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第六章 硅酸盐水泥制成 第一节 水泥制成的原料及粉磨要求通常，硅酸盐系列水泥大多由硅酸盐水泥原料，混合材料和石膏按一定比例配合，粉磨至一定细度制成。 一、熟料的贮存处理 水泥熟料出窑后，不能直接运送到粉磨车间粉磨，而需要经过贮存处理。熟料贮存处理的日的如下： 1降低熟料温度，以保证磨机的正常操作 一般从窑的冷却机出来的熟料温度多在100300之间。过热的熟料加人磨中会降低磨机产量；使磨机简体因热膨胀而伸长，对轴承产生压力，过热还会影响磨机的润滑，对磨机的安全运转不利，磨内温度过高，使石膏脱水过多，引起水泥凝结时间不正常。 2改善熟料质量，提高易磨性 出窑熟料中含有一定数量的f-CaO，贮存时能吸收空气中部分水汽，使部分f-CaO转变为Ca(OH)2，改善水泥安定件，并在熟料内部产生膨胀应力，因而提高了熟料的易磨性。 3保证窑磨生产的平衡，有利于控制水泥质量 出窑的熟料可根据质量的好坏，分堆存放，以便搭配使用，保持水泥质量的稳定。 熟料储存在大中型水泥厂常采用圆库和帐蓬库。圆库占地面积小，但建设投资较大，熟料冷却散热较难。帐蓬库内熟料散热较好，投资较少。 二、混合材与石膏的作用 (一)混合材料的作用及分类 为了增加水泥产量，降低成本，改善和调节水泥的某些性质，为了综合利用工业废渣，减少环境污染，在磨制水泥时，可以掺加数量不超过国家标准规定的混合材料。 混合材料按其性质可分为两大类：活性混合材料和非活性混合材料。 凡是天然的或人工制成的矿物质材料，磨成细粉，加水后其本身不硬化，但与石灰加水调和成胶泥状态，不仅能在空气中硬化，并能继续在水中硬化，符合国家有关质量标准的这类材料，称为活性混合材料或水硬性混合材料。 国家标准规定的活性混合材料有以下三大类： 1粒化高炉矿渣(GBT203)。 2粉煤灰(GBT1596)。 3火山灰质混合材料(GBT2847)。 非活性混合材料，义称填充性混合材料，是指质量的活性指标不符合标准要求的具有潜在第106页水硬性或火山灰性的水泥混合材料，以及砂岩和石灰石。 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和水起化学变化时，生成Ca(OH)2。当水泥建筑物长期与水接触，已经硬化了的水泥石中的氢氧化钙就溶解到水中或者和水里的一些化学成分，如硫酸盐、镁盐、氯化物等起化学作用，使水泥石中出现许多小溶洞，或者是在硬化的水泥石中，生成体积膨胀的新物质，使建筑物胀裂，或者变成质地疏松的状态，最后使得建筑物毁坏，这种现象叫做水泥的腐蚀。 粒状高炉矿渣、火山灰质等混合材料在水泥水化时，混合材料中活性组分能与氢氧化钙作用在水泥没有硬化以前就生成一些有益的新物质，它不仅不破坏水泥石的结构，反而能减小或者消除水泥被腐蚀。因此在水泥中掺入混合材料改善了水泥质量，并且改善了水泥的某些性质。 熟料中的f-CaO是影响水泥安定性的重要因素之一。但是在水泥水化时，混合材料中的活性组分与f-Cao作用，可改善水泥的安定性，而且强度有所提高。 (二)石膏的作用 石膏可以延缓凝结时间，一般只要掺加36的石膏，就能使水泥的凝结时间正常。对于C3A含量高的熟料，应多加一些石膏。对于矿渣硅酸盐水泥来说，石膏又是促进水泥强度增长的激发剂。但石膏过多会影响水泥长期安定性，这是因为石膏中sq同水化铝酸钙作用而形成硫铝酸钙，会使体积显著增加，从而引起建设物的崩裂。 三、水泥粉磨产品的细度要求 水泥磨得越细，表面积增加得越多，水化作用也越快，只有磨细的水泥粉才能在混凝土中把砂、石子胶结在一起。粗颗粒水泥只能在颗粒表面水化，未水化部分只起填料作用。 一般试验条件下，水泥颗粒的大小与水化的关系是：0一10um，水化最快； 3-30um，是水泥活性的主要部分； 60um，水化缓慢； 90um，表面水化，只起微集料作用。 水泥细度过细，比表面积过大，小与于4um颗粒太多，虽然水化速度很快，水泥有效利用率很高，但是，因水泥比表面积大，水泥浆体要达到同样流动度，需水量就过多，将使水泥石中因水分过多引起孔隙率增加而降低强度。在通常试验条件下，水泥细度愈细，水泥强度愈高，特别是1天，3天早期强度；但小于10um颗粒大于5060时，7天、28天强度开始下降，单位产品电耗成倍增加。因此，水泥粉磨细度应随所生产水泥品种与强度等级相配合，根据熟料的质量和粉磨设备等具体条件而定。在满足水泥品种和强度等级的前提下，水泥粉磨细度不要太细，以降低电耗。通常，硅酸盐水泥的粉磨比表面积约在300m2kg360m2kg左右。 随着可持续发展战略方针的贯彻，也为了进一步降低水泥生产成本，水泥行业正在重点研究怎样少用能耗大生产污染大的硅酸盐水泥熟料，尽量多利用工业废渣来生产少熟料水泥，在水泥生产中较大幅度地降低能耗，降低天然原料消耗，开发环保效益好、生态效益好的少熟料水泥。其中重要的一个方面，就是需要对水泥熟料和水泥混合材料进一步进行高细粉磨。对水泥熟料和水泥混合材料进行高细粉磨，增加产品中的高细粉含量，是开发利用水泥熟料和混第一节生产控制 生产控制是保证水泥厂正常生产，稳定和提高水泥质量的关键。由于水泥生产是流水线式的多上序连续生产过程，各工序之间关系密切，而在生产中，原料燃料的成分与生产状况是不断变动的，如果前一上序控制不严，就会给后一工序的生产带来影响。为此，在水泥的生产中，就是要根据工艺流程，经常地、系统地、及时地对生产全部工序，包括从原料、燃料、混合材料、牛料、熟料直至成品水泥进行全过程质量控制。 制备成分比例符合要求，均匀的生料是生产优质熟料、稳定煅烧热工制度的保证。原料和生料质量控制是水泥厂质量控制工作中的重点。而熟料的质量、混合材的质量、水泥的细度、水泥的均匀性都直接影响到出厂水泥的质量，也都是质量控制中的重要环节。 一、石灰石、黏土矿山的控制 为了保证生料成分的合格与稳定，石灰石在开采前，应进行生产勘探，系统地采样作化学分析，以掌握石灰石矿由的化学成分分布规律，从而根据开采区各层品位与厚度，进行计划开采，做到高低品位合理搭配，以合理利用矿山资源，并保证进厂石灰石质量。为了摸清石灰石的质量变化状况，在开采掌子面上，应定期、全面、系统地按一定间距，纵向、横向编制矿山测定网。按开采的不同台段和掌子面分成若干个区，定期全面取样分析化学成分，以便全面掌握石灰石品位的变化，并为确定具体开采方案、矿石搭配提供依据。 黏土矿在生产前咀应系统采样进行分析，视矿山成分搭配进厂，以确保黏土进厂成分符合要求。 二、原燃料的质量控制 (一)进厂石灰石的质量控制 在矿由控制石灰石品位，是为了确定开采制度，控制搭配的比例；而进厂石灰石控制碳酸钙、氧化镁的含量及石灰行粒度是为了保证符合配料要求。石灰石进厂后每批都要测定碳酸钙、氧化镁含量或化学全分析，对于综合搭配后的石灰石，一般质量控制要求如下： Ca048； MgO30； K20+Na2006； SO31； fSiO24。 石灰石破碎设在矿山时，其粒度应控制在如下范围： 大中型企业控制最人粒度不能大于25mm，合格率在90以上。第122页立窑企业控制石灰石粒度应控制在20mm以下，人磨粒度最好控制在10mm以下。石灰石进厂后应保持合理贮存量，最低贮存量为5天(外购石灰石为10天)。(二)黏土质原料的质量控制黏土质(硅钔质)原料进厂后主要控制化学成分，以便掌握能否符合配料要求。主要控制硅酸率和铝氧率，有时也控制硅铝比，同时要求：MgO3；K20十Na2O4；SO32。非烘干磨入磨黏土水分40，非烘干磨入磨铁粉水分干法或半干法生产要求5。铁质原料贮存期：大中型企业应不小于20天。(四)燃料的质量控制 生产所用的燃料最好能定点供应，并随时掌握煤矿的质量变化精况。进厂后的燃料，主要控制燃料的工业分析，同时化验煤灰的化学成分。燃料进厂应按不同产地和煤种分批分堆存放，按批进行煤的工业分析和灰分的化学分析，掌握煤的发热量、灰分和挥发分的波动情况，以便合理搭配使用。如燃煤的来源比较复杂，质量不一，且数值较少，可采用简易均化方法进行均化。(五)混合材料的质量控制混合材料进厂后应实行分批分堆存放，每批应作化学全分析，以供计算质量系数，为确定有效掺加量提供依据，并严格控制杂质掺入馄合材料中。常用的活性混合材料有：矿渣、火山灰、粉煤灰等。1矿渣的质量控制矿渣的活性主要决定于它的化学成分和成粒质量。矿渣的质量系数不得小于12。有害成分控制如下：MnO4；TiO210；氟化物(以F计)2。冶炼锰铁时，矿渣小锰化合物(以MnO计)15，硫化物(以S计)2。矿渣的成粒质量，是通过容积密度进行控制的。一般矿渣结构疏松多孔，容积密度小，成粒质量好。反之，容积密度大，成粒质量就差。粒化高炉矿碴在未烘干前，贮存期限以淬冷成粒时算起，不宜超过三个月，因为B-C2S在带水