水泥复习

题型：

1、名词解释：4*4 2、填空：11-35*1 3、判断：10*1 4、简答：3*5 5、问答：3*8

1、绪论

一、名解

1、水泥：加入适量水后可形成可塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料。

2、胶凝材料：在物理化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质。

二、填空

1、水泥分为：通用水泥、专用水泥、特性水泥

2、通用硅酸盐水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。

3、胶凝材料分为有机（沥青、树脂）&无机，无机包括：水硬性&非水硬性。 4、水泥生产工艺流程：干法&湿法。

三、判断

1、水硬性：既能在空气中硬化，又能在水中硬化； 2、非水硬性：只能在空气中硬化，不能在水中硬化。 3、干法—生料粉；半干法—生料球；湿法—生料浆。

2、水泥熟料的组成

一、名解

1、熟料：主要由含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。

2、熟料粉化：在熟料煅烧过程中，若通风不良、还原气氛严重、烧成温度低、液相量不足、冷却缓慢，则C2S易由β型转变为?型，体积膨胀，导致熟料粉化。

二、填空

1、熟料的化学成分：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3（>95%） 2、熟料的组成落在C3S-C2S-C3A的三角形区域

3、熟料的矿物组成：[C3S、C2S、C3A、铁相固溶体（C4AF）](>95%);f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体 4、C3S&C2S-硅酸盐矿物；C3A&C4AF-溶剂矿物 5、硅酸盐水泥熟料在反光显微镜下的岩相照片： （1）C3S：黑色多角形颗粒

（2）C2S：黑白双晶条纹圆形颗粒 （3）C3A：黑色中间相 （4）C4AF：白色中间相

6、四种矿物性能比较：28d内绝对强度：C3S＞C4AF＞C3A＞C2S 水 化 速 度：C3A＞ C4AF＞ C3S＞C2S 水 化 热：C3A＞ C3S＞ C4AF＞ C2S 28天硬化速度： C3A＞ C4AF＞ C3S＞C2S 7、鲍格法：化学成分、矿物组成、率值之间的关系。

四、简答

1、为什么将C3A&C4AF称为溶剂矿物？

答：在水泥熟料煅烧过程中，C3A&C4AF及氧化镁、碱会在1250-1280℃逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成。

2、简述造成硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算值和实测值不一致的主要影响因素。 答：（1）固溶体的影响 （2）冷却条件的影响

（3）碱和其他微量组分的影响

五、问答

1、硅酸盐水泥熟料的矿物组成有哪些？其矿物特性如何？ 答：C3S、C2S、C3A、C4AF

C3S：（1）纯C3S只在1250~2065℃内稳定； T <1250℃,C3S →C2S+CaO;T>2065℃,不一致熔融为CaO和液相。 （2）不纯，形成固溶体，简称A矿（阿利特）。 （3）反光显微镜下呈黑色多角形颗粒。 （4）水化较快

（5）早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率大， （6）水化热较高；抗水性较差。 C2S：（1）多晶转变

（2）不纯，形成固溶体，简称B矿（贝利特） （3）反光镜下呈黑白双晶条纹圆形颗粒 （4）水化反应慢

（5）早期强度低， 28d后强度较快增长，一年后赶超A矿。 （6）水化热小；抗水性好

C3A：（1）不纯，形成固溶体，称黑色中间相

（2）晶型随原材料性质、熟料形成与冷却工艺的不同而有所差别。 （3）水化快，凝结快

（4）早强较高，但绝对值不高。3d发挥出大部分强度，以后不增长，甚至倒缩。 （5）水化热高，干缩变形大，抗硫酸盐性能差。 C4AF：（1）代表的是一系列连续的固溶体。

（2）不纯，形成固溶体，称C矿（才利特），白色中间相。 （3）水化速度，早期介于C3A、C3S间，后期的发展不如C3S。 （4）早强似C3A，后期能增长，似C2S

（5）水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好,但含量高的熟料难磨。

2、为什么要制定熟料率值？说明KH、SM、IM的物理含义。

答：硅酸盐水泥熟料是由两种或两种以上的氧化物化合而成，控制各氧化物之间的比例（即率值）比单独控制各氧化物的含量，更能反映出对熟料矿物组成和性能的影响。 KH：熟料中全部SiO2生成硅酸钙（C3S+C2S）所需要的CaO含量与全部SiO2理论上全部生成硅酸三钙所需要CaO含量的比值。即熟料中SiO2被CaO饱和形成硅酸三钙的程度。 SM:反映了熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的相对含量。

IM：说明熟料中C3A、C4AF的相对含量。反映液相的性质。

3、试述熟料的三率值对熟料煅烧和质量有何影响？

答：KH：KH实际上表示熟料中C3S与C2S百分含量的比例。KH越大，则C3S的比例越高，熟料强度越好，故提高KH有利于提高水泥熟料质量。但KH过高，熟料煅烧困难，须提高煅烧温度，延长煅烧时间，否则会出现f-CaO，同时窑的产量低，热耗高，窑衬工作条件恶化。

SM：若SM过高，则由于高温液相量显著减少，熟料煅烧困难，C3S不易形成，如果CaO含量低，那么C2S含量过多而熟料易粉化；SM过低，熟料因硅酸盐矿物少而强度降低，且由于液相量过多，易出现结大块、结炉瘤、结圈等，影响窑的操作。

IM：IM高，熟料中铝酸三钙多,C3A 产生的液相粘度大,物料难烧，水泥凝结快。但铝率IM过低，虽然C4AF产生的液相黏度小，液相中质点易扩散对硅酸三钙形成有利，但烧结范围窄，窑内易结大块，不利于窑的操作

3、水泥原料及生料配料

一、名解

1、易烧性：反映在固、液、气相环境下，在规定的温度范围内，通过复杂的物理化学变化，形成熟料的难易程度。

二、填空

1、水泥原料：主要原料—钙质原料；辅助原料—粘土质原料；校正原料 2、煤的组分的表示方法：元素分析法、工业分析法

3、元素分析法：C、H、O、N、S、水分（M）、灰分（A）；

工业分析法：水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）、固定碳（FC）。

4、煤的基准：收到基（ar）、空气干燥基（ad）、干燥基（d）、干燥无灰基（daf） 5、易烧性的表示方法：实用易烧性、易烧性指数 6、配料计算的依据: 物料平衡。

7、煤与原料一起混合：全黑生料；部分煤与原料混合：半黑生料；不含煤的生料：白生料 8、配料计算常用基准：干燥基、灼烧基、湿基

三、判断

1、各种原料有哪些提供。

钙质原料：天然：石灰石、泥灰岩、大理岩、白垩； 工业：电石渣、碱渣、糖滤泥、白泥；

粘土质原料：天然：黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩、火山岩、河泥； 工业：煤矸石、矿渣、钢铁厂熔渣。 校正原料：铁质、硅质、铝质

2、空气干燥基不是绝对干燥的，水分与大气达到平衡状态； 干燥基：绝对干燥 干燥无灰基：无水无灰

3、实用易烧性：规定温度下达到f-CaO不大于2%的时间。

五、问答

1、影响水泥易烧性的因素有哪些？

答：（1）生料的潜在矿物组成：KH、SM高，则难煅烧；反之易烧，还容易结圈。SM和IM高，则难煅烧，要求较高的烧成温度。

（2）原料的性质和颗粒组成：原料中石英和方解石含量多、结晶质粗粒多，易烧性差。

（3）生料中次要氧化物和微量元素：生料中含有少量的MgO、K2O、Na2O等有利于熟料形成，易烧性好，但含量过多，又不利于煅烧。

（4）生料的均匀性和粉磨细度：均匀好，粒度细，易烧性好。 （5）矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。

（6）生料的热处理：煅烧过程中，升温速度快，有利于提高新生态产物的活性，易烧性好。 （7）液相：液相出现温度低，数量多，黏度小，则易烧性好。

（8）燃煤的性质：燃煤热值高，灰分少，粒度细，燃烧温度高，则有利于生料的煅烧。 （9）窑内气氛：氧化气氛，有利于熟料的烧成。

4、水泥熟料煅烧 一、填空

1、生料煅烧过程中的物理、化学变化：干燥与脱水—碳酸盐分解—固相反应—熟料的烧结—熟料的冷却 2、碳酸钙的分解过程：两个传热—热气流向颗粒表面传热&热量以传导方式由物料表面向分解面传热；

一个化学反应—分界面上碳酸钙分解放出CO2；

两个传质—CO2穿过分阶层向表面扩散&表面CO2向大气扩散。 3、固相反应包括界面上的反应和物质迁移。

三、判断

1、传热和传质均为物理过程，只有一个化学反应。

2、熟料的冷却不单纯是熟料温度的降低，而是伴随着一系列物理化学变化，同时进行液相的凝固和相变两个过程。

3、预分解窑中，MgO含量过高时。应减小Fe2O3的量。

五、问答

1、影响碳酸钙分解反应的因素有哪些？

答：（1）温度：温度升高，分解反应速度加快；

（2）窑内CO2分压：通风良好, CO2分压较低,有利于碳酸盐分解; （3）生料细度和颗粒级配：生料细度细,颗粒均匀,粗粒少,分解速率快;

（4）生料悬浮分散程度：生料悬浮分散良好,增大传热面积,提高了碳酸盐分解速率; （5）石灰石的结构和物理性质：结构致密,结晶粗大的石灰石,分解速率慢;

（6）粘土质组分和性质：矿物活性：高岭土>蒙脱石>伊利石>石英，活性大，反应快。

2、影响固相反应的主要因素。

答：（1）生料的细度：生料愈细，比表面积越大，接触面越大，反应速率加快； （2）生料的均化程度：混合均匀，增加各组分间接触，也有利于加速反应；

（3）温度和时间：当温度较低时，固体的化学活性低，质点的扩散和迁移速度很慢；提高反应温度，可加速固相反应。由于固相反应时离子的扩散和迁移需要时间，所以，必须保证一定的时间才能使固相反应进行完全； （4）原料性质：当原料中含有结晶SiO2和结晶方解石时，由于破坏其晶格比较困难，所以使固相反应的速度明显降低；

（5）矿化剂：矿化剂可通过与反应物形成固溶体使晶格活化，反应能力加强；也可以形成低共熔物，使物料在较低温度下形成液相，从而加速扩散和和固相的溶解作用；

（6）压力：在固相反应中，增大压力可加速物质的传递过程.但有时并不表现出积极作用。

3、急冷熟料有什么好处？ 答：（1）提高熟料质量：

①阻止或减少β-C2S向γ-C2S转变，防止熟料粉化；

②阻止或减少C3S --→ C2S + f-CaO；且使C3S晶体细小，可提高熟料质量。 ③避免或减少MgO结晶成方镁石，改善了水泥的安定性。

④急冷使熟料中C3A结晶体减少。可增强水泥的抗硫酸盐性能；另外，而非结晶的C3A水化后，不会使水泥浆快凝，因而容易掌握其凝结时间。 （2）改善熟料的易磨性：

①快冷熟料玻璃体含量高，同时造成熟料产生内应力，缺陷多； ②快冷使熟料矿物晶体保持细小，易磨。 (3)回收余热：

用二次空气来回收，有利窑内燃料煅烧，提高窑的热效率。 （4）有利于熟料的输送、储存和粉磨

5、水泥的制成与标准

一、名解

1、安定性：水泥加水硬化后体积变化的均匀性。 2、凝结时间：从加水到失去流动性。

二、填空

1、混合材：活性混合材、非活性混合材

2、通用硅酸盐水泥的主要性能：安定性、凝结时间、强度 3、凝结时间：初凝、终凝 4、R：快硬型

三、判断

1、火山灰性—单独无水硬性，加石灰具有水硬性； 潜在水硬性—单独无水硬性，加激发剂具有水硬性。 2、硅酸盐水泥有两种：I 型（无混合材）&II型 3、F-CaO：沸煮法；方镁石：压蒸发；SO3：水浸法

6、水泥生产工艺过程与设备

一、名解

1、均化：通过搭配或使用外力使物料达到均匀的过程。

2、预均化：原料在入生料磨之前的均化工作。 二、填空

1、水泥生产工艺过程：原料的开采与运输—破碎—烘干—粉磨—均化—煅烧—粉磨—储存、均化、发运—输送—除尘（两磨一烧）

2、破碎的施力方式：压碎、击碎、磨剥、弯折、劈碎 3、破碎机械：挤压式、冲击式 4、回转烘干机：顺流式、逆流式 5、粉磨工艺流程：开路&闭路 6、粉磨：生料粉磨、熟料粉磨 7、粉末方法：干法、湿法

8、生料均化链：矿山搭配开采、原料预均化、生料磨配料与粉磨、生料均化 9、预均化：平铺直取

10、预均化堆场：矩形、圆形

11、出磨生料的均化：气力均化、机械均化 12、气力均化：连续式均化、间歇式均化

13、机械均化：机械均化库、多库搭配、机械倒库 14、新型干法窑以悬浮预热、预分解技术为核心 15、悬浮预热器分为旋风预热器、立筒预热器 16、悬浮预热器的功能：使气、固两相充分分散均匀、迅速换热、高效分离 17、旋风预热器每个单元由旋风筒&换热管道组成 18、旋风筒：气固分离；换热管道：热交换 19、分解炉：高温气固反应器

20、分解炉内的气流运动，有四种基本型式：即涡旋式、喷腾式、悬浮式及流化床式。 21、分解炉与窑的连接方式：同线型、离线型、半离线型

22、分解炉6大功能：流动、分散、换热、燃烧、分解、传热、输送 23、新型干法窑：过渡带、烧成带、冷却带 24、熟料冷却机：单筒、多筒、篦式

25、水泥均化方式：多库调配、机械倒库、空气搅拌 26、除尘器：旋风除尘器、电除尘器、袋式除尘器

27、电除尘器工作过程：电晕放电、气体电离、粉尘荷电、粉尘沉积、打落收集

28、袋式收尘器对尘粒的捕集分离包括以下两个过程：过滤材料对尘粒的捕集&粉尘层对尘粒的捕集

三、判断

1、总破碎比等于各段破碎比之积。

2、开路：一次通过磨机即为产品；闭路：粉磨后分级，粗料返回磨机 3、工厂通常采用顺流式

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