《水泥工艺学》第0章绪论

说明课程说明课程类别：指选课学分：3学时数：理论：40学时实验：8学时，王凯锋老师指导第13周之后课程重要性说明教材说明原教材：《水泥工艺学》91年7月版－本科教材－标准、数据指标、工艺旧理论部分未见其它参考书籍更新现教材：《水泥工艺技术》2006年6月版－高职高专教材－标准亦旧、工艺部分较全、实用性高对工作有参考价值、理论偏少，未深入。说明教材说明现教材：《水泥工艺技术》06年6月版教材学时要求：120学时左右。授课内容说明•上课要求•考核方式：闭卷•期末考试：70%•平时＋实验：30%•不划重点•以往不通过率较高，共同努力。•缺课一次扣2分，迟到一次扣1分第一章绪论一、水泥的起源与发明二、水泥的定义和分类三、水泥在国民经济中的作用四、水泥工业的发展概况五、水泥工业的环境保护1.1水泥的起源与发明水泥：起源于胶凝材料。胶凝材料定义：指在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，又称胶结料。1.1.1胶凝材料定义与分类水泥：起源于胶凝材料。胶凝材料分类：无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性－－石灰、石膏水硬性－－各种水泥－－沥青、树脂、橡胶拌水后只能在空气中硬化拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化1.1.2胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土泥巴墙不抗水强度低1.1.2胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石块、砖用石灰粘结人们发现石灰岩在火中煅烧脱水、在雨中胶结产生胶凝性，因而可用来调制砌筑砂浆。石灰为何能产生胶凝性？1.1.2胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而且还具有一定的抗水性。为何？1.1.2胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉事”为止，发现了天然水泥。1.1.2胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥硅酸盐水泥时期19世纪初硅酸盐水泥水泥的发明1.1.2胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000—10000年天然黏土石膏一石灰时期公元前2000—3000年石灰、石膏石灰一火山灰时期公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥硅酸盐水泥时期19世纪初硅酸盐水泥多品种水泥时期20世纪至今各种水泥1.2水泥的定义和分类GB/T4131-1997水泥的命名、定义和术语：本标准规定了水泥命名的一般原则、主要水泥产品的定义及有关术语的涵义等。1．定义：加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。1.2水泥的定义和分类2、分类通用水泥专用水泥特性水泥按用途和性能分类一般土木建筑工程上使用水泥。以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。2008年6月1日实施的新标准，通称六大(通用)水泥。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。P8－－七大品种(1)1.2水泥的定义和分类2、分类通用水泥专用水泥特性水泥按用途和性能分类有专门用途的水泥。以专门用途命名，并可冠以不同型号。如A级油井水泥(可泵性好、凝结硬化快及早期强度高的特点，高压井效果好)、G级油井水泥(基本油井水泥，能与多种外加剂配合，能适应较大的井深和温度变化范围)、彩色水泥、道路硅酸盐水泥等。有某种特殊性能的水泥。以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名。如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等。(1)一般土木建筑工程上使用水泥。1.2水泥的定义和分类2、分类通用水泥专用水泥特性水泥按用途和性能分类有专门用途的水泥。有某种特殊性能的水泥。(1)一般土木建筑工程上使用水泥。特种水泥目前我国特种水泥已发展到6大体系，7个大类，共70多个品种。我国水泥品种开发和研制已跨入世界先进行列。1.2水泥的定义和分类2、分类硅酸盐铝酸盐硫铝酸盐铁铝酸盐氟铝酸盐其他按水泥主要水硬性物质所属体系分类(2)以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥1.弹力水泥英国牛津大学研制成功的这种水泥，系在生产流程中减少水泥的含水量，并加入一种聚合物，使其强度比普通水泥高10倍，而且具有柔韧性。使用这种水泥时，可像面团一样随意拉长、卷叠、挤压，或者注入预先做好的模具内，制成各种水泥制品，而且可大大节约原材料。用这种水泥的净浆可制备弹簧、棒、管、盘和唱片等……1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥2.变色水泥国外在白色水泥中加入二氧化钴，制成一种能随空气含水量多少而变色的水泥。由于它可预报天气、湿度的变化，故又称为气象水泥。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥3.木质水泥由瑞典研制。是在水泥中加入粒径为300微米的聚合物制成。使用中除有普通水泥的特点外，其制品还能像木材一样锯切、钉割和开螺孔，并具有良好的隔音和防火性能。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥4.夜光水泥国外研究出一种夜光水泥。多用于在公路上标划车道、人行道线和各种路面标志等，可贮存白天的日光及来往车辆的灯光，夜晚时闪闪发光，构成“夜光公路”，给城市夜色增添光彩，方便夜行车辆。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥5.贮热水泥这是一种多孔泡沫水泥，具有重量特轻、比重小于水、强度很高等特点。在高层建筑中使用它无需打桩，利于加快建设进度，并可在白天贮存太阳光的热量，晚上再慢慢地放出热量，因而是一种建造太阳能房屋的材料。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥6.自愈水泥自愈水泥内掺一些粘性流体并山一些多孔的纤维包裹，一旦水泥裂缝，纤维外包装也破裂，将混合物放出，填补裂缝。该水泥还包含一种防护性药剂，因为用来回固的钢筋会由于盐分和污水的腐蚀而生锈。用这种纤维将钢筋包起来，可防止砼中的钢筋腐蚀。这种水泥可应用于重点工程，因具只产生微小裂缝，可避免更大的灾害性断裂，在应用中可提高建筑物的安全系数。1.2水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥7.自找平水泥这种水泥是将共聚物乳液、水泥和水混介而成，共聚物是在存在非离子或阳离子表而活性剂的条件下，由烯类不饱和单体与酸加成物共聚合而成。将上述共聚物乳液167份、水泥100份和水100份混均后即成聚合物水泥。这种水泥自行流动性好、凝固快，涂层具有柔软性等优点。可用喷涂方法喷涂在混凝土楼板上，涂层能自找平，形成平整的地面涂层。1.3水泥在国民经济中的作用四大基础工程材料：水泥、钢材、木材、塑料现虽有许多新的胶凝材料出现，尚无任何一种材料可以取代水泥作为基础工程材料的地位。1.3水泥在国民经济中的作用水泥基材料住宅建设市政工程地下工程住宅建设市政工程公路建设高层建筑军事工程港口建设桥梁工程核电建设大坝工程油井工程农田水利环境治理水下工程1.4水泥工业的发展概况窑生料磨水泥磨原料生料熟料水泥二磨一烧生产过程（四个字）：见P112.2.1影响水泥质量的因素？1.4水泥工业的发展概况（一）按生料制备方法分：湿法干法（二）按煅烧熟料窑的结构分：生产方法分类：见P122.2.2立窑生产回转窑生产普通立窑机械化立窑干法回转窑湿法回转窑半干法回转窑普通干法新型干法半湿法(湿磨干烧)亦归为湿法半干法(料球)亦归为干法1.4水泥工业的发展概况水泥工业主要评价指标：规模（产量）：总、企业、台、人均窑型及生产方法的先进性质量（强度）：熟料、水泥熟料热耗（KJ/kg熟料、Kcal/kg熟料）熟料电耗、料耗、综合电耗……1.4水泥工业的发展概况•不同生产方法的熟料热耗、产品质量(2006年统计)生产方法热耗(kJ/kg熟料)产品质量ISO最低-最高平均预热器、新型干法窑其他回转窑(湿法、中空窑、立波尔窑)立窑(机立窑、普立窑)3135-3553330042.5、52.5以上3700-8485629542.5、52.5以上3970-62705260主要生产32.5少量生产42.5、52.5（1）、我国水泥工业的发展概况二、我国水泥工业的近年发展状况中国第一个水泥厂－－1889年河北唐山细绵土厂（后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂）。改革开放以来，我国水泥工业取得了长足的发展，水泥产量由78年的6524万t，发展到99年的5.73亿t，水泥市场从长期的卖方市场转向买方市场，代表水泥工业技术发展趋势的新型干法生产工艺从几近空白走向日益成熟，但也存在很大问题。我国是世界上最大的水泥生产国，也是世界水泥消费大国，从1985开始，我国总产量一直保持在世界首位，并且多年水泥产量占世界1/3以上。（1）、我国水泥工业的发展概况1、产量持续增长－80年80年重点企业2558.5万t技术：立窑为主。大中型企业的水泥工艺也以湿法(约60%)、半干法为主，技术装备普遍是四五十年代水平，没有先进的窑外分解技术。年份全国产量（万吨）增长量（万吨）增长率（%）1978652495917.21979739086613.3198079865968.1（1）、我国水泥工业的发展概况1、产量持续增长－85年85年重点企业3158.5万t技术：建设项目仍以湿法(十几条)为主。引进了冀东、宁国两条4000t/d新型干法生产线。淮海、柳洲两条3000t/d新型干法开始建设。国内自行设计建成了新疆、川沙两条700t/d、牡丹江2000t/d窑外分解生产线。年份全国产量（万吨）增长量（万吨）增长率（%）198182903043.819829520123014.8198310825130513.7198412302147713.6198514595229318.6（1）、我国水泥工业的发展概况1、产量持续增长－90年1990年重点企业3985.8万t技术：新型干法技术得到迅速发展，建成更多新型干法生产线。组织2000t/d、4000t/d生产线国产化攻关。但由于技术、管理、体制上原因，这一时期新型干法窑在达标达产及投资上存在问题较多。对湿法、半干法改造进行了探索(建成的三条湿改干示范线，两条存在问题)，这一时期也是水泥工业“是发展新型干法生产技术还是继续建设湿法生产线”即所谓的“干湿法”之争比较激烈的时期。年份全国产量（万吨）增长量（万吨）增长率（%）198616606201113.8198718625201912.2198821014238912.8198921029150.1199020971-58-0.3（1）、我国水泥工业的发展概况1、产量持续增长－90年背景：国民经济迅速增长，水泥供需矛盾突出，而水泥工业发展相对滞后。而此阶段国内物价上涨较快，水泥项目投资逐年攀升。建成的相当部分的新型干法生产线，受达标达产、汇率变动、贷款利率较高等因素影响，在其后来的生产经营中面临较大困难，如江西、鲁南、柳州、淮海、珠江、云浮、顺昌等项目。年份全国产量（万吨）增长量（万吨）增长率（%）198616606201113.8198718625201912.2198821014238912.8198921029150.1199020971-58-0.3（1）、我国水泥工业的发展概况1、产量持续增长－95年背景：随着我国改革开放力度的进一步加大，受国内外市场的双重拉动，是我国水泥工业发展的黄金时期，这一时期也是水泥工业利用外资的兴旺时期。技术：