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1 绪论1

1.1　水泥的起源与发明1

1.1.1 胶凝材料的定义和分类1

1.1.2 胶凝材料的发展简史1

1.1.3 水泥的发明2

1.2 水泥的定义和分类2

1.3 水泥在国民经济中的作用2

1.4　水泥工业的发展概况3

1.4.1 世界水泥工业的发展概况3

1.4.2 中国水泥工业的发展概况4

1.5 水泥工业的环境保护6

1.5.1 水泥工业的环境污染和治理7

1.5.2　水泥工业的可持续发展7

2　硅酸盐水泥生产技术8

2.1 硅酸盐水泥生产概述8

2.1.1　硅酸盐水泥熟料8

2.1.2 混合材料8

2.1.3 石膏9

2.1.4　硅酸盐水泥生产技术要求9

2.2.1 生产过程11

2.2　硅酸盐水泥的生产工艺11

2.2.2 生产方法12

2.2.3　水泥生产方法的选择15

2.3 新型干法水泥生产的技术特征15

2.3.1 新型干法水泥生产技术15

2.3.2 新型干法水泥生产工艺流程15

2.3.3 新型干法水泥生产的特点17

2.3.4 新型干法水泥生产工序18

2.4　硅酸盐水泥熟料的组成18

2.4.1 熟料的化学组成18

2.4.2 熟料的矿物组成19

2.4.3 熟料的物理性能要求20

2.4.4 化学成分与矿物组成间的关系21

2.4.5 熟料矿物的特性21

2.5　硅酸盐水泥熟料的率值25

2.5.1 石灰饱和系数26

2.5.2 硅率27

2.5.3　铝率27

2.5.4 熟料率值的控制27

2.6 熟料矿物组成的计算与换算29

2.6.1 硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算29

2.6.2 熟料化学组成、矿物组成与率值的换算30

学习小结31

复习思考题31

3　原料及预均化技术33

3.1 水泥生产用主要原料34

3.1.1　石灰质原料34

3.1.2　黏土质原料36

3.2　水泥生产用辅助原料39

3.2.1　校正原料39

3.2.2　燃料40

3.2.3 低品位原料和工业废渣的利用41

3.3 矿山开采43

3.4　原料破碎与烘干、输送与储存45

3.4.1 破碎45

3.4.2　烘干46

3.4.3 输送与储存47

3.5　原料的预均化48

3.5.1 均化与预均化的基本概念48

3.5.2 原燃材料的预均化50

3.6 提高原料预均化效果的主要措施51

复习思考题54

学习小结54

4　生料制备技术56

4.1　生料的配料及计算56

4.1.1 基本概念56

4.1.2　配料计算56

4.2 生料粉磨工艺技术65

4.2.1　粉磨流程及特点65

4.2.2 生料粉磨系统的发展特点71

4.3 立式磨在生料粉磨中的应用72

4.3.1 立式磨的发展历史72

4.2.3 生料的粉磨细度及颗粒分布要求72

4.3.2　立式磨系统73

4.3.3　立式磨的特点74

4.3.4 立式磨的操作控制要点75

4.4 生料粉磨系统的调节控制76

4.4.1 物料配比控制76

4.4.2　磨机负荷自动控制77

4.4.3 温度控制78

4.4.4　压力控制78

4.4.5　控制磨内通风量78

4.4.12　料仓料位指示控制79

4.4.11 开车喂料程序控制79

4.4.13　增湿塔出口气体温度控制79

学习小结79

4.4.8　控制出磨生料细度79

4.4.10 搞好磨辊密封，提高入磨气体负压值79

4.4.9　选择合理的挡抖圈高度79

4.4.7　控制粉磨液压79

4.4.6　根据出磨气温来调节喷水量或辅助热风温度79

复习思考题80

5　生料均化技术81

5.1 生料均化的基本原理81

5.1.1 生料均化的意义81

5.1.2 生料均化的基本原理82

5.1.3 均化过程的基本参数83

5.2 生料均化的主要设施89

5.2.1 生料均化库的发展89

5.2.2 生料粉气力搅拌法的基本部件89

5.2.3 生料均化的主要设施90

5.3 生料均化的工艺技术98

5.3.1 淮海水泥厂生料均化工艺99

5.3.2 国外某水泥厂生料均化工艺100

5.3.3 冀东水泥厂生料均化工艺101

5.3.4 宁国水泥厂生料均化工艺103

5.3.5 生料均化系统的前馈控制法104

5.4.1 充气装置故障及防止措施105

5.4.2 入库生料成分的控制105

5.4　提高生料均化效果的途径105

学习小结107

复习思考题108

6　熟料煅烧技术109

6.1 概述109

6.2.1 干燥110

6.2.2　脱水110

6.2 生料在煅烧过程中的物理化学变化110

6.2.3　碳酸盐分解111

6.2.4　固相反应113

6.2.5　熟料烧结114

6.2.6 熟料冷却116

6.3　悬浮预热技术117

6.3.1 悬浮预热技术117

6.3.2 悬浮预热技术的优越性117

6.3.3 悬浮预热器的构成及功能117

6.3.4　旋风预热器118

6.4.2 预分解窑的特点119

6.4.1 概述119

6.4　预分解技术119

6.4.3 分解炉内气、固流运动方式及功能120

6.4.4　新型分解炉型及结构分析123

6.4.5 分解炉与窑的连接方式125

6.5 回转窑技术125

6.5.1 回转窑的功能125

6.5.2 回转窑的发展历程126

6.5.3 预分解窑工艺带的划分126

6.5.4 物料在窑内的工艺反应127

6.6.1 熟料冷却机的功能及发展128

6.6 熟料冷却技术128

6.6.2 熟料冷却机的作业原理129

6.6.3　冷却机的性能指标129

6.6.4 算式冷却机的分类及其发展130

6.6.5 国产第三代算冷机131

6.7 预分解窑技术的生产控制132

6.7.1 预分解窑生产中重点监控的主要工艺参数132

6.7.2 预分解窑工艺控制的自动调节回路135

6.7.3 中央控制室简介136

6.7.4 预分解窑异常状况调控及其故障处理137

6.8.2 中国超大型水泥生产技术的发展140

6.8 新型干法水泥生产技术的发展140

6.8.1 世界超大型水泥熟料预分解窑的发展状况140

学习小结151

复习思考题151

7　水泥制成技术152

7.1　水泥粉磨工艺技术152

7.1.1 硅酸盐水泥的制成工艺152

7.1.2 水泥组成材料的工艺处理及要求152

7.1.4　水泥粉磨细度153

7.1.5　水泥粉磨系统153

7.1.3　水泥组成材料的配比153

7.1.6 当前水泥粉磨技术和设备发展的情况154

7.2　管球磨粉磨技术155

7.2.1 管球磨粉磨的基本流程155

7.2.2　提高管球磨水泥粉磨系统产量和质量的技术途径156

7.3 立式磨在水泥粉磨中的应用159

7.3.1 概述159

7.3.2 立式磨粉磨流程及特点160

7.3.3 影响立式磨产量和质量的主要因素161

7.4.1 概述162

7.4　挤压粉磨技术162

7.4.2 挤压粉磨系统的工艺流程162

7.3.5 可能出现的问题及解决办法162

7.3.4 磨机运行中的操作与监控162

7.4.3　挤压粉磨系统主机性能与特点165

7.4.4　挤压粉磨工艺的选择166

7.4.5 选择挤压粉磨工艺应采取的技术措施167

7.5　水泥的储存与发运168

7.5.1　水泥的储存与均化168

7.5.2　水泥的发运168

复习思考题170

学习小结170

8　硅酸盐水泥的性能及应用171

8.1　硅酸盐水泥的凝结时间171

8.1.1　凝结速度171

8.1.2 缓凝机理及其适宜掺量的确定172

8.1.3　假凝现象174

8.1.4　调凝外加剂175

8.2　硅酸盐水泥的强度176

8.2.1 强度的产生和发展176

8.2.2 影响水泥强度的因素177

8.3.1 体积变化179

8.3　硅酸盐水泥的体积变化与水化热179

8.3.2　水化热182

8.4　硅酸盐水泥的耐久性183

8.4.1　抗渗性183

8.4.2　抗冻性185

8.4.3　环境介质的侵蚀186

8.4.4　碱集料反应188

8.4.5 耐久性的改善途径189

8.5　硅酸盐水泥的应用191

8.5.1 普通混凝土及其应用192

8.5.2 高强混凝土及其应用205

8.5.3 高性能混凝土及其应用207

8.5.4　泵送混凝土及其应用208

8.5.5 流态混凝土及其应用209

8.5.6 轻集料混凝土及其应用209

8.5.7 纤维混凝土及其应用209

8.5.8 聚合物混凝土及其应用210

8.5.9 配制砂浆210

8.5.10　水泥制品211

学习小结211

复习思考题211

9.1 原燃材料的质量控制213

9　水泥生产质量控制213

9.1.1 石灰石的质量控制215

9.1.2 黏土质原料的质量控制215

9.1.3 铁质校正原料的质量控制216

9.1.4　燃料的质量控制216

9.1.5 矿化剂、晶种的质量控制217

9.1.6 原燃材料的预均化217

9.2 生料的质量控制217

9.2.1 生料制备的质量要求217

9.2.2 磨物料的质量控制218

9.2.3 出磨生料的质量控制219

9.2.4 入窑生料的质量控制220

9.3 熟料的质量控制221

9.3.1 熟料质量控制项目221

9.3.2　熟料的管理223

9.4　水泥的质量控制225

9.4.1 水泥制成质量控制项目与指标225

9.4.2 出磨水泥的管理226

9.4.3 出厂水泥的质量管理226

9.4.4　水泥出厂手续及售后服务228

复习思考题230

学习小结230

10　传统水泥生产技术231

10.1 湿法回转窑生产技术231

10.1.1 湿法回转窑的特点及发展概况231

10.1.2 湿法回转窑窑体的形状231

10.1.3 湿法回转窑的生产工艺流程233

10.1.4 生料浆的制备233

10.1.5 湿法窑内的煅烧234

10.2 干法回转窑水泥生产技术241

10.2.1 传统干法回转窑水泥生产技术241

10.2.2 立波尔窑水泥生产技术242

10.3.2 立窑水泥的生产工艺流程246

10.3 立窑水泥生产技术246

10.3.1　概述246

10.3.3 立窑对原燃材料的选择247

10.3.4　生料的成分248

10.3.5　全黑生料的配热251

10.3.6　机立窑的结构252

10.3.7　供风与排气254

10.3.8 机立窑熟料的形成原理254

10.3.9　机立窑的煅烧258

10.4　传统水泥生产技术的改造269

10.4.1 干法中空窑的改造269

10.4.2 湿法回转窑的改造271

10.4.3　机立窑扩径272

学习小结273

复习思考题274

11　其他通用水泥生产技术275

11.1 混合材料的种类及质量要求275

11.1.1 混合材料的种类及作用275

11.1.2　粒化高炉矿渣276

11.1.3 火山灰质混合材料278

11.1.4　粉煤灰质混合材料280

11.1.5 其他混合材料281

11.2.3 强度等级与标号283

11.2.4 生产技术要求283

11.2　普通硅酸盐水泥283

11.2.2　组分材料要求283

11.2.1　定义与代号283

11.2.5 试验方法与检验规则284

11.2.6 生产过程与控制285

11.2.7 性能与应用286

11.3　矿渣硅酸盐水泥287

11.3.1　定义287

11.3.2　标号及技术要求287

11.3.4　水化和硬化288

11.3.3　生产过程288

11.3.5 性能和用途289

11.3.6 提高矿渣水泥质量的主要途径290

11.4 火山灰硅酸盐水泥292

11.4.1 生产技术要求292

11.4.2　配制工艺292

11.4.3 混合材料的掺加量292

11.4.4　水化硬化过程293

11.4.5　性能与用途293

11.5　粉煤灰硅酸盐水泥294

11.5.1　粉磨工艺295

11.5.3　性能297

11.5.2　水化硬化297

11.5.4　用途299

11.5.5　提高粉煤灰水泥早期强度的途径299

11.6 复合硅酸盐水泥300

11.6.1 生产技术要求300

11.6.2 混合材料掺加量300

11.6.3 生产复合水泥应注意的问题303

11.6.4 性能特点与应用303

11.7.3 生产技术要求304

11.7.2　组分材料要求304

11.7.1 定义与代号304

11.7　石灰石硅酸盐水泥304

11.7.4 生产与应用中应注意的问题305

学习小结306

复习思考题307

12　特种水泥生产技术308

12.1　概述308

12.1.1 特种水泥的分类308

12.1.2　特种水泥的生产状况308

12.2　快硬高强水泥309

12.2.1 快硬硅酸盐水泥310

12.2.2　快硬硫铝酸盐水泥311

12.2.3 快硬氟铝酸盐水泥313

12.2.4　快硬铁铝酸盐水泥314

12.2.5　特种高强水泥316

12.3　抗硫酸盐水泥316

12.3.1 抗硫酸盐水泥的技术要求316

12.3.2　抗硫酸盐水泥的生产技术317

12.3.3 抗硫酸盐水泥的性能与主要用途317

12.4.1 白色水泥的技术要求318

12.4.2 白色水泥的生产技术318

12.4　装饰水泥318

12.4.3　其他品种的白水泥319

12.4.4　彩色水泥319

12.5　道路水泥320

12.5.1 道路水泥的技术要求320

12.5.2　道路水泥的生产技术320

12.5.3　道路水泥的性能和用途321

12.6　油井水泥321

12.6.1 油井水泥的技术要求321

12.6.2 油井水泥的生产技术322

12.7.1　砌筑水泥323

12.7　其他特种水泥323

12.7.2　耐酸水泥324

12.7.3　耐高温水泥325

12.7.4 中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥331

12.7.5 膨胀和自应力水泥332

12.7.6　辐射水泥337

12.7.7　氯氧镁水泥339

12.7.8　生态水泥340

学习小结341

复习思考题341

参考文献342