一、原料的地质特性 1
1.引言 1
2.原料组分 2
2.1 钙质组分 2
2.2 碳酸盐岩的命名 3
2.3 石灰石的成因类型 6
2.4 碳酸盐岩的伴生 9
2.5 石灰石的产状 11
2.6 碳酸钙沉积岩的胶结和再结晶 14
2.7 变质石灰石 14
2.8 火成碳酸盐岩 15
3.辅助原料和校正原料 15
3.1 粘土质(铝硅酸盐)辅助原料 15
3.2 铁质或硅质校正原料 17
3.3 原料组分之间的协调性 17
4.原料的勘探 18
4.1 原料勘探在水泥生产中的重要性 18
4.2 勘探的目的 20
4.3 勘探规范 20
4.4 勘探的最新进展 22
参考文献 24
二、原料的化学性质和矿物特性 26
1.引言 26
2.熟料形成过程 26
2.1 熟料的特性 26
2.2 熟料形成过程对熟料特性的影响 27
3.生产水泥的原料 28
4.生料的化学组成和生料组成的配合 29
4.1 生料的率值 29
4.2 生料组分的组成 29
4.3 碳酸盐质和粘土质组分中次要成分间的相互关系 29
4.4 校正原料 31
4.5 生料的化学组成对其反应活性和易烧性的影响 32
5.矿物特性 33
5.1 化学组成与矿物组成 33
5.2 各种矿物形式的活性状态 33
5.3 碳酸盐矿物及其碳酸盐分解现象 34
5.4 二氧化硅和硅酸盐相 37
5.5 含镁矿物 38
5.6 含铁矿物 38
5.7 含铝矿物 38
5.8 硫酸盐、碱和其他矿物 38
5.9 霰石与方解石的转变 39
6.原料的易碎性和易磨性 39
7.利用工业废渣作为烧制熟料的原料 39
8.生料的粉磨细度 41
9.粘土的物理性质 42
10.结论 42
参考文献 43
三、水泥生料的易烧性和烧结作用 45
1.引言 45
2.易烧性 45
2.1 定义 45
2.2 表达方式 45
2.3 影响易烧性的因素 46
3.生料的特性和评价 52
3.1 理论方法 53
3.2 半经验方法 53
3.3 实验方法 54
4.活性 55
4.1 定义 55
4.2 影响活性的因素 55
4.3 分类和特性 55
4.4 活性的测定 55
5.反应程序 56
5.1 回转窑温度分布 56
5.2 基本反应和实验观察 56
5.3 次要反应--存在次要成分和催化外加剂 58
5.4 熟料相和冷却速率的影响 60
6.热力学研究 62
7.反应机理和动力学 62
7.1 简单的二元系统 62
7.2 复杂系统 63
7.3 固相反应的活化能 64
7.4 固相反应的扩散系数 66
7.5 熟料形成中的液相烧结 67
7.6 少量催化成分对C3S形成速率的影响 70
7.7 相平衡研究 70
7.8 非等温反应动力学 71
8.结论 72
参考文献 72
四、水泥煅烧技术 76
1.引言 76
2.带外部预热器的窑 76
3.窑外分解炉的类型 78
3.1 窑外分解的理论基础 78
3.2 窑外分解系统的类型 79
3.3 部分窑外分解的特殊情况 82
3.4 完全窑外分解 82
4.窑外分解系统 84
4.1 IHI快速分解炉 84
4.2 MFC分解炉 85
4.3 RSP分解炉 86
4.4 川崎公司的KSV分解炉 86
4.5 神户钢铁公司的DD分解炉 87
4.6 史密斯型分解炉 88
4.7 Fives-Cail Babcock公司的分解炉 89
4.8 洪堡-维达格分解炉 91
5.降低热耗 91
5.1 废气余热的利用 92
5.2 降低热耗的技术可能性 94
6.劣质燃料及可燃废料的利用 94
6.1 城市垃圾的燃烧 95
6.2 沥青质煤矸石(页岩)的燃烧 96
6.3 橡胶轮胎的燃烧 96
6.4 劣质液体燃料的燃烧 97
7.回转窑内挥发性物质的特性 97
7.1 回转窑内碱和硫的循环 97
7.2 旁路放风 98
8.熟料冷却机 100
8.1 单筒冷却机 101
8.2 多筒冷却机 102
8.3 篦式冷却机 102
8.4 克劳西斯·彼得斯“g”冷地机 104
9.熟料煅烧的组合法 104
9.1 湿法生产 104
9.2 组合法 105
9.3 料浆过滤 105
9.4 滤饼加工的烘干方法 105
10.回转窑中的耐火材料 106
11.窑尾废气的收尘 107
12.电收尘器的新动向 109
12.1 袋式收尘器 110
12.2 颗粒层收尘器 110
参考文献 111
五、熟料形成的矿化剂和助熔剂 113
1.引言 113
2.助熔剂和矿化剂的基础研究 114
2.1 相平衡研究 115
2.2 熟料液相的某些研究 119
2.3 熟料液相的性质 121
2.4 在有矿化剂情况下熟料相形成动力学的研究 123
3.矿化剂应用的综合研究 125
3.1 矿化剂对各种相形成的作用 125
3.2 矿化剂和助熔剂在合成或工业生料中的应用 125
4.结论 129
参考文献 130
六、挥发性组分在水泥制造和应用中的作用 133
1.引言 133
2.挥发性组分的来源以及它们独自的挥发特性 133
2.1 来源 133
2.2 挥发特性 134
3.包括挥发性组分的反应现象 136
4.凝聚一挥发循环 139
4.1 一次与二次挥发率的比较及挥发性组分的相互影响 139
4.2 一次挥发率的测定 139
4.3 总挥发率的估算 141
4.4 挥发率和窑的系统 141
5.悬浮预热窑的旁路 145
5.1 旁路系统中的化学情况 146
5.2 立筒预热器和挥发性组分的允许量 149
5.3 碱循环和熟料质量 149
6.液相和挥发性组分 150
6.1 液相性质的改变 151
6.2 液相形成温度的变化 153
6.3 液相量的变化 153
6.4 包括固-液-汽相的反应 153
7.含挥发性组分的中间化合物的形成与预热器的堵塞 155
7.1 中间化合物 155
7.2 预热器的堵塞 155
7.3 化学补救方法 156
8.含挥发性组分的熟料相 157
9.耐火衬料中挥发性组分的侵入 159
10.碱对水泥存放的影响 161
11.挥发性组分与水泥的水化 163
11.1 碱的溶解度与单独相的水化 163
11.2 石膏的最佳需要量 163
11.3 对水泥工程性质的影响 163
11.4 碱--骨料反应 166
12.结论 166
参考文献 168
七、用于水泥制造的耐火材料 171
1.引言 171
1.1 硫和碱对水泥煅烧的影响 172
1.2 水泥窑 172
2.水泥工业的耐火材料和它们的范围 173
2.1 硅酸铝砖 173
2.2 碱性砖 174
2.3 单块大块 174
3.水泥回转窑中耐火材料的侵蚀 174
3.1 水泥熟料对砖的侵蚀 175
3.2 碱金属硫化物和硫酸盐的侵蚀 177
3.3 窑直径和耐火窑衬的寿命 178
4.窑皮的形成 179
4.1 硅酸铝砖的窑皮 179
4.2 镁砖的窑皮 179
5.回转窑带的划分和耐火材料的选择 182
5.1 耐火窑衬的厚度 182
5.2 不同窑带的耐火材料的选择 182
参考文献 184
八、波特兰水泥相：多晶现象、固溶体、有缺陷结构和水硬性 186
1.引言 186
2.晶体结构和多晶形态 186
2.1 硅酸三钙 186
2.2 硅酸二钙 187
2.3 铝酸三钙 188
2.4 铁铝酸钙 188
3.固溶体 189
3.1 硅酸三钙 189
3.2 硅酸二钙 190
3.3 铝酸三钙 190
3.4 铁铝酸钙 190
3.5 熟料相 191
3.6 固溶体机理 191
4.水硬活性 193
4.1 多晶型 193
4.2 外来离子 193
4.3 晶体缺陷 194
5.结论 195
参考文献 195
九、波特兰水泥的水化 198
1.引言 198
2.纯矿物相的水化 198
2.1 硅酸三钙的β-硅酸二钙的水化 198
2.2 铝酸三钙 199
2.3 铁铝酸钙 200
2.4 游离氧化钙 202
2.5 氧化镁 202
2.6 碱 202
2.7 要点概述 202
3.水化产物 203
3.1 结晶不良相 203
3.2 六方柱状相 203
3.3 六方板状相 203
3.4 立方相 203
3.5 要点概述 204
4.水化反应机理 204
4.1 C3S 204
4.2 C2S 208
4.3 C3A 208
4.4 C4AF 209
4.5 波特兰水泥 209
5.调凝和石膏 210
5.1 加热对石膏的作用及热分解产物在水中的特性 211
5.2 假凝 211
5.3 石膏质量 212
5.4 其它调凝剂 213
6.风化作用 214
6.1 波特兰水泥的风化 214
6.2 碳化作用 214
7.低温水化 215
8.高温水化 216
9.不同类型波特兰水泥的水化特性 217
9.1 普通和快硬波特兰水泥 217
9.2 超快硬波特兰水泥 217
9.3 抗硫酸盐波特兰水泥 218
9.4 低热波特兰水泥 218
9.5 油井水泥 218
9.6 白色波特兰水泥 219
9.7 彩色波特兰水泥(蓝、黄、绿、红、黑等) 219
9.8 防水和憎水波特兰水泥 220
9.9 砌筑水泥 220
9.10 膨胀水泥 220
9.11 火山灰质波特兰水泥 221
9.12 矿渣水泥 221
9.13 高早强水泥 222
9.14 阿利尼特水泥 222
9.15 贝利特波特兰水泥 222
9.16 早强水泥 222
9.17 加速水泥硬化过程的可能性 222
10.总结论 223
参考文献 223
十、波特兰水泥浆体显微结构的发展 227
1.引言 227
2.化学和热力学 227
2.1 反应热力学 227
2.2 水化产物的结构 231
2.3 反应速率和可变因素的影响 235
3.机理 238
3.1 C3S--第Ⅰ阶段 239
3.2 C3S--第Ⅱ阶段 240
3.3 C3S--第Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ阶段 247
3.4 β-C2S 251
3.5 C3S和C2S混合物 251
3.6 铝酸盐 251
3.7 C4AF加石膏 254
3.8 波特兰水泥 254
4.数学模拟 255
5.结论 255
参考文献 256
十一、水泥诸相的水化动力学 261
1.前方 261
2.速率方程 262
3.多粒径试样动力学参数的计算 266
4.研究方法 270
4.1 示差量热法 270
4.2 热致发光法 270
4.3 液相的研究 270
4.4 x射线衍射法 271
5.简单系统中水泥单相的水化动力学 271
5.1 硅酸三钙 271
5.2 硅酸二钙 278
5.3 铝酸三钙 280
5.4 铁酸盐相 282
6.波特兰水泥净浆和悬浮液中水泥诸相的水化动力学 283
7.今后的发展 288
参考文献 290
十二、水泥净浆的显微结构与强度发展 293
1.引言 293
2.概述 293
2.1 定义 293
2.2 水泥的强度标准 294
2.3 水化水泥浆体的显微结构 295
3.影响强度诸因素 296
3.1 熟料的化学与矿物组成 296
3.2 水泥细度 298
3.3 孔隙率 299
3.4 温度 302
3.5 湿度在CO2 302
3.6 石膏与碱 303
3.7 次要组分 303
3.8 特种水泥 305
3.9 微裂缝 306
参考文献 307
十三、波特兰水泥中的氧化镁 310
1.引言 310
2.波特兰水泥熟料中MgO的存在状态 311
3.防止由于MgO引起的不安定性 312
3.1 调整生料组成 312
3.2 在低温下煅烧生料 313
3.3 在熔融温度下煅烧生料 313
3.4 熟料快速冷却 314
3.5 在高氧化镁水泥中使用活性硅质材料 315
4.稳定机理 316
4.1 粉煤灰置换高氧化镁水泥的稀释作用 317
4.2 剩余MgO在水化硅酸盐中的化合 317
4.3 水泥熟料中游离MgO含量和压蒸膨胀的关系 317
4.4 经压蒸的用粉煤灰稳定的高氧化镁水泥中未结合的Mg(OH)2含量 317
4.5 有粉煤灰和无粉煤灰的压蒸高氧化镁水泥试样的显微结构 318
4.6 压蒸的粉煤灰-高镁水泥的机械强度 318
参考文献 319
十四、水泥中的石膏 322
1.引言 322
2.易磨性和颗粒分布 322
3.对水化的影响 323
3.1 C？S和C2S的水化 323
3.2 C3A的水化 324
3.3 C4AF的水化 325
3.4 波特兰水泥的水化 326
4.对流变性能的影响 327
4.1 凝结的化学 327
4.2 凝结和反常的凝结 330
4.3 调凝用的硫酸盐 335
4.4 标准稠度及和易性 336
4.5 结块 337
5.最佳石膏掺量 338
5.1 抗压强度 339
5.2 高炉矿渣波特兰水泥 341
5.3 火山灰质水泥 342
5.4 体积变化 342
5.5 水化热 344
6.其他性质 345
6.1 抗侵蚀剂的能力 346
6.2 弹性和塑性变形 346
7.化学工业副产品的石膏 347
参考文献 349
十五、混合材的化学特性 352
1.引言 352
2.活性混合材及分类 352
2.1 硅铝质品种 352
2.2 人造品种 356
3.高二氧化硅的天然品种 361
4.与氧化钙的反应活性 362
4.1 火山灰的活性 363
4.2 影响火山灰活性的因素 363
4.3 火山灰活性的评价 363
4.4 “火山灰”混合材与氧化钙反应的水化产物 366
5.高炉矿渣的水化 367
5.1 高炉矿渣水硬性的评价 367
5.2 碱性粒状高炉矿渣与氧化钙反应的水化产物 369
6.氧化转炉钢渣或吹氧炉钢渣 369
7.结论 369
参考文献 371
十六、混凝土外加剂 373
1.引言 373
2.助磨剂 374
2.1 概述 374
2.2 助磨剂的作用 375
2.3 助磨剂的作用机理 377
3.促进剂 379
3.1 概述 379
3.2 促凝剂 379
3.3 促硬剂 381
3.4 伴随效应 382
3.5 水化诸相的组成和结构 383
3.6 作用机理 384
4.延缓剂 385
4.1 概述 385
4.2 无机和有机延缓剂 385
4.3 影响延缓剂作用的因素 385
4.4 其他效应 386
4.5 作用机理 388
5.塑化剂 390
5.1 概述 390
5.2 对砂浆和新拦混凝土的影响 391
5.3 对硬化混凝土的影响 395
5.4 塑化剂的作用机理 397
6.超塑化剂 397
6.1 概述 397
6.2 对新拌混凝土性能的影响 398
6.3 对硬化混凝土性能的影响 401
6.4 对水化相的形貌和组成的影响 403
6.5 作用机理 403
7.引气剂 408
7.1 概述 408
7.2 引入的空气 409
7.3 对混凝土的影响 409
参考文献 412
十七、废料和回收物料在混凝土工艺中的应用 422
1.引言 422
2.波特兰水泥熟料 422
2.1 生产 422
2.2 来自废料中的能量 423
3.波特兰水泥生产 423
3.1 代用品 423
3.2 粉煤灰水泥 423
3.3 高炉矿渣波特兰水泥 425
3.4 稻壳灰水泥 426
4.废石膏 426
4.1 种类 426
4.2 凝结的调节 427
4.3 强度 427
4.4 局限性 427
5.焦料 427
5.1 引言 427
5.2 矿渣 428
5.3 电厂副产品 429
5.4 混凝土的回收使用 429
5.5 矿井和石场废料 430
5.6 其他废料 430
6.外加剂 430
6.1 专利引述 432
6.2 化学外加剂 432
6.3 多孔颗粒材料 435
7.水泥浆的回收使用 435
8.渗硫混凝土 435
参考文献 436
十八、热分析方法 437
1.引言 437
2.结构材料的性能 438
2.1 烧结和熟料组成 438
2.2 硅酸钙 438
2.3 铝酸钙 442
2.4 水泥、砂浆、混凝土和碳化反应 447
2.5 矿渣、PIC、FRC、粉煤灰和火山灰 450
2.6 熟石膏 454
参考文献 456
十九、水泥分析中的EDXA 463
1.引言 463
2.能量色散x射线分析器 463
2.1 EDS的优缺点 464
2.2 Si(Li)探测器 465
3.理论依据 466
3.1 探测器的分辨率 466
3.2 探测器效率和灵敏度 466
3.3 电子束的横向扩展 467
4.实践条件 467
4.1 脉冲堆积 467
4.2 峰位移 468
4.3 加速电压 468
4.4 倾角 469
5.与试样有关的因素 469
5.1 样品制备 469
5.2 标样选择 469
5.3 试样镀膜 470
5.4 统计误差 470
5.5 ZAF校正 470
5.6 谱的处理 470
6.某些应用 471
6.1 x射线图(点象) 471
6.人EDXA分析用于水泥的综述 471
7.结论 472
参考文献 473
二十、电子显微术和光学显微术 475
第一部分 电子显微术 475
1.引言 475
2.未水化熟料和熟料矿物 475
3.硅酸盐水化物 477
4.铝酸钙水化物 485
5.水泥、砂浆和混凝土的水化 490
6.矿渣水泥、高炉矿渣水泥、聚合物浸渍混凝土和纤维增强水泥 497
7.粉煤灰、火山灰和无机水泥 501
8.碱-二氧化硅水泥和碱-集料水泥 502
9.熟石膏 503
参考文献 504
第二部分 光学显微术 515
1.引言 515
2.熟料 515
3.熟料中的诸物相 515
4.水泥浆体和水泥矿物的水化 516
5.混凝土的腐蚀 516
参考文献 516