掺细磨混合材水泥颗粒级配与水泥性能的研究
2009-09-12 20:11:57| 分类：水泥| 标签：|字号大中小订阅
在水泥和混凝土中掺入高细度混合材以提高水泥及其制品的力学强度,是许多国家建材工作者研制超高强水泥和高强混凝土所采用的技术路线之一。借鉴研制高强度水泥和混凝土的部分技术措施,笔者尝试在通用水泥的生产过程中利用掺入细磨混合材的方法,来提高水泥的强度和增加混合材掺量,从而达到提高水泥质量、降低生产成本的目的。为此,试验研究了水泥颗粒级配对水泥强度的影响,以及不同配比和粉磨细度的水泥性能。
1 试验原料及试验方法
1.1 试验用混合材的化学成分
试验所用各种混合材的化学成分列于表1。
1.2 试验方法
为了控制掺细磨混合材水泥当中混合材和水泥熟料等各组分的粉磨细度和水泥颗粒级配，小磨试验中采用两套研磨体。一套为微型研磨体(钢段直径8～25mm)，主要用于研磨水泥中的混合材等高细组分；一套为普通研磨体(钢段直径>20 mm),用于研磨水泥中的熟料等粗组分。分别控制和调整水泥中粗组分和细组分的粉磨细度，并按不同比例将两个组分混合均匀，从而找出较合理的水泥颗粒级配。并对不同水泥配比和粉磨细度的这种水泥基本性能进行了测试。
2 水泥颗粒级配对强度的影响
2.1 不同颗粒级配的水泥强度
试验中选用了6组试验样品,其中1组为混合粉磨,5组为分别粉磨,但粗、细组分细度均不相同。
图1为上述不同粉磨方式和粉磨细度即不同颗粒级配的水泥强度增长曲线。图中曲线A为混合粉磨,其余B、C、D、E、F五条曲线为分别粉磨。各条曲线所对应的水泥强度试验结果和粉磨细度列于表2。
其中A组水泥和与A组水泥比表面积相同的D组水泥,以及与A组水泥强度相近的B组水泥的颗粒级配列于表3和表4。
注:1.表中各组数据为3套试样数据平均值,下表同。2.水泥中粗组分平均配比为:熟料57%、石膏4%、矿渣16%;细组分平均配比为:沸石7%、矿渣和硅灰石尾矿共10%、石灰石和石膏共6%。
3.细组分中沸石比例相对较多,故粉磨的比表面积控制较高。对不同的混合材应控制不同的比表面积(见表6)。
结合图1、表2～表4，可以看出：
1)在水泥比表面积和中位粒径基本相同的情况下,分别粉磨的D组试样与混合粉磨的A组试样相比,由于水泥颗粒级配的不同,28d抗压强度提高了6.7 MPa,约13.4%,3d抗压强度提高近3.0 MPa,即12.3%。
2)在分别粉磨的试样中,D组试样与B、C两组试样相比,虽然其水泥比表面积居于B、C两者之间,但其抗压强度却明显高于两者。表明分别粉磨对水泥强度的影响不完全取决于混合后的水泥细度,而主要决定于水泥中粗组分和细组分各自的粉磨细度和比例,即水泥的颗粒级配情况。
2.2 较佳水泥颗粒级配的组成特点
将表3、表4中A、D和B三组水泥颗粒级配数据,分别绘制成水泥颗粒频度分布图(图2和图3)和累积分布曲线图(图4)。
从图2、图3可以看出,D、B、A三组水泥在2～64μm之间的几个局部粒径范围内存在着较明显而有规律的差别。其中,强度最高的D组水泥在8～24μm和32～48μm两个粒级范围内的颗粒含量明显多于A组水泥和B组水泥,而在2～64μm的其余范围内颗粒含量均低于或等于A、B两组水泥。仅在>64μm 和<2μm的范围内,D组水泥的颗粒含量介于A组水泥和B组水泥之间。
如将水泥颗粒频度分布情况绘制成圆滑连续的曲线(如图2所示),则可看到在2～64μm范围内,D 组水泥和A组水泥均有两个高峰和三个峰谷。前者的两个曲线峰均高于后者相对应的高峰,而三个峰谷均低于后者,并且前者每个曲线峰的宽度都相对较窄。表明其颗粒在两个不同粒径范围内的分布更加集中。同样,在此范围内D组水泥与B组水泥相比,亦有完全相同的特点。
通过水泥颗粒累积分布曲线图(图4)和统计粉磨产品粒度分布最常用的罗拉本(RRB)公式: ,进一
步分析以上三组水泥的颗粒组成特性。根据式中某一粒径x(μm)的累积筛余量R(%),可以计算出颗粒分布的特征粒径x和均匀性系数n。结合图4和表4中数据,取其中>8μm和>32μm这两项最有代表性的累积筛余含量代入RRB公式,求出水泥A、D和B三组水泥的特征粒径和均匀性系数,分别列于表5。
由表5可见,A、D、B三组水泥的特征粒径和均匀性系数各不相同。其中,强度最高的掺细磨混合材的D组水泥与混合粉磨的A组水泥相比,其特征粒径较大,均匀性系数较小,表明其产品颗粒相对较粗且不均匀;而与同是掺细磨混合材的B组水泥相比,其特征粒径较小,均匀性系数较大,表明其产品颗粒相对较细且较均匀。应当指出:对于采用相同粉磨方法粉磨的水泥,在一定范围内特征粒径越小,均匀性系数越大,水泥强度越高。通过上述试验结果的数据分析可以看出,将掺细磨混合材的水泥与混合粉磨的水泥相比,并不符合这一规律。
2.3 颗粒级配影响水泥强度的规律分析
综合A、D、B三组水泥的颗粒级配和力学强度试验结果的对比分析,可以初步看出掺细磨混合材水泥颗粒级配的组成对水泥强度的影响具有一定规律。即在一定粒径范围内,将水泥颗粒的频度分布曲线调整成由两个以上的高峰所组成的曲线,每一高峰的宽度越窄,其强度性能越好。也就是说水泥颗粒的分布尽量控制在几个不同的范围内,且每一范围越小(颗粒越集中),对水泥强度越为有利。这一观点与英国MDF水泥(无缺陷水泥)所控制的颗粒组成特点是一致的。
2.4 颗粒级配影响水泥强度的作用机理探讨
水泥颗粒级配的分布情况及其控制方式影响水泥强度的作用机理有以下三点:
1)由于采用了分别粉磨方式,可根据需要调整水泥中粗细颗粒的比例和细度,使水泥中的细粒子更好地填充在粗颗粒所包围的空隙内,有利于水泥浆体形成较致密的结构。这与国外研制超高强水泥的作用机理有相似之处。
2)使熟料和混合材的粉磨细度均控制在合适的范围内,从而使熟料的胶凝性得到合理有效地发挥;混合材的活性大为提高,并与熟料水化析出的粘结强度很低的Ca(OH)2充分反应,形成更多的CSH凝胶,从而增加水泥强度。这一点对通用水泥强度的提高起主要作用。
3)随着粉磨细度的提高,掺合料中的某些非活性组分才能有效地或更好地发挥作用。一方面能更充分地参与水泥水化反应,生成较多有利于强度的水化物;另一方面,进一步激发混合材的活性,促进水泥水化
和硬化。
3 不同配比和粉磨细度的水泥性能及其特点
表6列出了不同配比和粉磨细度的水泥一般物理性能。从中可以看出掺细磨混合材的水泥具有以下两大特点：
注:各组试样水灰比均为0.44。第一组试验所用混合材的化学成分见表1中矿渣1,沸石1和石灰石1;第二、三组试验所用混合材的化学成分见表1中矿渣2、沸石2、和石灰石2。
1)水泥强度高
如表6中802和903两个编号的水泥,在混合材掺量约35%的情况下,水泥标号已分别达到725R 型硅酸盐水泥和625R型普通水泥的强度指标。其28d抗压强度分别比相应的熟料强度提高18.5MPa和16.1 MPa。
2)混合材掺量大
表6中第三组试验数据表明,在混合材掺量为55%～60%,且熟料28d强度仅42.1MPa的情况下,水泥的标号仍能达到425号矿渣水泥的强度指标,且有很大的富余标号。尤其是水泥28d强度仍能高于熟料强度10MPa左右。可见,混合材掺量还可以继续增加。
原作者：陈立军王永平张丹
第一章回转窑及预分解技术 第一节水泥熟料的形成 水泥是重要的建筑材料之一，它的煅烧方法从立窑生产到现代干法生产经过了180年的历史。而水泥熟料是水泥生产的半成品，其形成过程是水泥生产的一个重要的环节，它决定着水泥产品的产量、质量、消耗三大指标。本节将主要阐述熟料的形成过程和水泥熟料形成热的计算方法。 一、水泥熟料煅烧方法及窑型的演变 （一）水泥熟料的煅烧方法 从水泥熟料的生产方法分为干法生产、湿法生产以及半干法生产。干法生产是指干生料粉进入窑内进行煅烧；湿法生产是将原料加水粉磨，黏土用淘泥机制成泥浆，然后将含水量为32-40%的生料浆搅拌均匀后入窑煅烧；半干法生产是将生料粉加入12-14%的水分成球后，再入窑进行煅烧。 （二）水泥窑型的演变 自发明水泥以来，水泥窑型发生了巨大的变化，经历了立窑、干法中空回转窑、湿法窑、立波尔窑、悬浮预热器窑至窑外分解窑的变化。其规模从!) 世纪的日产几吨，发展到目前日产1万吨，增加了1000倍以上。 在这些变化中有几次重大技术突破，第一次是%# 世纪初湿法回转窑的出现并得到全面推广，提高了水泥的产量和质量，奠定了水泥工业作为现代化工业的基础；第二次是20世纪50-70年代悬浮预热和预分解技术的出现（即新型干法水泥生产技术），大大提高了水泥窑的热效率和单机生产能力，促进了水泥工业向大型化、现代化的进一步发展；第三次是20世纪80年代以后计算机信息化和网络化技术在水泥工业中得到了广泛应用，使得水泥工业真正进入了现代化阶段。 1824年，世界上第一台立窑在英国诞生，这是人类最早的用来煅烧水泥熟料窑型。它是一个竖直放置的静止的圆筒，窑内自然通风，生料制成块状，与燃料块交替分层加入窑内，采用间歇的人工加料和出料操作。立窑的产生
水泥细度是表示水泥被磨细的程度或水泥分散度的指标。通常，水泥是由诸多级配的水泥颗粒组成的。水泥颗粒级配的结构对水泥的水化硬化速度、需水量、和易性、放热速度，特别是对强度有很大的影响。在一般条件下，水泥颗粒在0～10滋m 时，水化最快；在3～30滋m 时，水泥的活性最大；大于60滋m 时，活性较小，水化缓慢；大于90滋m 时，只能进行表面水化，只起到微集料的作用。所以，在一般条件下，为了较好地发挥水泥的胶凝性能，提高水泥的早期强度，就必须提高水泥细度，增加3～30滋m 的颗粒级配比例。但必须注意，水泥细度过细，比表面积过大，小于3滋m 的颗粒过多，水泥的需水量就偏大，将使硬化水泥浆体因水分过多引起孔隙率增加从而降低了强度。同时，水泥细度过细，也会影响水泥的其他性能，如储存期水泥活性下降较快、水泥的需水性增大、水泥制品的收缩增大、抗冻性降低等。另外，水泥细度过细将显著影响水泥磨的性能发挥，使产量降低，电耗增加。所以，水泥企业在生产中必须合理控制水泥细度，使水泥具有合理的颗粒级配。 不同粉磨系统所生产的水泥的颗粒级配相差较大。开路粉磨系统的颗粒总体分布范围比较宽，颗粒总体粒径偏小，细粉含量高；而闭路磨颗粒分布范围窄，颗粒总体粒径偏大，细粉含量偏少，粗粉含量多。 水泥中混合材的种类和掺量也会影响水泥的颗粒级配，掺石灰石、火山灰类易磨性好的混合材的水泥中细颗粒含量会增加；掺矿渣、磷渣等易磨性差的混合材的水泥中细颗粒含量较少。对使用不同混合材和不同掺量的水泥，所要求的颗粒级配也不相同。由于提高粉磨细度可以显著提高水泥强度，再加上矿渣水泥易磨性差，因此，对于矿渣水泥通常要求磨细些，要尽量提高其微粉含量。而掺火山灰质混合材和石灰石的水泥则很容易产生微粉，从而使水泥的比表面积提高，水泥需水量增加，但对水泥强度的提高并不多，所以应尽量减少其微粉含量。 总之，水泥颗粒级配到底应控制在什么范围比较好，并没有一成不变的答案，应根据水泥企业的工艺情况和水泥性能的要求来决定。【作者】：林宗寿
LS-C(I)为水泥专用激光粒度分析仪,本仪器完全满足水泥颗粒级配测试要求。 原理
。。本仪器利用激光散射原理测量颗粒。通过压缩空气分散粉体样品,用计算机控制测量过程，分析数据，输出测量结果。 性能指标 。 测量范围：0.5~300μm 。 重复精度：±3%(D50)。 。 探测器数量：40 。 软件环境：Windows 98 。 光源：He-Ne 激光器，功率2mW ，波长0.6328μm 。 外形尺寸： 1000(L)×350(W)×250(H)mm 。 附属设备：空压机、储气罐、空气过滤 。 器、吸尘器、标准粒子板等 ◆ 输出项目 。 ● 粒度分布(见"粒度测试报告"示例) 。 ● 中位径D50、特征粒径和宽度系统 。 ● ＞80μm 百分含量（细度） 。 ● 比表面积 。 ● 行业用分段颗粒百分比含量 。 ● 其他粒度综合参数 ◆ 相关连接。 图3：干法激光粒度分析仪"粒度 如何断定粒度仪的性能？ 。。用户在比较和选购粒度仪器时，最关心是性能价格比。在性能方面，以下指标对粒度仪是非常重要的，即重复性、真实性、易操作 性和测量范围。下面分别加以论述： 。。重复性：又称再现性或精度，是指仪器对同一样品进行多次测量所得的重复误差；误差越小，表示重复性越好。粒度仪的重复误差有其特殊性，表现在： 。。粒度仪测得的基本结果是粒度分布，是一组数，而不是一个数。从道理上说应考察每个数的重复误差，才能全面评价仪器的重复性。然而这样做是很繁琐的，也不能给人以明确的结论。现行的激光粒度 仪国际标准建议,用D50[或D(4,3)]、D10 和D90，即平均粒径，下限粒径和上限粒径的重复性来衡量仪器的整体重复性，我们认为这一评价方法也适用于其他粒度仪。 。。一般来说样品的分布宽度越宽，则重复性越差。如果有人告诉你，他的仪器重复误差小于1%，而不说明样品分布宽度，处于量程的哪一段？是哪项指标？那么这个重复误差的含义不明确，参考价值不大。激光粒度仪的现行国际标准推荐，如果用分布宽度小于10(即仪器标示的最大粒与最小粒之比)或分布的离散度小于50%，且粒度处于仪器量程中段的样品作检验样品，只要D50的重复误差小于±3%，D10和D90的重复误差小于5%，那么仪器就是合格。另外还指出，如果粒径小于10μm ，那么上述指标可以翻倍。后面对小粒子补充说明是考虑到粒径越小，在绝对误差相同的情况相对误差就越大。 。。真实性：前文谈到粒度测量不宜引用“准确性”这一指标，但不意味着测量结果可以漫无边际地乱给，如果这样就失去了测量的真实性。 。。不同仪器之间测量结果的差别，应在合理的范围之内。何谓例题？目前还没有系统的研究，但有一些零星的结论，例如：各种原理
1根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较较平缓时表示土的级配良好。 2最常用的颗粒分析方法有筛分法和水分法。 3砂类土样级配曲线能同时满足Cu ≧5及Cc = 1～3的土才能称为级配良好的土。 4常见的粘土矿物有蒙脱石、伊里石、高岭石；由于粘土矿物颗粒很细，比表面积很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力，因此，土中含粘土矿物愈多，则土的粘性、塑性和胀缩性也愈大。 5粘性土中含水量不同，可分别处于固态、半固态、可塑态、流动态四种不同的状态。其界限含水量依次是缩限、塑限、液限。 6土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是环刀法、比重瓶法、烘干法。 7 土的触变性是指粘性土的结构受到扰动时，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大的性质。 8土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越越多。 9碎石土是指粒径大于 2 mm的颗粒超过总重量50%的土。 10土的饱和度为土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。 11渗流破坏主要有流砂(土)和管涌两种基本形式。 12达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。 1 结合水是液态水的一种，故能传递静水压力。 ×，不能传递静水压力。 2土的结构最主要的特征是成层性。 ×，结构改为构造。 3 4 无论什么土，都具有可塑性。×，无粘性土不具有可塑性。 5 用塑性指数IP可以对土进行分类。×，对粉土和粘性土分类。 6相对密实度Dr主要用于比较不同砂土的密实度大小。 ×，是反映砂土本身的密实程度。 7砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的。×，去掉“及其形状”。 8粉土的塑性指数IP小于或等于10、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。×，将“55%”改为“50%”。 9 甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量一定高于乙土的含水量。 ×，二者没有必然联系。 10两种不同的粘性土，其天然含水量相同，则其软硬程度相同。 ×，液性指数相同时软硬程度才相同。 11地下水位上升时，在浸湿的土层中，其颗粒相对密度和孔隙比将增大。×，保持不变。12达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。 13土的孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。×对黏性土不成正比。 14发生流砂时，渗流力方向与重力方向相同。×相反。 15管涌发生在渗流溢出处，而流土发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部。 ×应将管涌与流土对调。
水泥熟料矿物的特性 硅酸三钙 硅酸三钙是硅酸水泥熟料中的主要矿物，它是在高温液相作用下，由先导形成的固相硅酸二钙吸收氧化钙而成。 （1）矿物特征 水泥熟料中的硅酸三钙并不是以纯的C 3 S形式存在，而总是与少量的其他 氧化物如A1 2O 3 、Fe 2 O 3 、MgO、R 2 O等形成固溶体。这种固溶体在反光显微镜下的 岩相照片为黑色多角形颗粒，将其定名为阿利物（Alite），简称A矿。 （2）水化特性 硅酸三钙加水调和后，在其为断的与水发生反应的过程中，具有如下特 性： ａ.水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约经一年后水化过程基本完成； ｂ.早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率较大。其28d强度可以达到它一年强度的70% ~ 80%，就28d或一年的强度来说，在四种主要矿物中硅酸三钙最高，它对水泥的性能起着主导作用。 ｃ.水化热较高，水化过程中释放出约500J/g的水化热；抗水性较差。因 此，如果要求水泥的水化热较低，抗水性较好时则宜适当降低熟料中的C 3 S含量。 硅酸二钙 硅酸二钙由C a O与SiO 2 化合而成，是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物之一。 （1）矿物特征 硅酸二钙通常因溶有少量氧化物A1 2O 3 、Fe 2 O 3 、MgO、R 2 O等面呈固溶体存 在。这种固溶少量氧化物的硅酸二钙称贝利特（Belite），简称B矿。在硅酸盐水泥熟料中，贝利特呈圆粒状，但也可见其他不规则形状。这是由于熟料在煅烧过程中，先固相反应形成的贝利特，其边棱再溶进液相，在液相中吸收CaO 反应生成阿利特所致。在反光显微镜下，工艺条件正常的熟料中贝利特具有黑
白交叉双晶条纹；在烧成温度低且冷却缓慢的熟料中，常发现有平行双晶。 （2）水化特性 ａ.水化反应比C 3 S慢得多，至28d龄期仅水化20%左右，凝结硬化缓慢。 ｂ.早期强度低，但28d以后强度仍能较快增长，一年后其强度可以赶上甚至超过阿利特的强度. ｃ.水化热250J/g，是四种矿物中最小者；抗水性好，因而对大体积工程或处于侵蚀性大的工程用水泥，适当提高贝利特含量，降低阿利特含量是有利的。 铝酸三钙 铝酸三钙在熟料煅烧中起熔剂的作用，亦被称之为熔剂性矿物，它和铁铝酸四钙在1250～1280℃时熔融成液相，从而促使硅酸三钙顺利生成。 （1）矿物特征 铝酸三钙也可以固溶有少量SiO 2、Fe 2 O 3 、MgO、R 2 O等而成固溶体。 铝酸三钙晶型随原材料性质、熟料形成与冷却工艺的不同而有所差别，尤其是受熟料冷却速度的影响最大。通常，在氧化铝含量高的慢冷熟中，结晶出较完整的晶体，在反光镜下呈矩形或粒形；当冷却速度快时，铝酸三钙溶入玻璃相或呈不规则的微晶体析出，在反光镜下成点滴状。 在反光镜下，铝酸三钙的反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A矿与B矿中间，故又称之为黑色中间相。 （2）水化特性 ａ.水化迅速，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。 ｂ.早期强度较高，但绝对值不高。它的强度3d之内就大部分发挥出来，以后却几乎不再增长，甚至倒缩。 ｃ.水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。故制造抗硫酸盐水泥或大体积混凝土工程用水泥时，应将铝酸三钙控制在较低的范围之内。
水泥的最佳颗粒分布及其评价方法 水泥的粉体状态一般表达为磨细程度（细度和比表面积）、颗粒分布和颗粒形貌。水泥产品必须磨制到一定细度状态时，才具有胶凝性。水泥细度直接影响着水泥的凝结、水化、硬化和强度等一系列物理性能。细度状态可用以下方式表达：平均粒径法、筛析法、比表面积法、颗粒级配法。如细度指标（80μm 和45μm 筛筛余），主要反映水泥中粗颗粒含量（%）；再如比表面积指标（m2/kg ），主要反映水泥中细颗粒含量；而颗粒级配分析可以全面反映水泥中粗细颗粒分布状态，是当前水泥企业调整、控制水泥性能的先进手段。 在水泥粉磨过程中得到的水泥颗粒不是均匀的单颗粒，而是包含不同粒径的颗粒群体。水泥颗粒的平均粒径是表现水泥颗粒体系的重要几何参数，但其所能提供的粒度特性信息则非常有限，因为两个平均粒径相同的粒群，完全可能有不一样的粒度组成（颗粒级配）。 我国水泥标准规定，水泥产品的细度0.08mm 方孔筛筛余不得超过10%。控制细度的方法简单易行，在一定的粉磨工艺条件下，水泥强度与其细度有一定的相关关系。细度值是指0.08mm 筛的筛余量，即水泥中≥80μm 的颗粒含量（%）。众所周知，≥64μm 的水泥颗粒的水化活性已经很低了，所以用≥80μm 颗粒含量多少进行水泥质量控制，不能全面反映水泥的真实活性。现在，水泥普遍磨得很细，所以这条标准规定就失去了控制意义。 国外水泥标准大多规定比表面积指标，采用勃氏比表面积仪测定水泥比表面积。我国的硅酸盐水泥和熟料的国家标准已与国外标准相一致。一般情况下，水泥比表面积与水泥性能都保持着较好的关系；但用比表面积控制水泥质量时，却有以下不足： （1）比表面积数值主要反映5μm 以下的颗粒含量，数值比较单一。在固定的工艺条件下，控制水泥的45μm 筛余量和比表面积在一个合理的水平上，限制3μm以下和45μm 以上的颗粒，能够获得良好的水泥性能和较低的生产成本。 （2）比表面积对水泥中细颗粒含量的多少反应很敏捷。有时比表面积并不是很高，但由于水泥颗粒级配合理，水泥强度却很高。 （3）掺有混合材料的水泥，比表面积不能真实反映水泥的总比表面积。如掺有火山灰质混合材料，水泥比表面积往往会产生偏高现象。 （4）大量的实践证明，掺助磨剂的水泥如果细度下降了，比表面积往往也下降。这可能与水泥的颗粒形貌有关。 平均粒径法、筛析法及比表面积法单一地表示水泥颗粒细度状态，并不能真实准确地反映水泥性能。人们有时采取两种优化组合的方式来控制水泥细度状态，操作简便，控制有效。而颗粒级配对水泥颗粒群体用连续、分区间的尺寸范围来表示大小颗粒的百分含量，更加准确地反映了水泥细度状态，是水泥性能的决定性因素。 水泥最佳性能的颗粒级配为3～32μm 颗粒总量不能<65%，<3μm 的细颗粒不要超过10%，>65μm 和<1μm 的颗粒越少越好，最好没有。因为3~32μm 的颗粒对强度增长起主要作用，特别是16～24μm 的颗粒对水泥性能尤为重要，含量越多越好。而<3μm的细颗粒容易结团，<1μm的小颗粒在加水搅拌中很快就水化，对混凝土强度作用很小，且影响水泥与外加剂的
?水泥熟料的烧成 ?第一节水泥熟料的形成过程 ?一、干燥与脱水 ?1.干燥 ?入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。?2.脱水 ?当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O ）发生脱水反应，脱去其中的化学结合水。此过程是吸热过程。 ?Al2O3·2SiO2·2H2O Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O ?(无定形) (无定形) ?脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅，这些无定形物具有较高的活性。 ?二、碳酸盐分解 ?当物料温度升高到600℃时，石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解，在CO2分压为一个大气压下，碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。 ?MgCO3MgO+CO2 ?CaCO3CaO+CO2 ?碳酸钙分解反应的特点 ?碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程（1645 kJ/kg ），是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程；该过程的烧失量大，在分解过程中放出大量的CO2气体，使CaO疏松多孔，强化固相反应。 ?三、固相反应 ?1.反应过程 ?从原料分解开始，物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙，它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应，形成熟料矿物。 ?2.影响固相反应的主要因素 ?⑴生料细度及其均匀程度； ?⑵温度对固相反应的影响； ?四、熟料烧结 ?水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行，液相量一般在22～26％。 ?2 CaO· SiO2+ CaO 3 CaO· SiO2
水泥稳定碎石基层材料的集料级配优化 发表时间：2018-06-22T10:05:10.683Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：王丽香 [导读] 摘要：由于我国南方地区常年降水量丰富，因此在湿度变化状态下，水泥稳定碎石基层容易出现干缩裂缝等。 浙江公路技师学院 310000 摘要：由于我国南方地区常年降水量丰富，因此在湿度变化状态下，水泥稳定碎石基层容易出现干缩裂缝等。此次研究主要是应用正交试验设计方法主要是对不同集料级配组成设计方案，对水泥稳定碎石试件进行干缩试验和无侧限抗压强度试验，全面分析集料级配对其造成的影响，在此基础之上分析集料级配的合理组成方式，在各个组成方式当中选取具有较小干缩应变，较高无侧限抗压强度的设计方案。 关键词：水泥稳定碎石；基层材料；集料级配；优化方案 在水泥稳定碎石混合料当中，通常都需要将集料使用量控制在90%左右。在搭配各档集料时会对水泥稳定碎石强度以及水泥稳定碎石基层造成影响。我国在水泥稳定碎石集料级配组成方面的研究分析还处于定性阶段，希望能够借此次研究为水泥稳定碎石的集料用量进行控制和优化。 1、原材料的基本性能 此次选取的水泥主要是不是普通硅酸盐缓凝水泥，该水泥的性能如下表所示，在经过测试之后能够全面满足公路施工要求。 表1 水泥基本性能 2、试验方案和试验方法 2.1试验方案 由于主要考虑集料组成会影响水泥稳定碎石试件干缩变形和无侧限抗压强度，因此水泥用量会存在一个确定值，按照其他学者的研究成果可以将水泥使用量控制在4.8%。按照工程实际应用情况，在试验期间需要将集料筛分为四档，并将其作为正交试验的因子，将a作为1号粗集料（粒度＞13.2mm）；将b作为2号粗集料（粒度4.75mm-13.20mm），将c作为3号细集料（粒径为2.36mm-4.75mm），将d作为4号细集料（粒度≤2.36mm）。 按照集料级配范围将各个因子的水平控制在上限高，下限低等水平。其中，高水平选取集料级配范围的下限，使用（1）表示，低水平选取上限，采用（2）表示，将水泥稳定碎石试件的集料级配范围主要是将针对各个地区水泥稳定碎石基层材料集成组成设计，在此基础之上还需要探讨分析水泥稳定碎石基层材料的干缩变形特点，利用细集料关键筛孔的通过率控制情况进行计算分析能够得出。在参考正交试验设计碎石集料级配组成方案，下表为集料级配组成。 表2 集料级配组成 2.2试验方法 （1）击实试验：在此次试验当中主要是应用击实试验，将上述5种集料级配设计方案采用击实试验进行分析，这样能够有效确定每一种集料级配的最佳含水量和最大干密度，由于表2当中的集料级配都在级配规定之内，并且范围较小，因此需要全面简化击实试验，其试验内容就是对上限级配，中值级配以及下限级配进行击实，这样能够明确试件成型最佳含水量和最大干密度，结果如下表所示： 表3 击实试验结果 有以上图表数据能够看出，上限级配的集料比较偏细，其结构密实，这样就导致其具有较大的密度，在进行对比分析之后制备试件时密度能够达到每立方米2.35克，最佳含水量为5.1%。下限级配水平的集料比较偏粗，具有较低的细集料含量，这样就无法填充空隙，导致试件密度低下，存在较大的空隙率。 （2）无侧限抗压强度试验：在将上述5种集料级配石永红325水泥制备圆柱体试件。从试模当中将试件脱出之后进行质量称重，随即
一、粗细程度与颗粒级配： （1） 9的粗细程度和颗粒级配： 砂的粗细程度：是指不同粒径的砂粒混合后平均粒径大小。 通常用细度模数（M x）表示，其值并不等于平均粒径，但能较准确反映砂的粗细程度。细度模数M x越大，表示砂越粗，单位重量总表面积（或比表面积）越小；M x越小，则砂比表面积越大。 砂的颗粒级配：是指不同粒径的砂粒搭配比例。 良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充（如图4-1所示）使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。因此，砂颗粒级配反映空隙率大小。 砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细程度，用级配区表示砂的级配。根据《建筑用砂》（GB/T14684－2001），筛分析是用一套孔径为5.00，2.5，1.25，0.63，0.315，0.160mm的标准筛，将500克干砂由粗到细依次过筛（详见试验），称量各筛上的筛余量m i（g），计算各筛上的分计筛余率a i（%）（各筛上的筛余量占砂样总重量的百分率），再计算累计筛余率A i（%）（各筛与比该筛粗的所有筛的分计筛余百分率之和）。a i和A i的计算关系见表4-3。 细度模数根据下式计算（精确至0.01）： 根据细度模数M x大小将砂按下列分类： M x＞3.7 特粗砂；M x=3.1～3.7粗砂；M x=3.0～2.3中砂；M x=2.2～1.6细砂；M x=1.5～0.7特细砂。 砂的颗粒级配根据0.630mm筛孔对应的累计筛余百分率A4，分成Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区三个级配区，见表4-4。级配良好的粗砂应落在Ⅰ区；级配良好的中砂应落在Ⅱ区；细砂则在Ⅲ区。实际使用的砂颗粒级配可能不完全符合要求，除了5.00mm和0.630mm对应的累计筛余率外，其余各档允许有5%的超界，当某一筛档累计筛余率超界5%以上时，说明砂级配很差，视作不合格。
简历 张福根，男，1962年生，光学仪器博士，物理学硕士。83年毕业于杭州大学（现并入浙江大学）物理系；86年毕业于南开大学物理系光学专业，获硕士学位；89年毕业于天津大学精仪系光学仪器专业，获博士学位。93年与友人合作，创办珠海欧美克科技有限公司，任公司总经理，兼首席科学家。长期从事粒度检测与控制技术及产品的研究开发和生产经营活动。对粒度检测的基础理论进行了深入研究，提出了独到见解，并有效地指导了各种原理粒度仪器的研制和粒度数据的处理和对比分析。在激光粒度仪的研制中，发明了球面分布的大角散射光接收装置、双偏振光补偿技术和一体化激光发射器，显著扩展了仪器的测量下限和工作稳定性。其研究成果被多部粉体技术手册和教科书所引用。其间，还参与国家超硬磨料微粉粒度测试标准的编写。现担任中国颗粒学会理事、“中国粉体技术”杂志编委、全国磨料磨具标准化委员会委员、珠海市香洲区政协副主席、区科协副主席。
水泥粒度（颗粒级配）测试方法及应用 珠海欧美克科技有限公司 张福根郭华徐薛雁 1、引言 随着我国水泥国家标准与国际标准（ISO）的接轨以及科学技术的进步，国内越来越多的学者和工程技术人员关注和研究水泥的颗粒级配及其对水泥性能的影响[例如1，2]。水泥是一种粉体产品。在大多数粉体行业，颗粒级配又称粒度分布。它是粉体的重要物理指标之一,对粉体性能有着重要影响[1]。由于现实的粉体产品由成万上亿个颗粒组成，各颗粒大小不同、形状各异、无法用肉眼直接观察，因此粒度测量显得复杂、抽象和困难。在我国水泥企业中，颗粒级配测试开展得还不普遍，因此相关工作人员对颗粒级配的测试理论、适用的测试仪器、颗粒级配数据的运用等还不十分了解。本文专门为满足广大水泥企业对颗粒级配测试知识的迫切需求而撰写。请注意，为了和其他粉体行业在专业术语上相一致，本文一般用“粒度分布”一词代替“颗粒级配”，二者的含义完全相同。 本文首先介绍粒度分布的一般概念（§2），接着叙述水泥的细度、比表面积、特征粒径和均匀性系数同粒度分布之间的关系（§3）。在§4，简单介绍现代常用的各种粒度测试仪器及其性能特点，指出这些仪器不适合水泥粒度测试的原因。第§5节介绍专门为水泥的颗粒级配测试而设计的干粉激光粒度仪的原理、结构和性能特点。第§6节介绍实验，以验证干法激光粒度仪对水泥粒度测试的适用性。第§7节探讨粒度数据对水泥企业熟料粉磨工序的指导意义。 2、粒径和粒度分布(颗粒级配) 2.1 粒径的定义 在讨论粒度分布之前，先明确粒径的概 念是有必要的。所谓粒径，就是颗粒的直径、 大小或尺寸。如果颗粒是圆球形的，粒径就 是圆球的直径，其数值是确定的，物理意义 也非常明确。但是现实的粉体颗粒，如水泥 颗粒，其形状是不规则的，在粒度测量中， 我们又不得不用“一个”参数去描述它的大 小。对不规则物体，哪个参数代表它的大小 呢？先看传统粒度测量方法中最为常见的图1 颗粒落向筛面的情形
颗粒级配曲线 颗粒级配曲线是根据颗分试验成果绘制的曲线，采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量。它反映了土中各个粒组的相对含量，是直观反映泥沙样品颗粒级配组成的几何图形,也是计算有关特征值和资料整编的重要依据，根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。 1．1 土的生成 土是岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程，在复杂的自然环境中所生成的各类松散沉积物。在漫长的地质历史中，地壳岩石在相互交替的地质作用下风化、破碎为散碎体，在风、水和重力等作用下，被搬运到一个新的位置沉积下来形成“沉积土”。 风化作用与气温变化、雨雪、山洪、风、空气、生物活动等(也称为外力地质作用)密切相关，一般分为物理风化、化学风化和生物风化三种。由于气温变化，岩石胀缩开裂、崩解为碎块的属于物理风化，这种风化作用只改变颗粒的大小与形状，不改变原来的矿物成分，形成的土颗粒较大，称为原生矿物；由于水溶液、大气等因素影响，使岩石的矿物成分不断溶解水化、氧化、碳酸盐化引起岩石破碎的属于化学风化，这种风化作用使岩石原来的矿物成分发生改变，土的颗粒变的很细，称为次生矿物；由于动、植物和人类的活动使岩石破碎的属于生物风化，这种风化作用具有物理风化和化学风化的双重作用。 土是自然、历史的产物。土的自然性是指土是由固相(土粒)、液相(粒间孔隙中的水)和气相(粒间孔隙中的气态物质)组成的三相体系。相对于弹性体、塑性体、流体等连续体，土体具有复杂的物理力学性质，易受温度、湿度、地下水等天然环境条件变动的影响。土的历史性是指天然土层的物理特征与土的生成过程有关，土的生成所经历的地质历史过程以及成因对天然土层性状有重要的影响。 在地质学中，把地质年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、中生代和新生代)，每代又分若干纪，每纪又分若干世。上述“沉积土”基本是在离我们最近的新生代第四纪(Q)形成的，因此我们也把土称为“第四纪沉积物”。由于沉积的历史不长，尚未胶结岩化，通常是松散软弱的多孔体，与岩石的性质有很大的差别。根据不同的成因条件，主要的第四纪沉积物有残积物、坡积物、洪积物、冲积物、海洋沉积物、湖泊沉积物、冰川沉积物及风积物等。 1．2 土的组成 土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。固体颗粒构成土的骨架，是三相体系中的主体，水和气体填充土骨架之间的空隙，土体三相组成中每一相的特性及三相比例 第1页 关系对土的性质有显著影响。 1．2．1 土中固体颗粒 土中固体颗粒的大小、形状、矿物成分及粒径大小的搭配情况是决定土的物理力学性质的主要因素。 (1)粒组的划分
水泥生产工艺及水泥熟料的形成 水泥生料经过连续升温，达到相应的温度时，其煅烧会发生一系列物理化学变化，最后形成熟料。硅酸盐水泥熟料主要由硅酸三钙（C3S）、硅酸盐二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁铝酸四钙（C4AF）等矿物所组成。 硅酸盐水泥生料通常是用石灰石、黏土及少量铁矿石等按适当的比例配制而成。石灰石的主要组成是碳酸钙（CaCO3）和少量的碳酸镁（MgCO3），黏土的主要矿物是高岭石（2SiO2·Al2O3·2H2O）及蒙脱石（4SiO2·Al2O3·9H2O)等，铁矿石的主要组成是氧化铁（Fe2O3）。 硅酸盐水泥熟料形成的过程，实际上是石灰石、黏土、铁矿石等主要原料经过加热，发生一系列物理化学变化形成C3A、C4AF、C2S和C3S等矿物的过程，不论窑型的变化如何，其过程是不变的。 一、煅烧过程物理化学变化 水泥生料在加热煅烧过程中所发生的主要变化有以下六点： （一）自由水的蒸发 （二）黏土质原料脱水和分解 （三）石灰石的分解 （四）固相反应 （五）熟料烧成
（六）熟料的冷却 （一）自由水的蒸发 无论是干法生产还是湿法生产，入窑生料都带有一定量的自由水分，由于加热，物料温度逐渐升高，物料中的水分首先蒸发，物料逐渐被烘干，其温度逐渐上升，温度升到100~150℃时，生料自由水分全部被排除，这一过程也称为干燥过程。 （二）黏土质原料脱水和分解 黏土主要由含水硅酸铝所组成，其中二氧化硅和氧化铝的比例波动于2：1~4：1之间。当生料烘干后，被继续加热，温度上升较快，当温度升到450℃时，黏土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）失去结构水，变为偏高岭石（2SiO2·Al2O3）。 高岭土进行脱水分解反应时，在失去化学结合水的同时，本身结构也受到破坏，变成游离的无定形的三氧化二铝和二氧化硅，其具有较高的化学活性，为下一步与氧化钙反应创造了有利条件。在900-950℃，由无定形物质转变为晶体，同时放出热量。 （三）石灰石的分解
水泥原料易磨性试验方法 1 主题内容与适用范围 本标准规定了以粉磨功指数表示水泥原料易磨性的试验方法。 本标准适用于水泥原料及其混合料的易磨性试验。 2 引用标准（略） 3 术语 3.1 粉磨功指数表示水泥原料及其混合料易磨性的指数。 3.2 80％粒径粉粒状物料80％可以通过的筛孔大小。 返回粉磨的物料重量 3.3 循环负荷(％) ──────────×100。 筛出成品重量 3.4 平衡状态试验磨机每转产生的成品量误差小于3％，循环负荷在(250±5)％范围内。 4 方法原理 物料经规定的磨机研磨至平衡状态后，以磨机每转生成的成品量计算粉磨功指数，用以 表示物料粉磨的骓易程度。 5 设备仪器 5.1 球磨机(如图1)有效尺寸：Φ305mm×305mm；转速：70r/min；钢球为滚珠轴承用 球，重量不少于19.5kg。 钢球级配：Φ36.5mm 43个、Φ30.2mm 67个、Φ25.4mm 10个、Φ19.1m m 71个、 Φ15.9mm 94个，总数285。 注：新钢球使用前要用硅质耐磨物料将钢球研磨至失去金属光泽，抛光后方可使用。 5.2 标准筛标准筛的筛网应符合GB3350.7及JB3316的要求，其尺寸见表1。 5.3 Φ200mm标准筛振筛机振动次数：221次/min；振击次数：147次/min；回转半径 ：12.5mm。 5.4 破碎机 100mm×60mm颚式破碎机。 5.5 称量设备 最大称量，g 精度，g 200 2 100￣200 0.1 表１ ────┬─────┬────────┬─────┬─────┬──────── 目数│筛孔尺寸│用途│目数│筛孔尺寸│用途 │ mm │││ mm │
出篦冷机熟料温度偏高原因分析及对策 于庆起中材天山（云浮）水泥有限公司 1.篦冷机简介 我公司现用NC42310推动篦式冷却机，规格：4.2×31m；生产能力：5000～5500t/d；篦床有效面积：120.98m2；入料温度：1400℃；出料温度：65℃＋环境温度；篦床冲程：120mm；冲程次数：4～25次/min 是一种复式篦式冷却机，是以前国外应用最普遍的一种冷却机。它的篦床是由倾斜篦床和水平篦床分段组合而成。前两段是倾斜5°的倾斜蓖床，篦床较窄，推动速度较小，料层厚度达600mm。第三段为水平式，推动速度较大，料层厚度大约250mm左右。这样可以获得较高的二次风温（达1000-1100℃），熟料温度可以由1300℃冷却到比环境温度高65℃，以达到熟料急冷和提高二次风温的目的。 由于我公司试运转以来使用高KH、高n率配料，料烧散碎，熟料结粒细小粉料较多，篦冷机篦速以及各室风门使用不合适，导致二次风温偏低（900-1000℃），出篦冷机熟料温度偏高（150-180℃）和排出空气入电收尘温度高等问题。 2. 出篦冷机熟料温度偏高原因分析 2.1篦冷机各室风门使用不合适二室开度小三室开度大（为了降低入电收尘温度），窑头形成正压，导致窑内细粒熟料飞出，06年9月通过南京院标定篦冷机实际供风量（500690㎡/h）约为设计值的94%，与正常提产情况下的110-120%相差甚远，余风风机风温过高导致抽力不足是
系统用风量不能进一步提高的直接原因，为了保护电场正常工作逼迫减料操作喂料量由380t/h减至350t/h。 2.2料碎、窑门罩两侧有存料和塌料现象，一室篦下压力瞬间可达6000-7000Pa，因为我公司刚开始使用高KH、高n率配料，料烧散碎，熟料结粒细小粉料较多，造成篦冷机热端气固传热效率底下，料层不稳导致气流短路，不利于篦冷机熟料冷却和二次风温的提高。 2.3热端篦速不稳，造成料层过厚或过薄，热端熟料过厚冷却风机吹不透达不到冷却效果，到冷端冷却造成入电收尘温度高，出篦冷机熟料温度高，热端熟料过薄入窑热风预热程度不足，造成二次风温低、三次风温偏低，不利于窑内煤粉的燃烧。 2.4现使用的篦式冷却机其结构本身存在着不足，如篦式冷却机热端和冷端分界处的挡风墙位置向前，部分热风拉入窑头电收尘造成温度偏高，现用篦式冷却机比改进型篦式冷却机短2-3米，也是造成出篦冷机熟料温度偏高的原因之一。 3.措施 3.1为了达到稳定的入电收尘温度，首先在入窑头电收尘废气管道上安装三只高压水枪,入电场温度得到有效控制，能够保证在340℃以下，其次在篦冷机废气出口处又增加四只低压水枪，达到了降低入窑头电收尘温度的目的，可以控制在280℃以内的规定范围，对保证电收尘器设备安全运转防止极板变形。 3.2保证合理的料层厚度，熟料结粒在正常情况下，热端料层厚度控制600-800mm，冷端料层厚度控制300mm左右。严格控制一室篦下压力在
水泥熟料 [编辑本段]水泥熟料简介 cement clinker 以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品。在水泥工业中，最常用的硅酸盐水泥熟料主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁。主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。硅酸盐水泥熟料加适量石膏共同磨细后，即成硅酸盐水泥。 [编辑本段]（1) 化学成分 主要由CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3组成，其含量总和通常都在95%以上。 （2）矿物组成 熟料中CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3不是以单独的氧化物存在的，而是两种或两种以上的氧化物经高温化学反应生成的多种矿物的集合体，主要有： 硅酸三钙3CaO.SiO2 硅酸二钙2CaO.SiO2 铝酸三钙3CaO.Al2O3 铁铝酸四钙4CaO.Al2O3.Fe2O3 通常熟料中硅酸三钙和硅酸二钙含量约占75%左右，铝酸三钙和铁铝酸四钙的理论含量约占22%左右。 （3）水泥熟料的形成过程 1、水分蒸发： 自由水分随物料温度而逐渐蒸发，当温度升高至100～150℃时，生料中自由水分全部被排除。 湿法生产中，料浆可达32～40%，故此干燥过程对产量、质量及热耗影响极大。 2、粘土质原料脱水： 生料温度升至450℃时，高岭土脱去化学结合水。 在900°～950℃时，无定形物质又转变为晶体，同时放出热量。 3、碳酸盐分解： 碳酸钙与碳酸镁在600℃都开始分解，碳酸镁在750℃时分解即剧烈进行，而碳酸钙约在900℃时才快速分解。
MgCO3＝MgO+CO2 CaCO3＝CaO+CO2 4、固相反应： 水泥熟料中的主要矿物在800～1300℃时可以由固相物质相互反应而生成。 800～900℃时,CaO与Al2O3、Fe2O3反应，生成CA、CF； 900～1100℃时, 生成C12A7、C2F、C2S； 1100～1300℃时, 生成C3A、C4AF。 以上反应进行时放出一定热量，物料本身温度上升很快。 5、硅酸三钙（C3S）的形成和烧成反应： 硅酸三钙要在液相中才能大量形成。当温度升高到近1300℃时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物变成液相，C2S与CaO溶解在高温液相中，互相反应生成C3S； C3S的生成速度与烧成温度和反应时间有关。其生成温度范围一般为1300～1450～1300℃。 熟料烧成后，温度开始下降，C3S形成速度减慢直至液相凝固。 6、熟料的冷却过程： 在冷却过程中，将有部分熔剂矿物形成晶体析出，另一部分来不及析晶而呈玻璃态存在。 C3S在1250℃时容易分解，所以要求在1300℃以下熟料要快冷，使C3S来不及分解，越过1250℃以后，C3S就比较稳定了。 C2S在<500℃时，由β－C2S转变为γ－C2S，密度减少而使体积增大10%左右，从而使熟料块变成粉末状。粉化后的γ－C2S与水反应时，几乎没有水硬性，因此在<500℃温度段时应急冷，使其来不及转化。 [编辑本段]除此之外，熟料快冷还有以下优点： 1）防止C3S晶体长大或熟料矿物完全变成晶体。晶体粗大的C3S将使熟料强度下降，矿物完全晶化使熟料难磨。 2）使MgO凝结于玻璃体中或以细小晶体析出，能加快MgO的水化速度，改善安定性。 3）使C3A晶体减少，避免快凝现象，且有利于提高抗硫酸盐性能。 4）使熟料块内部产生应力，增大了熟料的易磨性。 在熟料冷却过程中，可部分回收熟料带出窑的热量，从而降低热耗。 熟料形成过程是复杂的，各个过程之间互相影响、互相联系而又互相交叉。
硅酸盐水泥熟料的煅烧 §5-1 生料在煅烧过程中的物理化学变化 §5-2 熟料形成的热化学 §5-3 矿化剂、晶种对熟料煅烧和质量的影响 §5-4 挥发性组分及其他微量元素的作用 §5-5 水泥熟料的煅烧方法及设备 【掌握内容】 1、硅酸盐水泥熟料的形成过程：名称、反应特点、影响反应速度的因素； 2、熟料的形成热、热耗的定义、一般数值、影响因素 3、挥发性组分对新型干法水泥生产的影响 4、悬浮预热器窑及预分解窑的组成、工作过程 5、影响窑产、质量及消耗的因素 【理解内容】 1、C3S的形成机理，形成条件； 2、影响熟料形成热的因素，形成热与实际热耗的区别，降低热耗的措施； 3、回转窑的结构、组成、及工作过程； 4、回转窑内“带”的划分方法，预分解窑内“带”的划分。 【了解内容】 1、水泥熟料的煅烧方法及设备类型； 2、矿化剂、晶种：定义、类型、作用、使用； 3、湿法窑的组成，工作过程 合格生料在水泥窑内经过连续加热，高温煅烧至部分熔融，经过一系列的物理化学反应，得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料的工艺过程叫硅酸盐水泥熟料的煅烧，简称煅烧。 结合目前生产现状及学生的就业去向，主要介绍与回转窑尤其是新型干法回转窑有关的知识，立窑有关知识留给学生自学。 第一节生料在煅烧过程中的物理化学变化生料在加热过程中，依次进行如下物理化学变化： 一、干燥与脱水 （一）干燥 入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。 （二）脱水 当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）发
水泥粉磨系统优化分析与探讨 邹伟斌中国建材工业经济研究会水泥专业委员会(100831) ( 连载一) 随着水泥生产技术与国际同行的不断交流，我国水泥工业得到了长足的发展与进步。国内水泥设计研究院、大专院校的工程技术及科研人员开发出多项具有自主知识产权的专利技术及装备，并成功应用于出口生产线EPC工程，获得了良好的国际赞誉。就水泥粉磨技术而言，国内不同规模的新型干法线与粉磨站，由于粉磨主机设备及预处理设备选型等因素，其工艺流程各有特点，系统产量与粉磨电耗指标也有所不同。即使是相同的主机配置，因物料的粉磨特性不同、工艺参数调整方法不合理等，导致系统产量参差不齐、悬殊较大，粉磨电耗也高低不均。 本文以笔者走访调查了解的生产数据及部分粉磨技术资料显示的实际案例为依据，针对国内水泥粉磨系统存在的技术问题进行了分析与探讨，并结合自身的心得与体会，提出了系统增产过程中的部分针对性调整措施，涉及的问题不可能面面俱到，仅一孔之见，供水泥粉磨工程技术人员参考。因水平有限，文中谬误之处在所难免，恳望予以批评指正: 一、国内在运行的水泥粉磨工艺系统 据笔者调查了解，除采用串联粉磨及物料分别粉磨（分别计量配制）工艺外，目前国内尚有以下20余种在生产运行的水泥粉磨工艺（物料共同粉磨）系统: 1.无磨前物料预处理(预破碎或预粉磨)工艺的粉磨系统 1.1普通双仓或三仓开路粉磨系统(只有管磨机与除尘器、风机单独作业) 1.2普通双仓或三仓闭路粉磨系统(由管磨机+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级> 闭路粉磨系统) 2.有磨前物料预处理(预破碎或预粉磨)工艺的粉磨系统 2.1挤压(或碾压、破碎)处理后的物料没有分级而直接入磨的通过式预粉(碎)磨的粉磨工艺系统 2.1.1辊压机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统 2.1.2辊压机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统 (该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少) 2.1.3 CKP立磨(或其它形式立磨) +管磨机(单仓或双仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的<一级>闭路粉磨系统 (该系统管磨机以使用双仓为多，三仓磨较少)
又称(粒度)级配。由不同粒度组成的散状物料中各级粒度所占的数量。常以占总量的百分数来表示。由不间断的各级粒度所组成的称连续级配；只由某几级粒度所组成的称间断级配。合理的颗粒级配是使配料获得低气孔率的重要途径。 在耐火材料的生产中根据原料特性、工艺条件和产品性能来确定合理的颗粒级配。具有合理颗粒级配的泥料，既有利于成形，也有利于坯体的烧结，并可获得密度较高的制品。对于密度和气孔率等要求不同的耐火制品，可通过调整颗粒级配的方法而获得。当物料破碎后，只控制临界粒度，不再对其进行粒度分级，也不再调整其粒度组成时，称自然粒度。 颗粒级配是指各种粒径颗粒在骨料中所占的比例，该比例采用规定孔径的一组筛子得筛余量来表示。我国JGJ53-92对碎石河卵石的颗粒级配作了详细的规定，具体应用可使用间断。 颗粒级配，工程地质学术语，即分析粒径的大小及其在土中所占的比例。 全部级配骨料 摘要 请用一段简单的话描述该词条，马上添加摘要。
级配骨料：骨料即是沙石等散状物体，骨料级配就是组成骨料的不同粒径颗粒的比例关系。即骨料中含有不同粗细颗粒的比例构成。是衡量骨料粗细的指标。 全部级配骨料-特点 例如：砂子按颗粒粒径分为： 2.5mm~5mm,1.25mm~2.5mm,0.625~1.25mm,0.315mm~0.625mm,0.175mm~0 .315mm,>0.315mm等区段，各区段之间的内的颗粒有不同的比例（相对总重量），如：按上述区段的比例为：5％，15％，20％，40％，15％,5％。这就是砂子的级配，不同砂子有不同的级配，可以看出，颗粒粒径越小所占的比例越大，说明砂子越细，相反粒径大的颗粒比例越大，说明砂子越粗。石子也是这样。具体达到什么标准称为粗砂，还是细砂，清参考《建筑材料》。 全部级配骨料-分布情况 骨料级配即骨料中各粒径颗粒的分布情况，简单地说也就是骨料中大颗粒的有多少，中等颗粒的有多少，小颗粒的有多少。只有大小颗粒含量合适，才能使得孔隙较少。 级配的目的就是使混凝土拌合物尽量密实。 水泥颗粒级配测定方法