山西综合职业技术学院试卷习题硅酸盐水泥生产技术_水泥工艺技术第二章.doc_大学文库

第2章硅酸盐水泥生产技术 1.硅酸盐水泥的技术指标有哪些，为何要作出限定或要求？答：硅酸盐水泥的技术指标有： 1)不溶物：为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量及限制某些组分材料的掺量。 2)烧失量：主要是为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量以及限制某些组分材料的掺量 3)细度（筛余，比表）：控制水泥颗粒有一定级配以保证水泥能够水化更完全及在使用中能具有良好的和易性、不泌水等施工性能： 4)凝结时间：初凝时间是为了保证水泥使用时，砂浆或混凝土有足够的时间进行搅拌、运输及砌筑：终凝时间是为了使混凝士能较快硬化或脱模等； 5)安定性：为防止因某些成分的化学反应发生在水泥水化过程中甚至硬化后，致使剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀）使建筑物强度明显降低，甚至溃裂； 6)氧化镁含量：水泥中Mg0<5%,压蒸试验合格可放宽6.0%。防止安定性不良： 7)三氧化硫含量：水泥中S03<3.5%,防止安定性不良： 8)碱含量：防止发生碱-脊料反应。 2.简述硅酸盐水泥生产工艺过程及原料。答：硅酸盐水泥的生产工艺过包括：生料制备、熟料煅烧及水泥制成（简称“两磨一烧”)。制备熟料的原料有：A石灰质原料如石灰石，泥灰岩等：B粘土质原料如高岭石类、蒙脱石类、水云母类等：C校正原料如硅质校正原料，铁质校正原料。生产水泥的原料有：水泥熟料、石膏、及混合材（包括粒化高炉矿渣，粉煤灰，火山灰质混合材)。 3.试比较各种水泥生产方法有何特点，并简述水泥生产方法的发展趋势。答：1)湿法回转窑生产的特点为：a.熟料质量较好且均匀：由于生料制备成料浆，因而对非均质原料适应性强，生料成分均匀，工艺稳定，使熟料的烧成质量高，熟料中游离氧化钙一般都很低，熟料结粒良好，熟料标号高且稳定：b.粉尘飞扬少：生料制备过程中粉尘飞扬少，窑尾飞灰少，环境卫生好，容易满足环保要求，且输送方便：C.熟料单位热耗高：湿法生产时需蒸发32%~40%的料浆水分，故需耗用大量的热量，消耗燃料量大

第 2 章硅酸盐水泥生产技术 1. 硅酸盐水泥的技术指标有哪些，为何要作出限定或要求？答：硅酸盐水泥的技术指标有： 1 ）不溶物：为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量及限制某些组分材料的掺量。 2 ）烧失量：主要是为了控制水泥制造过程中熟料煅烧质量以及限制某些组分材料的掺量； 3 ）细度（筛余，比表）：控制水泥颗粒有一定级配以保证水泥能够水化更完全及在使用中能具有良好的和易性、不泌水等施工性能 ; 4 ）凝结时间：初凝时间是为了保证水泥使用时，砂浆或混凝土有足够的时间进行搅拌、运输及砌筑；终凝时间是为了使混凝土能较快硬化或脱模等 ; 5 ）安定性：为防止因某些成分的化学反应发生在水泥水化过程中甚至硬化后，致使剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀）使建筑物强度明显降低，甚至溃裂 ; 6 ）氧化镁含量：水泥中 MgO<5%, 压蒸试验合格可放宽 6.0% 。防止安定性不良 ; 7 ）三氧化硫含量：水泥中 SO 3 <3.5%, 防止安定性不良； 8 ）碱含量：防止发生碱 - 脊料反应。 2. 简述硅酸盐水泥生产工艺过程及原料。答：硅酸盐水泥的生产工艺过包括：生料制备、熟料煅烧及水泥制成（简称“两磨一烧”）。制备熟料的原料有： A 石灰质原料如石灰石，泥灰岩等； B 粘土质原料如高岭石类、蒙脱石类、水云母类等； C 校正原料如硅质校正原料，铁质校正原料。生产水泥的原料有：水泥熟料、石膏、及混合材（包括粒化高炉矿渣，粉煤灰，火山灰质混合材）。 3. 试比较各种水泥生产方法有何特点，并简述水泥生产方法的发展趋势。答： 1 ）湿法回转窑生产的特点为： a. 熟料质量较好且均匀：由于生料制备成料浆，因而对非均质原料适应性强，生料成分均匀，工艺稳定，使熟料的烧成质量高，熟料中游离氧化钙一般都很低，熟料结粒良好，熟料标号高且稳定； b. 粉尘飞扬少：生料制备过程中粉尘飞扬少，窑尾飞灰少，环境卫生好，容易满足环保要求，且输送方便； c. 熟料单位热耗高：湿法生产时需蒸发 32% ～ 40% 的料浆水分，故需耗用大量的热量，消耗燃料量大

一般每千克熟料需消耗5440~6600kJ的热量，能耗占水泥成本1/2~1/3，较立窑、干法均高。 2)半干法的特点是：生料以料球形式入窑，料球中水份占1~15%。它的生产特点是干法粉磨的生料经调配均匀，符合要求的生料加入适量水（一般为12~15%)制作成料球，经篦式加热机喂入回转窑煅烧成熟料， 3)普通干法回转窑的特点是：是窑内传热效率差，高温废气的损失大，以至热耗高： b是生产成分波动大，熟料质量不高且不稳定：c是扬尘点多，扬尘大。 4)新型干法水泥生产的特点：a,优质一生料制备全过程广泛采用现代化均化技术，使矿山采运一原料预均化一生料粉磨一生料均化过程，成为生料制备过程中完整的”均化链”；b,高效-一用悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法：c,低耗-一采用高效多功能挤压技术和新机械粉体输送装置；山，装备大型化：e生产控制自动化：f,应用IT技术，实行现代化科学管理等：g,实现清洁生产和广泛利用废渣、废料、再生燃料和降解有毒有害危险废弃物；h,投资大，建设周期较长。 5)立窑生产特点：a,利用竖式固定的水泥煅烧设备；b生料与一定配比的煤一起粉磨后制备成球，料球成窑顶喂入，自上而下运动：℃选用挥发分低的无烟煤或焦炭作为燃料：d窑内物料填充率高，窑的单位容积产量大，散热面积较回转窑小：e基建投资低，钢材用量少，占地面积小，建厂快。 4.试用框图（文字和箭头、线段）形式分别表示立窑、预分解窑的基本生产工艺流程。答：略 5.简述水泥生产的主要工序名称。答：主要工序有：原料预均化，原料破碎，生料粉磨，生料均化，原煤预均化，煤破碎，煤磨，熟料烧成，熟料冷却，水泥制成，包装出厂。 6.何谓安定性？如何判别水泥的安定性是否良好？答：安定性是指：水泥硬化后体积变化的均匀性。可以用压蒸实验法、雷氏夹或试饼法检验水泥的安定性。 7.影响水泥安定性的因素有哪些？为确保水泥安定性良好应作哪些限量要求？答：影响水泥安定性的因素有：熟料中f-C0,方镁石，水泥中S03的含量。因此，为确保水泥安定性良好应限制水泥中f-C0,MgO,S03等的含量在合适的值以内。 8.生产中，如保避免所生产的硅酸盐水泥出现废品？

一般每千克熟料需消耗 5440 ～ 6600kJ 的热量，能耗占水泥成本 1/2 ～ 1/3 ，较立窑、干法均高。 2 ）半干法的特点是：生料以料球形式入窑，料球中水份占 1 ～ 15% 。它的生产特点是干法粉磨的生料经调配均匀，符合要求的生料加入适量水 ( 一般为 12 ～ 15%) 制作成料球，经篦式加热机喂入回转窑煅烧成熟料 . 3) 普通干法回转窑的特点是： a 是窑内传热效率差，高温废气的损失大，以至热耗高； b 是生产成分波动大，熟料质量不高且不稳定； c 是扬尘点多，扬尘大。 4) 新型干法水泥生产的特点：a, 优质 -- 生料制备全过程广泛采用现代化均化技术，使矿山采运 — 原料预均化 — 生料粉磨 — 生料均化过程，成为生料制备过程中完整的 ” 均化链 ”; b, 高效 -- 用悬浮预热及预分解技术改变传统回转窑内物料堆积态的预热和分解方法； c, 低耗 -- 采用高效多功能挤压技术和新机械粉体输送装置 ;d, 装备大型化； e 生产控制自动化； f, 应用 IT 技术，实行现代化科学管理等； g, 实现清洁生产和广泛利用废渣、废料、再生燃料和降解有毒有害危险废弃物 ;h, 投资大，建设周期较长。 5 ）立窑生产特点： a, 利用竖式固定的水泥煅烧设备； b 生料与一定配比的煤一起粉磨后制备成球，料球成窑顶喂入，自上而下运动； c 选用挥发分低的无烟煤或焦炭作为燃料； d 窑内物料填充率高，窑的单位容积产量大，散热面积较回转窑小； e 基建投资低，钢材用量少，占地面积小，建厂快。 4. 试用框图（文字和箭头、线段）形式分别表示立窑、预分解窑的基本生产工艺流程。答：略 5. 简述水泥生产的主要工序名称。答：主要工序有：原料预均化，原料破碎，生料粉磨，生料均化，原煤预均化，煤破碎，煤磨，熟料烧成，熟料冷却，水泥制成，包装出厂。 6. 何谓安定性？如何判别水泥的安定性是否良好？答：安定性是指：水泥硬化后体积变化的均匀性。可以用压蒸实验法、雷氏夹或试饼法检验水泥的安定性。 7. 影响水泥安定性的因素有哪些？为确保水泥安定性良好应作哪些限量要求？答：影响水泥安定性的因素有：熟料中 f-CaO, 方镁石 , 水泥中 SO 3 的含量。因此，为确保水泥安定性良好应限制水泥中 f-CaO ， MgO, SO 3 等的含量在合适的值以内。 8. 生产中，如保避免所生产的硅酸盐水泥出现废品？

答：1)严格控制原料的成分：2)使原料得到充分预均化，以防止因生料成分波动而引起的质量不合格；3)做到生料喂料及喷煤量的稳定，以防止熟料中f-C0过高：4) 对熟料进行急冷，以产生玻璃体，降低熟料中游离氧化镁含量：5)合理控制水泥配料中石膏的掺量。 9.怎样理解“预分解窑生产线是我国水泥工业发展的基本方向”这句话的含义？答：与传统水泥生产工艺相比，预分解生产线有着其它生产工艺无法比拟的优越性。主要表现在：由于各种新型，节能的装备出现使得它与其它类型生产线相比大量能耗低：生产中排出的污染物比其它生产类型生产线大大降低，能够实现清洁生产：能够有效利用各种工业副产品包括各种废渣，废料，再生燃料及各种有毒有害物质等：由于它利于大型化，使得整个水泥工业能够更加有利地发展。而当前我国的水泥工业，预分解生产线生产的水泥产量还不足总产量的50%，整个水泥工业的能耗仍然较高，生产率低，因此说预分解技术是我国水泥工业发展的基本方向。 10.硅酸盐水泥熟料通常由哪些矿物组成？如果采用萤石一石膏作复合矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时，其熟料可能的矿物是哪些？答：硅酸盐水泥熟料通常有C3S、C2S、C3A、C4AF、f-Ca0、方镁石等。如采用萤石-石膏作复合矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时，其矿物有：C3S、C2 S、C11A7·CaF2、C4AF、3CA·CaS04等。 11.简述硅酸盐水泥熟料中四种主要矿物的特性。答：1)矿物特性： C3S：在1250℃以下分解为C2S和C3S的分解速度十分缓慢，只有在缓慢降温且伴随还原气氛条件下才明显进行，所以C3S在室温条件下可以呈介稳状态存在。 C2S：硅酸二钙通常因溶有少量氧化物一A1203、Fe203、Mg0、R20等面呈固溶体存在。在硅酸盐水泥熟料中，贝利特呈圆粒状，但也可见其他不规则形状。在反光显微镜下，工艺条件正常的熟料中贝利特具有黑白交叉双晶条纹。B-C2S转化为Y-C 2S体积膨胀，Y-C2S无水硬活性。 C3A：通常，在氧化铝含量高的慢冷熟中，结晶出较完整的晶体，在反光镜下呈矩形或粒形：当冷却速度快时，铝酸三钙溶入玻璃相或呈不规则的微晶体析出，在反光镜下成点滴状。在反光镜下，铝酸三钙的反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A矿与B矿中间。 C4AF:铁铝酸四钙常显棱柱和圆粒状晶体。在反光镜下由于它反射能力强，呈亮白色，并填充在A矿和B矿间，故通常又把它称作为白色中间相

答： 1 ）严格控制原料的成分； 2 ）使原料得到充分预均化，以防止因生料成分波动而引起的质量不合格；3 ）做到生料喂料及喷煤量的稳定，以防止熟料中 f-CaO 过高；4 ）对熟料进行急冷，以产生玻璃体，降低熟料中游离氧化镁含量； 5 ）合理控制水泥配料中石膏的掺量。 9. 怎样理解“预分解窑生产线是我国水泥工业发展的基本方向”这句话的含义？答：与传统水泥生产工艺相比，预分解生产线有着其它生产工艺无法比拟的优越性。主要表现在：由于各种新型，节能的装备出现使得它与其它类型生产线相比大量能耗低；生产中排出的污染物比其它生产类型生产线大大降低，能够实现清洁生产；能够有效利用各种工业副产品包括各种废渣，废料，再生燃料及各种有毒有害物质等；由于它利于大型化，使得整个水泥工业能够更加有利地发展。而当前我国的水泥工业，预分解生产线生产的水泥产量还不足总产量的 50% ，整个水泥工业的能耗仍然较高，生产率低，因此说预分解技术是我国水泥工业发展的基本方向。 10. 硅酸盐水泥熟料通常由哪些矿物组成？如果采用萤石 - 石膏作复合矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时，其熟料可能的矿物是哪些？答：硅酸盐水泥熟料通常有 C 3 S 、 C 2 S 、 C 3 A 、 C 4 AF 、 f-CaO 、方镁石等。如采用萤石 - 石膏作复合矿化剂生产硅酸盐水泥熟料时，其矿物有： C 3 S 、 C 2 S 、 C 11 A 7 · CaF 2 、 C 4 AF 、 3CA · CaSO 4 等。 11. 简述硅酸盐水泥熟料中四种主要矿物的特性。答： 1 ）矿物特性： C 3 S ：在 1250 ℃ 以下分解为 C 2 S 和 C 3 S 的分解速度十分缓慢，只有在缓慢降温且伴随还原气氛条件下才明显进行，所以 C 3 S 在室温条件下可以呈介稳状态存在。 C 2 S ：硅酸二钙通常因溶有少量氧化物— A1 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 MgO 、 R 2 O 等面呈固溶体存在。在硅酸盐水泥熟料中，贝利特呈圆粒状，但也可见其他不规则形状。在反光显微镜下，工艺条件正常的熟料中贝利特具有黑白交叉双晶条纹。β -C 2 S 转化为 γ -C 2 S 体积膨胀，γ -C 2 S 无水硬活性。 C 3 A ：通常，在氧化铝含量高的慢冷熟中，结晶出较完整的晶体，在反光镜下呈矩形或粒形；当冷却速度快时，铝酸三钙溶入玻璃相或呈不规则的微晶体析出，在反光镜下成点滴状。在反光镜下，铝酸三钙的反光能力弱，呈暗灰色，并填充在 A 矿与 B 矿中间。 C 4 AF ：铁铝酸四钙常显棱柱和圆粒状晶体。在反光镜下由于它反射能力强，呈亮白色，并填充在 A 矿和 B 矿间，故通常又把它称作为白色中间相

2)水化特性： C3S:a·水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约经一年后水化过程基本完成：b,早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率较大。℃·水化热较高，水化过程中释放出约500J/g的水化热：抗水性较差。 C2S:a·水化反应比C3S慢得多，至28d龄期仅水化20%左右，凝结硬化缓慢。b,早期强度低，但28以后强度仍能较快增长，一年后其强度可以赶上甚至超过阿利特的强度：c·水化热250J/g,是四种矿物中最小者：抗水性好。 C3A:a·水化迅速，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。b·早期强度发展较快，但绝对值不高。它的强度3之内就大部分发挥出来，以后却几乎不再增长，甚至倒缩。℃，水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。 C4AF:·水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。b·早期强度类似于铝酸三钙，而后期还能不断增长，类似于硅酸二钙。 ℃·水化热较铝酸三钙低，其抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。 12.试就熟料的矿物组成及含量范围说明，为什么一般来说回转窑熟料的强度常常较立窑的熟料强度高？答：在硅酸盐水泥熟料中C3S的含量通常在50%以上，C2S的含量在20%左右，因此，只有当熟料的煅烧温度较高时才能使C2S与C0较完全反应生成C3S.由于回转窑它会不停旋转使得反应能够反应更完全，而立窑由于其自身反应器的限制而反应完全。且回转窑更利于提高烧成温度，烧成得到的熟料中C3S含量更多，因此，一般说来回转窑熟料的强度较立窑高。 13.在熟料煅烧之前配入的氧化钙含量较高时将对熟料烧成和水泥性质有何影响？如果过低（如Ca0≤60%），情况又会怎样？答：如配入的氧化钙含量较高时将会使烧成熟料的理论热耗增加，如果在生产中没有调整喷煤量，将会使碳酸钙分解不完全：如果及时调整喷煤量，会使熟料中C3S含量增加。由于配入的氧化钙含量较高时，生产中产生游离氧化钙的机率增加，可能会造成水泥的安定性不良：由于生产的熟料中C3S含量的增加，水泥的强度也会相应增加。Ca0过低，熟料中C3S量太低，强度低。 14.当Ca0含量一定时，若增大Si02含量对熟料烧成和水泥质量有何影响？适宜的 Si02含量又是多少？

2 ）水化特性： C 3 S ：ａ . 水化较快，水化反应主要在 28d 以内进行，约经一年后水化过程基本完成；ｂ . 早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率较大。ｃ . 水化热较高，水化过程中释放出约 500J/g 的水化热；抗水性较差。 C 2 S ：ａ . 水化反应比 C 3 S 慢得多，至 28d 龄期仅水化 20% 左右，凝结硬化缓慢。ｂ . 早期强度低，但 28d 以后强度仍能较快增长，一年后其强度可以赶上甚至超过阿利特的强度；ｃ . 水化热 250J/g ，是四种矿物中最小者；抗水性好。 C 3 A ：ａ . 水化迅速，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。ｂ . 早期强度发展较快，但绝对值不高。它的强度 3d 之内就大部分发挥出来，以后却几乎不再增长，甚至倒缩。ｃ . 水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。 C 4 AF ：ａ . 水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。ｂ . 早期强度类似于铝酸三钙，而后期还能不断增长，类似于硅酸二钙。ｃ . 水化热较铝酸三钙低，其抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。 12. 试就熟料的矿物组成及含量范围说明，为什么一般来说回转窑熟料的强度常常较立窑的熟料强度高？答：在硅酸盐水泥熟料中 C 3 S 的含量通常在 50% 以上， C 2 S 的含量在 20% 左右，因此，只有当熟料的煅烧温度较高时才能使 C 2 S 与 CaO 较完全反应生成 C 3 S. 由于回转窑它会不停旋转使得反应能够反应更完全，而立窑由于其自身反应器的限制而反应完全。且回转窑更利于提高烧成温度，烧成得到的熟料中 C 3 S 含量更多，因此，一般说来回转窑熟料的强度较立窑高。 13. 在熟料煅烧之前配入的氧化钙含量较高时将对熟料烧成和水泥性质有何影响？如果过低（如 CaO ≤ 60% ），情况又会怎样？答：如配入的氧化钙含量较高时将会使烧成熟料的理论热耗增加，如果在生产中没有调整喷煤量，将会使碳酸钙分解不完全；如果及时调整喷煤量，会使熟料中 C 3 S 含量增加。由于配入的氧化钙含量较高时，生产中产生游离氧化钙的机率增加，可能会造成水泥的安定性不良；由于生产的熟料中 C 3 S 含量的增加，水泥的强度也会相应增加。 CaO 过低，熟料中 C 3 S 量太低，强度低。 14. 当 CaO 含量一定时，若增大 SiO 2 含量对熟料烧成和水泥质量有何影响？适宜的 SiO 2 含量又是多少？

山西综合职业技术学院 试卷习题 硅酸盐水泥生产技术_水泥工艺技术第二章

山西综合职业技术学院试卷习题硅酸盐水泥生产技术_水泥工艺技术第二章