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硅酸盐水泥熟料
圖片來自百度

建筑材料

硅酸盐水泥熟料是以石灰石和粘土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后在水泥窑中煅烧而成的。矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-70%的粒化高炉矿渣及适量石膏组成。火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-50%的火山灰质混合材料及适量石膏组成。粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-40%的粉煤灰及适量石膏组成。

  • 外文名:Portland cement clinker

组成

硅酸盐水泥熟料主要有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四种氧化物组成,在熟料中占95%,另5%为其他氧化物,如MgO、SO3等。

水泥熟料经高温煅烧后,CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四种氧化物不是以单独的氧化物存在,而是以两种或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物集合体

硅酸盐水泥熟料中主要形成四种矿物:硅酸三钙,3 CaO·SiO2,简写C3S,占50~60%,称阿利特(Alite)或A矿硅酸二钙,2 CaO·SiO2,简写C2S,占20~25%,称贝利特(Belite)或B矿;铝酸三钙,3CaO·Al2O3,简写C3A,占5~10%;铁相固溶体,通常以铁铝酸四钙表示,4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写C4AF,占10~15%,称才利特(Celite)或C矿。

熟料的化学组成

硅酸盐水泥熟料中的主要化学成分是CaO,SiO2,A12O3,Fe2O3四种氧化物,其总和通常占熟料总量的95%以上。此外,还含有少量的其他氧化物,如MgO,SO3,Na2O,K2O,TiO2,P2O5等,它们的总量通常占熟料的5%以下。当用萤石或其他金属尾矿作矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时,熟料中还会有少量的CaF2或其他微量金属元素。在实际生产中,硅酸盐水泥熟料中主要氧化物含量的波动范围一般为:CaO是62%~67%,SiO2是20%~24%,Al2O3是4%~7%,,Fe2O3是2.5%~6%。在某些特定生产条件下,由于原料及生产工艺过程的差异,硅酸盐水泥熟料的各主要氧化物含量也有可能略为偏离上述范围,甚至由于某些生产所用的原料、燃料带入的MgO,SO3等含量较高,致使有的硅酸盐水泥熟料中的次要氧化物含量总和有可能高于5%。[1]

分类

水泥熟料按用途和特性分为:通用水泥熟料、低碱水泥熟料、中抗硫酸盐水泥熟料、高抗硫酸盐水泥熟料、中热水泥熟料和低热水泥熟料。[2]

率值

水泥熟料是一种多矿物集合体,而这些矿物又是由四种氧化物化合而成。因此在熟料生产控制中,不仅要控制氧化物含量,还要控制氧化物间的比例即率值。熟料率值有三个,各国学者因认识不同采用形式不一,我国采用饱和比KH、硅酸率SM、铝氧率IM(AM)三大率值。

硅酸盐水泥三大率值为:

KH=0.910±0.02(LSF也有表示)

SM=2.70±0.10

IM=1.70±0.10

煅烧

熟料煅烧顾名思义是将生的烧成熟的。煅烧因窑型不同而有差异。目前国内窑型有湿法窑;干法窑,干法中有中空窑、SP(不带分解炉)、新型干法窑;半干法中有立窑、立波尔窑。现介绍几个重要温度:

1. CaCO3—CaO+CO2分解温度为890℃,MgCO3—MgO+CO2分解温度为590℃,因此分解炉的温度控制为900℃左右;

2.C3S在出现液相以后才能形成,液相温度为1250℃,故熟料烧成温度为1300℃~1450℃(物料温度)。

3. C3S——C2S——C3A——C4AF最低共熔温度1338℃,故低于此温度矿物形成就有困难。

水泥窑气体温度高达1700℃,物料温度高达1400℃,经水泥窑处理的废弃物不会造成二次污染。由于垃圾焚烧炉的焚烧温度低于水泥窑,往往会造成二次污染,目前发达国家都有采用水泥窑代替焚烧炉处理垃圾的趋势。

粉磨

煅烧出来的熟料主要用于水泥制备,需要添加石膏,混合材等,经过混合粉磨制成最终的水泥产品。

化学性能

化学性能按GB/T 176进行,矿物组成按表1和表2注中的公式计算。

物理性能

水泥熟料物理性能的检验,是通过将水泥熟料在Φ500mm×500mm化验室统一小磨中与符合GB/T 176规定的二水石膏一起磨细至350m2/kg±10m2/kg,80μm筛余(质量分数)≤4%制成Ⅰ型硅酸盐水泥来进行的。制成的水泥中SO3含量(质量分数)应在2.0%~2.5%范围内(也可按双方约定)。所有的试验(除28d强度外)应在制成水泥后10d内完成。

视频

硅酸盐水泥的凝结硬化的因素

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参考文献