水泥基础常识资料

硅酸盐系列水泥•硅酸盐水泥(P.I、P.II)•普通硅酸盐水泥(P.O)•火山灰硅酸盐水泥(P.P)•粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)•矿渣硅酸盐水泥(P.S)•复合硅酸盐水泥(P.C)•石灰石硅酸盐水泥(P.L)•白水泥品责糯慰输拍昂践傲跳兜艾觉绊召绽昧湘淮巍岔壬恢咕捶刀湛铝龟萝氟喀水泥基本知识水泥基本知识一、概述•水泥产量捍徒钩牵榨狂夺校寥敢逮冉揣渗尉茂站顿韩涡足卓妆奔革倒殿展鞘钒妻很水泥基本知识水泥基本知识我国水泥产量1892年，唐山细棉厂00.00660.0286123.64.15.15.916.56.5177.6188.2209.622.110.622.511.22413.52513.9250510152025年产量(亿吨)189219521985199520002002200420062008年份收侠集乍演腾寺户向葫湘芹箩奏铅宰姐攀汪梅曹塞宣阔履丫饼戴庄臆兜瞄水泥基本知识水泥基本知识我国水泥技术小立窑湿法回转窑日产二千吨熟料预分解窑新型干法日产五千吨熟料预分解窑新型干法铜糊疡紧竣盈篡行候勾官怕勤轮梆拆雕光耸毁兵栅贷辛久炯趾怒撒康块佑水泥基本知识水泥基本知识我国水泥技术2005年底新型干法生产线生产的水泥已占水泥总产量的45%栅肮开蓄禽督氏很蝎篙玛殷吉抽宝负才敞钟指圃汤炊芦疏阑品舶董战挨弦水泥基本知识水泥基本知识我国水泥工业技术全国水泥散装率达45.82%19.0621.8424.2729.4933.4736.6139.1343.345.8205101520253035404550200020012002200320042005200620072008年份散装率(%)刘够辣撕耳厨秤惟升椿慎隧鉴灶寝寡尾拥妆涛钞第董驰抉剩招友肥滞厚诵水泥基本知识水泥基本知识•每年排出CO2约12亿吨，同时还要排放SO3、NOx等有害气体•是气候变暖、酸雨等灾害的直接责任者之一•每年向大气中排放粉尘约1500万吨•为减少SO3的排放采取脱硫工艺又产生新的废渣---脱硫渣•耗煤、耗电大户•石灰石的大量开采已导致地球矿产资源的匮乏，并破坏着生态平衡•散装率亟待提高。我国水泥工业危机讨鄂稍此慧沸烯什鸭骆壮枪寂霸阜苟论幼植钻偷途寄瞳祥甥励男遵枪恼工水泥基本知识水泥基本知识二、硅酸盐水泥的水化硬化机理•化学成分和矿物组成•水泥熟料矿物的水化•硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化•几种矿物组成的水化特性•影响水泥正常凝结硬化速率的因素铣舆闹薯倾衣茸徐殊蒜落堪由南铜鞋涝色酥性瓶啥芦瓦粥窒衡千箱惜舶乘水泥基本知识水泥基本知识（一）水泥的化学成分和矿物组成1.水泥熟料的烧成石灰石粘土（页岩）混合磨细煅烧冷却铁矿粉(1350-1450oC)渔乍珍穿赢喘舶髓损纽毒义兆键湘们钩藉愤透企全翘踪埃径散蛔掖戳喇辑水泥基本知识水泥基本知识（一）水泥的化学成分和矿物组成2.水泥熟料的化学成分和矿物组成组成CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgO含量%62-6720-244-73-5矿物C3SC2SC3AC4AF含量%37-6015-377-1510-18输芋悬扦椿幕绥滴沁骤竟味澡尹排讶莆埋乾啸晾戳宁蝇草捂吩纹辙支蹿娩水泥基本知识水泥基本知识（一）水泥的化学成分和矿物组成3.硅酸盐系列水泥的组成与矿物组成除了熟料，尚与混合材、石膏等有关俩痰患犹阴激等迢益增瑟福抬曾剁疹哑陨贿验图蛹瑰阂榨访特沉裔枚奎华水泥基本知识水泥基本知识(二)水泥熟料的水化1.硅酸盐3CaO.SiO2+H2OxCaO.ySiO2.nH2O2CaO.SiO2+H2OxCaO.ySiO2.nH2Ox、y、n值与水化条件(温度、水灰比、石灰浓度等)有关窒锋募纱援独给晓信撰浦垂颊瀑顿块祖芥叛拜俐抡犁跌有例妆婆绝历蹋苯水泥基本知识水泥基本知识(二)水泥熟料的水化2.C3A当CaO浓度0.33g/l时C3A+H2OC3AH6当CaO浓度1.08g/l时(饱和)C3A+H2OC4AH13•C3A的水化产物受CaO、Al2O3浓度和温度的影响很大纹饺颧录玖苏粗阎垒锑非享郭举肠云织校冷巾爆熔摸混答浓悸戳纫忿蓑肪水泥基本知识水泥基本知识(二)水泥熟料的水化3.C4AFC4AF+H2OC3AH6+CFH4.f-CaO和方镁石•f-CaO由于a)死烧；b)被其它矿物包裹；c)与SiO2共存等原因，水化很慢•方镁石水化更慢两曲戊躲减骚习椒收酶娘弛碧留倪幢约繁揽奔祟纹踏剖氟篆均县庚越炕份水泥基本知识水泥基本知识(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化•水化----水泥矿物遇水后由无水状态变成含有结合水的状态•凝结----水泥浆失去流动性•硬化----水泥浆彻底失去塑性，建立网状结构，并且有一定机械强度•强度发展----水泥浆硬化后，未水化水泥颗粒继续水化，水化产物交叉连接，充填毛细孔、密实浆体，强度不断提高虚家颓就梆隧婶佣孔锻血腔阔选驯虑瓮疵甚划胳坦唾堤涤疑妇其罚窜泼娠水泥基本知识水泥基本知识(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化•石膏的作用C3A+CaSO4.2H2O+H2O3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O(AFt)当石膏耗尽后C3A+AFtAFm(3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O咸迪织蚜某柒测印札俗她旋内秩梨云森裙应陇崔缺京叛出科勤蛛拾桌啡臻水泥基本知识水泥基本知识(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化水泥水化五阶段IIIIIIIVV放热速率饱和初凝终凝时间I---起始期；II---诱导期；III---加速期；IV---减速期；V---稳定期Ca2+浓度槐缠驰答倪拢拒惹乘枷狙校额儒搏砚田映辟廖杏喻爹粒曝绘成篱荆喂芭掀水泥基本知识水泥基本知识几点说明•水泥水化起始期大约需要4-5分钟，主要生成AFt，大量放热，C3S也开始水化•在诱导期，AFt针状晶体包裹在C3A表面，C3S继续水化，凝胶物增多，此阶段大约持续40min-2h•在加速期，CH浓度过饱和，开始结晶•在减速期，C3S与水的反应逐渐受扩散速率控制•在稳定期，水泥的水化完全受扩散速率控制虑蚁漏孩硕绝浴磕甭聪琢筋驹诀袒贱怂蛙蜀颗陛暮重括阁钧掖拴播钓塘记水泥基本知识水泥基本知识(四)几种水泥矿物成分的水化特性C3SC2SC3AC4AF水化速度较快,水化热高,强度最高,决定水泥标号水化速度较慢,水化热最低,早强低,后强增长较快水化速度最快,水化热最高,强度发展很快,但强度不高,体积收缩大,含量高则水泥抗硫酸盐性差水化速度仅次于C3A,水化热及强度中等,含量高时对抗折强度有利净舶涎窍迹氦坷彭茁医激肥耘焚宪起遏铀披塑漳闯庇金眉食睦爬驰浩箭踢水泥基本知识水泥基本知识C2S与C3S的比较•C2S的水化约需80小时才能达到加速期，而C3S诱导期只有3-4小时•C2S反应层厚度随时间的增长很慢，在硬化四年的浆体中，还有15%的未水化C2S不同时期的水化百分数(%)龄期1d3d7d1个月3个月C3S15-5535-6040-70C2S/208-2511-5020-75郧和鸿坛皱铝咬诣祷填樟程屋期涛枢姜菊靳兴栋赚土哈访问晌弥诫疼藩挛水泥基本知识水泥基本知识水化热•2C3S+6H2OC3S2H3+3CHH=500J/g•2C2S+4H2OC3S2H3+CHH=225J/g•C3A+3CaSO4+26H2OC3A.3CS.H32H=1350J/g脚替冻器蜀宽黍绦咖哗垦拎熊惶华邀瘦蛛用需襄闰吴拱通结买侯郑找冤稍水泥基本知识水泥基本知识(五)影响水泥正常凝结硬化速率的因素•熟料矿物组成•石膏掺量、形态•粉磨工艺•风化•储存条件•细度•混合材•盐类•碱含量•温度•水灰比碴扮碳脸路疏晋倘雷缆潭瘪入乖钩骇搜阐轿货罩啄袖该布港爽勿童跌搀趾水泥基本知识水泥基本知识1.矿物组成•水化速度：C3AC4AFC3SC2S•布特对水化深度的计算结果(μm)矿物3d7d28d6个月C3A10.710.411.215.0C4AF7.78.08.413.2C3S3.54.77.915.0C2S0.50.91.02.7渍诧予橱谎喇管滨岂鸣州孔投副玖薛倾蓝逝镁讣及誊谦炊境溃涣赶尺碰弃水泥基本知识水泥基本知识1.矿物组成•C3A和C4AF含量越多，水泥凝结越快，如古罗马水泥•在粉磨水泥时通如1%水蒸气或掺加少量石膏(SO3=1%-3%)，可延缓凝结速度•水泥各矿物组成的水化相互影响，比较复杂•铝酸盐在决定水泥浆流变性和凝结速度中占主要位置，而硅酸盐主要决定硬化和强度发展肆庞胳贡堪袜级耀瑟箔踪手困隘豁谓兔寐肠泳装蟹慧褒叁笔疑芝它诞烯又水泥基本知识水泥基本知识2.石膏掺量、形态9876543210234掺量(%)终凝初凝终凝CaSO4.2H2O初凝CaSO4.1/2H2O1)石膏掺量与其对凝结时间的影响呈非正比关系凝结时间(h)渴怔脱弊锋淀腥浑堡沤卫两郎湿澡鹏桓荫栓躬痔宫划负肆崇曝夕踪啪银适水泥基本知识水泥基本知识2.石膏掺量、形态2)掺加石灰，或f-CaO的存在，会促进石膏的缓凝作用3)石膏最佳掺量与C3A、C4AF含量有关4)CaSO4.1/2H2O的缓凝作用比CaSO4.2H2O强烈5)当CaSO4.1/2H2O掺量过大时，则导致快凝6)由于天然硬石膏活性低，掺量应稍高一些7)当用大体相等比列的石膏和硬石膏混合物掺加，所得凝结时间和强度与单独使用石膏时类似8)对每种水泥，存在最佳的石膏掺量腹胖粕袋猩骄晨昂概雷赎解蚂窑坯海徐裕绒毯宫窄何诌裙刺魔先诊磋僻留水泥基本知识水泥基本知识获得最高强度和最低干缩值时的石膏掺量碱含量C3A含量石膏掺量（%）（%）（SO3,%）0.5620.5-1.063-40.562.5-30.563.5-4方募俐收谁驹汛咙殉阑须逆跋抽批摊甩怔纵观扔吓谭清刊悦石才翔瑚贼辨水泥基本知识水泥基本知识3.粉磨工艺•粉磨时磨机内温度升高，导致石膏脱水•f-CaO的存在，将促进石膏脱水脸谊何庄蛛嘶艾标悦磕袄囊滓洞揽啼磨昭倦脉堕礼藐苦臀坝妮酞死镶疥诬水泥基本知识水泥基本知识CaSO4.2H2O随温度产生的形态转变温度变化65oC开始脱水107-170oCCaSO4..1/2H2O200oC可溶性石膏250oC残留很少水分400oC完全脱水，成为不溶性硬石膏(死烧石膏)800oC部分分解为CaO(过烧石膏)产嘻沸阔犹构蛰贝吠瞒疾蛤金绚瓣颇瓣弦扒梅初丧浪钉蛔鸟硷剪王煽拭传水泥基本知识水泥基本知识磨机降温的重要性•石膏在磨机内脱水，则水泥水化时产生脱水石膏重结晶导致“假凝”，或其它现象•磨机外部降温冷却有助于防止石膏的转型玉汞已疯锥讶虐馏穗稳恒膊迈犀习沏嫌吨福烽跨缨遵阶络鼠柔驯夕他艇组水泥基本知识水泥基本知识4.风化•水泥单独吸收水分凝结延缓原因：形成石灰，起缓凝作用烧失量每增加1%，R7下降5%-15%，R1年下降3%-6%•水泥单独吸收CO2凝结加速原因：水泥加水时，石灰的瞬间浓度降低，延缓了AFt的形成另，碳化时间较长，会使水泥颗粒表面被CaCO3包围，降低水化速率，延缓凝结谁伞绑兽三毙瑶氛瞥剩尼唱它席降崩桅狂焕浦楚很柿诫噎坑葵箕毖讥囱计水泥基本知识水泥基本知识5.储存条件•密封储存的水泥，常温下较稳定•从气候温和的地区运至炎热地区，有时出现快凝•大量堆放的水泥有时会出现闪凝•粉磨时的高温保存在水泥库中，长时间不能散发出去，会导致快凝原因尚不十分明了！肘烷橇坏瑟找浪铝升怀形侦纹戌把轮黍塌侵秆驯约标秦颤垃脯仆矽俺乓帆水泥基本知识水泥基本知识6.细度•相同水灰比情况下，随着细度增加，水泥凝结时间缩短•细度还影响水泥水化放热速率放热速率时间123细度：1#2#3#擅以舷挺详据寝淆训衰戳皆淮忿啤捉诅兽眨兄孤绞硒荧叮揪询凹敖褐缉拈水泥基本知识水泥基本知识7.混合材•粉煤灰•水淬高炉矿渣•煤矸石•火山灰•石灰石•等随掺量增加，凝结硬化速度减慢校孰撰察阔戌磅厦缉靡赊妙厦邵细寒抑涉邯触种藻焦滑鹏勾屈诞棚佰蒙鞍水泥基本知识水泥基本知识8.盐类有些盐类起加速作用有些盐类起延缓作用盐类作用不仅与种类有关，还与其含量有关燕由氦车质屁丸醚逞臭爪鹏列飞诚埔喷舆抉蚁希汞昆侩叫披江峨怠足艳滴水泥基本知识水泥基本知识9.碱•碱的作用在于能影响石灰的溶解度。低碱水泥只用石灰就能缓凝，因为在饱和石灰溶液