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2020-05
耐材之窗耐火原料指数
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  • 棕刚玉:4750.00 上月:4800.00 环比: -1.00% 去年同期:0.00 同比: -18.10%
当前位置:耐材之窗 > 技术信息 > 提高快硬高强硅酸盐水泥强度标号的方法
提高快硬高强硅酸盐水泥强度标号的方法
  用手机查看 浏览量:91 2006-09-07 发布时间:
一、提高快硬高强硅酸盐水泥熟料强度标号的方法与途径研究表明,影响硅酸盐水泥熟料强度的主要因素,首先取决于原料、燃料的优化选择和所配生料的易烧性,在生产快硬高强熟料时,原料、燃料的选择显得十分重要,石灰石应选择CaCO3含量高,MgO和R2O含量低的细晶石灰石,应控制CaO≥50%,R2O≤0.60%,MgO≤2.5%,应控制石灰石中粗晶燧石含量≤4%,严禁变质石灰岩如白云石、铁白云石、菱镁矿等混杂进入生产线使用,硅质原料应选择使用含硅高和含碱低的细砂岩配料,应控制粗晶石英砂的含量在较低值的范围内,硅铝质原料最好选择火电厂排放的低碱粉煤灰和火山岩、千枚岩、页岩等使用,以校正熟料含铝量的不足。对于燃煤的选择,燃煤质量应控制发热量QDW≥5000kcal/kg煤、灰分≤30%较好,对于生产大坝和油井水泥的生产企业,燃煤发热量还要控制在QDW≥6000kcal/kg,灰分≤20%以下,才能确保配料和煅烧出优质的大坝和油井熟料来。   生料配料对高强熟料的煅烧会产生巨大的影响,当石灰石矿山开采遇到粗晶石灰石和含较高燧石的石灰石时,此时生料配料就应选择较高含量铝硅酸盐的活性粉煤灰配料和细颗粒含量的页岩配料,并且可适当掺入一定量的矿化助熔剂,如CaF2、Na2SiF6等可改善其生料的易燃性,降低熟料的游离钙和有利于熟料质量的提高,另外还要控制生料中粗晶碳酸钙颗粒Φ≤125μm,控制生料200μm颗粒筛余≤1.5%,当生产高强熟料生料配料遇到砂岩配料且砂岩粗晶颗粒含量较高时,也应该一方面采用掺入适量的萤石和石膏矿化剂配料;另一方面在生料粉磨时,要调整立式磨工艺参数,尽量将其石英颗粒磨细至45μm以下;三是适度降低生料的硅酸率和饱和系数,增加熟料的液相量,也可对该粗晶砂岩配料的生料起到一定的作用,有利于熟料质量的提高。 二、熟料中有害成分的影响与控制熟料中的有害成分主要有游离氧化钙、游离氧化镁和碱含量(氧化钾和氧化钠),其对快硬高强熟料的影响是十分巨大的。生产高强熟料、防止产生游离钙的措施有:一是增加所配生料的易烧性,适度掺入适量的矿化助熔剂,生料细度控制较细一些,尤其是控制900孔筛余≤1.5%以下;二是提高烧成带煅烧温度和延长高温保温时间;三是改善窑内通风和篦冷机的通风,强化冷却机对高温熟料的冷却效果;四是优化选择原料、燃料,采用低碱含量的原料、燃料,降低生料和熟料中的碱含量。 游离氧化镁对快硬高强熟料强度的影响也十分巨大,熟料中的氧化镁,一般由原料中的石灰石夹杂着白云石、铁白云石和菱镁矿等矿物成分而带入的,偶尔砂岩中也含有少量的氧化镁,在当前我国提倡综合利用低品位的原料、燃料生产水泥发展循环经济和可持续发展的新形势下,综合利用高镁石灰石和高碱石灰石被许多大中型水泥企业摆在了重要的议事日程上,因此,综合利用石灰石矿山中的低品位高镁矿石,熟料中含有一定含量的氧化镁也就很普遍了。研究表明,熟料中的MgO一般以两种形式存在:一种是以固熔体形式存在于熟料中各矿物中间,其含量大约可达2%左右,另一种是以游离态形式存在于熟料中,以固熔体形式存在的MgO对熟料质量和强度影响不大,而以游离方镁石形式存在的氧化镁其含量是十分有害的,影响到熟料强度和安定性,尤其是游离方镁石的晶体发育大小、尺寸影响到熟料强度和安定性。晶粒粗大则熟料强度下降,安定性不良,氧化镁晶体发育大小与熟料冷却速率有直接关系,慢冷导致大晶粒方镁石产生,因此,采用快冷方法是降低游离方镁石晶体尺寸和危害性的惟一有效的方法,一般熟料中f-MgO控制在≤2.0%,总的MgO含量控制在3.5%~4.0%左右对熟料质量较为有利。 熟料的含碱量过高,影响熟料质量,如强度、凝结时间、安定性和水化热等,其危害性一直是水泥生产和科研工作者长期探索的课题,熟料中的含碱量一般以两种形态存在于熟料中,一种是以固熔体形式,如KC8A3、NC23S12等形式存在于熟料矿物中间,另一种是以游离碱形式,如RU、R2SO4等形式存在于熟料中,适度含量(R2O≤0.60%)的R2O存在可对熟料早期强度如3天强度有促进和提高,但对后期强度如28天以后的强度有不利影响,尤其是含碱过高对混凝土产生碱集料反应效应而影响到混凝土的质量和耐久性。因此,在生产快硬高强熟料时,应尽量选择低碱含量的原料、燃料使用,尽量降低R2O≤0.60%为最好,当石灰石含碱较高时,则应选用较低含碱量的砂岩和铁粉配料使用,当砂岩中R2O含量较高时,则应适当选择和开采低碱含量的石灰石配料使用,总之使其生料R2O值控制在≤0.40%左右为较佳,当前对于一些预分解窑生产企业,特别是北方地区,一些企业的石灰石和硅铝质原料中普通含碱量有偏高趋势,应在建厂设计时或技术改造生产低碱熟料时考虑采用旁路放风工艺技术措施和设备,可有利于企业能长期稳定生产低碱高强熟料。 生产快硬高强硅酸盐水泥对熟料矿物组成选择并不是要求C3S含量十分高,一般以不超过60%为宜,但f-CaO、f-MgO和R2O必须尽可能地低,应控制f-CaO≤1.0%、f-MgO≤2.0%、R2O≤0.60%,实际生产中有些先进的预分解窑企业甚至比以上值控制还要低。   三、精选水泥混合材,优化匹配混合材与熟料的互补和激发效应来达到增强的目的在生产快硬高强水泥时,可选择掺入适量粒化高炉矿渣微粉、粉煤灰、硅灰和沸石粉等可改善和提高该水泥的强度等性能,生产中应注意以下问题:一是应将混合材粉磨至较高的细度,比表面积才能达到增强目的,粒化高炉矿渣粉的比表面积应控制在4000~6000cm2/g,粉煤灰比表面积应控制在5000~6000cm2/g,硅灰比表面积应控制在8000cm2/g,沸石粉比表面积应控制在4000~6000cm2/g;二是掺入量要适度,应控制粒化矿渣粉掺量≤10%,粉煤灰掺量≤5%,硅灰掺入量≤5%,沸石粉掺入量≤5%;三是可采用粉煤灰、高炉矿渣粉、硅灰和沸石粉混掺工艺各掺入一定量的混合材,但要控制总掺加量≤10%~15%,更可改善和提高该品种水泥的强度和其他性能,尤其可适度提高其早期强度。另外粒化高炉矿渣由于易磨性较差,应与熟料分别粉磨然后再混合均化制得快硬高强硅酸盐水泥,而粉煤灰、硅灰和沸石粉则可以和熟料混合入磨,磨制快硬高强硅酸盐水泥。 四、适度提高石膏掺入量来达到增强的目的一般都认为,石膏是硅酸盐水泥的缓凝剂,矿渣硅酸盐水泥的激发剂,是膨胀与自应力硅酸盐水泥的膨胀剂,也是一种低温煅烧水泥熟料的优良矿化剂,适度的掺入石膏不但能延缓硅酸盐水泥的凝结,而且能提高强度和降低水化热等,但过量的掺入石膏则会使水泥产生缓慢的膨胀,强度反而下降,混凝土的需水量和和易性,蠕变性和抗侵蚀能力都与石膏掺量有关,具有较佳石膏掺量的水泥,其标准稠度需水量小,水泥石致密,并且具有良好的抗侵蚀性能,水泥较佳石膏掺量由下列因素决定:1.C3A的含量和活性C3A含量高的水泥,石膏应多掺一些;2.熟料中碱含量越高,石膏量要多掺一些,因碱含量增加影响水泥急凝和增加标准稠度用水量;3.水泥细度越细,石膏掺量应多掺一些。由此可见,当生产快硬高强水泥时,由于其C3A含量较高,且控制细度细,比表面积较高,因此为确保凝结时间正常和发挥强度增强,其石膏掺入量应比普通硅酸盐水泥(SO3控制在1.8%~2.2%)偏高控制,一般控制SO3在2.5%~2.8%左右比较适宜,另外应注意当水泥熟料中本身含有一定含量的SO3时,其外掺石膏量应适度减量,如当用石煤煅烧水泥熟料时,甚至可不外掺石膏,也能达到正常凝结和强度增加。 五、调节快硬高强硅酸盐水泥的细度比表面积来达到增强的目的生产快硬高强硅酸盐水泥时,水泥粉磨细度和比表面积具有非常重要的意义,生产52.5R型硅酸盐水泥的比表面积一般应控制在3700~4000cm2/g,水泥颗粒级配30μm以下微粒要占80%以上,5~30μm颗粒占55%以上,大于80μm以上颗粒不应超过1%.当生产高级超细水泥和超高强水泥时,比表面积控制还要高,应达到4000~6000cm2/g,且小于5μm微量应占10%~25%,小于10μm微粒应占30%~50%,这样才能有利于快硬高强性能的发挥。
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