[精选]《水泥工艺学》第1章绪论.pptx
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1、说明说明课程说明课程说明课程性质:选修课课程性质:选修课学分:学分:2 2学时数:学时数:理论:理论:3232学时学时教材:教材:水泥工艺学水泥工艺学19911991本科教材本科教材考核方式:闭卷考核方式:闭卷期末成绩:期末成绩:80%+80%+平时成绩:平时成绩:20%20%第一章绪论第一章绪论一、水泥的起源与创造一、水泥的起源与创造二、水泥的定义和分类二、水泥的定义和分类三、水泥在国民经济中的重要性三、水泥在国民经济中的重要性四、水泥工业的开展概况四、水泥工业的开展概况五、水泥工业的环境保护五、水泥工业的环境保护1.1水泥的起源与创造水泥的起源与创造水泥:起源于水泥:起源于胶凝材料胶凝材料
2、。1、胶凝材料、胶凝材料定义:定义:凡能在物理、化学作用下,从浆体变成巩固凡能在物理、化学作用下,从浆体变成巩固的石状体,并能胶结其他物料而具有一定机械强度的石状体,并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质,统称胶凝材料,又称胶结料。的物质,统称胶凝材料,又称胶结料。一、胶凝材料定义与分类一、胶凝材料定义与分类一、胶凝材料定义与分类一、胶凝材料定义与分类2、胶凝材料分类:、胶凝材料分类:无机胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料气硬性石灰、石膏气硬性石灰、石膏水硬性各种水泥水硬性各种水泥沥青、树脂、橡胶沥青、树脂、橡胶拌水后只能在拌水后只能在空气空气中硬化中硬化拌水后既能在拌水后既能在空
3、气空气中硬化中硬化又能在又能在水水中硬化中硬化二、胶凝材料的开展简史二、胶凝材料的开展简史阶段阶段时间时间胶凝材料胶凝材料天然黏土时期天然黏土时期新石器时代新石器时代 距今约距今约400010000400010000年年天然黏土天然黏土泥巴墙泥巴墙不抗水不抗水强度低强度低二、胶凝材料的开展简史二、胶凝材料的开展简史阶段阶段时间时间胶凝材料胶凝材料天然黏土时期天然黏土时期新石器时代新石器时代 距今约距今约400010000400010000年年天然黏土天然黏土石膏一石灰时期石膏一石灰时期公元前公元前2000300020003000年年 石灰、石膏石灰、石膏石块、砖用石灰粘结石块、砖用石灰粘结人们
4、发现石灰岩在火中煅烧脱人们发现石灰岩在火中煅烧脱水、在雨中胶结产生胶凝性,水、在雨中胶结产生胶凝性,因而可用来调制砌筑砂浆。因而可用来调制砌筑砂浆。二、胶凝材料的开展简史二、胶凝材料的开展简史阶段阶段时间时间胶凝材料胶凝材料天然黏土时期天然黏土时期新石器时代新石器时代 距今约距今约400010000400010000年年天然黏土天然黏土石膏一石灰时期石膏一石灰时期公元前公元前2000300020003000年年 石灰、石膏石灰、石膏石灰一火山灰时期石灰一火山灰时期公元初至公元初至1818世纪世纪三合土三合土在石灰中掺加某些火山灰沉积物,不仅强度提高,而在石灰中掺加某些火山灰沉积物,不仅强度提高
5、,而且还具有一定的抗水性。且还具有一定的抗水性。二、胶凝材料的开展简史二、胶凝材料的开展简史阶段阶段时间时间胶凝材料胶凝材料天然黏土时期天然黏土时期新石器时代新石器时代 距今约距今约400010000400010000年年天然黏土天然黏土石膏一石灰时期石膏一石灰时期公元前公元前2000300020003000年年 石灰、石膏石灰、石膏石灰一火山灰时期石灰一火山灰时期公元初至公元初至1818世纪世纪三合土三合土天然水泥时期天然水泥时期1818世纪下半叶世纪下半叶天然水泥岩天然水泥岩石灰被人们用了数千年,一直到发现了天然水泥为止。石灰被人们用了数千年,一直到发现了天然水泥为止。二、胶凝材料的开展简
6、史二、胶凝材料的开展简史阶段阶段时间时间胶凝材料胶凝材料天然黏土时期天然黏土时期新石器时代新石器时代 距今约距今约400010000400010000年年天然黏土天然黏土石膏一石灰时期石膏一石灰时期公元前公元前2000300020003000年年 石灰、石膏石灰、石膏石灰一火山灰时期石灰一火山灰时期公元初至公元初至1818世纪世纪三合土三合土天然水泥时期天然水泥时期1818世纪下半叶世纪下半叶天然水泥岩天然水泥岩硅酸盐水泥时期硅酸盐水泥时期1919世纪初世纪初硅酸盐水泥硅酸盐水泥多品种水泥时期多品种水泥时期2020世纪至今世纪至今各种水泥各种水泥1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类 一、定义
7、:一、定义:凡细磨成粉末状,参加适量水后成为塑性浆体,既能在空凡细磨成粉末状,参加适量水后成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等散粒或纤维材料气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。二、分类二、分类按用途和性能分类按用途和性能分类通用水泥通用水泥专用水泥专用水泥特性水泥特性水泥一般土木建筑工程上使用水泥一般土木建筑工程上使用水泥。20232023年年6 6月月1 1日实施的新标准日实施的新标准,通称,通称六大六大通用通用水泥水泥。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐水
8、泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。复合硅酸盐水泥。六大品种六大品种1 1、1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类二、分类二、分类通用水泥通用水泥专用水泥专用水泥特性水泥特性水泥按用途和性能分类按用途和性能分类有专门用途的水泥有专门用途的水泥。以专门用途命名,并可冠以不同型以专门用途命名,并可冠以不同型号。如号。如A A级油井水泥级油井水泥可泵性好、凝结硬化可泵性好、凝结硬化快及早期强度高的特点,快及早期强度高的特点,高压井效果好高压井效果好、G G级级油井水泥油井水泥基本油井水泥,基本
9、油井水泥,能与多种外加剂配能与多种外加剂配合,能适应较大的井深和温度变化范围合,能适应较大的井深和温度变化范围、彩、彩色水泥、道路硅酸盐水泥等。色水泥、道路硅酸盐水泥等。有某种特殊性能的水泥有某种特殊性能的水泥。以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名。如快硬硅酸盐水泥、泥的主要特性命名。如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等。低热矿渣硅酸盐水泥等。1 1、一般土木建筑工程上使用水泥一般土木建筑工程上使用水泥。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类二、分类二、分类通用水泥通用水泥专用水泥专用水泥特性水泥特性水泥按用途和性能分类按用途和性能分类有专门用途的
10、水泥有专门用途的水泥。有某种特殊性能的水泥有某种特殊性能的水泥。1 1、一般土木建筑工程上使用水泥一般土木建筑工程上使用水泥。特种水泥特种水泥目前我国特种水泥已开展到目前我国特种水泥已开展到6大体系,大体系,7个大个大类,共类,共70多个品种。我国水泥品种开发和研多个品种。我国水泥品种开发和研制已跨入世界先进行列。制已跨入世界先进行列。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类二、分类二、分类硅酸盐硅酸盐铝酸盐铝酸盐硫铝酸盐硫铝酸盐铁铝酸盐铁铝酸盐氟铝酸盐氟铝酸盐其他其他按水泥按水泥主要水主要水硬性物硬性物质所属质所属体系分体系分类类 2 2、以火山灰活性或潜在水硬性以火山灰活性或潜在水硬性材料以
11、及其他活性材料为主材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。要组分的水泥。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥国外性能各异的特种水泥 1.1.弹力水泥弹力水泥英国牛津大学研制成功的这种水泥,系在生产流程中减英国牛津大学研制成功的这种水泥,系在生产流程中减少水泥的含水量,并参加一种聚合物,使其强度比普通水泥少水泥的含水量,并参加一种聚合物,使其强度比普通水泥高高1010倍,而且具有柔韧性。倍,而且具有柔韧性。使用这种水泥时,可像面团一样使用这种水泥时,可像面团一样随意拉长、卷叠、挤压随意拉长、卷叠、挤压,或者注入预先做好的模具内,制成,或者注入预先做好的模具内,制成各种水泥制
12、品,而且可大大节约原材料。用这种水泥的净浆各种水泥制品,而且可大大节约原材料。用这种水泥的净浆可制备弹簧、棒、管、盘和唱片等可制备弹簧、棒、管、盘和唱片等1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类国外性能各异的特种水泥国外性能各异的特种水泥 2.2.变色水泥变色水泥 国外在白色水泥中参加二氧化钴,制成一种国外在白色水泥中参加二氧化钴,制成一种能随空气含能随空气含水量多少而变色的水泥水量多少而变色的水泥。由于它可预报天气、湿度的变化,。由于它可预报天气、湿度的变化,故又称为气象水泥。故又称为气象水泥。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类 国外性能各异的特种水泥国外性能各异的特种水泥 3.3.木质水
13、泥木质水泥由瑞典研制。是在水泥中参加粒径为由瑞典研制。是在水泥中参加粒径为300300微米的聚合物制微米的聚合物制成。使用中除有普通水泥的特点外,其制品还成。使用中除有普通水泥的特点外,其制品还能像木材一样能像木材一样锯切、钉割和开螺孔锯切、钉割和开螺孔,并具有良好的隔音和防火性能。,并具有良好的隔音和防火性能。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类 国外性能各异的特种水泥国外性能各异的特种水泥 4.4.夜光水泥夜光水泥国外研究出一种夜光水泥。多用于在公路上标划车道、国外研究出一种夜光水泥。多用于在公路上标划车道、人行道线和各种路面标志等,可人行道线和各种路面标志等,可贮存白天的日光及来往车辆
14、贮存白天的日光及来往车辆的灯光,夜晚时闪闪发光的灯光,夜晚时闪闪发光,构成,构成“夜光公路,给城市夜色夜光公路,给城市夜色增添荣耀,方便夜行车辆。增添荣耀,方便夜行车辆。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类 国外性能各异的特种水泥国外性能各异的特种水泥 5.5.贮热水泥贮热水泥这是一种多孔泡沫水泥,具有重量特轻、比重小于水、这是一种多孔泡沫水泥,具有重量特轻、比重小于水、强度很高等特点。在高层建筑中使用它无需打桩,利于加快强度很高等特点。在高层建筑中使用它无需打桩,利于加快建设进度,并可在白天贮存太阳光的热量,晚上再慢慢地放建设进度,并可在白天贮存太阳光的热量,晚上再慢慢地放出热量,因而是一
15、种建造太阳能房屋的材料。出热量,因而是一种建造太阳能房屋的材料。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类 国外性能各异的特种水泥国外性能各异的特种水泥 6.6.自愈水泥自愈水泥自愈水泥内掺一些粘性流体并由一些多孔的纤维包裹,自愈水泥内掺一些粘性流体并由一些多孔的纤维包裹,一旦水泥裂缝,纤维外包装也破裂,将混合物放出,填补裂一旦水泥裂缝,纤维外包装也破裂,将混合物放出,填补裂缝缝。该水泥还包含一种防护性药剂,因为用来回固的钢筋会。该水泥还包含一种防护性药剂,因为用来回固的钢筋会由于盐分和污水的腐蚀而生锈。用这种纤维将钢筋包起来,由于盐分和污水的腐蚀而生锈。用这种纤维将钢筋包起来,可防止砼中的钢筋腐
16、蚀。这种水泥可应用于重点工程,因具可防止砼中的钢筋腐蚀。这种水泥可应用于重点工程,因具只产生微小裂缝,可防止更大的灾害性断裂,在应用中可提只产生微小裂缝,可防止更大的灾害性断裂,在应用中可提高建筑物的平安系数。高建筑物的平安系数。1.2水泥的定义和分类水泥的定义和分类 国外性能各异的特种水泥国外性能各异的特种水泥 7.7.自找平水泥自找平水泥这种水泥是将共聚物乳液、水泥和水混合而成,共聚物这种水泥是将共聚物乳液、水泥和水混合而成,共聚物是在存在非离子或阳离子外表活性剂的条件下,由烯类不饱是在存在非离子或阳离子外表活性剂的条件下,由烯类不饱和单体与酸加成物共聚合而成。将上述共聚物乳液和单体与酸加
17、成物共聚合而成。将上述共聚物乳液167167份、水份、水泥泥100100份和水份和水100100份混均后即成聚合物水泥。这种水泥自行流份混均后即成聚合物水泥。这种水泥自行流动性好、凝固快,涂层具有柔软性等优点。可用喷涂方法喷动性好、凝固快,涂层具有柔软性等优点。可用喷涂方法喷涂在混凝土楼板上,涂在混凝土楼板上,涂层能自找平涂层能自找平,形成平整的地面涂层。,形成平整的地面涂层。1.3水泥在国民经济中的重要性水泥在国民经济中的重要性 四大基础工程材料:四大基础工程材料:水泥水泥、钢材、木材、塑料、钢材、木材、塑料 现虽有许多新的胶凝材料出现,尚无任何一现虽有许多新的胶凝材料出现,尚无任何一种材料
18、可以取代水泥作为基础工程材料的地位。种材料可以取代水泥作为基础工程材料的地位。1.3水泥在国民经济中的重要性水泥在国民经济中的重要性 水泥基材料水泥基材料住宅建设住宅建设市政工程市政工程地下工程地下工程公路建设公路建设高层建筑高层建筑 事工程事工程港口建设港口建设桥梁工程桥梁工程核电建设核电建设大坝工程大坝工程油井工程油井工程农田水利农田水利环境治理环境治理水下工程水下工程1.4水泥工业的开展概况水泥工业的开展概况窑窑生料磨生料磨水泥磨水泥磨原料原料生料生料熟料熟料水泥水泥二磨一烧二磨一烧生产过程四个字:生产过程四个字:1.4水泥工业的开展概况水泥工业的开展概况一按生料制备方法分:一按生料制备
19、方法分:湿法湿法 干法干法二按煅烧熟料窑的结构分:二按煅烧熟料窑的结构分:生产方法分类:生产方法分类:立窑生产立窑生产回转窑生产回转窑生产普通立窑普通立窑机械化立窑机械化立窑干法回转窑干法回转窑湿法回转窑湿法回转窑半干法回转窑半干法回转窑普通干法普通干法新型干法新型干法半湿法半湿法湿磨干烧湿磨干烧亦归为湿法亦归为湿法半干法半干法料球料球亦归为干法亦归为干法1.4水泥工业的开展概况水泥工业的开展概况一、水泥工业主要评价指标:一、水泥工业主要评价指标:规模产量:总、企业、台、人均窑型及生产方法的先进性质量强度:熟料、水泥熟料热耗KJ/kg熟料、Kcal/kg熟料熟料电耗、料耗、综合电耗1.4水泥工
20、业的开展概况水泥工业的开展概况 二、不同生产方法的熟料热耗、产品质量二、不同生产方法的熟料热耗、产品质量20062006年统计年统计生产方法生产方法热耗热耗kJ/kgkJ/kg熟料熟料产品质量产品质量ISOISO最低最低-最高最高平均平均预热器、新型干法窑预热器、新型干法窑其他回转窑其他回转窑湿法、湿法、中空窑、立波尔窑中空窑、立波尔窑立窑立窑机立窑、普立机立窑、普立窑窑3135-35533135-35533300330042.542.5、52.552.5以上以上3700-84853700-84856295629542.542.5、52.552.5以上以上3970-62703970-62705
21、2605260主要生产主要生产32.532.5少量生产少量生产42.542.5、52.552.5三、我国水泥工业的开展概况三、我国水泥工业的开展概况中国第一个水泥厂中国第一个水泥厂18891889年河北唐山细绵土厂后改组为启年河北唐山细绵土厂后改组为启新洋灰公司,现为启新水泥厂。新洋灰公司,现为启新水泥厂。开放以来,我国水泥工业取得了长足的开展,水泥产量开放以来,我国水泥工业取得了长足的开展,水泥产量由由7878年的年的65246524万万t t,开展到,开展到9999年的年的5.735.73亿亿t t,代表水泥工业技术,代表水泥工业技术开展趋势的新型干法生产工艺从几近空白走向日益成熟,但也开
22、展趋势的新型干法生产工艺从几近空白走向日益成熟,但也存在很大问题。我国是世界上最大的水泥生产国,也是世界水存在很大问题。我国是世界上最大的水泥生产国,也是世界水泥消费大国,从泥消费大国,从19851985开始,我国总产量一直保持在世界首位,开始,我国总产量一直保持在世界首位,并且多年水泥产量占世界并且多年水泥产量占世界1/31/3以上。以上。1 1、产量持续增长、产量持续增长8080年年 8080年重点企业年重点企业2558.52558.5万万t t 技术:立窑为主。技术:立窑为主。大中型企业的水泥工艺也以湿法大中型企业的水泥工艺也以湿法约约60%60%、半干法为主,、半干法为主,技术装备普遍
23、是四五十年代水平,没有先进的窑外分解技术。技术装备普遍是四五十年代水平,没有先进的窑外分解技术。年份年份全国全国产量万吨量万吨增增长量万吨量万吨增增长率率%1978652495917.21979739086613.3198079865968.1三、我国水泥工业的开展概况三、我国水泥工业的开展概况1 1、产量持续增长、产量持续增长8585年年 8585年重点企业年重点企业3158.53158.5万万t t 技术:建设工程仍以湿法技术:建设工程仍以湿法十几条十几条为主。引进了冀东、宁国两条为主。引进了冀东、宁国两条4000t/d4000t/d新型干法生产线。淮海、柳洲两条新型干法生产线。淮海、柳洲
24、两条3000t/d3000t/d新型干法开始建设。新型干法开始建设。国内自行设计建成了国内自行设计建成了 、川沙两条、川沙两条700t/d700t/d、牡丹江、牡丹江2000t/d2000t/d窑外分解窑外分解生产线。生产线。年份年份全国全国产量万吨量万吨增增长量万吨量万吨增增长率率%19811981829082903043043.83.819821982952095201230123014.814.81983198310825108251305130513.713.71984198412302123021477147713.613.61985198514595145952293229318.
25、618.6三、我国水泥工业的开展概况三、我国水泥工业的开展概况1 1、产量持续增长、产量持续增长9090年年 19901990年重点企业年重点企业3985.83985.8万万t t技术:新型干法技术得到迅速开展,建成更多新型干法生产线。组织技术:新型干法技术得到迅速开展,建成更多新型干法生产线。组织2000t/d2000t/d、4000t/d4000t/d生产线国产化攻关。但由于技术、管理、体制上原因,这一时期新型干法窑生产线国产化攻关。但由于技术、管理、体制上原因,这一时期新型干法窑在达标达产及投资上存在问题较多。对湿法、半干法改造进行了探索在达标达产及投资上存在问题较多。对湿法、半干法改造
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