第五章硅酸盐水泥的煅烧

建筑材料练习题四第五章水泥一、名词解释1.水泥的初凝时间：加水拌和到标准稠度，净浆开始失去可塑性所需的时间。

2.水泥的终凝时间加水拌和到标准稠度，净浆完全失去可塑性，并产生强度所需的时间。

3.硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、0 5% 石灰或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥4.体积安定性水泥浆在硬化过程中，体积变化的均匀性能。

二、填空题1.掺混合材料的硅酸盐水泥比硅酸盐水泥的抗腐蚀性能强 .2.矿渣水泥与硅酸盐水泥相比，其早期强度低，后期强度相同，水化热低，抗腐蚀性强，抗冻性差。

3.国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于 45min ，终凝时间不得迟于 6.5h 。

4.常用的活性混合材料的种类有粒化高炉矿渣，粉煤灰、火山灰质混合材料。

5.在混凝土中，砂子和石子起骨架作用，水泥浆在硬化前起润滑作用，在硬化后起胶结作用。

6.水泥细度越细，水化较快且完全，水化放热量较大，早期强度和后期强度都较高，但成本高水化防热较大。

7.硅酸盐水泥中熟料中最主要的矿物成分是硅酸三钙，它早期和后期强度均较高，决定强度等级。

对抗折强度和耐磨性起重要作用的矿物是铁铝酸四钙。

对后期强度增长起重要作用的矿物是硅酸二钙。

对早期强度起重要作用耐腐蚀性差的矿物是铝酸三钙。

8.有抗渗要求的混凝土工程宜选火山灰水泥，有耐热要求的宜选矿渣水泥,有抗裂要求的宜选用粉煤灰水泥.9.测定水泥安定性的方法有雷式夹法和试饼法。

10.高铝水泥的特性是水化热大，耐碱性差，长期强度会降低，因此高铝水泥不适合长期做为承重结构使用。

11.水泥的化学性质技术要求包括氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量、不溶物，物理性质技术要求包括细度、凝结时间、体积安定性、强度。

12.硅酸盐水泥的生产过程为生料制备、孰料煅烧、水泥粉磨又简称：“两磨一烧”.13.生产硅酸盐水泥时，必须掺入适量的石膏，其目的是缓凝。

14．硅酸盐水泥根据其强度大小分为 42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R 六个等级。

硅酸盐水泥生产工艺水泥生产工艺要点：两磨一煅烧一、硅酸盐水泥生产方法分类（一）按生料制备方法分（二）按煅烧熟料窑的结构分铁粉贮存库湿法回转窑生产工艺过程石灰石粘土淘泥机破碎机贮存库泥浆库澄清水回流破碎机风扫煤磨生料磨 A粗粒＞水力分级机稀浆细浆料浆库厚浆池鼓风机（同时烘干粉煤）煤粉仓混合材料（破碎机）烘干机贮存库贮存库水泥磨水泥库包装机干法回转窑生产工艺过程铁粉1贮存库石灰石破碎机风扫煤磨生料磨（同时烘干生料磨）粗粉选粉机石膏混合材料1T（机）（同时烘干粉煤）烘干机细粉熟料库煤粉仓T鼓风机贮存库贮存库水泥磨水泥库半干法回转窑生产工艺过程水泥磨水泥库立窑生产工艺过程包装机风扫煤磨（同时烘干粉煤）煤粉仓-- ■—鼓风机（立波尔窑）冷却机破碎机熟料库贮存库烘干机贮存库无烟煤破碎机石膏破碎机硅酸盐水泥生产的原料1.硅酸盐水泥的主要成分硅酸三钙(3CaO・SiO2)、硅酸二钙(2CaOSi02)、铝酸三钙(3CaO・Al2O3)、铁铝酸四钙(4CaO Al 203 Fe 2O 3) 其中：CaO 62〜67%;SiO ? 20〜24%; Al 2O 3 4 〜7% ; Fe 2O 3 2 〜6%。

2•硅酸盐水泥生产的主要原料 (1) 石灰质原料：以碳酸钙为主要成分的原料，是水泥熟料中CaO 的主要来源。

如石灰石、白垩、石灰质泥灰岩、贝壳等。

一吨熟料约需 1.4〜1.5吨石灰质干原料，在生料中约占 80%左右。

(2) 粘土质原料：含碱和碱土的铝硅酸盐， 主要成分为SiO 2,其次为AI 2O 3,少量Fe 2O 3,是水泥熟料中SiO 2、AI 2O 3、 Fe 2O 3的主要来源。

粘土质原料主要有黄土、 粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。

一吨熟料约需0.3〜 0.4吨粘土质原料，在生料中约占 11〜17%。

般情况下 2含量〜, 23含量〜。

(3) 主要原料中的有害成分① MgO :影响水泥的安定性。

水泥熟料中要求MgO v 5%，原料中要求 MgO v 3%。

述硅酸盐水泥的生产流程硅酸盐水泥的生产流程可有趣啦，让我来给你好好唠唠吧。

一、原料采集。

硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料和黏土质原料。

石灰质原料呢，就像石灰石之类的，它们可是很重要的基础原料哦。

这些石灰石一般是从矿山开采出来的，想象一下，工人们在大大的矿山里，找到合适的石灰石，然后把它们开采出来，就像是在挖掘宝藏一样。

黏土质原料呢，像是黏土、页岩之类的，它们的来源也很广泛，有些是直接从土里挖出来的。

这两种原料就像是做蛋糕的面粉和鸡蛋一样，是缺一不可的。

二、原料的破碎与预均化。

采出来的原料个头都比较大呀，这时候就得把它们弄碎啦。

破碎机就像一个超级大力士，把大块的原料嚼碎成小块。

这个过程可不仅仅是简单的破碎哦，还得进行预均化。

什么是预均化呢？就是把不同地方采来的原料混合均匀。

就好比你做菜的时候，要把各种调料搅拌均匀，这样做出来的菜才好吃。

预均化后的原料就像是排好队的小士兵，整整齐齐地等待下一个步骤。

三、生料的制备。

破碎和预均化后的原料就开始生料的制备啦。

这就像是把不同的食材混合在一起做一道特别的菜。

要按照一定的比例把石灰质原料和黏土质原料，还有可能会添加一些校正原料混合起来。

这个比例可重要啦，如果比例不对，就像做菜盐放多了或者少了一样，做出来的水泥可就不好用啦。

然后把这些混合好的原料磨得细细的，磨成粉末状，这个粉末就是生料啦。

生料就像是水泥的前身，还需要经过很多磨练才能成为真正的水泥呢。

四、生料的均化。

生料制备好后，还得再均化一下。

这是为了让生料的成分更加均匀。

你可以想象生料们在一个大的搅拌机里欢快地跳舞，跳完舞后它们就更加亲密无间啦。

均化后的生料质量更加稳定，就像一个情绪稳定的小伙伴，在接下来的生产过程中能更好地发挥作用。

五、熟料的煅烧。

生料均化好了，就到了最关键的熟料煅烧环节啦。

生料被送进窑里，这个窑就像一个超级大烤箱。

窑里的温度超级高，能达到一千多度呢。

在这么高的温度下，生料会发生一系列神奇的化学变化。

水泥课程培训资料（第一课）课程名称：水泥专业知识培训第一章绪论一、胶凝材料的定义和分类胶凝材料——凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料（其他物料叫骨料）而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。

胶凝材料可分为无机和有机两大类。

沥青和树脂属有机。

无机按硬化条件又可分为水硬性和非水硬性两种。

水硬性胶凝材料在拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化，通称为水泥。

非水硬性胶凝材料只能在空气中硬化而不能在水中硬化，故称为气硬性胶凝材料。

二、胶凝材料发展简史胶凝材料的发展，有着极为悠久的历史：1.石器时代，距今4000-10000年，人们就用粘土来抹砌建筑物，有时还加稻草、谷壳皮等拌和加筋，这在落后的农村还能见到。

但未经煅烧的粘土强度很低，经不起雨淋。

2.随着火的发现，在公元前2000-3000年，我国、埃及、希腊以及罗马等就开始利用经过煅烧所得的石膏或石灰石来调制砌筑砂浆。

如埃及的金字塔，我国的万里长城等都是石膏、石灰作为胶凝材料建造的。

3.随着生产的发展，到公元初，希腊以及罗马在石灰中加火山灰来提高强度，且能抵御淡水和盐水的侵入。

4.到18世纪的后半期，先后出现了水硬性石灰和罗马水泥。

19世纪初期（1810-1825），用人工配合原料，经煅烧磨细制成水硬性胶凝材料。

因为这种胶凝材料凝结后外观颜色与当时建筑上常用的英国波特兰岛出产的石灰石相似，故称之为波特兰水泥，我国叫硅酸盐水泥。

波特兰水泥——胶凝材料凝结后外观颜色同英国波特兰岛出产的石灰石相似，故称之为波特兰水泥。

硅酸盐水泥出现后，随着应用的需要出现了不同品种的水泥。

如快硬水泥、抗硫酸盐水泥、低热水泥和油井水泥。

1907-1909年发明低碱铝酸盐水泥，具早强快硬的特性。

胶凝材料发展简史经历着：天然胶凝材料（如粘土）——石膏、石灰——石灰、火山灰——水硬性石灰、天然水泥——硅酸盐水泥——不同品种水泥的各个阶段。

三、水泥的定义和分类水泥——凡细磨成粉末状，加入适量水后成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒状或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。

硅酸盐水泥的制备及性能测试第1章实验目的1.1 掌握硅酸盐水泥的制备工艺原理及工艺过程（包括原料的选择、生料的粉磨与成型、水泥熟料的烧结、水泥的粉磨）。

1.2提出具体的实验方案，确定合理的工艺条件（包括原料的配方、熟料的率值、烧成温度及水泥的组成和配合比），制备出合格的硅酸盐水泥样品。

1.3按国家标准对硅酸盐水泥样品进行相关的性能测定。

第2章实验原理硅酸盐水泥的制备分为三个阶段：石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，根据硅酸盐水泥熟料的率值进行配料、磨细成为成分合适、质量均匀的生料，称为生料制备；生料在窑炉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，称为熟料煅烧；熟料加适量石膏共同磨细成为水泥，称为水泥粉磨。

水泥加水拌成的浆体，起初具有可塑性和流动性，随着水泥与水发生一系列物理化学反应——水化反应的不断进行，浆体逐渐失去流动能力，转变成为具有一定强度及其它性能的固体。

第3章实验设备、材料及试剂3.1 实验材料及试剂化工原料（化学纯或分析纯）：碳酸钙（CaCO3），石英砂（SiO2），氧化铝（Al2O3），氧化铁（Fe2O3），标准砂。

3.2 实验设备水泥试验磨、高铝坩埚、硅碳棒高温炉、烘干箱、勃氏透气比表面积仪、电子天平、水泥净浆搅拌机、水泥净浆标准稠度及凝结时间测定仪、水泥混凝土恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂振实台(或水泥胶砂振动台)、电动抗折试验机、数显式建材压力试验机、沸煮箱、水泥抗压夹具、水泥抗折试模。

3.2.1 实验设备图及介绍A.水泥试验磨是由罩壳、磨机、支座及电器控制箱等四大部分组成。

（1）罩壳：罩壳由二层玻璃钢板中间夹吸音棉组成，分上下两罩，上罩壳有罩门，下罩壳有取料斗，可盛放磨好的物料，罩壳与磨机轴用带有毛毡圈端盖7密封，所以罩壳起到隔音和防尘的良好密封作用。

（2）磨机：磨机由筒体磨门盖、轴承及轴承、联轴器和齿轮减速机等组成，是研磨物料的主体部分，在卸料时将磨盖换上栅孔卸料板，满足卸料的要求。

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、反响特点、影响反响速度的因素；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、回转窑的构造、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，高温煅烧至局部熔融，经过一系列的物理化学反响，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，依次进展如下物理化学变化：一、枯燥与脱水〔一〕枯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〕发生脱水反响，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。

硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺硅酸盐水泥熟料是一种重要的建筑材料，其主要成分是硅酸盐矿物质。

熟料的生产是通过对原料进行煅烧工艺来实现的。

以下是硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺的详细步骤：1. 原料准备：硅酸盐水泥熟料的主要原料包括石灰石、黏土和其他辅助原料。

这些原料需要粉碎和混合以获得均匀的化学成分。

2. 煤粉燃烧：在水泥炉中，需要使用煤粉作为主要燃料。

煤粉经过燃烧反应产生高温和热量，为后续反应提供能量。

3. 干法预热：将经过预处理的原料送入水泥炉，通过高温烟气进行干法预热。

在预热过程中，原料中的水分逐渐蒸发，从而实现干燥和预热的目的。

4. 煅烧反应：在水泥炉中，原料经过预热后被加热至高温，从而引发一系列的化学反应。

其中，主要的反应是石灰石的分解反应，将石灰石中的钙碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳。

此外，还有一系列的矿物转化反应和固相反应发生。

5. 冷却：煅烧后的硅酸盐水泥熟料需要进行冷却。

这一过程通过烟气和新鲜空气流通来降低熟料的温度，避免过度煅烧。

6. 粉磨：冷却后的熟料被送入水泥磨进行粉磨处理。

通过磨破磨、分级破磨和分级等步骤，熟料被加工成细度符合要求的水泥产品。

硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺是一个复杂的化学和物理变换的过程。

煅烧过程中，需要控制适当的温度、时间和燃烧条件，以确保熟料的质量。

同时，通过优化煅烧工艺，可以降低能耗和环境排放，实现节能减排的目的。

硅酸盐水泥熟料煅烧工艺的详细步骤：7. 烟气处理：在炉内煅烧过程中，产生大量的烟气、灰尘和废气。

这些废气含有有害物质，需要进行处理以减少对环境的影响。

常见的烟气处理方法包括电除尘、袋式除尘等，以去除烟气中的粉尘和固体颗粒，并通过喷淋洗涤等方式去除废气中的二氧化硫等有害物质。

8. 能源回收：在煅烧过程中，通过使用高温烟气作为热源，可以回收能量并用于干法预热等步骤。

这种能源回收措施不仅可以降低能源消耗，减少生产成本，还可以减少对自然资源的开采和环境的影响。

9. 质量控制：在整个煅烧工艺中，对煅烧过程的温度、时间和燃烧条件等进行严格控制，以确保熟料的质量。