硅酸盐水泥国家标准及其生产

1、第二章 硅酸盐水泥国家标准及其生产第一节 硅酸盐水泥的国家标准硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的熟料所制得的水泥的总称。如掺入一定数 量的混合材料，则硅酸盐水泥名称前冠以混合材料名称：如矿渣硅酸盐水泥、火山 灰 质 硅 酸 盐 水 泥 、粉 煤 灰 硅 酸 盐 水 泥 等 。根 据 国 家 标 准 GB175-92 ，硅 酸 盐 水 泥 和 普通硅酸盐水泥的定义、标号、品质指标以及验收规则如下： 一、定义 （一）硅酸盆水泥凡 是 由 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 ,0-5 石 灰 石 或 粒 化 高 炉 矿 渣 、适 量 的 石 膏 磨 细 制 成 的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，即国外通称的波

2、特兰水泥硅酸盐水泥分为 两种类型：不 掺棍 合材 料的 称 为 I 型 硅 酸 盐 水 泥 ，代 号 P I ；在 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 TOC o 1-5 h z 粉 磨时掺加 不超过 水 泥质量 5 石灰石 或 粒化高 炉 矿渣混 合材料的称 为 I 型硅 酸盐水泥，代 号 P I 。（二）普通硅酸盆水泥凡是由硅酸盐水泥熟料,60015混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简 称 普通水泥），代号PO掺活性混合材料时，最 大 掺 入 量 不 得 超 过 15 ， 其 中 允 许 用 不 超 过 水 泥 质 量 5 的窑灰或不超过水泥质量10 的 非活性混合材

3、料来代替。掺非活性混合材料时最大掺量不超过水泥质 量 10 。（三）组分材料1. 硅 酸 盐 水 泥 熟 料凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物称为硅 酸盐水泥熟料（简称熟料） 2. 石 膏天 然 石 膏 必 须 符 合 国 家 标 准 GB5483 的 规 定 。 工 业 副 产 石 膏 是 工 业 生 产 中 以 硫酸钙为主要成分的副产品。采用工业副产石青时必须经过试验，证明对水泥性能 无害。 3. 活 性 混 合 材 料活 性 混 合 材 料 系 指 符 合 GB1596 的 粉 煤 灰 ，符 合 GB2847 的 火 山 灰 质 棍 合 材 料 和 符 合 G

4、B203 的 粒 化 高 炉 矿 渣 。 4. 非 活 性 混 合 材 料活 性 指 标 低 于 GB1596,GB2847 和 GB203 标 准 要 求 的 粉 煤 灰 、 火 山 灰 质 混 合 材 料 和 粒 化 高 炉 矿 渣 以 及 石 灰 石 和 砂 岩 。 石 灰 石 中 的 三 氧 化 二 铝 含 量 不 得 超 过 2. 5 。 5. 窑 灰窑 灰 应 符 合 ZBQ12001 的 规 定 。 窑 灰 是 从 回 转 窑 窑 尾 废 气 中 收 集 下 来 的 粉 尘 。另外，水泥粉磨时还允许加入主要起助磨作用而不损害水泥性能的助磨剂，其 加人量不得超过水泥质量 1 。使用

5、助磨剂、工业副产石膏时，须经省、市、自 治区以上建材行业主管部门批准，投产后定期进行质量检验。二、标号硅 酸 盐 水 泥 分 为 4258,5255258625,62587258 六 个 标 号 ； 普 通 硅酸 盐 水 泥 分 为 325,425, 4258, 525, 5258, 625,625R 七 个 标 号 .R 型 水 泥 属 于 快 硬型 ， 对 其 3d 强 度 有 较 高 的 要 求 。三、技术要求不 溶 物型 硅 酸 盐 水 泥 不 溶 物 不 超 过 。 7,5 I 型 硅 酸 盐 水 泥 中 不 溶 物 不 得 超 过1.50 。氧 化 镁水泥中氧化镁含量不超 过 5.

6、0 。如 果 水 泥 压 蒸 安 定 性 试 验 合 格 ，则 水 泥 中 氧化镁含量允许放宽到6.0 。三氧化硫水 泥 中 S03 含 量 不 得 超 过 3.5 。烧 失 量型 硅 酸 盐 水 泥 中 烧 失 量 不 得 大 于 3. 。， I 型 硅 酸 盐 水 泥 中 烧 失 量 不 得 大于 3. 5 。 普 通 水 泥 中 烧 失 量 不 得 大 于 5. 0 。细 度硅 徽 盐 水 泥 比 表 面 积 大 于 3 面 分 /k$, 普 通 水 泥 80jtm 方 孔 筛 筛 余 不 得 超 过 10.0 。凝 结 时间硅 酸 盐 水 泥 初 凝 不 得 早 于 4 35min ，

7、 终 凝 不 得 迟 于 390min 。 普 通 水 泥 初 凝不 得 早 于 45min ， 终 凝 不 得 迟 于 l0h 。安 定 性用沸煮法检验必须合格。强 度水泥标号按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各标号水泥的各龄期强度 不得低于表 1-2-1 中 数 值 。表 1-2-1 GB175-92 各 龄 期 、 各 类 型 水 泥 强 度品种标号抗 压 强 度 (MPa)坑 折 强 度 (MPa)3d28d3d28d硅酸盐 水泥425R22.042.54.06.552523.052.54.07.0525R27.052.55.07.062528.062.55.08.0625R32.

8、062.55.58.072537.072.56.08.5品种标号抗 压 强 度 (MPa)坑 折 强 度 (MPa)3d28d3d28d普通水 泥32512.032.52.55.542516.042.53.56.5425R21.042.54.06.552522.052.54.07.0525R26.052.55.07.062527.062.55.08.0625R31.062.55.58.09. 碱水 泥 中 碱 含 量 按 Na20+0-658 20 计 算 值 来 表 示 ，若 使 用 活 性 骨 料 ，用 户 要 求 提 供低碱水 泥 时 ， 水 泥 中 碱 含 童 不 得 大 于 。 60

9、 或 由 供 需 双 方 商 定 四、废品与不合格品废 品 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何一项不符合本标准规定时，均为 废品。不 合 格 品凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合本标准规定或混合材 料掺加量超过最大限量和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。水泥包装 标志中水泥品种、标号、工厂名称和出厂编号不全的也属于不合格品。以上标准中，凝结时间、安定性及强度是硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的三项 重要建筑性质指标。凝结时间直接影响到施工。凝结时间过短，使水泥砂浆与混凝 土在浇灌之前即已失去流动性而无法使用，凝结时间过长，则降低施工速度和延长 模板周转时间。硅酸盐水

10、泥熟料初凝时间只有几分钟，要加入石膏进行调节，才能 达到规定的要求。石膏掺入量过多，不仅水泥强度会降低，还会产生水泥安定性不 良。因此，标准中除规定了初凝与终凝时间，还规定了三氧化硫的极限含量。石膏 适宜的掺入量应通过试验来确定。强度是水泥的一个重要指标，又是设计混凝土配合比的重要数据。水泥在水化 硬 化过程中 强度是逐渐增长的，一 般以 3d 、 7d以 前 的 强 度 称 为 早 期 强 度 ，28d及其后的强度称为后期强度，也有以三个月以后的强度称为长期强度。由于水泥经 28d后强度 已大部分发挥出来， 所 以用 28d强 度划 分 水 泥 的 等 级 ， 即 划 分 为 不 同的 标

11、号 。凡 是 符 合 某 一 标 号 和 某 一 类 型 的 水 泥 ，必 须 同 时 满 足 表 1-2-1 中 规 定 的 各 龄期抗压、抗折强度的相应指标。若其中任一龄期的抗压冷抗折强度指标达不到所 要求标号的规定，则以其中最低的某一龄期的强度指标确定该水泥的标号。 第二节 硅酸盐水泥的生产 一?硅酸盐水泥的生产方法硅酸盐水泥的生产分为三个阶段： 生 料 制 备石灰质原料、粘土质原料及少量的校正材料经破碎后按一定的比例配合、细磨，并 经均化调配为成分合适、分布均匀的生料。熟 料 锻 烧将生料在水泥工业窑内缎烧至部分熔融，经冷却后得到以硅酸钙为主要成分的 熟料的过程。水 泥 的 制 成将熟

12、料、石膏，有时加入适量混合材共同磨细成水泥的过程。以上三个阶段可以简称为“两磨 一 烧 ”。水泥的生产方法按生料制备方 法 的 不 同 可 分 为 干 法 与 湿 法 两 大 类 。原 料 经 烘 干 、粉碎制成生料粉，然后喂入窑内缎烧成熟料的方法称为干法。将生料粉加入适量的 水分制成生料球，再喂入立窑或立波尔窑内缎烧成熟料的方法一般称为半干法，亦 可归入干法。将原料加水粉磨成生料浆，再喂入回转窑内锻烧成熟料的方法称为湿 法。将生料浆脱水制成生料块，喂入窑内锻烧，或将生料块经供干、破碎成生料粉 再喂入干法窑内锻烧成熟料的方法一般称为半湿法，亦可归入湿法。50 年 代 出 现 的 悬 浮 预 热

13、 器 窑 ， 在 60 年 代 取 得 了 较 大 发 展 ， 大 大 降 低 了 熟 料 热 耗 ；70 年 代 出 现 了 窑 外 分 解 技 术 ， 使 产 量 成 倍 地 提 高 ， 热 耗 也 有 较 大 幅 度 地 下降。同时，生料的均化和原料预均化技术的发展、烘干兼粉磨设备的不断改进，使 熟 料 质 量 进 一 步 提 高 ；冷 却 机 热 风 用 于 窑 外 分 解 炉 和 窑 废 气 用 于 原 料 、煤 粉 的 烘 干 ， 以及成功地利用窑尾废气进行发电，使余热得到了比较充分地利用。这样，水泥的 生产方法就开始逐步发生变化，出现了向干法发展以及湿法改干法的趋向。悬浮预 热

14、器 窑 和 窑 外 分 解 窑 就 成 为 当 前 世 界 各 国 竞 相 发 展 的 窑 型 。从 世 界 各 国 的 情 况 统 计 ， 即 使 原 料 平 均 水 分 高 达 10 ，干 法 生 产（ 窑 外 分 解 ）比 湿 法 长 窑 仍 可 以 降 低 能 耗 ， 而且经济上也是合理的。原料水分越低，干法生产节能效果越显著，技术经济效果 愈好。如果原料水分较高，且易于制成生料浆时，则湿磨干烧或采用湿法长窑是合理 的。二、硅酸盐水泥生产的主要工艺过程在我国特定的条件下，机械化立窑水泥厂得到了蓬勃发恳在整个水泥工业中， 机械化立 窑 的 生 产 能 力 占 绝 对 优 势 。机 械 化

15、 立 窑 水 泥 厂 的 生 产 流 程 如 图 1-2-1 所 示 。石 灰 石 经破碎后进 TOC o 1-5 h z 图1-2-1机 械化立 窑水泥厂生 产流程示意图1一破碎机；2 一 供干 机3一原料库；4一原煤库；5一生 料 磨 ；6一生料库7 一 成 球 盘 8- 立 窑 9一碎煤机；10- 熟料 库；11一供干机12一混合材库 13一 水 泥 磨；14一水泥库；15一 包 装 机入 碎 石 库 。粘 土 、铁 粉 、无 烟 煤 经 供 干 分 别 进 入 干 燥 的 粘 土 、铁 粉 、无 烟 煤 库 ， 在库底用量秤按比例准确配料喂入生料磨粉磨。出磨生料入生料库调配和均化，然

16、后加水成球用布料器撒入机械化立窑中锻烧成熟料（成球时有的工厂还按要求配入 部 分 粒 状 煤 ）。出 窑 熟 料 经 破 碎 后 送 至 熟 料 库 储 存 。混 合 材 料 经 供 干 送 入 混 合 材 料 库 ， 石膏经破碎送入石膏库，熟料、混合材料、石膏按要求比例配合喂入水泥磨粉磨。磨水泥送至水泥库储存，经检验后包装出厂或散装出厂。 TOC o 1-5 h z 用 窑 外 分 解 窑 干 法 生 产 的 流 程 如 图 1-2-2 所 示 。图 中 ：来 自 矿 山 的 石 灰 石 1 ， 过 一 级 破 碎 6 和二级破碎 7成 为 碎 石 ， 进 入 碎 石 库 8 ； 矿 山 开

17、 采 的粘 土 2，车运输进厂，经粘土破碎机10破碎后与碎石经计量按一定配比进入预 均化堆场9，经过均化和粗配的碎石和粘土，再经计量秤和铁质校正原料3按规定 比例配进入烘干兼粉磨的生料磨11加工成生料粉，24为选粉机生料用气 力提升泵12 送 至 连 续 性 空 气搅拌库 13 ， 经 均 匀 化 的 生 料 粉 再 用 气 力 提 升 泵 送 至窑 尾 悬 浮热器14和窑外 分解炉15，经预热和分解的物料进入回 转窑16缎烧 成熟料，料经蓖式冷却机17冷却，用斗式提升机输送至熟料库220回转 窑 和分 解炉用燃料（煤粉） ，是原 煤4经烘干兼粉磨的风扫式煤磨20 制备 成 煤粉,21是经细分

18、离器选出的细度合格的煤粉，贮存在煤粉仓。生料和煤的烘干所需热气体来 窑尾，冷却熟料的部分热风送至分解炉帮助煤的燃烧。窑尾的多余气体经排气除 系统排出,18为电收尘 器,19为增湿塔。熟料经计量秤配入一定数量右膏5在流球磨机23中粉磨成一定细度的水泥，24为水泥选粉机。水泥经仓式 空 气输泵25 送至水泥库26储存。一部分水泥经包装机 27包装为袋装水泥，经火车汽车 28运输出厂；另外，也可用专用的散装车29散装出厂。图 1-2-2 窑 外 分 解 窑 干 法 水 泥 厂 生 产 流 程 示 意 图干法生产生料粉磨可以采用开路管磨、闭路球磨或烘干兼粉磨的系统。烘干兼 磨 系 统 可 以 在 立 式 磨（ 辊 式 磨 ） ，也 可 以 在 球 磨 机 中 进 行 。按 原 料 性 质 和 含 水 量 的 同 ，可 采 用 预 先 干 燥 、破 碎 兼 供 干 或 供 干 兼 粉 磨 等 各 种 方 法 和 系 统 。湿 法 生 产 时 ， 多