在14501450以下有同质多晶现象。以下有同质多晶现象。其其中中：-C-C2 2S S的的密密度度为2.97g/cm2.97g/cm3 3，-C-C2 2S S的的密密度度为3.28g/cm3.28

23、g/cm3 3，故故发生生转变时，伴伴随随着着体体积膨膨胀10%10%，结果果是是熟熟料料崩崩溃，生生产中中称之称之为粉化。而粉化。而-C-C2 2S S几乎无水硬性。几乎无水硬性。 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 硅酸二钙硅酸二钙 矿物特性矿物特性 熟熟料料中中硅硅酸酸二二钙通通常常固固溶溶有有少少量量氧氧化化物物如如AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、MgOMgO、R R 2 2O O等等形形成成固固溶溶体体，称称贝利利特特（BeliteBelite），简称称B B矿。在在反反光光显微微镜下下呈呈圆粒粒状状，常常具具有有黑黑白白交交叉双晶条叉双晶条纹。 2

24、 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 硅酸二钙硅酸二钙水化特性水化特性水水化化反反应应比比C C3 3S S慢慢的的多多，28d28d只只水水化化20%20%左左右右，凝结硬化慢；凝结硬化慢；早早期期强强度度低低，但但28d28d后后强强度度仍仍能能较较快快增增长长，一一年后其强度可赶超阿利特；年后其强度可赶超阿利特；水化水化热小；抗水性好。小；抗水性好。 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 铝酸三钙铝酸三钙矿物特性矿物特性C C3 3A A可可固固溶溶有有少少量量SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3、MgOMgO、R R 2 2O O等等形形成成固固溶溶体体，在在反

25、反光光镜下下，其其反反光光能能力力弱弱，呈呈暗暗灰灰色，并填充在色，并填充在A A矿与与B B矿中中间，又称黑色中，又称黑色中间相。相。 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 铝酸三钙铝酸三钙水化特性水化特性水水化化迅迅速速，凝凝结结较较快快，如如不不加加石石膏膏等等缓缓凝凝剂剂，易易使使水水泥泥急急凝凝；早早期期强强度度较较高高，但但绝绝对对值值不不高高，其其强强度度3d3d之之内内大大部部分分发发挥挥出出来来，以以后后几几乎乎不不增增长长，甚甚至至倒倒缩缩；水水化化热高高；干干缩变形形、脆脆性性大大，耐耐磨磨性性差差，抗硫酸抗硫酸盐性能差。性能差。 2 24 45 5熟料熟料矿物的

26、特性物的特性 铁铝酸四钙铁铝酸四钙矿物特性矿物特性铁铝酸酸四四钙代代表表的的是是一一系系列列连续的的铁相相固固溶溶体体。通通常常固固溶溶有有少少量量的的MgOMgO、SiOSiO2 2等等氧氧化化物物，又又称称才才利利特特（CeliteCelite）或或C C矿。在在反反光光镜下下其其反反射射能能力力强强，呈呈亮亮白色，并填充在白色，并填充在A A矿与与B B矿之之间，也称白色中，也称白色中间相。相。 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 铁铝酸四钙铁铝酸四钙水化特性水化特性水水化化速速度度在在早早期期介介于于铝铝酸酸三三钙钙与与硅硅酸酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙；三钙之间，但

27、随后的发展不如硅酸三钙； 早早期期强强度度类类似似于于铝铝酸酸三三钙钙，而而后后期期还还能不断增长，类似于硅酸二钙；能不断增长，类似于硅酸二钙； 水水化化热较铝酸酸三三钙低低，抗抗冲冲击性性能能和和抗硫酸抗硫酸盐性能性能较好。好。 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 玻璃体玻璃体 形形成成 部部分分熔熔融融液液相相被被快快速速冷冷却却来来不不及及结晶晶而而成成为过冷凝体冷凝体主要成分主要成分 Al Al2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO、R R 2 2O O含量含量 取决于液相量及冷却条件取决于液相量及冷却条件 性能性能 不不及及晶晶体体稳定定

28、，水水化化热较大大；可可改改善善熟熟料料性性能能与与易磨性。易磨性。 2 24 45 5熟料熟料矿物的特性物的特性 游离氧化游离氧化钙（f-CaOf-CaO） 定义定义是是指指熟熟料料中中没没有有以以化化合合状状态存存在在而而是是以以游游离离状状态存在的氧化存在的氧化钙。 游离氧化游离氧化钙的种的种类及其及其对安定性的影响安定性的影响 方镁石（方镁石（MgOMgO） 指游离状态的氧化镁晶体。指游离状态的氧化镁晶体。产生产生 一部分氧化镁存在于玻璃体中，一部分结晶呈游离状态。一部分氧化镁存在于玻璃体中，一部分结晶呈游离状态。 当当熟熟料料快快冷冷时时，结结晶晶细细小小，慢慢冷冷时时晶晶体体发发育

29、育较较大大，结结构构致致密。密。危害危害 方方镁镁石石与与水水反反应应速速度度很很慢慢，几几个个月月甚甚至至几几年年才才明明显显反反映映出出来来。水水化化生生成成Mg(OH)Mg(OH)2 2时时，体体积积膨膨胀胀148%148%，在在水水泥泥石石内内产产生生应应力力，轻轻者者会会降降低低水水泥泥制制品品强强度度，重重者者会会造造成成水水泥泥制制品品破破坏。坏。 方方镁镁石石含含量量越越多多，晶晶体体尺尺寸寸越越大大，引引起起的的破破坏坏越越严严重重，因因此此，应应限限制制其其含含量量及及晶晶体体尺尺寸寸。熟熟料料冷冷却却速速度度越越快快，方方镁镁石晶体越小，含量越少。石晶体越小，含量越少。重

30、点2 25 5 熟料的率熟料的率值 硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料中中各各主主要要氧氧化化物物含含量量之之间比例关系的系数称作率值。间比例关系的系数称作率值。表表示示化化学学成成分分与与矿矿物物组组成成之之间间的的关关系系，水泥熟料的性能及其对煅烧的影响。水泥熟料的性能及其对煅烧的影响。 在在一一定定的的工工艺条条件件下下，率率值是是水水泥泥生生产质量控制的主要指量控制的主要指标。 我我国国主主要要采采用用石石灰灰饱和和系系数数（KHKH）、硅硅率（率（n n）、）、铝率（率（p p）三个率）三个率值。 2 25 51 1石灰石灰饱和系数和系数 物物理理意意义：KHKH表表示示水水泥泥熟熟料料中

31、中的的总CaOCaO含含量量扣扣除除饱和和酸酸性性氧氧化化物物（如如AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3）所所需需要要的的氧氧化化钙后后，剩剩下下的的与与二二氧氧化化钙化化合合的的氧氧化化钙的的含含量量与与理理论上上二二氧氧化化硅硅全全部部化化合合成成硅硅酸酸三三钙所所需需要的氧化要的氧化钙含量的比含量的比值。 简言言之之，石石灰灰饱和和系系数数表表示示熟熟料料中中二二氧氧化化硅硅被被氧氧化化钙饱和成硅酸三和成硅酸三钙的程度。的程度。 数学表达式：数学表达式：式式中中：CaOCaO、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、SOSO3 3分分

32、别别为为熟熟料中相应氧化物的质量百分数；料中相应氧化物的质量百分数；f- f- CaOCaO、f- f- SiOSiO2 2分分别为熟熟料料中中呈呈游游离离状状态的的氧氧化化钙、二氧化硅的、二氧化硅的质量百分数。量百分数。 KHKH值与熟料矿物间的关系值与熟料矿物间的关系 从理论上讲：从理论上讲：KHKH值高，则值高，则C C3 3S S较多，较多，C C2 2S S较少。较少。（1 1）、）、KH=1KH=1，熟料中只有，熟料中只有C C3 3S S，而无，而无C C2 2S S；（2 2）、KHKH1 1，无无论论生生产产条条件件多多好好，熟熟料料中中都都有有游游离离氧氧化化钙存在；钙存在

33、；（3 3）、）、KH=0. 667KH=0. 667，熟料中无，熟料中无C C3 3S S。 因此，熟料的因此，熟料的KHKH值应控制在值应控制在0.6670.6671 1间。间。 实实际际生生产产中中，为为使使熟熟料料顺顺利利形形成成，又又不不产产生生过过多多的的游游离离氧化钙，通常氧化钙，通常KHKH值控制在值控制在0.870.870.960.96。其他石灰饱和系数其他石灰饱和系数LSFLSF的的含含义义：熟熟料料中中CaOCaO含含量量与与全全部部酸酸性性组组分分需需要要结结合合的的CaOCaO含含量量之之比比。一一般般LSFLSF值值高高水水泥泥强度也高。强度也高。LSFLSF的的取

34、取值值：一一般般硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料LSF=90LSF=909595早强型的水泥熟料早强型的水泥熟料 LSF=95LSF=9598982 25 52 2硅率硅率 含含义：熟熟料料中中SiOSiO2 2含含量量与与AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3之之和和的的比比例例。反反映映了了熟熟料料中中硅硅酸酸盐矿物物（C C3 3S+CS+C2 2S S）、熔熔剂矿物物（C C3 3A+CA+C4 4AFAF）的的相相对含量。含量。 SMSM值与熟料矿物及煅烧之间的关系：值与熟料矿物及煅烧之间的关系： SMSM值值过过高高，表表示示硅硅酸酸盐盐矿矿物物多多，熔熔剂剂矿矿物物少

35、少，对对熟熟料料强强度度有有利利，但但将将给给煅煅烧烧造造成成困困难难；随随SMSM值值的的降降低低，液液相相量量增增加加，对对熟熟料料的的易易烧烧性性和和操操作作有有利利，但但SMSM值值过过低低，熟熟料料强强度度低低，操操作作困难。困难。 一般取值：一般取值：1.71.72.7 2.7 2 25 53 3铝率（又称率（又称铝氧率或氧率或铁率）率） 含含义：表表示示熟熟料料中中AlAl2 2O O3 3含含量量FeFe2 2O O3 3含含量量之之比比，反反映映了了熟熟料料中中C C3 3A A和和C C4 4AFAF的的相相对含含量量。也也反反映映煅煅烧过程程中中液液相相的的性性质（主主要

36、要是是液液相相的的粘粘度度，C C3 3A A形形成成的的液液相相粘粘度度大大，C C4 4AFAF形形成成的的液液相相粘粘度度小）小） pp值与熟料矿物及煅烧的关系值与熟料矿物及煅烧的关系 p p值值过过大大，C C3 3A A多多，液液相相粘粘度度大大，不不利利于于C C3 3S S 的的形形成成，易易引引起起熟熟料料快快凝凝；p p值值过过低低，C C4 4AFAF量量相相对对较较多多，液液相相粘粘度度小小，对对C C3 3S S 的的形形成成有有利利，但易使窑内结大块，对煅烧不利。但易使窑内结大块，对煅烧不利。 说明明：三三个个率率值要要相相互互配配合合适适当当，才才能能使使熟料熟料顺

37、利利烧成，并保成，并保证熟料熟料质量。量。 2.5.4 2.5.4 熟料率熟料率值的控制的控制 在在工工厂厂生生产中中，为了了使使熟熟料料顺利利烧成成，保保证熟熟料料的的质量量，应同同时控控制制KHKH、n n、p p这三三个个率率值，并并使使三率三率值相相应配合适当。配合适当。 窑型窑型KHKHn np p预分解窑预分解窑0.860.860.900.902.22.22.62.61.31.31.81.8湿法长窑湿法长窑0.880.880.920.921.51.52.52.51.01.01.81.8干法回转窑干法回转窑0.860.860.890.892.02.02.352.351.01.01.6

38、1.6立波尔窑立波尔窑0.850.850.880.881.91.92.32.31.01.01.81.8立窑（无矿化剂）立窑（无矿化剂）0.850.850.020.022.02.00.10.11.31.30.10.1立窑（掺复合矿化立窑（掺复合矿化剂）剂）0.920.920.960.961.61.62.12.11.11.11.51.52 26 6 熟料矿物组成的计算与换算熟料矿物组成的计算与换算 获得熟料的得熟料的矿物物组成的方法：成的方法：仪器器分分析析法法：如如岩岩相相分分析析；X X射射线分分析析；红外外光光谱分析等。分析等。理理论计算法。算法。 2 26 61 1 硅酸硅酸盐水泥熟料水泥

39、熟料矿物物组成的成的计算算 化学法化学法C C3 3S=3.80S=3.80（3KH-23KH-2）SiOSiO2 2C C2 2S=8.60(1-KH) SiOS=8.60(1-KH) SiO2 2C C3 3A=2.65(AlA=2.65(Al2 2O O3 3-0.64Fe-0.64Fe2 2O O3 3) )C C4 4AF=3.04FeAF=3.04Fe2 2O O3 3式式中中：SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3分分别别是是熟熟料料中中相相应应氧氧化化物的百分含量（物的百分含量（% %）。）。KHKH是熟料的石灰是熟料的石灰饱和系数。和系数。

40、 2 26 61 1 硅酸硅酸盐水泥熟料水泥熟料矿物物组成的成的计算算 代数法：（也称鲍格法）代数法：（也称鲍格法）C C3 3S=4.07S-7.60S-6.72A-1.43F-2.86 SOS=4.07S-7.60S-6.72A-1.43F-2.86 SO3 3C C2 2S=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SOS=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SO3 3- -3.07C=2.87S-0.754 C3.07C=2.87S-0.754 C3 3S SC C3 3A=2.65A-1.69FA=2.65A-1.69FC C4 4AF=3.04FAF=3.04FCaSOC

41、aSO4 4=1.70 SO=1.70 SO3 3式式中中：C C、S S、A A、F F、SOSO3 3分分别别代代表表熟熟料料中中CaOCaO、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3 、SOSO3 3的百分含量。的百分含量。以上公式适用于：以上公式适用于：IM0.64IM0.64重点2 26 61 1 硅酸硅酸盐水泥熟料水泥熟料矿物物组成的成的计算算 【例例2.12.1】已已熟熟料料化化学学成成分分如如表表2.112.11所所示示，试试求求熟熟料料的的率率值和和矿矿物物组组成。成。 氧化物氧化物SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O

42、 O3 3CaOCaOMgOMgOSOSO3 3-CaO-CaO % %（质量）（质量）21.4021.406.26.22 24.354.3565.6065.601.061.060.370.371.001.00100.00100.00=0.877=0.877按化学法公式可求得熟料矿物组成：按化学法公式可求得熟料矿物组成：C C3 3S S 3.803.80（ 3KH3KH 2 2） SiOSiO22 3.803.80（ 30.87730.8772 2）21.4021.4051.31%51.31%C C3 3S S8.608.60（1 1KHKH）SiOSiO228.608.60（1 10.87

43、70.877）21.4021.4022.64%22.64%C C3 3A A2.652.65（AlAl2 2O O3 30.64Fe0.64Fe2 2O O3 3） 2.652.65（6.226.220.644.350.644.35）9.11%9.11%CC4 4AFAF3.04Fe3.04Fe2 2O O3 33.044.353.044.3513.22%13.22%解：解： 2 26 62 2 熟料化学熟料化学组成、成、矿物物组成成与率与率值的的换算算 由由矿物物组成成计算各率算各率值 2 26 62 2 熟料化学熟料化学组成、成、矿物物组成成与率与率值的的换算算 由熟料率由熟料率值计算化学

44、成分算化学成分设=CaO+SiO=CaO+SiO2 2+Al+Al2 2O O3 3+Fe+Fe2 2O O3 3，一一般般=95%98%=95%98%，具具体体值大大小小受受原原料料化化学学成成分分和和配配料料方方案案的的影影响，通常情况下可取响，通常情况下可取=97.5%=97.5%。 AlAl2 2O O3 3pFepFe2 2O O3 3SiOSiO2 2n n（AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3）CaOCaO（SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3） 2 26 62 2 熟料化学熟料化学组成、成、矿物物组成成与率与率值的的换算算 由由

45、矿物物组成成计算化学成分算化学成分 SiOSiO2 20.2631C0.2631C3 3S S0.3488C0.3488C2 2S SAlAl2 2O O3 30.3773C0.3773C3 3A A0.2098C0.2098C4 4AFAFFeFe2 2O O3 30.3286C0.3286C4 4AFAFCaOCaO 0.7369C0.7369C3 3S S 0.6512C0.6512C2 2S S 0.622C0.622C3 3A A0.4616C0.4616C4 4AFAF0.4119CaSO0.4119CaSO4 4SOSO3 30.5881CaSO0.5881CaSO4 4本章学本

46、章学习小小结 硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的基基本本组组分分材材料料是是硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料、混合材料、石膏。混合材料、石膏。硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的生生产产过过程程通通常常可可分分为为三三个个阶阶段段：生生料料制制备备、熟熟料料煅煅烧烧、水水泥泥制制成成。按按煅煅烧熟熟料料窑窑的的结构可分构可分为回回转窑、立窑窑、立窑。 硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料主主要要含含CaOCaO、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3。主要矿物为。主要矿物为C C3 3S S、C C2 2S S、C C3 3A A、C C4 4AFAF采采用用石石灰灰饱饱和和系系数数（KHKH）、（n n）、（p p）三三个个率率值值作作为控控制制生生产的的主主要要指指标 ，可可以以对对熟熟料料率率值、化学组成、矿物组成进行测算和换算。值、化学组成、矿物组成进行测算和换算。