1、第二章第二章 硅酸盐水泥国家标准及生产硅酸盐水泥国家标准及生产 要点要点： 本章主要学习硅酸盐水泥的组分材料、生本章主要学习硅酸盐水泥的组分材料、生产技术要求与指标；产技术要求与指标；熟悉硅酸盐水泥的生产过程、生产方法和熟悉硅酸盐水泥的生产过程、生产方法和特点；特点；明确新型干法水泥生产的技术特征；明确新型干法水泥生产的技术特征；2.1 2.1 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的标准硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的标准GB17599GB17599内容如下内容如下一、定义一、定义1.1.硅酸盐水泥：硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料，凡是由硅酸盐水泥熟料，05%05%石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨石灰石或
2、粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分两种类型硅酸盐水泥分两种类型: : 不掺加混合材料的称不掺加混合材料的称型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥，用代号用代号P P表示；表示； 在硅酸盐水泥粉磨时掺入不超过水泥质在硅酸盐水泥粉磨时掺入不超过水泥质量量5%5%的石灰石或粒化高炉渣混合材料的称的石灰石或粒化高炉渣混合材料的称型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥，用代号，用代号P P表示。其中表示。其中P P为为波特兰波特兰“Portland”Portland”的英文字首。的英文字首。2.2.普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 凡是由硅酸盐水泥熟料，
3、凡是由硅酸盐水泥熟料，615%混合混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为料称为普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥（简称普通硅酸盐（简称普通硅酸盐水泥）代号水泥）代号PO 活性混合材料掺加量按重量百分比计活性混合材料掺加量按重量百分比计15%，其中允许用不超过，其中允许用不超过5%的窑灰，或的窑灰，或不超过不超过10 %非活性混合材来代替。非活性混合材来代替。3.3.组分材料组分材料（1 1）硅酸盐水泥熟料）硅酸盐水泥熟料 即国际上的波特兰水泥熟料，简称水泥熟料。即国际上的波特兰水泥熟料，简称水泥熟料。是一种由主要含是一种由主要含CaOCaO、SiOSiO2
4、 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3的原料按的原料按适当比例配合磨成细粉（生料）烧至部分熔融，所适当比例配合磨成细粉（生料）烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物。得以硅酸钙为主要成分的产物。 （2）石膏）石膏 天然石膏：以二水硫酸钙（天然石膏：以二水硫酸钙（CaSO42H2O）为）为主要成分的天然矿石。主要成分的天然矿石。 GB5483 硬石膏硬石膏 以无水硫酸钙（以无水硫酸钙（CaSO4）为主要成）为主要成分的天然矿石分的天然矿石 工业副产石膏：工业生产中以工业副产石膏：工业生产中以CaSO4为为主要主要成分的副产品成分的副产品 作用：作用：石膏是用作调节水泥凝
5、结时间的组分，石膏是用作调节水泥凝结时间的组分，是缓凝剂。适量石膏可以延缓水泥的凝结时间，是缓凝剂。适量石膏可以延缓水泥的凝结时间，使建筑施工中的搅拌、运输、振捣、砌筑等工序使建筑施工中的搅拌、运输、振捣、砌筑等工序得以顺利进行；同时适量的石膏也可以提高水泥得以顺利进行；同时适量的石膏也可以提高水泥的强度。的强度。 （3 3）活性混合材料）活性混合材料 活性混合材：具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料活性混合材：具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料 GB1596GB1596的粉煤灰的粉煤灰 GB2847GB2847火山灰质混合材料火山灰质混合材料 GB203GB203粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣作用：
6、作用：在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能、调节水泥标号、提高水泥产量。如粒改善水泥性能、调节水泥标号、提高水泥产量。如粒化高炉矿渣、石灰石等。化高炉矿渣、石灰石等。 粒化高炉矿渣是高炉冶炼生铁所得以硅酸钙和铝粒化高炉矿渣是高炉冶炼生铁所得以硅酸钙和铝酸钙为主要成分的熔融物经淬冷成粒后的产品。酸钙为主要成分的熔融物经淬冷成粒后的产品。 石灰石为水泥工业原料，在水泥中掺入少量石灰石灰石为水泥工业原料，在水泥中掺入少量石灰石可以起到混合材料的作用。石可以起到混合材料的作用。 （4）非活性混合材料）非活性混合材料 系指活性指标不符合标准要求的系
7、指活性指标不符合标准要求的潜在潜在水硬性或火山灰性的水硬性或火山灰性的混合材料以及砂岩和混合材料以及砂岩和石灰石。石灰石。（5）窑灰）窑灰 从回转窑窑尾废气中收集下的粉尘。从回转窑窑尾废气中收集下的粉尘。 二二. .强度与强度与强度等级强度等级 (1)水泥强度水泥强度水泥强度是水泥试体净浆在单位面积上所能承水泥强度是水泥试体净浆在单位面积上所能承受的外力。受的外力。 通常以各龄期的抗压强度、抗折强度来表示水通常以各龄期的抗压强度、抗折强度来表示水泥的质量。一般泥的质量。一般3d或或7d以前的强度为早期强度，以前的强度为早期强度，28d及其后的强度称为后期强度，也有将及其后的强度称为后期强度，也
8、有将3个月以后个月以后的强用度称为后期强度。的强用度称为后期强度。 通常用通常用28d的强度的强度作为水泥质量划分的强度等作为水泥质量划分的强度等级。级。 (2) 强度等级与水泥标号强度等级与水泥标号 强度等级强度等级是按规定龄期的抗压强度和抗折强度是按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分来划分 ，各强度等级水泥的各龄期强度值不得低于，各强度等级水泥的各龄期强度值不得低于表数值表数值（GB17599GB17599） 。 抗折机抗折机压力机压力机硅酸盐水泥的强度指标（硅酸盐水泥的强度指标（GB17599GB17599）强度等级强度等级抗压强度（抗压强度（MPaMPa） 抗抗折折强度（强度（MPaM
9、Pa） 3 3天天 2828天天 3 3天天 2828天天 42.542.517.017.042.542.5 3.53.5 6.56.5 42.5R42.5R22.022.042.542.54.04.06.56.552.552.523.023.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R27.027.052.552.55.05.07.07.062.562.528.028.062.562.55.05.08.08.062.5R62.5R32.032.062.562.55.55.58.08.0 强度等级强度等级习惯称之习惯称之水泥标号水泥标号。俗称商品标。俗称商品标号号 硅酸盐水泥
10、：硅酸盐水泥：42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R 六个等级六个等级普通硅酸盐水泥：普通硅酸盐水泥：32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R 六个等级六个等级 R：快硬性：快硬性 对三天强度有较高要求对三天强度有较高要求三三. 品质指标（技术要求）品质指标（技术要求）1.1.不溶物不溶物：不溶物是指水泥经酸和碱处理，不能被溶：不溶物是指水泥经酸和碱处理，不能被溶解的残留物。解的残留物。型型0.75型型1.50 2.2.烧失量烧失量：水泥烧失量是指水泥在：水泥烧失量是指水泥在95095010001000高温下高温下燃烧失去的质量百分数。燃烧失去
11、的质量百分数。 型型3.0型型3.5 普通水泥普通水泥5.0 3.3.细度细度：细度即水泥的粗细程度，通常以比表面积或：细度即水泥的粗细程度，通常以比表面积或筛余数表示筛余数表示 硅酸盐水泥比表面积硅酸盐水泥比表面积 / /普通水泥方孔筛筛余普通水泥方孔筛筛余4.4.凝结时间凝结时间 水泥凝结时间是水泥从拌和水开始到失去流动性，水泥凝结时间是水泥从拌和水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间，分初即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间，分初凝时间和终凝时间两种。凝时间和终凝时间两种。 初凝时间：初凝时间：是指水泥加水拌和到标准稠度净浆开始失是指水泥加水拌和到标准稠度净浆开
12、始失去塑性的时间。去塑性的时间。 终凝时间：终凝时间：是指水泥加水拌和起到标准稠度净浆完全是指水泥加水拌和起到标准稠度净浆完全失去塑性的时间。失去塑性的时间。 初凝时间初凝时间 终凝时间终凝时间 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 45min 45min 6.5h6.5h 普通水泥普通水泥 45min 45min 10h10h5.5.安定性安定性 沸煮法检验合格沸煮法检验合格 水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，简称安定性。定性，简称安定性。 引起水泥安定性不良的原因引起水泥安定性不良的原因主要有三种主要有三种: :熟料中熟料中游离氧化钙、方镁石过高及水泥中
13、石膏掺加量过多。游离氧化钙、方镁石过高及水泥中石膏掺加量过多。6.6.强度强度 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度划分，各强度等级水泥的个龄期强度不得低于表度划分，各强度等级水泥的个龄期强度不得低于表中数据中数据（GB17599） 。7.7.氧化镁氧化镁（MgOMgO） 水泥中水泥中5，如压蒸压蒸安定性试验合格允，如压蒸压蒸安定性试验合格允许放宽到许放宽到6 水泥中氧化镁含量过高时，由于其缓慢的水水泥中氧化镁含量过高时，由于其缓慢的水化和体积膨胀效应可使水泥硬化体结构破坏。采化和体积膨胀效应可使水泥硬化体结构破坏。采用压蒸安定性试验进行检验。用压
14、蒸安定性试验进行检验。8.8.三氧化硫三氧化硫（SOSO3 3） 水泥中水泥中3.5， 9.碱四四.验收规则验收规则 1.1.废品废品 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定时，均为废品。项不符合标准规定时，均为废品。 2.2.不合格品不合格品 凡细度、终凝时间、不溶物、烧失量中的任一项不凡细度、终凝时间、不溶物、烧失量中的任一项不符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量、强度符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量、强度低于商品强度等级的指标时，该水泥称为不合格品。水低于商品强度等级的指标时，该水泥称为不合格品。水泥包装标
15、志中的水泥品种、强度等级、生产者名称、出泥包装标志中的水泥品种、强度等级、生产者名称、出厂编号不全的，也属于不合格品。厂编号不全的，也属于不合格品。概述概述三项建筑性能指标：三项建筑性能指标： 凝结时间、安定性、强度凝结时间、安定性、强度安定性不良：安定性不良：水泥在凝结硬化过程中产生剧烈而水泥在凝结硬化过程中产生剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀不均匀的体积变化（体积膨胀),),称为安定性不称为安定性不良良引起引起安定性不良的原因：熟料中游离氧化钙、氧安定性不良的原因：熟料中游离氧化钙、氧化镁含量过高以及水泥中石膏掺加量过多。化镁含量过高以及水泥中石膏掺加量过多。2.1 2.1 硅酸盐水泥的生
16、产方法硅酸盐水泥的生产方法 一一. .生产过程生产过程 硅酸盐水泥的生产过程通常可分为三个阶硅酸盐水泥的生产过程通常可分为三个阶段：段： 生料制备生料制备 熟料煅烧熟料煅烧 水泥制成水泥制成生料制备生料制备 v熟料煅烧熟料煅烧水泥制成水泥制成 二二. .生产方法生产方法 按生料制备方法分为：按生料制备方法分为： 干法、半干法、干法、半干法、 湿法、半湿法；湿法、半湿法； 按煅烧熟料窑的结构按煅烧熟料窑的结构分为：分为： 干法窑干法窑 立窑立窑 湿法窑湿法窑 回转窑：回转窑： 立波尔窑立波尔窑 悬浮预热器窑悬浮预热器窑 窑外分解窑窑外分解窑立窑立窑湿湿 法法新型干法新型干法1.1.干法和半干法干
17、法和半干法 干生料直接入窑煅烧叫干生料直接入窑煅烧叫干法干法。 干法制得生料粉调配均匀并加入适量水，干法制得生料粉调配均匀并加入适量水，制成料球喂入立窑或立波尔窑内煅烧称为制成料球喂入立窑或立波尔窑内煅烧称为半干法半干法，料球含水，料球含水12%12%15%15%。2.2.湿法和半湿法湿法和半湿法 原料加水粉磨成生料浆入湿法窑煅烧原料加水粉磨成生料浆入湿法窑煅烧叫叫湿法湿法，生料浆水分占，生料浆水分占32%40%左右。左右。 生料浆脱水烘干后破碎，入窑煅烧，称生料浆脱水烘干后破碎，入窑煅烧，称之为之为半湿法半湿法。 3.3.干法、湿法优缺点比较干法、湿法优缺点比较干法干法：热耗低，但粉尘大，生
18、料成分不均匀，：热耗低，但粉尘大，生料成分不均匀，熟料质量较湿法窑差。熟料质量较湿法窑差。湿法湿法：热耗高，但电耗低，生料易于均化，热耗高，但电耗低，生料易于均化，熟料质量较熟料质量较较好且均匀较好且均匀 ，且输送方便，且输送方便，粉粉尘飞扬少尘飞扬少 。4. 新型干法水泥生产技术特征新型干法水泥生产技术特征 新型干法水泥生产的特点新型干法水泥生产的特点 （1）优质）优质 （2）低耗：热耗）低耗：热耗3000kJ/kg以下，水泥单位电耗以下，水泥单位电耗90110kWh/t以下。以下。 （3）高效）高效 ：单位容积产量达：单位容积产量达110270kg/m2，劳动，劳动生产率达生产率达10004000t/年年人。人。（4）环保）环保 （5）装备大型化）装备大型化 ：单机生产能力达：单机生产能力达10000t/d（6）生产控制自动化）生产控制自动化 （7）管理科学化）管理科学化 （8）投资大建设周期较长）投资大建设周期较长
