《水泥工艺学》第2章硅酸盐水泥的生产

第二章硅酸盐水泥的生产•标准的类别2.1硅酸盐水泥概述2.2硅酸盐水泥的生产工艺2.3水泥生产的主要工艺过程标准的类别标准就是对某项技术实行统一执行的要求。水泥生产必须有一定的标准，我国为提高水泥质量，降低成本，加快与国际惯例的接轨，制定了一系列水泥标准，并在实践中不断发展。标准的类别一、我国常用标准按照适用范围，目前我国现行常用的标准有三大类。1．第一类是国家标准GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》上述标准为强制性国家标准，任何技术(产品)不得低于此标准。此外，还有推荐性国家标准，以“GB/T”为标准代号，它表示也可以执行其他标准，为非强制性的。国家标准代号标准编号标准颁布年代标准的技术(产品)名称标准的类别一、我国常用标准按照适用范围，目前我国现行常用的标准有三大类。1．第一类是国家标准。2．第二类是行业标准。如JC/T853-1999硅酸盐水泥熟料，其中“JC”为建材行业的标准代号。3．第三类是企业标准。代号为“QB/”，其后分别注明企业代号、标准顺序号、制定年代号。国家鼓励地方和企业制定技术要求高于国家标准的地方标准或企业标准。标准的类别二、国际标准国际标准可大致分为三类。1．团体标准和公司标准。指国际上有影响的团体和公司的标准。如美国材料与实验协会标准(ASTM)等。2．区域性标准。如德国工业标准(DIN)、日本工业标准(JIS)等。3．国际标准化组织标准。代号ISO。ISO标准介绍ISO----国际标准化组织，成立于1974年，是专门从事除电工、电子领域外其它所有方面标准化的国际组织。在水泥生产领域同样制定了一个世界统一的水泥标准，但在80年代以前并不为世界尤其是发达国家所重视，到80年代初采用ISO标准体系的国家和地区仅占1/3，但随着世界经济格局的变化，经济向一体化发展，再加上ISO对其标准不断修订，到91年，采用ISO标准体系的已占50%。因而，一个企业要想使自己的产品进入国际市场，最佳的办法就是获得ISO9000系列标准的评审认证合格证，而且现在越来越多的公司要求其供方必须是通过了ISO9000认证的企业，同时，采用ISO9000系列国际标准对于提高产品质量、降低成本等具有很大作用，因而其重视程度大为提高。通用水泥标准的修订现在我国水泥标准修订了许多方面都在逐渐向ISO系列国际标准靠拢，以保证我国出口水泥产品质量，增加我国水泥在国际市场上的竞争能力。为适应我国水泥工业的发展，GB175经历了多次修订。发布于1956年1962年第一次修订1977年1985年1992年书中标准为GB-1999，共三个标准GB175-2007GB175-2007《通用硅酸盐水泥》GB175-2007《通用硅酸盐水泥》标准于2007年11月9日发布，于2008年6月1日开始实施。新标准在水泥品种、强度等级、混合材品种等方面进行了较大调整，并将取代以下六大通用水泥的三个标准：1.GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》2.GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》3.GB12958-1999《复合硅酸盐水泥》2.1硅酸盐水泥概述一、定义通用硅酸盐水泥（CommonPortlandCement）：以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。2.1硅酸盐水泥概述二、分类P----波特兰“Portland”的英文字首。品种代号组分熟料+石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P·I100----P·Ⅱ≥95≤5---≥95---≤51、硅酸盐水泥熟料定义•即国际上的波特兰水泥熟料由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0。熟料质量好坏直接影响水泥性能。现熟料已是一种商品。三、组分材料2、混合材料•定义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、粉煤灰、石灰石等。活性混合材料：符合GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料。(具有火山灰性或潜在水硬性，或兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料)非活性混合材料：活性指标低于上述标准。3、石膏•作用起缓凝剂、提高水泥的强度。•种类天然石膏工业副产品石膏石膏－－二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）为主要成分的天然矿石硬石膏－－以无水硫酸钙（CaSO4）为主要成分的天然矿石——工业生产中以硅酸钙为主要成分的副产品4、助磨剂•助磨剂助磨剂：在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂。水泥粉磨时允许加入助磨剂，其加入量应不大于水泥质量的0.5%，助磨剂应符合JC/T667的规定。四、硅酸盐水泥生产技术要求•技术要求即品质指标，是衡量水泥品质及保证水泥质量的重要依据。水泥质量评价化学指标物理指标化学指标主要是控制水泥中有害物质的化学成分不超过一定限量，若超过了最大允许限量，即意味着对水泥性能和质量可能产生有害的或潜在有害的影响。四、硅酸盐水泥生产技术要求•技术要求即品质指标，是衡量水泥品质及保证水泥质量的重要依据。水泥质量评价化学指标物理指标物理指标主要是保证水泥具有一定的物理力学性能，满足水泥使用要求，保证工程质量。四、硅酸盐水泥生产技术要求•技术要求即品质指标，是衡量水泥品质及保证水泥质量的重要依据。水泥质量评价化学指标物理指标硅酸盐水泥技术指标主要有不溶物、烧失量、细度、凝结时间、安定性、氧化镁、三氧化硫、碱及强度指标。1、硅酸盐水泥化学和物理指标（1）不溶物定义：是指水泥经酸和碱处理，不能被溶解的残留物。其主要成分是结晶SiO2，其次是R2O3，它属于水泥中非活性组分之一。序号项目指标检验方法与依据P.ⅠP.Ⅱ1不溶物(%)≤0.75≤1.5GB/T176-2008不溶物来源及影响不溶物来源：①生料。熟料煅烧好、漏生少，熟料中不溶物含量很低，回转窑正常煅烧的熟料约在0.2%-0.5%内；②混合材(尤其是火山灰质混合材料)。水淬矿渣没有明显的不溶物，火山灰质混合材料随活性的提高，不溶物减少；③石膏中的杂质。粘土质杂质是石膏带入的不溶物来源，石膏纯度高，不溶物也很低。因而该指标反映了熟料煅烧好坏、掺加石膏与混合材状况的一项指标。熟料煅烧好，石膏中杂质少、火山灰质混合材料少，不溶物测定值就低。1、硅酸盐水泥化学和物理指标（2）烧失量定义水泥烧失量是指水泥在950～1000℃高温下燃烧失去的质量百分数。水泥中不溶物和烧失量指标主要是为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量以及限制某些组分材料的掺量。序号项目指标检验方法与依据P.ⅠP.Ⅱ2烧失量(%)≤3.0≤3.5GB/T176-20081、硅酸盐水泥化学和物理指标（3）细度细度即水泥的粗细程度。水泥细度的常用表示方法：比表面积、筛余百分数、颗粒级配等。序号项目指标检验方法与依据P.1P.Ⅱ3细度(比表面积)(m2/kg)≥300GB/T8074-2008细度的表示方法及控制原因细度筛余：粉状物料细度的表示方法。一定质量的粉状物料在试验筛上筛分后所残留于筛上部分的质量百分数。试验筛：测定粉状物料细度时所用的具有标准规格的筛子。测定水泥细度用试验筛是孔边为0.080mm的方孔筛。比表面积：单位质量的物料所具有的表面积。单位是m2／kg。通常用透气法比表面积仪测定水泥的比表面积。粒度分布：不同尺寸的颗粒在粉状物料中分布的质量百分比。细度的表示方法及控制原因（选择指标）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，不小于300m2/kg；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。原因水泥颗粒过粗既不利于水泥活性的发挥，又影响了其保水成浆的性能。过细则增加粉磨能耗，导致需水量增大。勃氏法测水泥比表面积硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，不小于300m2/kg；GB/T8074-2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》方法原理：根据一定量的空气通过具有一定空隙率和固定厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的比表面积。在一定空隙率的水泥层中，空隙的大小和数量是颗粒尺寸的函数，同时也决定了通过料层的气流速度。筛析法测筛余百分数—水筛法GB-T1345-2005水泥细度检验方法筛析法主要技术参数：1、筛网目孔边长0.08mm2、水筛转速≈50r/min3、水筛水压0.03-0.08MPa4、水筛内径*高度φ125*80mm5、干筛内径*高度φ150*50mm筛析法测筛余百分数—手工筛析法GB-T1345-2005水泥细度检验方法筛析法主要技术参数：1、筛网目孔边长0.08mm2、水筛转速≈50r/min3、水筛水压0.03-0.08MPa4、水筛内径*高度φ125*80mm5、干筛内径*高度φ150*50mm筛析法测筛余百分数--负压筛析仪1、硅酸盐水泥化学和物理指标（4）凝结时间——2001标准定义：水泥凝结时间是水泥从和水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间.分初终时间和终凝时间两种。初凝时间：是指水泥加水拌和到标准稠度净浆开始失去塑性的时间。序号项目指标检验方法与依据P.ⅠP.Ⅱ4凝结时间(min)初凝≥45终凝≤390GB/T1346-20011、硅酸盐水泥化学和物理指标（4）凝结时间终凝时间：是指水泥加水拌和起到标准稠度净浆完全失去塑性的时间。序号项目指标检验方法与依据P.1P.Ⅱ4凝结时间(min)初凝≥45终凝≤390GB/T1346-20051、硅酸盐水泥化学和物理指标（4）凝结时间•为何要规定初凝时间“≥”，终凝时间“≤”？？？为保证水泥使用时砂浆或混凝土有充分时间进行搅拌、运输和砌筑，必须要求水泥有一定的初凝时间；当施工完毕又希望混凝土能较快硬化，较快脱模，因此，又要求水泥有不太长的终凝时间。序号项目指标检验方法与依据P.1P.Ⅱ4凝结时间(min)初凝≥45终凝≤390GB/T1346-2005凝结时间测定方法水泥净浆、砂浆水泥净浆标准稠度：为测定水泥的凝结时间、体积安定性等性能，使其具有准确的可比性，水泥净浆以标准方法测试所达到统一规定的浆体可塑性程度。现行国家标准(GB/T1346-2001)规定，以标准法维卡仪的试杆沉入净浆距底板的距离为6mm±1mm时的水泥浆的稠度作为标准稠度。水泥净浆标准稠度需水量：拌制水泥净浆时为达到标准稠度所需的加水量。标准稠度用水量、净浆不同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一般在21%～33%之间。水泥净浆搅拌机标准法维卡仪100%水泥用量用水量水泥的标准稠度用水量标准稠度用水量、净浆凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需时间表示。国标规定：将标准稠度的水泥净浆装入凝结时间测定仪的试模中，以标准试针（分初凝用试针和终凝用试针）测试。标准法维卡仪初凝试针终凝试针凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法凝结时间测定方法1、硅酸盐水泥化学和物理指标（5）安定性水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，简称安定性。序号项目指标检验方法与依据P.1P.Ⅱ5安定性沸煮法检验合格GB1346-2005雷氏夹膨胀(mm)≤51、硅酸盐水泥化学和物理指标（5）安定性影响安定性不良的原因：熟料中游离氧化钙、方镁石过高及水泥中石膏掺加量过多序号项目指标检验方法与依据P.1P.Ⅱ5安定性沸煮法检验合格GB1346-2005雷氏夹膨胀(mm)≤51、硅酸盐水泥化学和物理指标（5）安定性熟料中游离氧化钙过高f-CaO+H2O--Ca(OH)2体积膨胀(98%)•CaO安定性检测方法：雷氏夹法、试饼法序号项目指标检验方法与依据P.1P.Ⅱ5安定性沸煮法检验合格GB13