本书主要介绍了硅酸盐水泥的最新国家标准、水泥熟料的组成、原料及配料计算、粉磨工艺、熟料煅烧、水化和硬化、化学性能等。本书主要是为工科院校无机非金属材料专业学生提供一本切合实际生产的简明水泥工艺学教材,除此以外,也可以供建材、轻工、化工乃至大型硅酸盐设备制造厂家的技术人员与管理干部参考。
本书是根据建材工业的发展及其在新形势下对工科院校硅酸盐专业人才培养的要求,针对新的水泥国家标准及总结长期教学积累情况下而编写的。
二〇〇六年十月十七日,中华人民共和国国家发展和改革委员会印发了关于水泥工业发展专项规划,通知里在肯定我国水泥工业基本面良好的同时,也指出了发展中存在的主要问题。《加快水泥工业结构调整的若干意见的通知》(简称《意见》),表示为解决目前水泥工业存在的总量过剩、结构不合理等问题,在“十一五”期间将采取一系列措施,加快水泥工业的结构调整。2010年我国水泥预期产量12?5亿吨,累计淘汰落后生产能力2?5亿吨,企业户数减少到3500家左右。实际上,2008年世界性经融危机重创了各国的经济,新型干法水泥生产线相应地由135条增加到1113条,新型干法水泥占总产量的比重由16%上升为72?8%。
二〇〇七年十一月九日发布,并于二〇〇八年六月一日正式实施的GB 175—2007,替代了原来的GB 175—1999、GB 1344—1999及GB 12958—1999,并进行了较大的修改。但是,迄今为止,大部分无机非金属材料工艺学教材对新国标与水泥工业发展专项规划这两部分都没有及时地反映和调整。紧跟时代脉搏,反映新技术与变革,为硅酸盐专业学生提供一部新的教材就成了我们的追求,也是本书编写的初衷。
作为一本无机非金属材料专业的专业教材,本书力求突出以下特点:
1?紧扣国家标准GB 175—2007展开,在厘清水泥的一些基本概念的同时,介绍一些新的生产工艺流程,拓宽知识面,强化概念理解。 本书是根据建材工业的发展及其在新形势下对工科院校硅酸盐专业人才培养的要求,针对新的水泥国家标准及总结长期教学积累情况下而编写的。
二〇〇六年十月十七日,中华人民共和国国家发展和改革委员会印发了关于水泥工业发展专项规划,通知里在肯定我国水泥工业基本面良好的同时,也指出了发展中存在的主要问题。《加快水泥工业结构调整的若干意见的通知》(简称《意见》),表示为解决目前水泥工业存在的总量过剩、结构不合理等问题,在“十一五”期间将采取一系列措施,加快水泥工业的结构调整。2010年我国水泥预期产量12?5亿吨,累计淘汰落后生产能力2?5亿吨,企业户数减少到3500家左右。实际上,2008年世界性经融危机重创了各国的经济,新型干法水泥生产线相应地由135条增加到1113条,新型干法水泥占总产量的比重由16%上升为72?8%。
二〇〇七年十一月九日发布,并于二〇〇八年六月一日正式实施的GB 175—2007,替代了原来的GB 175—1999、GB 1344—1999及GB 12958—1999,并进行了较大的修改。但是,迄今为止,大部分无机非金属材料工艺学教材对新国标与水泥工业发展专项规划这两部分都没有及时地反映和调整。紧跟时代脉搏,反映新技术与变革,为硅酸盐专业学生提供一部新的教材就成了我们的追求,也是本书编写的初衷。
作为一本无机非金属材料专业的专业教材,本书力求突出以下特点:
1?紧扣国家标准GB 175—2007展开,在厘清水泥的一些基本概念的同时,介绍一些新的生产工艺流程,拓宽知识面,强化概念理解。
2?本书以简练文字提供大量的信息,尤其是生产实践中的知识和经验,配以大量的图文与公式,力争做到条理清晰,易学易懂。一切求新,与生产实际接轨。
3?去除了传统水泥工艺学教材中高铝水泥、特性水泥部分的内容。
本书主要是为工科院校无机非金属材料专业学生提供一本切合实际的简明水泥工艺学教材,除此以外,也可以供建材、轻工、化工乃至大型硅酸盐设备制造厂家的技术人员与管理人员参考。
本书编写出版过程中,得到河南科技大学各级领导和同仁的大力支持,谨一并致谢。
随着时代的进步,市场经济对人才需求会提出更高的要求,相应的对教材也会提出新的调整与要求,加之编者也会出现挂一漏万、考虑不周的情况,本书不完善之处在所难免,希望同行专家和读者批评指正。
编者2013年2月
第一章 引言
一、胶凝材料的定义与分类1
二、胶凝材料发展简史1
三、水泥的定义与分类2
四、水泥工业发展概况3
作业及思考题8
第二章 硅酸盐水泥国家标准及其生产
第一节硅酸盐水泥的国家标准9
第二节硅酸盐水泥的生产方法17
一、生产方法17
二、硅酸盐水泥生产的主要工艺过程17
作业及思考题24
第三章 硅酸盐水泥熟料的组成
第一节熟料的矿物组成25
一、硅酸三钙(C3S)25 第一章 引言
一、胶凝材料的定义与分类1
二、胶凝材料发展简史1
三、水泥的定义与分类2
四、水泥工业发展概况3
作业及思考题8
第二章 硅酸盐水泥国家标准及其生产
第一节硅酸盐水泥的国家标准9
第二节硅酸盐水泥的生产方法17
一、生产方法17
二、硅酸盐水泥生产的主要工艺过程17
作业及思考题24
第三章 硅酸盐水泥熟料的组成
第一节熟料的矿物组成25
一、硅酸三钙(C3S)25
二、硅酸二钙(C2S)28
三、中间相31
四、游离氧化钙和方镁石33
第二节熟料的率值35
一、水硬率(Hydraulic Modulus)35
二、硅率或硅酸率(Silica Modulus)35
三、铝率或铁率(Iron Modulus)36
四、石灰饱和系数KH36
第三节熟料矿物的计算37
一、石灰饱和系数法37
二、鲍格(R·H·Bogue)法38
三、熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异39
四、率值与化学成分的关系39
作业及思考题40
第四章硅酸盐水泥的原料及配料计算41
第一节原料41
一、石灰质原料的种类和性质41
二、黏土质原料的种类和性质45
三、校正原料47
第二节物料的破碎与均化技术48
一、物料破碎的目的48
二、破碎的方法48
三、破碎比及破碎的工艺流程49
四、破碎机的类型49
五、物料的均化技术51
第三节水泥生料的易烧性55
一、易烧性含义与表示方法55
二、影响生料易烧性的主要因素56
第四节熟料组成的选择(率值的选取)56
一、水泥品种和标号56
二、原料品质57
三、燃料品质57
四、生料细度和均匀性58
五、窑型与规格58
六、生料的易烧性59
第五节配料计算59
一、尝试误差法60
二、微机编程计算63
作业及思考题63
第五章 粉磨工艺
第一节粉磨的目的和要求64
一、生料粉磨的目的和要求64
二、水泥粉磨的目的及要求65
三、煤的粉磨目的和要求65
第二节粉磨系统和粉磨设备66
一、粉磨系统66
二、生料粉磨流程66
三、水泥粉磨流程70
第三节提高粉磨系统产量、质量,降低能耗的主要途径70
一、入磨物料粒度70
二、易磨性71
三、入磨物料温度71
四、入磨物料水分71
五、磨内通风72
六、助磨剂72
七、设备及流程72
作业及思考题78
第六章 硅酸盐水泥熟料的煅烧
第一节硅酸盐水泥熟料的形成80
一、生料在煅烧过程中的物理与化学变化80
二、熟料形成的热化学86
第二节微量元素与矿化剂对熟料煅烧和质量的影响87
一、碱87
二、氧化镁88
三、氧化磷89
四、氧化钛89
五、矿化剂89
第三节回转窑内的煅烧94
一、回转窑的煅烧方法94
二、回转窑内“带”的划分94
三、回转窑内物料的运动96
四、回转窑的热工特点96
第四节悬浮预热器窑与预分解窑98
一、悬浮预热器窑98
二、预分解窑100
第五节熟料冷却机103
一、单筒冷却机103
二、多筒冷却机104
三、篦式冷却机105
作业及思考题109
第七章 硅酸盐水泥的水化和硬化
第一节硅酸盐水泥熟料矿物与水泥的水化110
一、水泥的水化反应类型与水化原因110
二、熟料单矿物的水化111
三、硅酸盐水泥的水化116
四、影响水泥水化速率的因素117
第二节硅酸盐水泥的凝结、硬化过程118
第三节硬化水泥浆体的结构120
一、水泥石的组成120
二、孔结构121
三、水及其存在形式122
作业及思考题123
第八章 硅酸盐水泥的性能及化学侵蚀
第一节硅酸盐水泥的性能124
一、凝结时间124
二、强度126
三、体积变化127
四、水化热129
第二节硅酸盐水泥的化学侵蚀129
一、淡水129
二、酸和酸性水130
三、硫酸盐侵蚀131
四、含碱溶液的侵蚀132
五、提高水泥抗性的措施133
作业及思考题134
参考文献135