碱和MgO对熟料性能的影响.pdf

Na0%+0.658K2O%。我国水泥国家
标准和美国ASTM标准都规定低碱
水泥的含碱当量必须<0.6%?
1.2碱可加速快凝及需水量
少量的碱对熟料形成过程具有
定的矿化作用。研究表明,少量的
碱(如Na(00.2%~-0.5%)能降低液相
形成温度和增加液相量,在750
800℃范围内,只要有碱存在,即能生
成R2Ca(CO3)或RCa(SO4)复盐,这
种复盐在780~-820℃温度下熔化成流
动性很高的液相,可加速熟料矿物的
低温合成过程?。
熟料含碱量较高时,水泥发生快
凝、结块及需水量增加,水泥水化时
减和MgO对熱料
产生的KOH和NaOH消耗石膏,可破
坏石膏的缓凝机理。研究发现,水泥
的影响
的需水量随着含碱矿物KC2Si2含量
的增加而增加。W.erch发现,当水
泥中碱含量较多时将加速凝结,必须
Influence of Alkali and Mgo
多加石膏才能缓凝。
on the Performance of Cement Clinker
根据生产过程中实际经验可知,
采用高碱原料时将使水泥快凝,并大
谢小云,李明飞,陈宏艳,陶从喜
大增加需水量,除非增加石膏摻人
中图分类号:TQ172.18文献标识码:A
文章编号:1001-6171(2015)02-0035-05
量,否则强度试验就无法进行。根据
琉璃河水泥厂的生产数据,当碱含量
碱对熟料性能的影响
较高的温度下才能挥发。挥发的碱<1%时影响不甚明显,但当碱含量>
碱对水泥熟料的生产过程及性只有一部分排入大气,其余部分随窑1%左右时,需水量显著増加。
能有很大的影响,在窑系统内的循环内烟气向窑低温区运动,凝结在温度1.3碱对熟料中fCaO含量的影响
富集严重时会促进结皮、结圈、通风较低的生料上。随原料种类、烧成温
如果熟料中仅含有微量的碱,可
不良、烧成带物料粘散、起飞砂等恶度不同,残留在熟料中碱的含量有所以降低熟料体系最低共熔温度和烧
劣煅烧条件并危及窑的正常运行川,不同?
成温度、增加液相量、起助熔作用、对
碱含量过高时会增加熟料中fCaO的
熟料中含有微量的碱时,能降低熟料矿物形成有利。当碱含量较高
含量、影响熟料强度及安定性、发生共熔温度,降低熟料烧成温度,増加时,K2O、NaO会与主要熟料矿物发
碱集料反应给建筑事业带来危害等,液相量,起助熔作用,对熟料性能影生反应生成含碱矿物,其典型反应如
所以熟料中碱含量的问题日益得到响较小,但含碱量较高时,对熟料煅下:
重视。
烧不利。
2C2S+K2O=KCっS2+CaO
1.1水泥生产过程中碱的情况介绍
碱对生产过程的不利影响主要
12C3S+K,0=KC23S1+13ca0
在生产硅酸盐水泥时,由于原、在于阻碍水泥熟料矿物的形成,增加
C3A+Na20=NC8A+Ca0
然材料成分的波动,带入的碱含量也熟料中游离石灰的含量,破坏窑衬,
由于K1O和Na2O的碱性比CaO
随之波动,碱主要来源于原料。使用生成硫碱圈,増加操作困难。特别是强,当熟料中含硫量少时,碱主要取
煤作燃料时,苛性碱、氯化碱首先挥碱会破坏旋风预热器的正常运行。代Ca0而与CS和CA起反应生成
发,碱的碳酸盐和硫酸盐次之,而存
水泥中总碱量(R2O)一般以钠KCxS12和NaCA,从而阻止C2S吸收
在于长石、云母、伊利石中的破要在当量(NaOa)计,计算公式为R20%=CaO,并促使CS、C2A分解,析出
通讯地址:中材装备集团有限公司,天津300400;收稿日期:2014-07-04;编辑:吕光
2015/2水泥技术
头
fCaO,使熟料CaO增加??。
折强度开始时随着碱含量增加而降据为例,对K10含量对CS单矿物强
根据琉璃河水泥厂的实验结果,低,之后又逐渐增加到超过未加碱的度的影响加以分析。表1和表2是熟
当碱含量在12%-1.4%以下时,碱对试体,这时若再继续增加碱含量,则料中K2O含量对Ca0和对CS单矿
fCaO含量的影响不甚明显,但当碱抗折强度又下降。
物强度的影响,表3是随机23组数据
含量大于1.2%~1.4%时,则CaO含量
虽然碱含量对水泥熟料强度的K2O含量与熟料强度的关系10。
呈直线增加。这是因为熟料中的碱影响非常明显,但对用这种熟料制得
通过回归分析得出熟料中KO
除了上述产生CaO的化合作用外,的矿渣水泥混(矿渣掺入量约50%)的与Rい及Rw的数学模型为:
还可以降低熟料中液相出现的温度强度影响却不大。原因可能是由于
R3=-22.935K2O2+55.642K2O+
和降低液相粘度,这在一定程度上又矿渣掺人后降低了水泥的碱含量,另0.8968
有利于矿物形成。因此当碱含量在
方面可能是碱对矿渣的活性有
R2gA=-1.628K202-7.052K2O+
定范围内时,不利影响就不甚明定的激发作用。此外,K.M. Alexander70.897
显。
1还研究了碱对石灰火山灰质水泥
通过分析可知,K2O在<1.3%左
1.4碱对强度的影响
和火山灰质硅酸盐水泥强度的影响,右时,早期强度(3d)随K2O的增加而
1.4.1碱对熟料强度影响的概述
发现碱会显著提高石灰火山灰质水提高,后期强度(28d)随之增加有所
水泥中碱溶出快,能增加液相的泥的强度,对火山灰质硅酸盐水泥的降低;但>1.3%以后则随之而降低,
碱度,可加速水化速度及激发水泥中影响也比对硅酸盐水泥小。
早期强度(3d)出现降低的趋势,后期
混合材的活性,从而提高水泥的早期1.4.2碱对熟料强度影响的实例分强度(28)降低明显。所以,控制碱
强度。当碱含量高时,K2O、Na2O可析
含量,对提高熟料强度有较大意义。
取代CaO形成含碱矿物,析出fCaO
通过上述分析可知,熟料中含有随K1O继续增加早期强度R增加。
抑制CS的形成,不仅使A矿的数量微量的碱,能降低最低共熔温度,降1.4.3碱在熟料中的存在形态及对
减少,增加fCaO含量,造成熟料强度低熟料烧成温度,增加液相量,起助强度的影响
下降,安定性不良,同时由于碱使高熔作用,加快CS的形成。碱含量较
水泥熟料中的碱,一部分以可溶
温液相粘度增大,致使熟料煅烧中容多时,除首先与硫化合成硫酸钾(钠)性硫酸盐形式存在一部分则进入熟
易结大块,甚至造成窑内结圈,破坏以及钠钾芒硝(3KSO4? Na2s04)或钙料矿物。碱在水泥水化过程中对强
热工制度。水泥熟料中的含碱矿物明石(2CaSO4·K2SO4)等以外,多余的度发展的影响,主要由于碱金属的硫
(KC2S12、NCA)阻碍CS的生成和碱则和熟料矿物反应生成含碱矿物酸盐所引起的液相组成的变化,或者
结晶完善,使水泥早期水化,凝结性和固溶体,即K20和Na2O取代CaO由于熟料矿物晶格结构中存在的碱
能异常,不利于初期水化产物结构的形成含碱化合物,析出CaO,使C2S难引起熟料矿物水硬性的变化。近来
正常形成,对水泥强度的发展和水泥以再吸收CaO形成C:S,使CS形成研究报告指出,工业生产的水泥熟料
结构的致密化都十分不利。
不完善,并增加熟料中CaO含量;且强度的变化,主要是由于它们的碱含<