粉煤灰硅酸盐水泥及研制(实验报告).doc

唐 山 学 院水泥方向综合实验题目： 粉煤灰硅酸盐水泥的研制 环境与化学工程系10无机非金属材料（1）班 系 别：_________________________王鹏 班 级：_________________________朱晓丽姓　 　名：_________________________指 导 教 师：_________________________2013年7月11日 / 文档可自由编辑打印粉煤灰硅酸盐水泥的研制摘 要凡是由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥的研制实验，是通过对原料的化学分析，确定原料的化学组成，从而确定配方根据种类的不同，各个组分的配比不同本次试验主要用石灰石、铝矾土、钢渣、砂岩、粉煤灰及石膏来配制粉煤灰硅酸盐水泥实验初期主要是原材料的准备阶段：（1）主要原料的制备的加工；对天然矿物原料及工业废渣需进行加工处理一些经上述物性检验(粒度，比表面积等)不合格的原料也要进行加工处理. 用实验室的小颚式破碎机，小球磨机进行破碎与粉磨至要求的细度.然后研磨过0.08mm方孔筛，达到实验所需细度。

2）主要原料的分析检验；对所备齐的原料进行采样与制样，进行CaO，SiO2，Al2O3，Fe2O3，MgO和烧失量等分析实验中期主要是生料的制备阶段：（1）配料计算；① 根据实验要求确定实验组数与生料量② 确定生料率值③ 以各原料的化验报告单作依据进行配料计算2）配制生料；按配料称量各种原料，放在研钵中研磨、过筛、压饼、试烧3）生料煅烧实验末期主要是水泥制备阶段： 1>石膏、混合材的加工；石膏中三氧化硫的测定（本实验用脱硫石膏)2>熟料的分析检验3>选取合理的比例进行配料4>把熟料、混合材、石膏混匀制成水泥5>水泥性能的测定水泥的质量主要取决于水泥熟料的质量，而熟料的质量与水泥生料成分、均匀性及煅烧过程和煅烧的热工制度有关因此，在水泥的研究与生产中往往通过实验来了解生料的易烧性和研究熟料的煅烧过程，从而为水泥的生产提供依据关键词：原料 生料 熟料 水泥 混合材 石膏 化学分析 试烧 熟料煅烧 性能测定 烧失量 含水量 目 录1 引言 41.1粉煤灰硅酸盐水泥概述 41.2粉煤灰硅酸盐水泥的经济效益与社会效益 41.3粉煤灰硅酸盐水泥的理论技术分析与发展趋势 52实验过程 72.1原料 72.1.1原料制备 72.1.1.1石灰石样品制备 72.1.1.2铝矾土样品的制备 72.1.1.3其他原料制备 72.1.2原料附着水分和烧失量的测定 72.1.2.1石灰石的附着水分测定 72.1.2.2石灰石的烧失量测定 82.1.2.3其他原料附着水分和烧失量的测定 82.1.2.4数据处理 82.1.3石灰石的化学分析 82.1.3.1试样溶液的制备（氢氧化钠熔融分解试样） 82.1.3.2二氧化硅（氟硅酸钾容量法） 92.1.3.3 EDTA配位滴定铁、铝、钙、镁试样溶液的制备 92.1.3.4三氧化二铁（EDTA—配位滴定法） 102.1.3.5三氧化二铝（EDTA—铜盐回滴定法） 102.1.3.6氧化钙（EDTA-配位滴定法） 11 2.1.3.7氧化镁（EDTA-配位滴定法）............................................................112.1.3.8数据处理 112.1.4原料的所有数据处理 122.2生料 122.2.1生料配比数据处理 122.2.2 生料配比及制备 132.3熟料的煅烧 13 2.4熟料化学分析 132.4.1 试样溶液的制备 132.4.2 二氧化硅的测定 142.4.3 三氧化二铁的测定 142.4.4 三氧化二铝（EDTA—铜盐回滴定法） 142.4.5 氧化钙 15 2.4.6 氧化镁.....................................................................................................152.4.7 熟料化学分析数据处理 152.4.8 熟料中f-CaO的测定 162.4.8.1测定方法 162.4.8.2数据处理 162.5水泥的制备 162.5.1水泥配比及数据处理 162.5.2水泥性能测定 17 2.5.3试体强度的测定 172.6试验所用仪器 183 结论 194误差分析 20参考文献 211 引言1.1粉煤灰硅酸盐水泥概述 凡是由硅酸盐水泥熟料粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为粉煤灰硅酸盐水泥。

水泥中粉煤灰的参加量按质量百分比计为20%～40%允许参加不超过混合材总量的1/3的粒化高炉矿渣此时混合材总参加量可达50%，但粉煤灰量仍不得少于20%或超过40% 粉煤灰水泥结构比较致密，内比表面积较小，而且对水的吸附能力小得多，同时水泥水化的需水量又小，所以粉煤灰水泥的干缩性就小，抗裂性也好此外，与一般掺活性混合材的水泥相似，水化热低，抗腐蚀能力较强等1.2粉煤灰硅酸盐水泥的经济效益与社会效益 粉煤灰是具有一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，降低成本，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基本国策 我国因为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 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发展迅速，发电量达1.3亿千瓦小时，其中火力发电占79.6%，由此而产生的粉煤灰排放量逐年增加，至2002年底，全国粉煤灰排放量1.6亿吨，粉煤灰的堆存量达8亿多吨，占地20多万亩，随着电力工业的发展，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行合理有效的利用，成为我国经济和社会发展的一项长远战略方针 粉煤灰主要由活性二氧化硅和氧化铝组成，因此它可代替粘土组分进行配料，用于水泥生产 粉煤灰用于水泥生产，不仅具有经济效益，还有社会效益，集中表现为：1）节省燃料 一方面由于粉煤灰的生产过程就相当于一个熟化过程，当用它替代粘土时就省掉粘土用于熟化消耗的热量；另一方面由于粉煤灰中尚含有一定数量未完全燃烧的碳粒，在某些粉煤灰水泥生产中得到应用因此，在粉煤灰水泥生产的配料中可减少加入煤量2）增加产量，降低电能 粉磨普通硅酸盐水泥时，参加粉煤灰作混合材料，能起到一定的的助磨作用，使磨机产量有所提高，降低单位电耗3）降低产品成本，改善水泥某些性能 粉煤灰比生产传统水泥的原材料易得，价廉，能降低产品成本4）保护环境，变废为宝 像我们这样一个燃煤大国，能使粉煤灰资源得到很好的再生利用，对避免生态环境恶化，实现可持续发展，造福子孙后代具有重要意义1.3粉煤灰硅酸盐水泥的理论技术分析与发展趋势(1) 国内水泥制造理论及技术分析 <1>新型干法水泥生产技术 窑外预分解技术是新型干法水泥技术的核心，也是当代新型干法水泥煅烧技术发展的主流技术，它是在悬浮预热器窑的基础上进一步发展而成。

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，达到了提高回转窑生产能力的目的，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 水泥工业在发展过程中出现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％，因此它比湿法减少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，其流动性比泥浆差所以原料混合不好，成分不均匀2)粉煤灰硅酸盐水泥的现状及技术发展趋势 采用"两高三分超细法"新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：1）成功地解决了粉煤灰早期强度低，凝结时间长的问题2）采用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　3）使熟料高强，快凝，从技术上来说是一个突破。

4）解决了代塑性生料同样烧出优质熟料的重大问题5）采用干法排灰，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　　采用"两高三分超细法"新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），若建一条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十分可观 未来，国际水泥工业的发展趋势是以节能、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，走可持续发展的道路研究的重点主要是围绕水泥工业节能降耗、减少了有害气体(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新型干法水泥生产技术向着大型化、节能化以及自动化方向发展二是水泥及水泥基材料的研究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研究开发重点，两者相辅相承，推动了水泥工业的可持续发展2实验过程2.1原料2.1.1原料制备综合实验是普通硅酸盐水泥熟料的制备，设计的样品主要有石灰石、铝矾土、钢渣、砂岩等，其各种样品的制备过程大致如下：2.1.1.1石灰石样品制备从石灰石堆场上取其具有代表性的试样50Kg左右然后经颚式破碎机进行破碎致为5～10mm，然后经四分法缩至5Kg ，然后将其倒入球磨机中进行研磨，50min后当细度达到4%（0.08mm方孔筛）左右时，将试样从磨机中取出 ，再用四分法将样品缩至200g（其余的试样可作为配制生料的石灰石原料），用磁铁吸除其中的铁粉。

将样品于玛瑙研钵中进行细磨，再缩分致5g，用玛瑙研钵研磨至全部通过0.08mm方孔筛，将其放入称量瓶中于烘箱烘干，置于干燥器中作分析用其实石灰石可根据实验需要量全部用球磨机磨到要求细度，放入桶内，为使桶内物料均匀，可将20Kg细粉放入φ500mm×500mm球磨机混15min，用磁铁吸去铁粉后再放入桶内贴上标签备用。