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水泥工艺学一、名词解释：水泥安定性：标志水泥在凝结硬化后是否会因体积膨胀、开裂或弯曲而造成结构破坏。水泥：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。石灰饱和系数：表示熟料中SiO2被CaO饱和形成C3S的程度。硅酸盐水泥：硅酸盐熟料，加05%的石灰时或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。活性混合材：凡天然或人工制成的矿物质材料，磨细加水后其本身不硬化，但与石灰混合加水调和成。硬化：水泥加水拌和到水泥浆完全失去可塑性，并产生一定的机械强度。均化：通过采用一定的工艺措施达到降低物料的化学成分波动，使物料的化学成分均匀。最低共熔温度：物料在加热过程中，由两种或两种以上组分开始出现液相的温度。抗渗性：水泥混凝土抵抗水渗透作用的性能。水化速度：指在一定时间内水泥发生水化作用的量与完全水化量的比值，以百分率表示。校正原料：当石灰原料和黏土质原料配料配合所得生料成分不能符合配料方案要求必须根据所缺少的组分掺加相应的原料，这种以补充某些成分不足的为主的原料游离氧化钙：配料不当，生料过粗或煅烧不良时，熟料中会出现没被吸收的以游离状态存在的氧化钙。凝结：水泥加水拌和到水泥浆失去一部分可塑性，具有初步的结构急凝：是由于缓凝不够引起，浆体已具有一定的强度，重新搅拌，凝固的浆体不能恢复塑性，并放热较大。假凝：是水泥的一种不正常的早期固化或早变硬现象，在水泥用水拌和几分钟内物料显凝结，重新搅拌能恢复塑性。水硬性胶凝材料：在加水后，既能在水中硬化，又能在空气中硬花的胶凝材料。普通水泥：硅酸盐水泥熟料，加615%的混合材，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。矿化剂：一些外加物质在煅烧过程中加速熟料矿物的形成，而本身不参加反应或只参加中间物的反应熟料：由主要含CaO 、SiO2 、AL2O3、 Fe2O3 的原料按适当比例配合磨细成粉，烧至部分熔融，所得以硅酸盐为主要成分的水硬性胶凝材料。胶泥状，不仅能在空气中硬化又能在水中硬化的材料。率值：表示熟料化学组成或矿物组成相对含量的系数。简答题1. 为什么要控制水泥的细度？2. 答1）水泥粉磨得细，比表面积大，水泥的水化快，凝结、硬化较快，水泥的早期、后期强度都有提高。（2）水泥粉磨得过细，磨机产量下降，电耗增加，水泥成本增加，水泥后期强度有下降趋势。（3）在生产中必须确定一个经济合理的细度指标及控制范围，国标规定除硅酸盐水泥比表面积300 /，其余五大通用水泥的细度80m方孔筛筛余10%。2.生料均化的意义是什么？有哪些方式？答：（1）提高熟料的质量，稳定窑的热工制度。（2）提高窑的运转率、产量，降低能耗。（3）生料的均化是干法水泥厂中不可缺少的重要工艺环节。均化方式有，多库搭配，机械倒库，空气搅拌。3.为什么要控制水泥中石膏的掺量？答：（1）水泥中SO3含量的高低取决于石膏的掺入量。（2）当水泥中SO3不足时，水泥会出现快凝现象，当水泥中SO3高时，由于硫酸钙水化速度较快，产生二次结晶，水泥内凝结变快。当水泥中SO3含量过高时，多余的石膏与水化铝酸钙反应生成钙矾石，体积膨胀，水泥石开裂。（3）所以生产中要控制水泥中的最佳掺量，国标规定六大水泥除矿渣水泥中SO3含量4.0%，其余水泥中的SO3含量3.5%。1、七大通用水泥在组成上有什么不同？1、 混合材掺量据水泥品种种类不同：（答：1）P.I、P.II中掺混合材种类为石灰时或粒化高炉矿渣掺量05% （2）P.O中混合材掺量615% （3）P.S粒化高炉矿渣掺量2070% （4） P.P中混合材种类火山灰掺量2050% （5）P.F中混合材种粉煤灰掺量2040%2、矿渣水泥为什么可以放宽SO3的含量？答：石膏在水泥中起缓凝剂的作用。在P.S水泥中石膏既起缓凝剂的作用又起激发剂的作用，故P.S水泥中的SO3含量可以放宽。3、矿渣水泥为什么早期强度低而后期强度反而高？答：（1）因P.S中水泥熟料矿物相对减少，而矿渣潜在的活性早期尚未得到充分激发与发挥，水化产物相对较少，使P.S的早期硬化较慢3天、7天的强度偏低。（2）后期矿渣的活性得到激发与发挥，水化产物不断增加，水泥石中孔隙率减少，后期强度不断增加。1、 确定石膏参入量时要考虑哪些因素？答：（1）熟料中的C3A含量高时，石膏掺量适当增加，反之减少。（2）熟料中的SO3的含量高，石膏掺量适当减少。（3）水泥细度较细，在C3A含量高相同时，石膏掺量适当增加。（4）混合材掺量，当混合材掺矿渣时，石膏掺量适当增加。（5）当使用天然无是石膏，应与天然二水泥石膏混合使用，2、为什么回转窑用烟煤作燃料？ 答、因烟煤的挥发份高为1540%。燃烧的饿火焰较长，着火温度低，回转窑要求煤的着火快，火焰要长，烟煤具有回转窑要求的特点。3、窑外分解窑的煅烧特点有哪些？答：在悬浮预热器与 回转窑之间增设一个分解炉，使燃料燃烧的放热过程与物料以悬浮或流化态下迅速地进行，使入窑生料的分解率大8595%，当生料进入窑，只完成小部分的碳酸钙的分解，主要完成是固相反应，熟料烧结和冷却。这样缩短窑的长度，提高窑的产量，节约热耗，延长窑衬的寿命，有利于减少大气污染。1、为什么要控制出磨水泥的细度，确定细度指标应考虑哪些因素？1、（1）提高水细度对提高水泥的早期强度有很大好处，对后期强度也有利。（2）水泥粉磨得细，比表面积大，水泥的水化快，凝结、硬化较快，水泥的早期、后期强度都有提高。（3）水泥粉磨得过细，磨机产量下降，电耗增加，水泥成本增加，水泥后期强度有下降趋势。（4）故在生产中必须确定一个经济合理的细度指标及控制范围，国标规定除硅酸盐水泥比表面积300 /其余五大通用水泥的细度80m方孔筛10%考虑因素：（1）工艺条件。（2）熟料的强度与易磨性。（3）混合材质量、掺量及水泥成本。2、什么是预均化技术？为什么要对原料进行预均化？2、预均化技术：原料经过破碎后，有一个储存，再存取的过程，在这个过程中采取不同的出储存方法，使波动大的原料，至取出时成分较为均匀。原料开采储存过程中化学成分不均匀，通过对原料化使其化学成分波动小，是保证熟料的煅烧顺利进行，保证熟料的质量，产量，降低各种消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。3、造成熟料中游离氧化钙高的原因有哪些？3、（1）生料配料时，石灰饱和系数过高。（2）煤料配比准确、不均匀，煤的质量和细度。（3）入窑生料碳酸钙滴定值不稳定。（4）窑的热工制度不稳定。（5）熟料冷却速度。1、假凝与快凝有何异同？答：（1）假凝和快凝都是水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬的现象。（2）两者区别：假凝放热极少，且经重新搅拌，凝固的浆体又可恢复塑性，达到正常凝结，对水泥强度并不影响，只影响施工。快凝是由于缓凝不够引起，浆体已具有一定的强度，重新搅拌，凝固的浆体不能恢复塑性，并放热较大。（3）造成原因不同：假凝是磨机温度高，石膏脱水引起，快凝是C3A含量高引起。2、为什么回转窑用烟煤作燃料？答：因烟煤的挥发份高为1540%。燃烧的饿火焰较长，着火温度低，回转窑要求煤的着火快，火焰要长，烟煤具有回转窑要求的特点。3、什么是预均化技术？为什么要对原料进行预均化？答：预均化技术：原料经过破碎后，有一个储存，再存取的过程，在这个过程中采取不同的出储存方法，使波动大的原料，至取出时成分较为均匀。原料开采储存过程中化学成分不均匀，通过对原料化使其化学成分波动小，是保证熟料的煅烧顺利进行，保证熟料的质量，产量，降低各种消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。1、为什么水泥中要控制S3O的含量？1、（1）水泥中SO3含量的高低起决与石膏的掺入量。（2）当水泥中SO3不足时，水泥会出现快凝现象，当水泥中SO3高时，由于硫酸钙水化速度较快，产生二次结晶，水泥内凝结变快。当水泥中SO3含量过高时，多余的石膏与水化铝酸钙反应生成钙矾石，体积膨胀，水泥石开裂。（3）所以生产中要控制水泥中的最佳掺量，国标规定六大水泥除矿渣水泥中SO3含量4.0%，其余水泥中的SO3含量3.5%。2、为什么要大力推广散装水泥？2、（1）散装水泥不需要包装，具有显著的生态效益。（2）节约水泥的包装费，降低水泥成本、工程成本，（3）减少水泥损失。（4）散装水泥供应快，水泥质量可靠。（5）水泥的散装花适应水泥的生产、流通、供应一体花管理体制。3、如何改善水泥的耐久性？3、（1）选择适当组成的水泥。（2）掺适量混合材。（3）提高施工质量。（4）进行表面处理。1、为什么要推广散装水泥？1、（1）散装水泥不需要包装，具有显著的生态效益。（2）节约水泥的包装费，降低水泥成本、工程成本，（3）减少水泥损失。（4）散装水泥供应快，水泥质量可靠。（5）水泥的散装花适应水泥的生产、流通、供应一体花管理体制。2、什么是预均化技术？为什么要对原料进行预均化？2、预均化技术：原料经过破碎后，有一个储存，再存取的过程，在这个过程中采取不同的出储存方法，使波动大的原料，至取出时成分较为均匀。原料开采储存过程中化学成分不均匀，通过对原料化使其化学成分波动小，是保证熟料的煅烧顺利进行，保证熟料的质量，产量，降低各种消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。3、简述硅酸盐水泥的水化产物。3、氢氧化钙，水化硅酸钙凝胶，钙矾石，水化硫铁铝酸钙，水化铝酸钙，水化铁酸钙等。1、水泥企业质量管理规程对出厂水泥的质量要求是什么？1、（1）出厂水泥合格率 100%（2）28天（快硬水泥3天）抗压富裕强度合格率 100%（3）袋装水泥20包的总质量不小于1000千克，单包净重不小于49千克，合格率 100%（4）28天抗压强度控制值水泥国家（行业）标准定植+富裕强度+3S（5）28天抗压强度月（或一统计）平均变异系数目标值不大于3.3%（6）均匀性试验的28天抗压强度变异系数目标值不大于3.0%（7）专用水泥和特性水泥其他特性指标的目标值要求。2、为什么回转窑用烟煤作燃料？2、因烟煤的挥发份高为1540%。燃烧的火焰较长，着火温度低，回转窑要求煤的着火快，火焰要长，烟煤具有回转窑要求的特点。 3、什么是预均化技术？为什么要对原料进行预均化？3、预均化技术：原料经过破碎后，有一个储存，再存取的过程，在这个过程中采取不同的出储存方法，使波动大的原料，至取出时成分较为均匀。原料开采储存过程中化学成分不均匀，通过对原料化使其化学成分波动小，是保证熟料的煅烧顺利进行，保证熟料的质量，产量，降低各种消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。1、简述熟料四种矿物的特点？1、（1）C3S水化较快，水化热高，抗水性较差。早期强度高，后期强度也高，在四种主要矿物中C3S强度最高。（2）C2S水化较慢，凝结硬化慢，水化热低，抗水性好。早期强度低，后期强度高。（3）C3A水化最快，水化热最高，抗水性差。早期强度高，三天的强度大部分就发挥出来，三天的强度后的强度不在增长，甚至倒缩。（4）C4AF水化介于C3S和C3A，早期强度类似于C3A，后期不如C3S，水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能好。2、生料均化的意义是什么？有哪些方式？2、（1）提高熟料的质量，稳定窑的热工制度。（2）提高窑的运转率、产量，降低能耗。（3） 生料的均化是干法水泥厂中不可缺少的重要工艺环节。均化方式有，多库搭配，机械倒库，空气搅拌。3、提高矿渣水泥的早期强度的工艺措施？3、（1）选择适当的熟料矿物。（2）控制矿渣的质量和掺量。（3）提高水泥的粉磨细度。（4）适当增加石膏的掺量。问答题：一、叙述如何改善水泥的耐久性？1、（1）选择适当组成的水泥，使用时，应根据环境的不同选择不同熟料矿物组成的水泥。（2）掺适量混合材。（3）提高施工质量。（4）进行表面处理。二、分析熟料急冷的意义。2、（1）熟料急冷时C3A的晶体含量少，水泥不易出现快凝现象。（2）熟料急冷时玻璃体含量多，熟料易磨性好。（3）熟料急冷时，可避免-C2S 转化 -C2S，体积膨胀，造成熟料粉化，使C3S和 C2S呈介稳状态。（4）熟料急冷时，可使熟料中的MgO的含量减少，改善水泥安定性。三、三个率值的高低对熟料煅烧和质量有何影响？ 3、（1）KH愈高，C3S的含量高，C2S的含量低，此时料难烧，如果煅烧充分，熟料的强度高，但fCaO含量高。（2）KH愈低，C3S的含量低，C2S的含量高，此时料不耐烧，水泥早期强度低，熟料易粉化（1）n值高，硅酸盐矿物多，熔剂矿物少，熟料难烧。（2）n值低，硅酸盐矿物少，熔剂矿物多，液相多，熟料易结大块、强度低。（1）p值高, 含量高，C3A含量高，水泥易出现快凝。液相黏度大。（2）p值低，含量高，熟料易结大块，液相黏度小，C3S易形成。五、问答题：（24分）1、为什么要控制水泥的初凝时间，影响凝结时间的因素有哪些？（1）初凝时间：是从加水拌和开始，到水泥浆失去一部分可塑性所需要的时间。（2）在施工中，若初凝时间太短，往往来不及进行施工浆体就变硬，因此应有足够时间保证混凝土砂浆的搅拌、输送、浇筑、成型等操作的胜利进行，同时加快脱模的进度。影响因素： （1）熟料矿物组成。（2）水泥细度。（3）水灰比。（4）温度和外加剂。2、水泥生产中应如何控制游离氧化钙的含量？（1）生料配料时，石灰饱和系数不能过高。（2）保证煤的质量、配比及细度。（3）原料、燃料、预均化，生料进行均化。（4）稳定窑的热工制度。3、何谓挥发凝聚循环，对熟料煅烧和熟料质量有何影响？ 挥发凝聚循环：在温度降低到一定限度时挥发组分中的一部分聚集，粘附于生料颗粒表面并随生料重又返回高温区，然后再度挥发、凝聚，如此循环过程。影响：（1）破坏熟料矿物C3S、C2S 、C3A的形成。（2）影响液相黏度。（3）水泥结块、快凝。（4）水泥制品性能变坏。 五、问答题：（24分）1、碱含量的高低对熟料煅烧和质量有什么影响？（1）破坏熟料矿物C3S、C2S 、C3A的形成。（2）影响液相黏度。（3）水泥结块、快凝。（4）水泥制品性能变坏。2、分析影响水泥水化速度的因素（1）熟料矿物组成。（2）水泥细度。（3）水灰比。（4）温度和外加剂。3、叙述水泥熟料四种矿物的水化性质？（1）C3S水化较快，水化热高，抗水性较差。早期强度高，后期强度也高，在四种主要矿物中C3S强度最高。（2）C2S水化较慢，凝结硬化慢，水化热低，抗水性好。早期强度低，后期强度高。（3）C3A水化最快，水化热最高，抗水性差。早期强度高，三天的强度大部分就发挥出来，三天的强度后的强度不在增长，甚至倒缩。（4）C4AF水化介于C3S和C3A，早期强度类似于C3A，后期不如C3S，水化热较C3A低。五、问答题：（24分）1、为什么要控制出磨水泥的细度，确定细度指标应考虑哪些因素？（1）提高水细度对提高水泥的早期强度有很大好处，对后期强度也有利。（2）水泥粉磨得细，比表面积大，水泥的水化快，凝结、硬化较快，水泥的早期、后期强度都有提高。（3）水泥粉磨得过细，磨机产量下降，电耗增加，水泥成本增加，水泥后期强度有下降趋势。（4）故在生产中必须确定一个经济合理的细度指标及控制范围，国标规定除硅酸盐水泥比表面积300 /其余五大通用水泥的细度80m方孔筛10%。考虑因素：（1）工艺条件。（2）熟料的强度与易磨性。（3）混合材质量、掺量及水泥成本。2、窑外分解窑产量为什么比一般回转窑高？（1）因为窑外分解窑在悬浮预热器与 回转窑之间增设一个分解炉，使燃料燃烧的放热过程与物料以悬浮或流化态迅速地进行，使入窑生料的碳碳酸钙分解率大8595%。（2）当生料进入窑，只完成小部分的碳酸钙的分解，主要完成是固相反应，熟料烧结和冷却。这样缩短窑的长度，提高窑的产量，节约热耗。3、叙述水泥熟料四种矿物的水化性质？、（1）C3S水化较快，水化热高，抗水性较差。早期强度高，后期强度也高，在四种主要矿物中C3S强度最高。（2）C2S水化较慢，凝结硬化慢，水化热低，抗水性好。早期强度低，后期强度高。（3）C3A水化最快，水化热最高，抗水性差。早期强度高，三天的强度大部分就发挥出来，三天的强度后的强度不在增长，甚至倒缩。（4）C4AF水化介于C3S和C3A，早期强度类似于C3A，后期如C3S，水化热较C3A低。五、问答题（答题要点）：1、叙述水泥熟料四种矿物的水化性质？1、（1）C3S水化较快，水化热高，抗水性较差。早期强度高，后期强度也高，在四种主要矿物中C3S强度最高。（2）C2S水化较慢，凝结硬化慢，水化热低，抗水性好。早期强度低，后期强度高。（3）C3A水化最快，水化热最高，抗水性差。早期强度高，三天的强度大部分就发挥出来，三天的强度后的强度不在增长，甚至倒缩。（4）C4AF水化介于C3S和C3A，早期强度类似于C3A，后期不如C3S，水化热较C3A低。2、分析影响水泥水化速度的因素。（1）熟料矿物组成。（2）水泥细度。（3）水灰比。（4）温度和外加剂。3、什么是水泥的清洁生产，你是如何认识的？3、水泥清洁生产：采用高新技术，保护环境并利用废弃物再资源化的有效途径。认识从以下几个方面答：（1）保护环境。（2）利用废弃物再资源化。（3）生产工艺改进。 五、问答题（答题要点）：1、 叙述水泥熟料四种矿物的水化性质？1、（1）C3S水化较快，水化热高，抗水性较差。早期强度高，后期强度也高，在四种主要矿物中C3S强度最高。（2）C2S水化较慢，凝结硬化慢，水化热低，抗水性好。早期强度低，后期强度高。（3）C3A水化最快，水化热最高，抗水性差。早期强度高，三天的强度大部分就发挥出来，三天的强度后的强度不在增长，甚至倒缩。（4）C4AF水化介于C3S和C3A，早期强度类似于C3A，后期不如C3S，水化热较C3A低。2、假凝与急凝有什么异同？2、（1）熟料急冷时C3A的晶体寒含量少，水泥不易出现快凝现象。（2）熟料急冷时玻璃体含量多，熟料易磨性好。（3）熟料急冷时，可避免-C2S 转化 -C2S，体积膨胀，造成熟料粉化，使C3S和 C2S呈介稳状态。（4）熟料急冷时，可使熟料中的MgO的含量减少，改善水泥安定性。3、影响水泥强度的因素有哪些？3、（1）当碱、氯、硫高主要对生产和产品质量带来不利的影响。发生挥发凝聚循环，结皮、堵塞，熟料结大块和窑内结圈。（2）当碱含量高时对熟料煅烧和质量有影响主要在：1）破坏熟料矿物C3S、C2S 、C3A的形成。2）影响液相黏度。3）水泥结块、快凝。4）水泥制品性能变坏。五、问答题（答题要点）1、为什么要控制出磨水泥的细度，确定细度指标应考虑哪些因素？ 2、窑外分解窑产量为什么比一般回转窑高？3、叙述水泥熟料四种矿物的水化性质？1、（1）C3S水化较快，水化热高，早期强度高，后期强度（2）C2S水化较慢，水化热低，早期强度低，后期强度也高。（3）C3A水化最快，水化最高，早期强度高，三天的强度大部分就发挥出来，三天的强度后的强度不在增长，甚至倒缩。（4）C4AF水化介于C3S和C3A，早期强度类似于C3A，后期不如C3S。2、（1）假凝和快凝都是水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬的现象。（2）两者区别：假凝放热极少，且经重新搅拌，凝固的浆体又可恢复塑性，达到正常凝结，对水泥强度并不影响，只影响施工。快凝是由于缓凝不够引起，浆体已具有一定的强度，重新搅拌，凝固的浆体不能恢复塑性，并放热较大。（3）造成原因不同：假凝是磨机温度高，石膏脱水引起，快凝是C3A含量高引起。3、（1）熟料矿物组成。（2）水泥细度。（3）水灰比及密实程度。（4）养护温度和外加剂。（5）施工条件。五、问答题（答题要点）：2、为什么要控制水泥的