《水泥基本知識》PPT課件.ppt

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水泥基本知識,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,一、基本概念1、膠凝材料膠凝材料：即膠結(jié)料。（粘土、黃泥、石灰、石膏）它是指在物理、化學(xué)作用下，能把漿體變成堅固石狀體，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機械強度的物質(zhì)。（1）膠凝材料分類：膠凝材料分為有機膠凝材料和無機膠凝材料兩大類。（2）有機膠凝材料：瀝青和各種樹脂屬于有機膠凝材料；,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,（3）無機膠凝材料：又分為水硬性和非水硬性兩種。（4）非水硬性膠凝材料：拌水后只能在空氣中硬化而不能在水中硬化，如石膏、石灰等；（5）水硬性膠凝材料：拌水后既能在空氣中硬化又能在水中硬化。水泥是水硬性膠凝材料。,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,2、水泥從廣義而言，水泥泛指一切能夠硬化的無機膠凝材料；狹義而言的水泥則專指現(xiàn)代水泥，即具有水硬性的膠凝材料。水泥起源于膠凝材料，是在膠凝材料的發(fā)展過程中逐漸演變和發(fā)明的。,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,3、水泥的起源原始水泥可追溯到5000年前，埃及的金字塔、古希臘和古羅馬時代用石灰摻砂制成的混和沙漿，曾被用于砌筑石塊和磚塊，這種用來做砌筑用的膠凝材料被稱為原始水泥。它為現(xiàn)代水泥的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,4、水泥工業(yè)發(fā)展簡史1824年，英國泥水工J．阿斯普丁發(fā)明了一種把石灰石和粘土混和后加以煅燒來制造水泥的方法，并獲得了專利權(quán)。這種水泥因外觀和當(dāng)時常用于建筑中的英國附近波特蘭小城（島上）出產(chǎn)的石材顏色相近，故稱為波特蘭水泥。人類最早是利用間歇式土窯（后發(fā)展成土立窯）煅燒水泥熟料。,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,1877年回轉(zhuǎn)窯燒制水泥熟料獲得了專利權(quán)，繼而出現(xiàn)了單筒冷卻機、立式磨及單倉鋼球磨等，從而有效地提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量。1896年由德國人建造了第一臺回轉(zhuǎn)窯，生產(chǎn)的水泥稱做旋窯水泥，以區(qū)別于立窯水泥；1905年濕法回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)。1910年土立窯得到了改進，實現(xiàn)了立窯機械化連續(xù)生產(chǎn)。,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,1928年德國的立列波博士和波利休斯公司在對立窯、回轉(zhuǎn)窯綜合分析研究后，創(chuàng)造了帶回轉(zhuǎn)爐箅子的回轉(zhuǎn)窯，為了紀(jì)念發(fā)明者與創(chuàng)造公司，取名為“立波爾窯”。1950年，懸浮預(yù)熱器由德國發(fā)明成功并開始應(yīng)用，大幅度降低了熟料生產(chǎn)的熱耗，極大地提高了生產(chǎn)規(guī)模。20世紀(jì)60年代初，日本將德國的懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯技術(shù)引進后，于1971年開發(fā)了水泥窯外分解技術(shù)，從而揭開了現(xiàn)代水泥工業(yè)的新篇章，并且很快在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了各具特點的預(yù)分解窯，形成了新型干法生產(chǎn)技術(shù)。,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,隨著原料預(yù)均化、生料均化、高功能破碎和粉磨，環(huán)境保護技術(shù)和X射線熒光分析等在線檢測方法的配套發(fā)展，加上電子計算機和自動化控制儀表等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使新型干法水泥生產(chǎn)的熟料質(zhì)量明顯提高，能耗明顯下降，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大。水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢A、水泥裝備大型化B、水泥生產(chǎn)工藝節(jié)能化C、操作管理自動化D、環(huán)保措施生態(tài)化,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,5、中國的水泥工業(yè)概況1889年第一家水泥廠是建于河北唐山的唐山細棉土廠（后改為啟新洋灰公司、現(xiàn)為啟新水泥廠）；1889—1937年先后建設(shè)大連、中國、上海等水泥廠，是我們水泥工業(yè)發(fā)展的萌芽及早期發(fā)展階段；1937—1949年建設(shè)了哈爾濱、琉璃河等十余個新廠，但是由于戰(zhàn)亂，水泥工業(yè)發(fā)展處于衰落期；1949年后水泥工業(yè)才進入發(fā)展期；50—60年代改擴建了32個重點大中型濕法和半干法立波爾窯生產(chǎn)企業(yè)，小立窯蓬勃發(fā)展；,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,從上世紀(jì)70年代初研制新型干法水泥技術(shù)裝備開始，在國家有關(guān)部門的支持和推動下，1978年后相繼從國外引進2000t-4000t預(yù)分解生產(chǎn)線，不僅改善了水泥工業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，而且在工廠設(shè)計、管理與設(shè)備改造等方面得到了借鑒，迅速提高我國的新型干法生產(chǎn)水平；機立窯生產(chǎn)因符合當(dāng)時的國情而迅速發(fā)展，產(chǎn)能一度占總產(chǎn)能的80%以上?？偖a(chǎn)能位居世界前列，進入水泥大國的行列，但不是水泥強國。原因在于：立窯比重太高、大中型數(shù)量少、高標(biāo)號水泥產(chǎn)量比例低、裝備及從業(yè)人員技術(shù)水平低等。,一、水泥的基本概念及水泥工業(yè)發(fā)展,90年代后水泥工業(yè)進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增大大型新型干法窯的比重，限制、淘汰、改造小立窯、提高、加快水泥工業(yè)技術(shù)進步，向水泥強國轉(zhuǎn)化。水泥行業(yè)科研創(chuàng)新與技術(shù)開發(fā)能力不斷提高，技術(shù)裝備已達到世界先進水平。目前日產(chǎn)2000噸新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)裝備已全部國產(chǎn)化，日產(chǎn)4000噸、5000噸新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)裝備國產(chǎn)化率達到90%以上，日產(chǎn)8000噸水泥熟料生產(chǎn)線和日產(chǎn)10000噸水泥熟料生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)。日產(chǎn)10000噸水泥熟料生產(chǎn)線全球只有7條，我國就擁有4條。新型干法水泥生產(chǎn)工藝已經(jīng)取代濕法、老式干法和立窯等生產(chǎn)工藝。,二、水泥的分類及命名,1、水泥的種類(1)、按照水泥的用途及性能分：通用水泥、專用水泥、特性水泥。通用水泥指一般土木建筑工程中采用的水泥。有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥等。專用水泥指專門用途的水泥。如油井水泥、道路水泥等。特性水泥指某種性能比較突出的水泥。如快硬硅酸鹽水泥、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥等。,二、水泥的分類及命名,(2)、按照水泥的組成分類：A、硅酸鹽水泥系列：磨制水泥的熟料以硅酸鹽礦物為主要成分。如通用水泥及大部分專用水泥、特性水泥都屬于硅酸鹽水泥。B、鋁酸鹽水泥系列：磨制水泥的熟料礦物以鋁酸鈣為主，主要包括鋁酸鹽膨脹水泥、鋁酸鹽自應(yīng)力水泥和鋁酸鹽耐火水泥等。C、氟鋁酸鹽水泥系列：水泥礦物以氟鋁酸鹽為主。如快凝快硬氟鋁酸鹽水泥、型砂水泥、錨固水泥等。D、硫鋁酸鹽水泥系列：如快硬硫鋁酸鹽水泥、高強硫鋁酸鹽水泥等。E、鐵鋁酸鹽水泥系列：如膨脹鐵鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥等。,二、水泥的分類及命名,2、水泥的命名水泥命名時按照不同類別分別以水泥的主要水硬性礦物、混合材、用途和主要特性來命名，當(dāng)名稱過長時允許有簡稱。通用水泥以水泥的主要水硬性礦物冠以混合材名稱或其他適當(dāng)名稱來命名；專用水泥按照其專門用途命名；特性水泥以水泥的主要特性命名等。,三、硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求,１、硅酸鹽水泥的定義與代號(1)、凡由硅酸鹽水泥熟料，０-５％的石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（國外通稱波特蘭水泥）。(2)、硅酸鹽水泥分兩種類型：不摻加混合材的稱為Ⅰ型硅酸鹽水泥，用代號P.Ⅰ表示；在硅酸鹽水泥粉磨時摻入不超過水泥質(zhì)量的５％的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的成為Ⅱ型硅酸鹽水泥，用代號P.Ⅱ表示。其中“P”是“Portland”的英文字首。,三、硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求,２、硅酸鹽水泥的組分材料(1)、硅酸鹽水泥熟料：凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的燒結(jié)物，稱為硅酸鹽水泥熟料，簡稱熟料。熟料是各種硅酸鹽水泥的主要組分材料，其質(zhì)量的好壞直接影響到水泥產(chǎn)品的性能與質(zhì)量優(yōu)劣。屬于半成品。(2)、混合材料：是指在粉磨水泥時與熟料、石膏一起加入磨內(nèi)用以改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號，提高水泥產(chǎn)量的礦物質(zhì)材料，如?；郀t礦渣、石灰石等。(3)、石膏：是用作調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時間的組分?？捎锰烊皇嘁部梢杂霉I(yè)副產(chǎn)石膏。如氟石膏、脫硫石膏。,三、硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求,3、硅酸鹽水泥技術(shù)要求技術(shù)要求即品質(zhì)指標(biāo)，是衡量水泥品質(zhì)及保證水泥質(zhì)量的重要依據(jù)。水泥質(zhì)量可以通過化學(xué)指標(biāo)和物理指標(biāo)加以控制和評定。化學(xué)指標(biāo)主要控制水泥中有害物質(zhì)的化學(xué)成分不超過一定限量；水泥物理指標(biāo)主要是保證水泥具有一定的物理力學(xué)性能，滿足水泥使用要求，保證工程質(zhì)量；通過水泥強度等級劃分水泥產(chǎn)品質(zhì)量。硅酸鹽水泥技術(shù)指標(biāo)主要有不溶物、燒失量、細度、凝結(jié)時間、安定性、氧化鎂、三氧化硫、堿及強度指標(biāo)9項。,三、硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求,（1）不溶物與燒失量不溶物是指水泥經(jīng)酸和堿處理，不能被溶解的殘留物。主要成分是結(jié)晶SiO2,其次是R2O3，它屬于水泥中非活性組分之一。燒失量是指水泥在92525℃高溫下燃燒失去的百分數(shù)。（2）細度：即水泥的粗細程度。通常用比表面積或篩余數(shù)表示。（3）凝結(jié)時間：是水泥從和水開始到失去流動性所需要的時間，分為初凝時間和終凝時間兩種。初凝時間是指水泥加水拌和到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始失去塑性的時間；終凝時間是指水泥加水拌和到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去塑性的時間。,三、硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求,（4）安定性：是指水泥硬化后體積變化的均勻性，安定性是水泥質(zhì)量指標(biāo)中最重要的指標(biāo)之一，它直接反映水泥質(zhì)量的好壞。引起水泥安定性不良因素有：熟料中游離氧化鈣，方鎂石過高或水泥中石膏摻入量過多。（5）游離氧化鈣：水泥中如果游離氧化鈣過高，將造成水泥混凝土體積膨脹而使結(jié)構(gòu)破壞。因此，按照水泥質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)：f-CaO<1.5%。(體積膨脹系數(shù))（6）氧化鎂：水泥中氧化鎂過高時，由于其緩慢的水化和體積膨脹效應(yīng)也可使水泥硬化結(jié)構(gòu)破壞。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定P.O水泥中MgO含量<5.0%。P.C水泥中MgO含量<6.0%。(體積膨脹系數(shù)),三、硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求,（7）三氧化硫：水泥中的三氧化硫主要是生產(chǎn)水泥時為了調(diào)節(jié)凝結(jié)時間加石膏而帶入的。三氧化硫過高使水泥強度下降、溫脹率上升、硬化后水泥的體積膨脹，甚至結(jié)構(gòu)破壞，因此規(guī)定水泥中三氧化硫含量不得超過3.5%。(體積膨脹系數(shù))（8）堿：水泥混凝土中的堿骨料反應(yīng)與混凝土中拌和物的總堿量、骨料的活性程度及混凝土的使用環(huán)境有關(guān)，為了防止堿骨料反應(yīng)，不同的混凝土配比和不同的使用環(huán)境對水泥堿含量的要求也不會一樣，因此標(biāo)準(zhǔn)中將堿定為任選要求，以鈉堿當(dāng)量計的堿含量應(yīng)不大于0.60%。,三、硅酸鹽水泥生產(chǎn)基本技術(shù)要求,4、廢品與不合格品（1）、廢品：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時，均為廢品。（2）、不合格品：凡細度、終凝時間、不溶物和燒失量中任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或者混合材摻入量超過最大限量和強度低于商品標(biāo)號規(guī)定的指標(biāo)時稱為不合格品。,八、水泥粉磨、儲存及發(fā)運,1.水泥粉磨：硅酸鹽水泥熟料加適量石膏，有時加適量混合材料或外加劑共同磨細為水泥。2.優(yōu)化水泥配比方案時要考慮的事項(1)、水泥品種(2)、水泥強度(3)、水泥組成材料的理化性能、種類、質(zhì)量和成本(4)、水泥的品質(zhì)指標(biāo)控制要求,八、水泥粉磨、儲存及發(fā)運,３、水泥粉磨的工藝過程（以閉路粉磨系統(tǒng)為例）物料的流動：按生產(chǎn)要求配比的水泥組成物料，經(jīng)配料設(shè)備配合后，由喂料設(shè)備喂入磨機內(nèi)進行粉磨，符合生產(chǎn)控制要求得物料出磨后，由輸送設(shè)備送入分級設(shè)備，分選出來的未達到產(chǎn)品細度要求的物料回送到磨頭與入磨物料混合入磨再次被粉磨。分選出來的達到產(chǎn)品細度要求的水泥產(chǎn)品由輸送設(shè)備送入水泥庫存儲。氣流的流動：氣流隨同物料一同入磨由磨尾排出，進入收塵系統(tǒng)，經(jīng)排風(fēng)機排入大氣。,八、水泥粉磨、儲存及發(fā)運,４、水泥儲存：水泥出磨后要送入水泥庫中進行儲存和均化，以保證生產(chǎn)平衡、改善水泥質(zhì)量、調(diào)劑水泥品種等。５、水泥包裝與散運（略）６、水泥質(zhì)檢與發(fā)運：出廠水泥必須經(jīng)過嚴(yán)格檢測，包裝水泥按照包裝編號或者散裝水泥按庫號抽樣，進行水泥的例行項目檢驗，真實反映水泥質(zhì)量，為用戶提供要求的出廠水泥質(zhì)檢單。,