水泥质量控制基础知识.doc

1 第二期质量培训材料之一水泥质量控制基础知识一、硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种: C 3S、C 2S、C 3A、C 4 AF,另外还有少量的 f-CaO 、方镁石、含碱矿物、玻璃体。通常,熟料中 C 3 S+C 2S 含量 75% 左右, C 3 A+C 4 AF含量 22% 左右。 1、C 3S含量通常占熟料的 50% 以上,其特点:水化较快,早期强度高, 强度增进就率大,干缩性、抗冻性较好,但水化热较高,抗水性差,抗硫酸盐浸蚀能力较差。 C 3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间, 含量过高,烧成困难,易导致 f-CaO 增多,熟料质量下降。 2、C 2S含量通常分熟料的 20% 左右,其特点:水化较慢,早期强度低, 水化热低,体积干缩小,抗水性和抗硫盐日浸蚀能力好,后期强度增进快。 3、C 3AC 3A 水化速度、凝结硬化很快,放热多,硬化快,早期强度较高,但绝对值不高,后期几乎不再增长,甚至倒缩,C 3A干缩变形大,抗硫酸盐性能差,脆性大,耐磨性差。 4、C 4 AF C 4 AF 水化速度早期介于 C 3A与C 3S 之间,早期强度类似于 C 3A 但后期还能不断增长,水化热低,干缩变形小,耐磨、抗冲击、抗硫酸盐浸蚀能力强。 5、 f-CaO 、 MgO f-CaO 在高温下死烧形成,水化很慢,一般加水 3天后才反应有尽有, 反应体积膨胀 % 产生应力,造成水泥石破坏。 MgO 少量可与熟料矿物固溶,对降低烧成温度、增加液相数量,改善 2 熟料色泽有好处,但超过一定量后,未固溶部分水化很慢,要几个月甚至几年才与水反应,生产 Mg( OH) 2,体积膨胀 148% ,导致水泥安定性不良。二、水泥生产质量控制水泥制成的控制项目,一般有水泥的细度、三氧化硫、烧失量、物料的配合比(混合材料、石膏的掺加量)、凝结时间、安定性、强度等。(一)控制项目 1. 入磨物料的配比: 目前生产的水泥品种中除硅酸盐水泥外,其余各种水泥均由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料组成,它们之间的配比关系着生产水泥的品种、标号和物理性能。水泥生产中,入磨物料的配比一般是根据物料的性能( 包括熟料的化学成份、强度, 混合材料的活性, 石膏的性质及成份) 和它们在水泥水化、硬化过程中对强度的影响, 以及计划生产的品种、标号,水泥的其它特殊物理性能而确定的。在实际生产过程中,多数是根据熟料质量情况,混合材料的品种、质量,通过试验的方法确定其经济合理的配合比例。入磨物料配比不恰当或在制成过程中物料下料量不稳定,都直接影响到水泥的质量。因此,加强水泥制成中物料配比的控制,是保证水泥质量、按计划稳定生产各标号水泥的重要环节之一。 2. 出磨水泥细度: 在熟料、混合材料质量和配合比相对稳定的条件下,水泥的粉磨细度,对水泥性能影响很大。在一定程度上,水泥粉磨得愈细, 其比表面积愈大, 水泥粉末与水拌合时, 它们的接触面积也就愈大, 故有利于加速水泥的水化、凝结和硬化过程,对提高水泥强度,特别是早期强度有良好的效果。此外,在生产过程中,当熟料中游离 3 氧化钙较高时,水泥磨细些,游离氧化钙就可较快地吸收水份而消解,因而可减少它的破坏作用,改善水泥安定性能。但是,不适当地提高水泥粉磨细度,会使磨机产量降低,电耗增高。另外,当水泥细度过细时,需水量增加,水泥石结构的致密性降低,反而会影响水泥的强度。可见,只有合理地确定水泥细度指标才能在保证水泥质量的基础上,取得良好的经济效果。在生产过程中,应力求减少细度的波动,以达到稳定磨机产量和水泥质量的目的。 3. 出磨水泥中的三氧化硫: 水泥中三氧化硫的含量实质上是磨制水泥时石膏掺入量的反映(采用劣质煤时,熟料中也含有一定量的 SO3 ) 。石膏在水泥中主要起调节凝结时间的作用。适量的石膏在水泥水化过程中,能与 C3A 生成水化硫铝酸钙胶体,包裹于 C3A 表面,阻碍 C3A 内部的继续水化而使水泥缓凝。因此,当石膏掺入量不足时,它不能抵消水化铝酸钙的快凝作用,使水泥快凝。但是,当石膏掺入量过大时,由于硫酸钙水化速度较快,水泥的凝结反而会变快;硫酸钙水化后呈结晶状态,大量晶体硫酸钙还会产生体积膨胀,对水泥石的结构还会产生破坏作用。适量石膏的另一作用能在一定程度上提高水泥的强度。这是因为它在水泥水化过程中与 C3A 可生成一定数量的硫铝酸钙针状晶体, 交错地填充于水泥石的空隙中,从而增加了结构的致密性。在矿渣水泥中,石膏还起硫酸盐激发剂的作用,可加速矿渣水泥的硬化过程。具体的石膏掺量应根据工厂的实际情况制订石膏曲线得到。 4. 混合材料掺入量: 4 水泥中掺加混合材不但可以增加水泥产量,降低水泥成本,而还可以改善水泥的某些物理性能。对于游离氧化钙较高的熟料,掺入活性混合材料,不但可降低水泥中