水泥混凝土复习资料

水硬性胶凝材料:它和水成浆状后，既能在空气中硬化，又能在潮湿介质或水下继续硬化，并不断增进它的强度。非水硬性胶凝材料: 凡不能在水中硬化但能在空气中或其他条件下硬化的胶凝材料，称为非水硬性胶凝材料。水泥: 凡细磨成粉末状，加入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牢同地胶结在一起的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥: 由硅酸盐水泥熟料、0%~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥: 以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

水泥标号: 水泥的标号是水泥“强度”的指标。水泥熟料: 水泥熟料以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品。混合材:在水泥生产过程中，为改善水泥性能、调节水泥标号而加到水泥中的矿物质材料。

1)按照现行国标硅酸盐水泥有哪几种标号？普通硅酸盐水泥有哪些标号？(硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级。普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。

2)按照国标水泥的品质指标包括哪些内容？(碱含量, 凝结时间, 安定性, 强度, 细度，MgO含量，SO3含量) C3S: 硅酸三钙（C3S，A矿，又名阿里特Alite）C2S: 硅酸二钙（C2S，B矿，又名贝里特Belite）

C4AF: 铁铝酸钙（C4AF，又名浅色中间体）白相(白色中间体): 铁铝酸钙的反光能力比较强，在黑色中间相中呈现白色，故称为白色中间相。C3A: 铝酸钙（C3A，化学式：3CaO·Al2O3）黑相(黑色中间体): 中间物质亦称中间相，它填充在A矿与B矿中间。用反光显微镜观察中间相时，发暗部分称为黑色中间相. 其主要成分是C3A或含碱的固熔体f-CaO: 游离氧化钙，是没有与熟料其他成分化合的氧化钙

水硬系数m: 是表示水泥熟料中氧化钙的百分含量与酸性氧化物(SiO2、Al2O3、Fe2O3)百分含量之比，m=CaO/SiO2+AL2O3+Fe2O3; 石灰饱和系数KH: KH是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C2S+C3S)所需的氧化钙含量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值，

当AL2O3、/ Fe2O3 大于0.64,KH=CaO-1.65 A12O3-0.35 Fe2O3/2.8SiO2 ； 当AL2O3、/ Fe2O3 小于0.64，KH=CaO-1.1A12O3-0.7Fe2O3/2.8SiO2

铝率IM:表示A12O3百分含量与Fe2O3百分含量之比。IM=1.15C3A/C4AF+0.64硅率SM: 表示SiO2的百分含量与A12O3和Fe2O3百分含量之比。SM=C3S+1.325C2S/1.434C3A+2.046C4AF

（当熟料中硅率过高时，液相量显著减少，热料燃烧困难；硅率过低，则熟料中硅酸盐矿物太少而影响水泥强度，且由于液相过多，易出现结皮现象）（铝率高，则熟料中C3A多，C4AF就少，则液相粘度大，物料难烧；铝率过低，对硅酸三钙形成有利，但烧结范围变窄，窑内容易结块）

1.硅酸盐水泥熟料的主要化学成分有哪些？大致范围是多少？（熟料化学成分：CaO 62-67%，Al2O3 4-7%，SiO2 20-24%，Fe2O3 2-6%0

2.硅酸盐水泥熟料由哪些矿物组成？它们对水泥性能分别有何影响？(硅酸三钙是盐水泥熟料的主要矿物，它使水泥水化后获得较高的机械强度，特别是对早期强度起着重要作用。硅酸二钙,它水化时能使水泥石的后期机械强度缓慢增大，并有抗硫酸盐侵蚀和水化热的特点。铁铝酸钙, 当熟料的铝氧率较高(p>1.38)而又快冷时，它以他形晶充填于A矿和B矿之间，或因来不及析晶而呈玻璃相；当熟料的铝氧率较低(p<1.38)而又慢冷时，它可呈棱柱状半自形晶出现. 铝酸钙当熟料出烧成带急冷时，C3A来不及析晶，则形成玻璃相物质。由于C3A的结构较多的空隙，水容易进入而水化较快，故含C3A高的水泥，早期强度增长速率较快)。 3.(水硬系数m用它来评价水泥质量的好坏。m值在1.7-2.4(平均等于2.0)。石灰饱和系数（KH）表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。硅率表征熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。现代生产的硅酸盐水泥熟料的硅率波动在1.7-2.5(通常控制在2.0-2.2)。铝率也表示熟料溶剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例. 现代生产的硅酸盐水泥熟料铝率波动范用在0.9-1.7。

.生料: 由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料（有时还加入适量的矿化剂、晶种等，立窑生 产

时还会加入一定量的煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料，称为生料。

灼烧基: 灼烧基准：去掉烧失量（结晶水、二氧化碳与挥发物质等）以后，生料处于灼烧状态。以灼烧状态质量所表示的计算单位，称为灼烧基准。

水泥生产的主要原料有哪几类？它们分别起什么作用？(石灰质原料, 一般生产1t熟料约用1.3-1.5t石灰质干原料，在生料中约占原料总量的80%以上。粘土质原料, 提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等成分的原料.一般生产1t熟料约用0.3t-0.4t粘土质原料。在熟料中约占11%-17%。校正原料, 弥补Fe2O3,SiO2或Al2O3这些成分的不足，一般选用铁质、硅质和铝质三种校正原料。燃料 煅烧

水泥生料在煅烧过程中发生了哪些物理、化学变化？（干燥，黏土矿物脱水，碳酸盐分解，固相反应，熟料烧结，熟料冷却，熟料形成的热化学）

以有窑外分解系统的回转窑煅烧工艺为例，叙述物料、气流、燃料的流转过程和变化。 蓖式冷却机的工作原理

1.开路和闭路系统各自的优缺点有哪些？

开路：优：流程简单，设备少，投资省，操作维护方便 缺：粉磨效率，产量低，电耗高，产品颗粒分布较宽

闭路：优：电耗低、产量高，颗粒组成较均匀，细度可通过调节分级设备的方法来控制 缺：流程较复杂，设备多，系统设备利用率稍低，投资较大，操作、维护、管理较复杂

2.叙述O-Sepa选粉机的工作原理

物料由顶部的进料口喂入，在撒料盘离心力的作用下沿径向甩出，碰到缓冲挡板分散后，落到选粉区，涡流叶片和水平隔板组成的水平回转涡轮使内外压差在整个选粉区维持不变，从而使选粉气流稳定均匀，选出的细粉随气流一起从出风管排出，通过机外收尘器收集成为产品，粗粉沿集灰斗锥体下落由排料口排出。

3画图并说明风扫磨工艺流程

热风从磨内抽出粉磨过的物料，经粗粉分离器分离出粗粉再入磨，细粉作成品。物料被热风从磨内抽出以及分离过程中进行烘干。

4.常见生料预均化库的有哪些？IBAU均化库工作原理如何？

（连续式式均化库）IBAU型中心室均化库、CF型控制流式均化库、MF型多料流式均化库、TP型多料流式

均化库、NC型多料流式均化库、NGF生料和水泥均化库

原理：库底中心有一个大圆锥体，通过它将库内生料重量传到库壁上。圆锥周围的环形空间被分成向库中心倾斜的6～8个区，每区都装有充气箱。充气时生料首先被送至一条径向布置的充气箱上，再通过圆锥体下部的出料口，经斜槽进入库底部中央的搅拌仓中。当库内某一区充气时，该区上部物料下落形成一漏斗状料流，料流下部横断面上包含好几层不同时间的料层。因此，当生料从库顶达到库底时，依靠重力发生混合作用。当生料进入搅拌仓后，又依靠连续空气搅拌得到气力均化。最后均化后的生料从搅拌仓下部卸出。

混凝土原材料的组成及作用：水泥+水（强度增长）骨料（体积稳定，耐久）化学外加剂（增加流动度，提高强度，调节凝结时间）矿物外加剂（废渣利用，降低成本，水化热）

减水剂的作用机理：减水剂是一种表面活性剂，它吸附于水泥颗粒表面使颗粒显示电性能，颗粒间由于带相同电荷而互相排斥，使水泥颗粒被分散而释放颗粒间多余的水分而产生减水作用。另一方面，水泥颗粒表面形成吸附膜，影响水泥的水化速度，使水泥石晶体的生长更为完善，网络结构更为紧密，提高了水泥砂浆的硬度和结构紧密性。

减水剂的功能：使水泥颗粒分散，改善和易性，降低用水量，增大其流动度。

高校减水剂的作用：改善混凝土拌合物的和易性，增加塌落度。在相同的水泥用量及水灰比情况下，加入高效减水剂，可明显增大混凝土的塌落度。 配置混凝土时尽量选用最大粒径大，空隙率小的粗骨料 关于混凝土集料的选择与级配：级配是指集料中各级粒径的颗粒之间的分布。集料最大粒径越大，总比表面积越小，一定厚度润 滑层所需水泥浆或砂浆的数量也相应减少，因此采用大粒径级配的集料，可降低混凝土混合料的用水量。

引起f-CaO过高的原因：配料不当，石灰饱和系数或硅率过高；研磨不从分；原料的均化； 水泥的水化产物：CSH凝胶，AFT,AFM,CH

为什么过量游离氧化钙，氧化镁会引起水泥安定性不良：游离氧化钙，氧化镁在高温下生成，水化很慢，再水泥已经凝结硬化后才进行水化，这时产生体积膨胀，从而导致水泥石出现弯曲，裂缝等现象。

过量石膏引起水泥安定性不良的原因：石膏中SO3同水化铝酸钙作用而形成钙钒石，体积显著增加，从而导致水泥石结构破坏 碱骨料反应（AAR）：指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应，在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂。

在混凝土中使用混合材料的意义：改善混凝土半合料的和异性，提高混凝土最终强度，改善混凝土的耐久性，环保，降低成本 和易性包括：流动性，黏聚性，保水性

配合比表示方法：水:水泥:砂:石 =0.6:1:2.4:4 W:C:S:G=0.6:1:2.4:4

确定混凝土的配合比：确定混凝土的配制强度fcu,0当设计强度体积法

和易性的测定：（1）塌落度的测定：将混凝土拌合物按规定方法装入标准圆锥形筒内，将其垂直提起后，拌合物因自重而向下塌落。（高度以mm计，塌落的高度即混凝土拌合物的塌落度s）（2）对于塌落度小于10mm的干硬性混凝土拌合物，要用维勃稠度仪来测定塌落度，按规定的方法在塌落度筒内装入混凝土拌合物，装满后垂直提起塌落度筒，开启振动台，同时用秒表计时，记录当圆盘底面布满水泥砂浆时所需的时间。此值越大，混凝土拌合物越干稠。

水泥水化过程：四种熟料矿物与水的反应（1）硅酸三钙的水化：3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2生成CSH凝胶（2）硅酸二钙的水化：2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2（3）铝酸三钙的水化：在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。