1 绪论 1
1.1 我国水泥工业的发展概况 1
1.2 我国水泥工业的污染物排放情况 2
1.3 我国固体废弃物概况 3
1.3.1 固体废弃物的定义及分类 3
1.3.2 固体废弃物的危害特性 3
1.3.3 我国固体废弃物的排放量 3
1.4 生态水泥的定义与意义 4
1.4.1 生态水泥的定义 4
1.4.2 生态水泥的意义 5
1.5 生态水泥发展状况 6
1.5.1 国外生态水泥发展状况 6
1.5.2 国内生态水泥发展状况 7
1.5.3 生态水泥的发展趋势与任务 9
参考文献 10
2 矿渣基生态水泥制备基本理论 12
2.1 通用水泥生产工艺流程 12
2.2 通用水泥的凝结硬化机理 14
2.3 矿渣基生态水泥水化硬化模型 15
参考文献 17
3 分别粉磨矿渣水泥 18
3.1 分别粉磨配制水泥的概念与优势 18
3.1.1 矿渣与熟料的易磨性 18
3.1.2 分别粉磨配制水泥的概念 19
3.1.3 混合粉磨与分别粉磨的对比试验 20
3.1.4 分别粉磨配制矿渣水泥的优势 20
3.2 分别粉磨矿渣水泥的性能 22
3.2.1 强度 22
3.2.2 凝结时间 34
3.2.3 水化热 35
3.2.4 抗渗性能 36
3.2.5 抗氯离子渗透 37
3.2.6 抗冻性能 39
3.2.7 抗硫酸盐侵蚀性能 40
3.2.8 抗碱集料反应性能 42
3.2.9 抗碳化性能 44
3.2.10 泌水性能 46
3.2.11 体积变化性能 48
3.2.12 抗裂性能 49
3.2.13 抗起砂性能 53
3.3 分别粉磨矿渣水泥生产工艺技术 58
3.3.1 粉磨工艺 58
3.3.2 矿渣管磨机的隔仓板改造 60
3.3.3 矿渣管磨机的衬板 61
3.3.4 球磨机研磨体级配 62
3.3.5 磨内喷雾水 70
3.3.6 矿渣筛选 72
3.3.7 矿渣球磨的操作 73
3.3.8 矿渣立磨的操作 74
3.4 球磨和立磨矿渣粉的性能差异 77
3.4.1 试样制备与试验方法 77
3.4.2 颗粒形貌的差异 79
3.4.3 颗粒级配的差异 80
3.4.4 水泥需水量的差异 83
3.4.5 水泥凝结时间的差异 84
3.4.6 水泥强度的差异 85
3.5 分别粉磨矿渣水泥质量控制 86
3.5.1 工艺过程控制 86
3.5.2 生产控制指标 87
3.5.3 异常情况处理 89
参考文献 95
4 矿渣少熟料水泥 96
4.1 不同粉磨工艺对比试验 97
4.1.1 优化粉磨 97
4.1.2 分别粉磨 98
4.1.3 混合粉磨 99
4.2 粉磨细度对矿渣少熟料水泥性能的影响 100
4.2.1 矿渣熟料粉的影响 100
4.2.2 石膏石灰石粉的影响 104
4.2.3 钢渣粉的影响 105
4.3 矿渣少熟料水泥组分配比的优化 107
4.3.1 熟料掺量的影响 107
4.3.2 石膏掺量的影响 109
4.3.3 石灰石掺量的影响 110
4.3.4 钢渣掺量的影响 112
4.4 矿渣少熟料水泥的水化 115
4.4.1 原料与矿渣少熟料水泥的制备 115
4.4.2 水化产物的XRD衍射 116
4.4.3 水化产物的SEM分析 117
4.4.4 矿渣少熟料水泥水化过程及特点 117
4.5 矿渣少熟料水泥的性能 118
4.5.1 长期强度 118
4.5.2 抗风化性能 119
4.5.3 水化热 120
4.5.4 压蒸安定性 121
4.5.5 抗冻性能 122
4.5.6 抗硫酸盐性能 124
4.5.7 体积变化性能 125
4.5.8 抗裂性能 128
4.5.9 抗起砂性能 132
4.5.10 抗碳化性能 135
4.6 矿渣少熟料水泥混凝土 138
4.6.1 矿渣少熟料水泥的制备 139
4.6.2 减水剂饱和掺量点 140
4.6.3 净浆流动度经时损失率 141
4.6.4 混凝土配合比与性能 143
4.7 矿渣少熟料水泥原料与要求 144
4.7.1 矿渣活性试验 144
4.7.2 高铝矿渣与水泥质量问题 147
4.7.3 钢渣 154
4.7.4 其他原料 157
4.8 矿渣少熟料水泥生产工艺 158
4.8.1 日产3500t矿渣少熟料水泥厂工艺参数 158
4.8.2 主要工艺设备 159
4.8.3 生产工艺流程与说明 160
4.8.4 球磨机的改造与操作 162
4.9 矿渣少熟料水泥生产过程控制 163
4.9.1 入磨矿渣水分的影响与控制 163
4.9.2 入磨钢渣水分的影响与控制 165
4.9.3 粉磨比表面积的控制 166
4.9.4 半成品及水泥的配比控制 167
4.9.5 水泥产品质量控制与标准 170
参考文献 173
5 石灰石钢渣矿渣水泥 174
5.1 石灰石钢渣矿渣无熟料水泥 174
5.1.1 石灰石钢渣矿渣无熟料水泥组分优化 175
5.1.2 原料粉磨细度对水泥性能影响 179
5.2 石灰石钢渣矿渣少熟料水泥 182
5.2.1 石灰石钢渣矿渣少熟料水泥组分优化 183
5.2.2 粉磨工艺与细度对水泥性能的影响 186
5.2.3 矿渣活性与石灰石钢渣矿渣少熟料水泥性能 189
5.3 石灰石钢渣矿渣水泥抗起砂性能 197
5.4 各种砌筑水泥的性能对比 200
5.4.1 传统砌筑水泥的组成与性能 200
5.4.2 各种砌筑水泥保水性和抗起砂性能对比 201
5.4.3 水泥成本对比分析 202
6 过硫磷石膏矿渣水泥 204
6.1 概论 204
6.1.1 过硫石膏矿渣水泥与混凝土的定义 204
6.1.2 磷石膏应用概况 205
6.1.3 存在的问题 207
6.1.4 研发目的与意义 207
6.2 过硫磷石膏矿渣水泥组成与制备 208
6.2.1 原料 208
6.2.2 过硫磷石膏矿渣水泥组分优化 210
6.2.3 过硫磷石膏矿渣水泥的粉磨 220
6.2.4 磷石膏品质的影响 225
6.2.5 减水剂的使用 227
6.2.6 磷石膏的改性 230
6.2.7 过硫磷石膏矿渣水泥及制品的生产工艺流程 244
6.3 过硫磷石膏矿渣水泥的水化硬化 246
6.3.1 过硫磷石膏矿渣水泥的水化产物与水化过程 246
6.3.2 过硫磷石膏矿渣水泥水化的影响因素 252
6.3.3 过硫磷石膏矿渣水泥的硬化浆体结构 269
6.4 过硫磷石膏矿渣水泥的性能 270
6.4.1 长期强度 271
6.4.2 体积稳定性 273
6.4.3 耐水性 276
6.4.4 抗硫酸盐性能 279
6.4.5 抗冻性 280
6.4.6 耐高温性能 282
6.4.7 与硅酸盐水泥的相腐性 283
6.4.8 抗碳化性能 286
6.4.9 过硫磷石膏矿渣水泥石碳化后的性能 288
6.4.10 提高抗碳化性能的措施 298
6.4.11 抗钢筋锈蚀性能 312
6.5 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土配合比设计 315
6.5.1 原材料 315
6.5.2 C30混凝土配合比设计及优化 315
6.5.3 C40混凝土配合比设计及优化 320
6.5.4 配合比参数对混凝土强度的影响 323
6.5.5 C40混凝土最佳配合比 324
6.5.6 干硬性混凝土的配合比设计 325
6.5.7 自密实混凝土的配合比设计 325
6.6 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土性能与微观结构 328
6.6.1 力学性能 328
6.6.2 抗渗性能 330
6.6.3 体积稳定性 331
6.6.4 抗碳化性能 334
6.6.5 耐水性能 339
6.6.6 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土微观结构 341
6.7 质量控制与技术要求 349
6.7.1 质量控制 349
6.7.2 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土试验方法 358
6.7.3 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土性能要求 365
6.7.4 过硫磷石膏矿渣水泥混凝土技术要求 366
6.8 过硫磷石膏矿渣水泥的应用 370
6.8.1 非承重过硫磷石膏矿渣水泥混凝土制品 370
6.8.2 过硫磷石膏矿渣水泥泡沫混凝土与制品 379
6.8.3 过硫磷石膏矿渣水泥应用前景 387
参考文献 391
7 过硫脱硫石膏矿渣水泥 394
7.1 脱硫石膏及其应用概况 394
7.1.1 国外脱硫石膏的综合利用情况 394
7.1.2 国内脱硫石膏应用现状 395
7.1.3 研究目的与意义 395
7.2 原料与试验方法 396
7.2.1 原料 396
7.2.2 试验方法 397
7.3 过硫脱硫石膏矿渣水泥组分优化 398
7.3.1 矿渣掺量的影响 398
7.3.2 熟料掺量的影响 400
7.3.3 钢渣掺量的影响 401
7.3.4 亚硫酸钙掺量的影响 402
7.3.5 NaOH掺量的影响 403
7.3.6 硫铝酸盐水泥掺量的影响 405
7.4 过硫脱硫石膏矿渣水泥的制备 407
7.4.1 脱硫石膏粉磨细度的影响 407
7.4.2 脱硫石膏干湿磨工艺对比 408
7.4.3 矿渣粉磨细度的影响 409
7.5 过硫脱硫石膏矿渣水泥的水化硬化 410
7.5.1 硬化水泥浆体的pH值 410
7.5.2 水化产物的XRD和SEM分析 411
7.5.3 过硫脱硫石膏矿渣水泥的水化硬化过程 413
参考文献 414
8 石灰石石膏矿渣水泥 415
8.1 原料与试验方法 415
8.1.1 原料 415
8.1.2 试验方法 416
8.2 石灰石石膏矿渣水泥组分优化 416
8.2.1 石膏掺量的影响 416
8.2.2 钢渣掺量的影响 419
8.2.3 矿渣掺量的影响 420
8.2.4 NaOH掺量的影响 422
8.2.5 石灰掺量的影响 423
8.2.6 石灰石品位的影响 424
8.3 原料粉磨细度对石灰石石膏矿渣水泥性能的影响 425
8.3.1 矿渣细度的影响 425
8.3.2 钢渣细度的影响 426
8.3.3 石膏细度的影响 427
8.3.4 石灰石细度的影响 428
8.4 石灰石石膏矿渣水泥的性能 429
8.4.1 常规物理力学性能 429
8.4.2 抗硫酸盐性能 430
8.4.3 水泥胶砂干缩性能试验 431
8.4.4 抗冻性能 431
8.4.5 抗碳化性能 432
8.5 石灰石水化作用与水化产物研究 434
8.5.1 水化碳铝酸钙 434
8.5.2 石灰石和石英水化活性对比试验 436
8.5.3 XRD和SEM分析 438
8.6 石灰石石膏矿渣水泥的水化硬化 441
8.6.1 水化产物的XRD和SEM分析 441
8.6.2 石灰石石膏矿渣水泥水化产物热分析 444
8.6.3 石灰石石膏矿渣水泥水化硬化过程 444
参考文献 445
9 废弃混凝土再生水泥 446
9.1 概述 446
9.1.1 研究目的与意义 446
9.1.2 废弃混凝土应用途径 446
9.1.3 废弃混凝土再生水泥的定义 449
9.2 原材料与试验方法 450
9.2.1 原材料 450
9.2.2 试验方法 451
9.3 废弃混凝土石膏矿渣水泥的组分优化 452
9.3.1 钢渣掺量的影响 452
9.3.2 矿渣掺量的影响 454
9.3.3 石膏掺量的影响 455
9.3.4 废弃混凝土石膏矿渣水泥耗酸量与性能的关系 456
9.4 废弃混凝土钢渣矿渣水泥的组分优化 459
9.4.1 石膏掺量的影响 459
9.4.2 矿渣掺量的影响 460
9.4.3 钢渣掺量的影响 461
9.4.4 熟料掺量的影响 463
9.5 废弃混凝土再生水泥的性能 464
9.5.1 常规性能 464
9.5.2 抗起砂性能 465
9.5.3 抗碳化性能 466
9.6 废弃混凝土再生水泥的水化硬化 467
9.6.1 废弃混凝土石膏矿渣水泥的水化硬化过程 467
9.6.2 废弃混凝土钢渣矿渣水泥的水化硬化过程 468
参考文献 469
10 矿山充填材料 471
10.1 概论 471
10.1.1 尾矿砂的资源利用现状 471
10.1.2 矿山充填材料的研究现状 472
10.2 原材料与试验方法 473
10.2.1 原材料及其性质 473
10.2.2 主要试验方法 476
10.3 磷石膏矿山充填材料 477
10.3.1 磷石膏矿山充填材料组分优化 477
10.3.2 磷石膏矿山充填材料适宜配比和性能 486
10.3.3 磷石膏矿山充填材料的水化硬化机理 486
10.4 磷石膏硫铁矿全尾砂充填材料 489
10.4.1 充填材料的流动度 489
10.4.2 胶结剂的配比与强度 490
10.4.3 与传统水泥胶结剂的对比 491
10.4.4 XRD和SEM分析 491
10.4.5 孔溶液的pH值 492
10.5 磷石膏铜矿全尾砂充填材料 493
10.5.1 胶结剂配比与性能 493
10.5.2 熟料掺量对充填材料性能的影响 494
10.5.3 钢渣掺量对充填材料性能的影响 495
10.5.4 质量浓度对流动度和脱水率的影响 495
10.5.5 胶砂比与质量浓度对强度与收缩率的影响 496
10.5.6 与传统水泥胶结剂的对比 497
10.5.7 充填材料的胶结机理分析 498
10.6 石膏矿渣胶结剂 499
10.6.1 熟料掺量的影响 500
10.6.2 石膏掺量的影响 500
10.6.3 石灰石掺量的影响 501
10.6.4 钢渣掺量的影响 501
10.6.5 早强剂掺量的影响 502
10.6.6 石膏矿渣胶结剂生产与使用情况 503
参考文献 505
附录1 WGD-Ⅰ型水泥抗裂抗起砂性能测定仪使用手册 506
附录2 中华人民共和国建材行业标准《制品用过硫磷石膏矿渣水泥混凝土》（JC/T 2391—2017） 513
附录A （规范性附录）PSC浆滤液耗酸量试验方法 517