复合硅酸盐水泥综合实验开题报告.docx

该【复合硅酸盐水泥综合实验开题报告 】是由【碎碎念的折木】上传分享，文档一共【9】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【复合硅酸盐水泥综合实验开题报告 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。唐 山 学 院
水泥方向综合试验开题报告
题目： 复合硅酸盐水泥的研制
系 别：
环境与化学工程系
专 业：
无机非金属材料〔2〕班
姓
名：
指
导
教
师：
辅
导
教
师：
2025 年 6 月 20 日
9
— 复合硅酸盐水泥定义
复合硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥〔简称复合水泥〕。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于 15%，小于 50%。
水泥中允许用 不超过 8%的窑灰代替局部混合材料；掺矿渣 时混合材料掺量不得与矿 渣硅酸盐水泥重复。
优点：对硫酸盐类侵蚀的抵抗力量和抗水性较好；难热性好；水化热低；在蒸汽养护中强度进展较快；在潮湿环境中后期强度增进率较大。
缺点：但应加强养护，亦可用于不长受冻融循环作用的受冻工程。该品种水泥不适用于对早期强度要求较高的工程和低温环境中施工而无保温措施的工程。
该水泥适用于：
1、地下、水中、海中的工程，以及常常要受较高水压的工程
2、大体积的混凝土工程
3、蒸汽养护工程
4、受热工程
5、代替一般硅酸盐水泥用于地上工程。二 技术要求
氧化镁：熟料中氧化 镁的含量不得超过 % 。如水泥经压蒸安定性试验合格，则 熟料中氧化镁的含量允许放宽 到 % 。
三氧化硫：水泥中三氧化 硫的含量不得超过 % 。
细度： 80μ m 方孔筛筛余不得 超过 10% 。
分散时间：初凝不得 早于 45min, 终凝不得迟 于 10h。
安定性：用沸煮法检 验必需合格。
强度： 425 和 525 号水泥按早期强 度分两种类型。
各标号、各类 型水泥的各龄期强度不得低于下 表数值：∕ Mpa
标号
抗压强度
抗折强度
龄期∕ d
3
7
28
3
7
28
325






425






425R

-


-

525






525R

-


-

7. 碱：水泥中碱含量按 Na O＋ O 计算值来表示，假设使用活性骨料需
2 2
要限制水泥中碱含量时由供需双方商定。三、材料要求
材料种类
材料要求
自然石膏：应符合 GB/T5483 中规定的 G 类或 A 类二级〔含〕 以上的石膏或硬石膏。
石膏
工业副产石膏：工业生产中以硫酸钙为主要成分的副产品。
承受工业副产石膏时，必需经过试验，证明对水泥性能无害。符合 GB/T203 的粒化高炉矿渣，符合 GB/T1596 的粉煤灰，符
活性混合材料
合 GB/T2847 的火山灰质混合材料。
活性指标低于 GB/T203、GB/T1596、GB/T2847 的粒化高炉矿非活性混合材料 渣、粉煤灰、火山灰质混合材料以及石灰石砂岩。石灰石中
三氧化二铝含量不得超过 %
窑灰 应符合 JC/T742 的规定。
水泥粉磨时允许参加助磨剂，其参加量不得超过水泥质量的
助磨剂
1%，助磨剂须符合 JC/T667。
四、粉煤灰硅酸盐水泥的经济效益与社会效益
〔一〕粉煤灰硅酸盐水泥的经济效益
粉煤灰是具有肯定活性的火山灰质混合材料它具有潜在活性高，矿物体化学稳定性好，颗粒细，有害物质少，可以改善混凝土或砂浆物理性能等优点。综合利用粉煤灰做水泥混合材能够改善生态环境、变废为宝、节约能源，增产水泥，，降低本钱，具有显著的社会效益、环境效益、经济效益，是一项利国、利民、利企业的工作，符合保护土地，合理开发自然资源的根本国策。
我国大多 数粉煤灰 的化学 成分如 下： 40～60%SiO ; ～%MgO ；15～
2
40%Al O ；< 2%SO ；3～10%Fe O ; >60%SiO +Al O ; 25%CaO;1～20%烧失量；1～6%
2 3 3 2 3 2 2 3
未燃物〔属于有害局部〕。
我国由于有效地推广粉煤灰硅酸盐水泥的生产和使用，特制定了粉煤灰硅酸盐水泥标准，为我国五大水泥品种之一
〔二〕粉煤灰硅酸盐水泥的社会效益
粉煤灰是发电厂燃烧煤粉时得到的一种灰渣，也称飞灰属于火山灰质混合
材。由于目前世界上的粉煤灰产量很大，约到达数十亿吨，而利用率还不够高，
所以它是一种令人日益关心的工业副产品。特别是当电厂可使用的油、气燃料日
益削减时，粉煤灰的产量还会增加。
9
我国是煤炭资源丰富的国家，是世界最大的煤炭生产国和煤炭消费国。以煤为燃料的火力发电进展快速，发电量达 亿千瓦小时，其中火力发电占 %， 由此而产生的粉煤灰排放量逐年增加，至 2025 年底，全国粉煤灰排放量 亿吨，粉煤灰的堆存量达 8 亿多吨，占地 20 多万亩，随着电力工业的进展，其排出量还将逐步增加，如不加以好的利用，就会占用农田，堵塞江河，污染环境。粉煤灰的处置受到整个社会的关注。因此，自从 1978 年国家把它确立为资源综合利用突破口以来，如何对粉煤灰资源进展合理有效的利用，成为我国经济和社会进展的一项长远战略方针。
五、粉煤灰硅酸盐水泥的理论技术分析与进展趋势
国内水泥制造理论及技术分析
<1>型干法水泥生产技术
窑外预分解技术是型干法水泥技术的核心，也是当代型干法水泥煅烧技术进展的主流技术，它是在悬浮预热器窑的根底上进一步进展而成。现代窑外预分解技术按分解炉与回转窑的相对位置关系的不同，又分为在线式预分解窑系统和离线式预分解窑系统。“三传一反”过程变成了悬浮态气固间的“三传一反” 过程，大大地提高了各过程的效率和速率，到达了提高回转窑生产力量的目的， 降低了单位熟料的各种物资消耗，最终实现了提高经济效益的目的
<2>回转窑生产技术
水泥工业在进展过程中消灭了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。
干法回转窑与湿法回转窑相比优缺点正好相反。干法将生料制成生料干粉， 水分一般小于 1％，因此它比湿法削减了蒸发水分所需的热量。中空式窑由于废气温度高，所以热耗不低。干法生产将生料制成干粉，其流淌性比泥浆差。所以原料混合不好，成分不均匀。
粉煤灰硅酸盐水泥的现状及技术进展趋势
承受“两高三分超细法“工艺生产早强型粉煤灰硅酸盐水泥技术是现今工艺最合理，技术最成熟的粉煤灰水泥生产技术。它的特点是：
成功地解决了粉煤灰早期强度低，分散时间长的问题。
9
承受两点掺入三分法利用，粉煤灰利用量大掺量高达 40%，效益显著。
使熟料高强，快凝，从技术上来说是一个突破。
解决了代塑性生料同样烧出优质熟料的重大问题。
承受干法排灰，粉煤灰分制堆放均化和使用高细粉磨是“两高三分超细法“的重大技术措施。
承受“两高三分超细法“工艺生产早强粉煤灰硅酸盐水泥，吨水泥利用灰渣 40%～50%〔用作混合材 30～35%，代替粘土料 10%左右〕，假设建一条 20 万吨/年生产线，年可创产值 4000 多万元，利税 500 多万元，利用粉煤灰 12 万吨。经济效益、社会效益和环境效益都格外可观。
将来，国际水泥工业的进展趋势是以节能、降耗、环保、改善水泥质量和提高劳动生产率为中心，实现清洁生产和高效率集约化生产，走可持续进展的道路。争论的重点主要是围绕水泥工业节能降耗、削减了有害气体( CO、SO 等)排放以及低品位原燃料、工业废弃物的资源化利用等方面．具体表现在两个方面：一是国际水泥工业技术装备上型干法水泥生产技术向着大型化、节能化以及自动化方向进展。二是水泥及水泥基材料的争论是以水泥的生态化制备、先进水泥基材料、水泥的节能和高性能化、废弃物的资源化利用以及水泥制备和应用中的环境行为评价和改进等方面为争论开发重点，两者相辅相承，推动了水泥工业的可持续进展。
六、实施复合硅酸盐水泥的研制的具体方案及实施手段
〔一〕 原材料的预备
主要原料的分析检验
可选用自然矿物原料及工业废渣或化学试剂作原料。
①将需要的主要原料备齐，如高炉矿渣、石灰石、粘土、校正原料等。
② 对所备齐的原料进展采样与制样，进展 CaO、SiO 、Al O 、Fe O 、MgO 和
9
烧失量等分析。
2 2 3 2 3
9
③ 对某些原料做易碎性和易磨性试验、强度、粒度、比外表积等物性检验。
主要原料的加工
对自然矿物原料及工业废渣需进展加工处理。一些经上述物性检验〔粒度、
9
比外表积等〕不合格的原料也要进展加工处理。
① 石灰石
选取化学成分符合要求的石灰石，用试验室常用的小颚式裂开机、小球磨机进展裂开与粉磨至要求的细度。
② 砂岩和铝矾土的处理
选取化学成分符合要求的砂岩和铝矾土。假设水分大时，应烘干，然后用小颚式裂开机、小球磨机裂开并粉磨至要求的细度。
③ 钢渣
选取符合要求的钢渣，然后用小颚式裂开机、小球磨机裂开并粉磨至要求的细度。
上述主要原料经加工处理后，要用桶或塑料袋等密封保存。
石膏与混合材料的制备
① 石膏
首先对石膏进展化学成分分析，填写化验报告单作原始凭证。然后检查细度， 如不符合要求要进展加工处理。
② 混合材
混合材有粒状高温炉渣、粉煤灰、火山灰等。本试验中则主要为粒状高温炉渣。在化学成分分析后，假设细度不符合要求应进展加工处理。
石膏与混合材料加工处理后，要用桶或塑料袋等密封保存。
燃料分析
气、液体燃料(如油类、煤气)或固体燃料(如焦炭、煤粉等)都须了解其性质与质量。如用焦炭、煤，要作工业分析，水分与热值分析。
上述混合材与燃料的分析结果均供给报告单。
〔二〕 合格生料的制备
配料计算
① 依据试验要求确定试验组数与生料量。
② 确定生料率值。
③ 以各原料的化验报告单作依据进展配料计算。
配制生料
9
① 按配料称量各种原料，放在研钵中研磨。假设量大，则置入球磨罐中充分混磨，直至全部通过 mm 的方孔筛。
② 将混磨好的粉料参加 5～7%的水，放入成型摸具中，置于压力机机座上以 30～35 MPa 的压力压制成块，压块厚度一般不大于 25 mm。
③ 将块状试样在 105～110℃下缓慢烘干。
生料质量的检验
① 测定生料中碳酸钙的含量。
② 生料化学全分析。
③ 生料细度、外表积测定。
〔三〕 试烧(生料易烧性测定)
试烧所需仪器、设备及器具
① 电炉
试烧用电炉有硅碳棒电炉与硅钼棒电炉，依据最高烧成温度打算使用哪一种。假设试烧的温度较高则选用后一种。
② 试烧用坩埚的选择
坩埚在试烧过程中不能与熟料起化学反响，因此要依据生料成分、所确定的最高煅烧温度及范围来选用坩埚。假设烧成温度为 1500℃以上，则选用铂坩埚； 假设烧成温度为 1350℃～1480℃，则选用刚玉坩埚；假设烧成温度在 1350℃以下， 则选用高铝坩埚。也可用耐火材料做的匣钵来放置试烧的块料。
如在试烧过程中起反响时，可将反响处的局部熟料弃除。
③ 关心设备及器具
为了给熟料冷却、炉子降温，需要吹风装置或电风扇。
此外，还需要取熟料用的长柄钳子、石棉手套、枯燥器等。
试烧
① 将生料块放进坩埚或匣钵中，按预定的烧成温度制度进展试烧。试烧完毕后，戴上石棉手套和护目镜，用坩埚钳从电炉中拖出匣钵或坩埚，稍冷后取出试样，置于空气中自然冷却。并观看熟料的色泽等。
② 将冷却至室温的熟料试块砸碎磨细〔要求全部通过 mm 的筛〕，装在编号的样品袋中，置于枯燥器内。
9
取一局部样品，用甘油乙醇法测定游离氧化钙，以分析水泥熟料的煅烧程度。
假设游离氧化钙高，易烧性不好，就应按上述步骤反复进展试烧(生料易烧性测定)，直到满足为止。
〔四〕 水泥熟料的煅烧〔熟料的制备〕
依据试烧(生料易烧性试验)的结果，对生料及烧成制度等进展调整。
首先依据各原料成分及生料化验分析单供给的数据，进展熟料率值的修改、熟料矿物组成的再设计与再计算。此外，为获得优质高产低能耗的熟料，还要考虑以下几个问题：
① 熟料的矿物组成与生料化学成分的关系。
② 熟料反响机理和动力学有关理论学问的联系。
③ 固相反响的活化能及活化方式及固相反响集中系数等的联系。
④ 熟料形成时液相烧结与相平衡的关系。
⑤ 熟料易烧性和易磨性试验效果与联系。
⑥ 少量助熔剂的参加作用与效果。
⑦ 熟料煅烧的热工制度对其熟料质量的影响。
⑧ 熟料的冷却速度及其对熟料质量的影响等。
按调整后的参数，配制的生料。
将生料块放进坩埚或匣钵中，按预定的烧成温度制度进展煅烧。煅烧完毕后，戴上石棉手套和护目镜，用坩埚钳从电炉中拖出匣钵或坩埚，稍冷后取出试样，马上风扇吹风冷却〔在气温较低时在空气中冷却〕。并观看熟料的色泽等。
将冷却至室温的熟料试块砸碎磨细，装在编号的样品袋中，置于枯燥器
内。
〔五〕 水泥熟料性能试验
将制备好的熟料作如下试验: 1．熟料成分全分析并供给分析报告单。
依据化验单上的数据进展熟料矿物组成等计算以检查配料方案是否到达预期效果。
取局部熟料作岩相检验。
熟料游离氧化钙的测定。
9
细度测定。
掺适量石膏和混合材于熟料中，磨细至要求的细度后，作水泥强度检验。七、复合硅酸盐水泥研制的预期结果
粉磨得到符合试验要求的生料
合理配料煅烧得到良好的水泥熟料
准确完成各种物料的化学分析
制备合格的复合硅酸盐水泥制备八、参考文献
1、王刚 主编 水泥标准手册 中国标准出版社
2、丁美荣 主编 水泥质量及化验技术 中国建材工业出版社
3、中国建筑材料科学争论总院&水泥科学与型建筑材料争论所编著 水泥化学分析手册
4、周正立 梁颐 周宇辉编著 水泥化验与质量掌握使用操作技术手册 中国建材工业出版社
5、GB12958-1999
6、GB/T5483
7、GB/T203
8、GB/T1596
9、GB/T2847
10、JC/T667
9