复合硅酸盐水泥开题报告.doc

唐山学院水泥方向综合实验开题报告题目：复合硅酸盐水泥的研制环境与化学工程系 10无机非金属材料（2）班系别：_ 专业：_朱晓丽姓名：_ 李悦指导教师：_辅导教师：_2013年6月17日具体格式再改改按老师说的一、复合硅酸盐水泥的概述 复合硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、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，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥）。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于20%，不超过50%。水泥中允许用不超过8%的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。性能：水化热低、抗渗性好、耐腐蚀性强，后期强度增进率高。适用范围：适用于地下、水中、地上各种建筑，配制沙浆等。技术及材料要求1、氧化镁：熟料中氧化镁的含量不得超过5.0%。如水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。2、三氧化硫：水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。3、细度：80m方孔筛筛余不得超过10%。4、凝结时间：初凝不得早于45min,终凝不得迟于10h。5、安定性：用沸煮法检验必须合格。6、强度：425和525号水泥按早期强度分两种类型。 7、碱：水泥中碱含量按Na2O0.658K2O计算值来表示。硅酸盐水泥熟料与GB175的规定相同。活性混合材料系指符合GB203规定的粒化高炉矿渣，符合GB2847规定的火山灰质混合材料和符合GB1596规定的粉煤灰，以及按照附录A新开辟的活性混合材料，如化铁炉渣、精炼铬铁渣等。非活性混合材料系指活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性的水泥混合材料和石灰石、砂岩，以及按照附录A新开辟的非活性混合材料，如钛渣等。采用石灰石时其中的三氧化二铝含量不得超过2.5%。石膏、窑灰、助磨剂、外加剂等与GB175的要求相同。二、复合硅酸盐水泥的经济效益与社会效益水泥行业运行分析报告2013年1-4月全国固定资产投资累计完成91319万元，同比名义增长20.6%；全国房地产开发投资19180亿元，同比名义增长21.1%。1-4月，全国累计水泥产量6.41亿吨，同比增长8.4%。4月份随着天气转暖工程开工量出现明显增长，水泥出货量明显提升，同时水泥价格也出现明显回升。1-4月全国商品混凝土产量3.1亿立方米，同比增长21.53%。1-4月全国投产水泥熟料生产线10条，合计熟料年产能1264.8万吨。2012年中国水泥及熟料出口总量为1199.68万吨，其中水泥出口量为924.01万吨，熟料出口量为275.67万吨；水泥及熟料出口总金额价值6.8亿美元，其中水泥出口金额5.6亿美元，熟料出口金额1.2亿美元；出口量与出口金额与去年相比分别有13%、10%的上涨。2012年我国混凝土与水泥制品出口总量为270.2万吨，同比增加24.3%。按照2011年工信部和中国建材联合会6月29日颁布的建材工业“十二五”发展指导意见和建材工业“十二五”科技发展规划的要求，到2015年中国水泥产量达到要达到22亿吨，也就意味着熟料产量达到15亿吨，新型干法水泥要占95%以上的比重，在建材工业“十二五”科技发展规划中同时指出将降低水泥工业粉尘和二氧化碳的排放，作为建材行工业尤其是水泥工业推行清洁生产的重要手段。因此，在“十二五”水泥工业必须要降低粉尘和氮氧化物的排放1。金属耐磨材料发展简史随着现代工业的发展,百余年来金属耐磨材料经历了三个阶段。第一阶段是以高锰钢为代表的第一代耐磨材料。它是由英国人RobertHadfied在1882年9月发明的,1883年获得英国专利。其特点是韧性好,在强冲击条件下发生加工硬化。1892年在铁道又上试用成功。至今仍在高冲击、强磨损工况条件下得到广泛应用,如圆锥破碎机轧臼壁和破碎壁、大型颚式破碎机颚板、大型锤式破碎机锤头等2。随着地下工程的快速发展和注浆材料的大量使用,注浆材料的耐久性及其评估理论的研究已经成为当前该领域的研究热点和核心之一。提高注浆材料的耐久性能,加强注浆帷幕的加固与防渗功能,可以为地下工程结构提供一道抵抗侵蚀的屏障,从根本上保障地下工程结构的安全运营,延长结构的服役期限,这不仅具有重要的社会经济意义,也具有重大的现实工程价值。承蒙国家863高科技项目(2007AA11Z134)“地下工程承压地下水防治与控制技术研究”基金的资助,本文以青岛胶州湾海底隧道为工程背景,在广泛收集并分析国内外研究成果的基础上,深入研究了水泥类注浆材料的固结原理和结石体强度的影响因素,分析总结了注浆材料的侵蚀因素和破坏机理,对注浆材料的耐久性进行了试验研究,对其服役寿命进行了预测和评估3。新型干法水泥技术之利用镁渣制复合硅酸盐水泥技术炼镁排放出的废渣作原料和水泥活性混合材料进行生产复合硅酸盐水泥，用于砌筑道路建设及装修工程。利用炼镁废渣与石灰石、粘土、铁矿石配制水泥生料，经煅烧成硅酸盐水泥熟料后再加入适量沸石、镁渣、石膏磨细制得细制得复合水泥。镁渣作原料一次掺入量1015%，作混合材料二次掺入量2025%，两次合计掺入量为3040%。利用该炼镁废渣生产的镁渣复合硅酸盐水泥，产品经国家质检中心检查，各项技术指标符合GB129581991复合硅酸盐水泥标准要求。主要技术指标：效益：建设一条700t/d新型干法水泥生产线，项目达产后水泥年产量共计3584万砘。年可实现纯利润1908万元，生产期平均投资利润率为1926%，与同类项目相比是非常先进的，投资回收期为税后629年，税前515年利用消化了3040%的炼镁工业废渣，为镁业的持续发展解除了后顾之忧。为保护环境、造福人类提供工一项新的创新技术。另外，本项目在上马时应采用综合性的防治措施，环保设计与工程设计进行，建成后在正常情况下各种污染物的排放均能达到国家标准4。通过P.0及P.C水泥及砼相关性能的对比试验,说明P.C复合硅酸盐水泥所配制的砼,可以满足结构工程要求,它的应用可取得良好的经济和环境效益5。三、复合硅酸盐水泥的理论技术分析与发展趋势按照2011年工信部和中国建材联合会6月29日颁布的建材工业“十二五”发展指导意见和建材工业“十二五”科技发展规划的要求，到2015年中国水泥产量达到要达到22亿吨，也就意味着熟料产量达到15亿吨，新型干法水泥要占95%以上的比重，在建材工业“十二五”科技发展规划中同时指出将降低水泥工业粉尘和二氧化碳的排放，作为建材行工业尤其是水泥工业推行清洁生产的重要手段。因此，在“十二五”水泥工业必须要降低粉尘和氮氧化物的排放。国务院总理温家宝在中国国务院9月27日召开的全国节能减排工作电视电话会议上，部署了“十二五”节能减排工作。温家宝对此提出五点要求，并强调要把节能减排作为促进科学发展的硬任务，转变经济发展方式的硬举措。可见节能减排是“十二五”工业发展中的重中之重。水泥工业“十二五”要实行“清洁”生产。因此，环保企业在未来将面临很大的发展机遇。在这样的大背景下，为了能够集中大家的智慧，共同解决关键性的装备存在问题，实行技术上的突破。共同助力中国水泥工业“十二五”的清洁生产，中国水泥网举办了第四届（2011）中国水泥环保大会暨水泥脱硝、除尘研讨会6。近日，山西大同水泥集团有限公司利用炉渣、粉煤灰为主要原料生产的强度等级为32.5R（含32.5）复合硅酸盐水泥，经国家水泥质量监督检验中心检验，产品质量合格，再次被认定为山西省资源综合利用产品，并享受国家税收政策性优惠。 在我国水泥生产中，目前能利用的工业废渣有40种以上，在上述文件列出的36种废渣目录中绝大多数都可以被利用。2012年，我国水泥熟料产量13.4亿吨，产出水泥总量22.1亿吨，按单位水泥平均含5%石膏矿计算，石膏用量1.1亿吨，水泥工业年消纳固体废渣已达：22.1-13.4-1.1=7.6亿吨。如果考虑石膏用量中采用2.5%的电厂脱硫石膏，2012年水泥工业实际消纳固废在8亿吨，水泥产品固废利用率达8/22.1=36.2%。 “十一五”期间，我国水泥熟料总产量47.34亿吨，加废渣和石膏共生产出水泥75.3亿吨，消纳固废26.08吨，水泥产品固废利用率为35%。在工业和信息化部发布的大宗工业固体废物利用“十二五”规划中表示，“十一五”期间我国大宗工业固体废物总产生量118亿吨，总利用量36亿吨。可见，水泥工业消纳的固废占我国利用总量的70%以上。利用对水泥企业的资源综合利用增值税政策进行调整，采取差别税率，国家没有增加新的退税额，废渣利用率还有所提高，尤其对行业转型升级，淘汰落后水泥产能，化解产能过剩起到了非常好的作用。当然，调整后政策操作层面还需做一些技术完善7。中国是水泥生产大国，目前全国共有水泥生产企业5000余家，水泥总产量连续20多年一直居世界第一位。32年来，中国的水泥产量以超过年均10%的高速度持续增长。(1)国内水泥制造理论及技术分析新型干法水泥生产技术窑外预分解技术是新型干法水泥技术的核心，也是当代新型干法水泥煅烧技术发展的主流技术，它是在悬浮预热器窑的基础上进一步发展而成。“三传一反”过程变成了悬浮态气固间的“三传一反”过程，大大地提高了各过程的效率和速率，达到了提高回转窑生产能力的目的，降低了单位熟料的各种物资消耗，最终实现了提高经济效益的目的。回转窑生产技术水泥按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿法回转窑两类。干法将生料制成生料干粉，水分一般小于1，因此它比湿法减少了蒸发水分所需的热量。中空式窑由于废气温度高，所以热耗不低。干法生产将生料制成干粉，其流动性比泥浆差。所以原料混合不好，成分不均匀。（2）复合硅酸盐水泥的现状及技术发展趋势复合水泥标准自实施以来，我国已在其生产研究方面取得了较大进展。不仅出现了众多新体系的复合水泥，而且在其水化机理及性能研究上也取得了较大的进展。企业通过生产复合水泥，也取得了很好的经济利益，减少了资源与能源的消耗，这对维护生态环境非常有利。复合水泥是一种发展很快的新型通用水泥，它适合我国的国情，不论立窑、回转窑、大厂、小厂、干法或湿法工艺均可生产，所以在我国具有很强的生命力。特别是在原材料价格不段上涨的今天，生产复合水泥已成为水泥企业在寻求新产品、降低成本等方面一种良好的选择。中国水泥的产能产量连续多年出现大规模增长，完全得益于国家经济的高速发展和基础建设投资的持续增长。中国经济的增长，主要依靠投资建设拉动，特别是大规模的城市化进程，以及大量的铁路、公路等交通设施的建设，这些都需要水泥的支撑。一言以蔽之，是中国经济的持续高速发展，导致了水泥产业的长期繁荣。2012年上半年，国内GDP、消费、出口和工业生产增幅同比都有不同程度的回落，唯有投资依旧微幅增长。中央一直在积极推进经济增长由投资拉动转向消费拉动，但从数据上看，在短期内可能无法实现。上半年，中央提出“稳增长”的口号，让外界认为中央在这个问题上态度是否有所转向。并且，今年发改委陆续批复的重点项目，也说明经济和政府对投资的依赖程度。在2013年，依赖投资拉动经济的局面可能也无法得到改善。对于水泥行业而言，投资将依旧是需求的重点。2012年，全球经济发展依旧低迷，从经济增长指标来看，国内外发展形势均低于预期。2013年，国际经济局势或略有改观，但依然复杂多变；国内经济发展仍然存在诸多困难和不确定性，但恢复局面已经初步形成。总体来看，我国经济有望走上“柳暗花明”的新征程8。四、复合硅酸盐水泥实验的实施方案（一）原材料的准备1主要原料的分析检验将需要的主要原料备齐，如高炉矿渣、石灰石、粘土、校正原料等。对所备齐的原料进行采样与制样，进行CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO和烧失量等分析。对某些原料做易碎性和易磨性实验、强度、粒度、比表面积等物性检验。2 主要原料的加工一些经上述物性检验（粒度、比表面积等）不合格的原料也要进行加工处理。3 石膏与混合材料的制备石膏首先对石膏进行化学成分分析混合材混合材有粒状高温炉渣、粉煤灰、火山灰等。本实验中则主要为粒状高温炉渣。4燃料分析气、液体燃料(如油类、煤气)或固体燃料(如焦炭、煤粉等)都须了解其性质与质量。（2） 合格生料的制备 1配料计算 根据实验要求确定实验组数与生料量。 确定生料率值。 以各原料的化验报告单作依据进行配料计算。 2配制生料 按配料称量各种原料，放在研钵中研磨。直至全部通过0.080 mm的方孔筛。 将混磨好的粉料加入57%的水，放入成型摸具中，置于压力机机座上以3035 MPa的压力压制成块，压块厚度一般不大于25 mm。 将块状试样在105110下缓慢烘干。 3生料质量的检验 测定生料中碳酸钙的含量。 生料化学全分析。 生料细度、表面积测定。 （三）试烧(生料易烧性测定)1.试烧所需仪器、设备及器具电炉试烧用电炉有硅碳棒电炉与硅钼棒电炉，根据最高烧成温度决定使用哪一种。试烧用坩埚的选择坩埚在试烧过程中不能与熟料起化学反应，因此要根据生料成分、所确定的最高煅烧温度及范围来选用坩埚。辅助设备及器具为了给熟料冷却、炉子降温，需要吹风装置或电风扇。此外，还需要取熟料用的长柄钳子、石棉手套、干燥器等。2 试烧将生料块放进坩埚或匣钵中，按预定的烧成温度制度进行试烧。试烧结束后，戴上石棉手套和护目镜，用坩埚钳从电炉中拖出匣钵或坩埚，稍冷后取出试样，置于空气中自然冷却。并观察熟料的色泽等。将冷却至室温的熟料试块砸碎磨细