硅酸盐水泥熟料是以石灰石和
粘土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后在水泥窑中煅烧而成的。
矿渣硅酸盐水泥简称
矿渣水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-70%的
粒化高炉矿渣及适量石膏组成。
火山灰质硅酸盐水泥简称
火山灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-50%的火山灰质混合材料及适量石膏组成。
粉煤灰硅酸盐水泥简称
粉煤灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-40%的粉煤灰及适量石膏组成。
组成
硅酸盐水泥熟料主要有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四种氧化物组成,在
熟料中占95%,另5%为其他氧化物,如MgO、SO3等。
水泥熟料经高温
煅烧后,CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3四种氧化物不是以单独的氧化物存在,而是以两种或两种以上的氧化物反应生成的多种
矿物集合体。
硅酸盐水泥熟料中主要形成四种矿物:
硅酸三钙,3 CaO·SiO2,简写C3S,占50~60%,称
阿利特(Alite)或
A矿;
硅酸二钙,2 CaO·SiO2,简写C2S,占20~25%,称
贝利特(Belite)或B矿;
铝酸三钙,3CaO·Al2O3,简写C3A,占5~10%;铁相
固溶体,通常以铁铝酸四钙表示,4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写C4AF,占10~15%,称才利特(Celite)或C矿。
熟料的化学组成
硅酸盐水泥熟料中的主要化学成分是CaO,SiO2,A12O3,Fe2O3四种氧化物,其总和通常占熟料总量的95%以上。此外,还含有少量的其他氧化物,如MgO,SO3,Na2O,K2O,TiO2,P2O5等,它们的总量通常占熟料的5%以下。当用萤石或其他金属尾矿作矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时,熟料中还会有少量的CaF2或其他微量金属元素。在实际生产中,硅酸盐水泥熟料中主要氧化物含量的波动范围一般为:CaO是62%~67%,SiO2是20%~24%,Al2O3是4%~7%,,Fe2O3是2.5%~6%。在某些特定生产条件下,由于原料及生产工艺过程的差异,硅酸盐水泥熟料的各主要氧化物含量也有可能略为偏离上述范围,甚至由于某些生产所用的原料、燃料带入的MgO,SO3等含量较高,致使有的硅酸盐水泥熟料中的次要氧化物含量总和有可能高于5%。
分类
水泥熟料按用途和特性分为:通用水泥熟料、低碱水泥熟料、中抗硫酸盐水泥熟料、高抗硫酸盐水泥熟料、中热水泥熟料和低热水泥熟料。
率值
水泥熟料是一种多
矿物集合体,而这些矿物又是由四种氧化物化合而成。因此在
熟料生产控制中,不仅要控制氧化物含量,还要控制氧化物间的比例即率值。
熟料率值有三个,各国学者因认识不同采用形式不一,我国采用饱和比KH、
硅酸率SM、
铝氧率IM(AM)三大率值。
KH=0.910±0.02(LSF也有表示)
SM=2.70±0.10
IM=1.70±0.10
煅烧
熟料煅烧顾名思义是将生的烧成熟的。煅烧因窑型不同而有差异。目前国内窑型有湿法窑;干法窑,干法中有中空窑、SP(不带分解炉)、新型干法窑;半干法中有
立窑、立波尔窑。现介绍几个重要温度:
1. CaCO3—CaO+CO2分解温度为890℃,MgCO3—MgO+CO2分解温度为590℃,因此分解炉的温度控制为900℃左右;
2.C3S在出现液相以后才能形成,液相温度为1250℃,故熟料
烧成温度为1300℃~1450℃(物料温度)。
3. C3S——C2S——C3A——C4AF最低共熔温度1338℃,故低于此温度矿物形成就有困难。
水泥窑
气体温度高达1700℃,物料温度高达1400℃,经水泥窑处理的废弃物不会造成
二次污染。由于
垃圾焚烧炉的焚烧温度低于水泥窑,往往会造成二次污染,目前发达国家都有采用水泥窑代替
焚烧炉处理垃圾的趋势。
粉磨
煅烧出来的熟料主要用于水泥制备,需要添加石膏,混合材等,经过混合粉磨制成最终的水泥产品。
化学性能
化学性能按GB/T 176进行,矿物组成按表1和表2注中的公式计算。
物理性能
水泥熟料物理性能的检验,是通过将水泥熟料在Φ500mm×500mm化验室统一小磨中与符合GB/T 176规定的
二水石膏一起磨细至350m2/kg±10m2/kg,80μm筛余(
质量分数)≤4%制成Ⅰ型
硅酸盐水泥来进行的。制成的水泥中SO3含量(质量分数)应在2.0%~2.5%范围内(也可按双方约定)。所有的试验(除28d强度外)应在制成水泥后10d内完成。