水泥综合实验开题报告格.doc

唐 山 学 院水泥方向综合实验开题报告题目： 普通硅酸盐水泥的研究环境与化学工程系 08无机非金属材料（1）班系 别：_ 梁正鑫 专 业：_朱晓丽姓 名：_李悦指 导 教 师：_辅 导 教 师：_2011年 6 月 23 日普通硅酸盐水泥的研究一、 概述普通硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、活性混合材料>5%、<=20%，非活性混合材<8%，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。水泥与砂、石等材料的混泥土是一种低能耗新型建筑材料。水泥具有较好的可塑性，与砂、石等胶合后的混和物具有较好的和易性，可浇注成多种形状及尺寸的构件，以满足设计上的不同要求；水泥的适应性较强，适用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种条件下；水泥还可与多种有机、无机材料制成多种用途的水泥复合材料；水泥耐久性较好，维修工作量小，不易生锈、耐腐朽。二、 普通硅酸盐水泥的社会效益与经济效益水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大、素有“建筑工业的粮食”之称。目前，水泥已广泛用于建筑、水利、道路、国防等工程中。近年来，宇航、信息及其它新兴工业中对各种具有特种性能的水泥复合材料的需求也越来越大。因此，水泥工业在整个国民经济中起着十分重要的作用。在目前甚至未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要的建筑材料，目前国内外尚无一种材料可以替代它的地位。作为国民经济的重要基础产业，水泥工业已经成为国民经济社会发展水平和综合实力的重要标志。随着我国经济的高速发展，水泥在国民经济中的作用越来越大。水泥是国民经济的基础原材料，改革开放以来，随着经济建设规模扩大，我国水泥工业得到较快的发展，2006年水泥产量12.04亿吨，约占世界的50，已连续22年居世界第一位。2007年前三个月，累计生产24181.75万吨，同比增长达14.52%，比上年的增长幅度降低了五个百分点。我国水泥工业得到较快的发展，2005年水泥工业总产值达到2683.8亿元；2006年工业总产值达到3341亿元，同比增长25.63%，增幅比上年同期上升了12.63 个百分点。2007年前三个月，累计工业总产值达到了1066.13亿元，同比增长达23%，比上年的增长幅度略有降低。水泥工业的快速增长，很好的满足了国民经济持续快速发展和大规模经济建设的需要。三、普通硅酸盐水泥的理论及技术现状与发展趋势1、新型干法（预分解窑）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，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、普通硅酸盐水泥的理论及技术发展趋势未来，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，如高效预热分解系统、第三代“控制流篦板”和第四代“无漏料横杆推动”篦式冷却机、新型辊式磨及辊压机粉磨系统、自动化控制及网络技术、新的熟料烧成方法如流态化床和喷腾炉烧成技术、高效除尘技术、烟气脱硫除氮技术等的开发和应用，使水泥工业进入现代化发展期。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。四、普通硅酸盐水泥实验的具体方案与实施手段4.1 原材料的准备4.1.1 主要原料的分析检验可选用天然矿物原料及工业废渣或化学试剂作原料。 将需要的主要原料备齐。 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。要求分析者提出分析报告单作原始凭证。 对某些原料做易碎性和易磨性实验，强度，粒度，比表面积等物性检验。4.1.2主要原料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。 石灰石选取化学成分符合要求的石灰石，用实验室常用的小颚式破碎机，小球磨机进行破碎与粉磨至要求的细度。 砂岩和铝矾土选取化学成分符合要求的粘土。如果水分大时，应烘干，然后用小颚式破碎机，小球磨机破碎并粉磨至要求的细度。 钢渣选取符合要求的钢渣，然后用小颚式破碎机，小球磨机破碎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。4.1.3石膏与混合材料的制备 石膏首先对石膏进行化学成分分析，填写化验报告单作原始凭证。然后检查细度，如不符合要求要进行加工处理。 混合材混合材有粒状高温炉渣，粉煤灰，火山灰等。在化学成分分析后，若细度不符合要求应进行加工处理。石膏与混合材料加工处理后，要用桶或塑料袋等密封保存。4.1.4.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应提供报告单。4.2 合格生料的制备4.2.1配料计算 根据实验要求确定实验组数与生料量。 确定生料率值。 以各原料的化验报告单作依据进行配料计算。4.2.2. 配制生料 按配料称量各种原料，放在研钵中研磨。如果量大，则置入球磨罐中充分混磨，直至全部通过0.080 mm的方孔筛。 将混磨好的粉料加入57%的水，放入成型摸具中，置于压力机机座上以3035 MPa的压力压制成块，压块厚度一般不大于25 mm。 将块状试样在105110下缓慢烘干。4.2.3.生料质量的检验 生料碳酸钙含量的测定。 生料化学全分析。 生料细度，表面积测定。4.3 试烧(生料易烧性测定)4.3.1. 试烧所需仪器，设备及器具 电炉试烧用电炉有硅碳样电炉与硅钼棒电炉，根据最高烧成温度决定使用哪一种。若试烧的温度较高则选用后一种。 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应，因此要根据生料成分，所确定的最高煅烧温度及范围来选用坩埚。若烧成温度为1500以上，则选用铂坩埚；若烧成温度为13501480，则选用刚玉坩埚；若烧成温度在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应时，可将反应处的局部熟料弃除。 辅助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，干燥器等。4.3.2.试烧 将生料块放进坩埚或匣钵中，按预定的烧成温度制度进行试烧。试烧结束后，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。并观察熟料的色泽等。 将冷却至室温的熟料试块砸碎磨细(要求全部通过0.080 mm的筛)，装在编号的样品袋中，置于干燥器内。取一部分样品，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。4.3.3.如果游离氧化钙高，易烧性不好，就应按上述步骤反复进行试烧(生料易烧性测定)，直到满意为止。4.4 水泥熟料的煅烧(熟料的制备)根据试烧(生料易烧性实验)的结果，对生料及烧成制度等进行调整。4.4.1. 首先根据各原料成分及生料化验分析单提供的数据，进行熟料率值的修改，熟料矿物组成的再设计与再计算。4.4.2. 按调整后的参数，配制新的生料。4.4.3. 将生料块放进坩埚或匣钵中，按预定的烧成温度制度进行煅烧。煅烧结束后，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，立即风扇吹风冷却(在气温较低时在空气中冷却)。并观察熟料的色泽等。4.4.4. 将冷却至室温的熟料试块砸碎磨细，装在编号的样品袋中，置于干燥器内。4.5 水泥熟料性能试验将制备好的熟料作如下实验:1、 熟料成分全分析并提供分析报告单。2、 根据化验单上的数据进行熟料矿物组成等计算以检查配料方案是否达到预期效果。3、 取部分熟料作岩相检验。4、 熟料游离氧化钙的测定。5、 熟料中氧化镁的测定。6、 熟料易烧性试验。7、 细度测定。8、 掺适量石膏于熟料中，磨细至要求的细度后，要作全套物理检验，即熟料标准稠度，凝结时间和安定性及强度检验以及确定熟料标号。五、参考文献生产技术与设备李海涛化学工业出版社2011、04水泥工艺技术肖争鸣，李坚利化学工业出版社2006、06面向可持续发展的水泥工业蒋尔忠化学工业出版社2005、10