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水泥质量控制基础知识
二○一四年七月
一、基本定义
1、什么叫水泥
水硬性凝材料在拌水后既能在空气中以能在水中硬化,通常称为水泥(广义)。如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等
非水硬性的胶凝材料不能在水中硬化,而只能在空气中硬化,故称为气硬性胶凝材料。如石灰、石膏等。
硅酸盐水泥熟料:凡含SIO2、AL2O3、Fe2O3、CaO原料按一定配比磨成细粉,烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成份的水硬性胶凝矿物质。
普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料+5%--20%混合材+适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
复合硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料+20%--50%混合材+适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
2、水泥的定义和分类
凡细磨成粉未状,加入适量水后可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。
按用途分:通用水泥、专用水泥、油井水泥、特性水泥(抗硫酸盐水泥)
按矿物组成分:硅酸盐水泥、铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥***铝酸盐水泥等(一百多种)。
3、硅酸盐系列水泥
我们公司目前生产的水泥均属硅酸盐系列水泥,其主要成份为硅酸盐水泥矿物。
4、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:C3S、C2S、C3A、C4AF,另外还有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体。通常,熟料中C3S+C2S含量75%左右,C3A+C4AF含量22%左右。
1、C3S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。C3S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、C2S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、C3A
C3A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,C3A干缩变形大,抗硫酸盐性能差,脆性大,耐磨性差。
4、C4AF
C4AF水化速度早期介于C3A与C3S之间,早期强度类似于C3A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,%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)熟料质量控制
1、控制项目:熟料化学成份(包括:KH、SM、IM)立升重、f-CaO、MgO及其它物理性能等。
2、影响熟料质量波动的原因。
①生料成份波动
②煤质波动
③窑热工制度不稳定,包括掉窑皮、跑生料、结大蛋、黄心料等,窑内还原气氛浓,煤料配比波动等。
3、熟料的管理
①熟料的储存:专用水泥熟料专门存放,不同质量熟料专门存放。
②熟料均化使用,搭配入磨,对于某些物理化学性严重超国家标准熟料必须采取措施,严格控制掺入比例再入磨,熟料的出入库应做好原始记录。
(三)水泥制成质量控制
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
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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。
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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