其他通用水泥生产技术

第十章其他通用水泥生产技术通用水泥即硅酸盐水泥系列包括硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥组分材料均为:熟料石膏混合材料区别:混合材料的种类和数量不同§10-1混合材料的种类及质量要求一、混合材料的分类:活性混合材料：非活性混合材料：主要包括粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰包括活性指标不符合要求的砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰火山灰性或潜在水硬性的材料不具有潜在水硬性作用：1.增加水泥产量，降低成本。2.改善和调节水泥的某些性质。3.综合利用工业废渣，减少环境污染。二、粒化高炉矿渣形成：高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化后的产品。组成：化学成分：CaOSiO2Al2O3MgOFe2O3硫化物＞90%其中Al2O3＞12%CaO＞40%的活性较好影响矿渣活性的因素化学成分：活性组分主要指：玻璃体的含量：越高越好CaOAl2O3MgO矿渣的活性：矿渣的活性激发剂常用的激发剂碱性激发剂：主要有：硫酸盐激发剂：主要有：石灰熟料石膏工业副产石膏能产生Ca(OH)2CaSO4质量评定：1.主要用化学成分分析法：2.激发强度试验法：2232TiOMnOSiOOAlMgOCaOK=K为质量系数，其值越大，矿渣活性越高。用于水泥中的粒化高炉矿渣：K≥1.2三、火山灰质混合材定义：是具有火山灰性的天然的或人工的矿质物料。包括：天然的火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土；人工的烧粘土、烧矸石。主要化学成分：SiO2、Al2O3石灰如何评定活性化学方法：即火山灰性试验，依据GB／T2847—1996的方法物理方法：即强度对比法，如何选择火山灰质混合材料烧失量≤10%SO3≤3%火山灰性合格胶砂强度比：≥62%放射性物质：四、粉煤灰产出：从煤粉炉烟道气体中收集的粉尘（1亿T）成分：以SiO2,Al2O3为主，另有少量Fe2O3、CaO等活性：取决于化学成分玻璃体含量烧失量细度用于水泥中的粉煤灰的技术要求项目烧失量（%）含水量（%）三氧化硫（%）28d抗压强度比（%）Ⅰ级≤5≤1≤3≥75Ⅱ级≤8≤1≤3≥6228d抗压强度比（%）=%1002828抗压强度水泥抗压强度水泥的dPdFP五、其他混合材料化铁炉渣精炼铬铁渣JC417－91粒化电炉磷渣GB6645－86粒化高炉钛矿渣JC418－91增钙液态渣JC454－92钢渣YB/T022-92沸腾炉渣赤泥窑灰ZBQ12001水泥胶砂28d抗压强度比大于和等于75％的为活性混合材料；小于75％的为非活性混合材料。§10-2普通硅酸盐水泥定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。掺活性混合材料时：最大15%，其中允许用≤5%的窑灰或≤10%的非活性混合材料来代替。掺非活性混合材料时：最大10%代号：P·O强度等级：32.542.552.532.5R42.5R52.5R序号项目指标P·ⅠP·ⅡP·O1不溶物（%）≤0.75≤1.52烧失量（%）≤3.0≤3.5≤5.03细度（比表面积）（m2/kg)≥3000.08mm方孔筛筛余（%）≤10%4凝结时间（min)初凝≥45终凝≤390≤10h5安定性（沸煮法检验）合格6氧化镁（%）≤5.0;水泥压蒸安定性检验合格可放宽到6.07三氧化硫（%）≤3.58碱（Na2O+0.658K2O)(%)≤0.6或协商指标技术要求:普通硅酸盐水泥:8项普通水泥与硅酸盐水泥技术要求上的区别:不做不溶物要求细度用筛余百分数表示终凝时间延长硅酸盐水泥的强度指标强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通硅酸盐水泥的强度指标强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0生产:与P·Ⅱ同性能：1、凝结硬化较快，早强较高；2、抗冻性较好；3、水化热偏高；4、耐酸、碱、硫酸盐类化学侵蚀差。用途1、配制较高标号混凝土；2、无腐蚀性水中的受冻工程；3、在低温条件下需要强度发展较快的工程；4、一般地上工程和不受侵蚀的地下工程。§10-3矿渣硅酸盐水泥定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%~70%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量≤8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%代号：P·S序号项目指标1细度（0.08mm方孔筛筛余）（%）≤10%2凝结时间（min）初凝≥45终凝≤10h3安定性（沸煮法检验）合格4氧化镁（%）熟料中≤5.0；水泥压蒸安定性检验合格可放宽到6.0。若混合材料总掺量大于40%可不做压蒸试验5三氧化硫（%）≤4.06碱（Na2O+0.658K2O）（%）协商指标强度等级：同P·O矿渣硅酸盐水泥的强度指标强度等级抗压强度抗折强度3天7天3天7天32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0生产过程掺混合材水泥的水化特点二次水化机理：第一次－水泥熟料的水化C3S(C2S)+H2O=C-S-H+Ca(OH)2第二次－混合料与第一次产物反应f-SiO2+Ca(OH)2+H2O=C-S-HAl2O3+Ca(OH)2+3(CaSO4·2H2O)+H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O最终产物为两次产物之和。Ca(OH)2减少，C-S-H的C/S比小1.4－1.7钙钒石多硬化：早期慢，后期增进（矿渣活性的激发）湿热性能256图10.31、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好；2、耐热性较好；3、水化热较低；4、在蒸汽养护中强度发展较快；5、在潮湿环境中后期强度增进率较大；6、早强较低，凝结较慢，在低温环境下尤甚；7、抗冻性较差；8、干缩性较大，有泌水现象。用途1、地下、水中和海水中工程，以及经常受高水压的工程；2、大体积混凝土工程；3、蒸汽养护的工程；4、一般地上工程。5.受热车间（200℃以下）不适：早强、低温、冻融提高矿渣水泥质量的主要途径1、选择适当的熟料的矿物组成表10.162、控制矿渣的质量和加入量表10.173、提高水泥的粉磨细度表10.184、增加石膏的加入量。§10-4火山灰质硅酸盐水泥定义：它是由硅酸盐水泥熟料和20％～50％火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。代号：P·P序号项目指标1细度（0.08mm方孔筛筛余）（%）≤10%2凝结时间（min）初凝≥45终凝≤10h3安定性（沸煮法检验）合格4氧化镁（%）熟料中≤5.0；水泥压蒸安定性检验合格可放宽到6.0。若混合材料总掺量大于40%可不做压蒸试验5三氧化硫（%）≤3.56碱（Na2O+0.658K2O）（%）协商指标火山灰质硅酸盐水泥的强度指标强度等级抗压强度抗折强度3天7天3天7天32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0火山灰质混合材料掺加量对水泥强度的影响混合材料的掺加量火山灰质硅酸盐水泥性能264图10.51、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力较强；2、抗水性较好；3、水化热较低；4、在湿润环境中后期强度增进率较大；5、在蒸汽养护中强度发展较快；6、早期强度较低，凝结较慢，在低温环境中尤甚；7、抗冻性差；8、吸水性大；9、干缩性较大。用途地下、水中工程及经常受较高水压的工程；受海水及含硫酸盐类溶液侵蚀的工程；大体积混凝土工程；蒸汽养护的工程；远距离运输的砂浆和混凝土；不适用于：早强、冻融、干燥、高温§10-5粉煤灰硅酸盐水泥定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%~40%粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。粉煤灰掺量为代号：P·F技术要求：7项同火山灰质硅酸盐水泥共同粉磨分别粉磨两级混磨辊压机预粉磨辊压机联合粉磨粉煤灰直接喂入选粉机中将粉煤灰喂入磨机最后一仓粉磨工艺：熟料、粉煤灰、石膏？熟料石膏粉煤灰磨机粉煤灰水泥计量、配合图1共同粉磨流程示意图熟料石膏粉煤灰磨机磨机混合机粉煤灰水泥图2分别粉磨流程示意图简单、投资省入磨物料粒径相差大不同的粒径选择不同的磨机复杂熟料石膏一级磨机二级磨机粉煤灰粉煤灰水泥图3两级混合磨流程图4辊压机预粉磨流程熟料石膏粉煤灰选粉机辊压机球磨机成品熟料石膏辊压机粉煤灰球磨机成品选粉机打散分级机图5辊压机联合粉磨工艺流程图熟料石膏粉煤灰选粉机成品球磨机图6粉煤灰喂入选粉机流程图水泥强度下降：部分粉煤灰没粉磨，影响活性粉煤灰硅酸盐水泥性能(1)需水量少，和易性好(2)干缩小，抗裂性好(3)水化热低(4)耐腐蚀性好(5)早期强度低，后期强度增进率大(6)泌水，抗冻性差、抗碳化性差用途：一般的工业和民用建筑，尤其适用于大体积和水利工程的混凝土以及地下、海港工程等但不适用于早期强度要求高的工程、受冻工程、有水位升降的混凝土工程以及有抗碳化要求的工程等。提高粉煤灰水泥强度的途径(1)选择优质粉煤灰并且控制粉煤灰掺量(2)提高粉煤灰水泥的细度(3)选择适宜的熟料矿物组成。§10-6复合硅酸盐水泥定义：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。混合材料总掺量大于15%，不超过50%允许用不超过8%的窑灰代替代号：P·C与普通水泥的区别：混合材须＞15%与矿渣、粉煤灰、火山灰质水泥的区别：1、必须掺两种或两种以上的混合材料2、扩大了混合材的品种取长补短矿渣、粉煤灰、火山灰、石灰石、窑灰强度等级抗压强度／MPa抗折强度／MPa3d28d3d28d32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0技术性能指标：除强度外其同火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。生产复合水泥应注意的问题(1)选择性能优势可互补的复合材料并确定适宜掺量(2)控制合适的粉磨细度(3)当混合材料掺量较高时可掺入一定量的外加剂复掺的效果？（272）品种（274）§10-7石灰石硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料10%－25%石灰石石膏磨细代号：P.L石灰石硅酸盐水泥强度等级分为32．5、32．5R、42．5、42．5R石灰石质量应符合CaCO3≥75．0%、Al2O3≤2．0%。性能和易性好，离析水量少，需水量少，抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐性能好等优点。干缩率较大，后期强度较低。应用石灰石硅酸盐水泥可与同标号普通水泥一样使用，即适用于各种建筑工程中。水泥名称代号硅酸盐水泥P·Ⅰ、P·Ⅱ普通硅酸盐水泥P·O矿渣硅酸盐水泥P·S粉煤灰硅酸盐水泥P·F火山灰质硅酸盐水泥P·P复合硅酸盐水泥P·C石灰石硅酸盐水泥P·L各种水泥的代号掺混合材硅酸盐水泥的品种普通硅酸盐水泥：熟料＋(6~15)%混合材＋石膏矿渣硅酸盐水泥：熟料＋(20~70)%矿渣＋石膏火山灰水泥：熟料＋(20~50)%火山灰＋石膏粉煤灰硅酸盐水泥熟料＋(20~40)%粉煤灰＋石膏复合硅酸盐水泥熟料＋(15~50)%混合材料＋石膏石灰石硅酸盐水泥熟料＋10%－25%石灰石＋石膏五种常用水泥的主要性能特性品种P.ⅠP.ⅡP.OP.SP.PP.F水化热高低凝结时间快较快较