超细粉体在水泥中的应用_超细粉体应用
超细粉体在水泥中的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“超细粉体应用”。
沈阳理工大学学士学位论文
超细粉体在水泥中的应用
学院：材料科学与工程学院 专业：粉体材料科学与工程
学号：1105050109
姓名：罗雪
2014年04月14日
I
沈阳理工大学学士学位论文
摘 要
使水泥高性能化成为了今后发展的趋势，而超细粉体改性技术是水泥高性能 化的主要途径之一。本文主要介绍了超细粉体(CaCO3)对水泥的影响。超细粉体加入水泥之后可以加强水泥的强度，填充水泥中的孔隙率，使水泥的性能大大提高。而且CaCO3作为最廉价的纳米材料，应用率更高。
关键字：水泥；超细CaCO3;改性；超细粉体
II
沈阳理工大学学士学位论文
目录
1.引言.........................................................1 2.超细粉体的简介...............................................1 3.水泥.........................................................1 3.1水泥简介..................................................................................................1 3.2水泥改性效应..........................................................................................1 4.超细粉体在水泥中的应用.......................................2 5.用于水泥的超细粉体材料.......................................2 6.安徽海螺水泥股份有限公司及其工艺流程.........................3 6.1公司简介..................................................................................................3 6.2水泥生产工艺..........................................................................................3 6.3超细CaCO3的生产流程.........................................................................5 7.致谢.........................................................6
III
沈阳理工大学学士学位论文
超细粉体在水泥中的应用
1.引言
近年来，随着城市建设的发展，高层建筑的不断增多，混凝土的性质最近收到了极大的关注。其中，水灰比越小，即颗粒的含量越多，水泥的强度越高，粒度应越细。但水泥粒度越细对生产水泥的设备以及原料的要求就越高，生产成本就越高，不能在实际中大规模的生产和应用。
如何在低水灰比下提高水泥的强度以及其他性能成了现代混凝土材料技术发展的一个重要方向。
2.超细粉体的简介
超细粉体从广义上讲是从微米级到纳米级的一系列超细材料,在狭义上讲是从微米级、亚微米级到100纳米以上的一系列超细材料。材料被破碎成超细粉体后由于粒度细、分布窄、质量均匀,因而具有比表面积大、表面活性高、化学反应速度快、溶解速度快、烧结体强度大以及独特的电性、磁性、光学性等特性。
由于超细粉体材料具有特殊的性能，因此进入21世纪以后，超细粉体材料的应用领域不断扩大，机械领域约占40.3%，热能领域占34.6%，电磁领域占12.9%，生物医学领域占8.9%，光学领域占2.4%，其它方面占0.9%。
3.水泥
3.1水泥简介
水泥基材料是应用最为广泛的建筑材料之一。水泥基材料是一种高度无序、多相、多孔的非均质复合体系，在水泥凝胶体凝结硬化过程中，由于收缩、泌水等原因，凝胶体内部不可避免会形成一些孔隙、微裂缝等结构缺陷，使水泥基材料的性能降低。水泥基材料结构的密实性降低。
水泥硬化浆体(水泥石)是一种多相体系，结构中存在大量由空气、水组成的微孔及非均相之间的界面，这种高度无序、多孔的非均质结构体系对水泥基材料的抗渗性、耐久性和强度均有很大的影响。
3.2水泥改性效应
沈阳理工大学学士学位论文
从粉体材料紧密堆积理论上分析，在微观及亚微观范围内，使胶凝材料形成良好的级配，提高固体颗粒混合物体系的密实度，必将有效地降低水泥凝胶体的孔隙率，且微观结构更加均匀密实，从而改善水泥基材料的性能。颗粒混合物具有高的堆积密实度已成为水泥基复合材料获得超高性能的关键，例如高性能混凝土（HPC）。
4.超细粉体在水泥中的应用
超细粉体在水泥中的微颗粒效应主要表现为填充作用、级配调节作用和调节水化产物分布的“晶核作用”（即微颗粒在系统中均匀分散）。填充作用是由于微细颗粒的粒径远小于水泥粒子，所以前者可填充在后者的空隙中提高水泥石的密实度，降低用水量。调节级配作用是指超细粉体与水泥熟料组分存在粒径上的差异，可改善胶凝材料系统的颗粒粒径分布，导致系统的颗粒堆积更紧密，更合理。
超细粉体作为水泥基复合材料的活性掺合料，可降低水化热和水化热释放速率，改善工作性，增强后期强度，改善内部结构，提高抗腐蚀能力。这是因为超细粉体能够使多孔的水泥基材料中的孔结构变细且不连通，降低孔隙率，而且使水泥水化产物中的不利成分氢氧化钙减少，生成更多有利的水化硅酸钙，从而提高水泥基材料的性能掺合料对水泥基材料强度增长系数的影响至关重要，掺和料的不同比例以及掺和料的不同种类对强度增长速度的快慢有着很大的影响。
矿物质超细粉的掺人,一是起到了填充作用,降低孔隙率,并且细化孔径;二是提高了混合材的诱增活性,并可以降低了水化热。孔隙率的降低,是提高混凝土强度和耐久性的直接原因,混合材活性的提高则可以进一步改善混凝土微结构。孔隙率的降低、孔径的细化及微结构的改善,也使混凝土抗渗性提高,进而提高其耐久性能。
但是，粒径较小的部分,颗粒间存在着较强的吸附作用,致使颗粒团聚,形成粒径较大的“粒子团”,且粒径越小团聚越明显。
5.用于水泥的超细粉体材料
应用于水泥的超细粉体主要有超细CaCO3，硅灰和纳米SiO2三种。这里我们主要介绍安徽海螺水泥股份有限公司在生产过程中应用的超细CaCO3。
超细CaCO3指的是粒径处在微米、亚微米及纳米范围内的碳酸钙产品，它是
沈阳理工大学学士学位论文
20世纪20年代开发出的一种新型超细固体材料，由于其表面原子周围缺少相邻的原子，出现非化学平衡、非整数配位的化学价键，以致晶体结构和表面电子结构发生变化，大大增强了超细粒子的化学活性，在许多方面与普通粉体相比均显示出优越性能。
超细CaCO3是一种最廉价的纳米材料之一，经过微观表面及界面的处理后具有四大优势：
1)在性能上具有纳米材料的部分和大部分性能特点； 2)在综合成本价格上可以和普通粉体材料相竞争； 3)可节省资源并有显著的环保效益。
目前，超细CaCO3正朝着专用化、精细化、功能化方向发展。
我国碳酸钙资源储量世界第一。目前国内超细CaCO3主要应用于橡胶、塑料、油墨及涂料等行业，使这些高污染行业大为改观。该产品作为添加剂可部分代替进口造纸化学品，可以消除对环境的污染，还可节约大量木材。而利用超细CaCO3 对硫铝酸盐水泥进行改性，将不仅拓宽超细CaCO3 的应用范围，促进超细CaCO3 行业的发展，更重要的是为传统的水泥产业注入新的经济活力，提高我国水泥行业的产品质量，以适应高速发展的建筑现代化市场的需求。
6.安徽海螺水泥股份有限公司及其工艺流程
6.1公司简介
安徽海螺水泥股份有限公司采用世界先进的新型干法窑外分解技术，生产过程通过中央控制室的集散控制系统，实现了从矿石开采到码头装运的全程自动化控制。海螺水泥在生产技术上追求精益求精的同时，在产品生产的全过程高度重视环境保护，努力实践“为人类创造未来生活空间”的经营理念。
6.2水泥生产工艺
安徽海螺水泥股份有限公司生产线全部采用先进的新型干法水泥工艺技术，具有产量高、能耗低、自动化程度高、劳动生产率高、环境保护好等特点。
以下就是生产水泥的工艺流程图。
沈阳理工大学学士学位论文
石灰石0粘土铜矿渣砂页岩3无烟煤石膏矿山破碎破碎机预均化堆场1254破碎机联合预均化堆场7喂料机原料配料站6砂页岩8煤仓石膏仓辊式磨系统SP余热锅炉余气(热源)水蒸汽烘干机粉磨机选粉机14910、11、121317煤磨水余热发电系统增湿塔降温余热锅炉余气(235℃)生料均化库(空压机)1518动态选粉机细粉SP余热锅炉余气(热源)粗粉空气输送斜槽16水SP余热锅炉水蒸汽动能生料喂料口窑尾废气(340℃)五级旋风预热器TSD型分解炉60％煤粉煤粉仓24破碎机旋风除尘器冷凝水回用电能发电机汽轮机水蒸汽干法回转窑旋风除尘器窑头废气(120℃)1940％煤粉AQC余热锅炉窑头废气(360℃)充气梁式篦冷机20粉煤灰水熟料库2122、2325石灰石混合材库矿渣混合材26水泥粉磨调配站2728图例物流:气流:
29、30产尘点及除尘器编号:噪声点:固体废物:旋风除尘器:说明:设有除尘器的位置均产生固废，图中标注省略数字36石膏联合粉磨系统选粉机细粉粗粉31、32、3334、35、36水泥成品库40、41、42、4337、38、39水泥汽车散装机46、47汽车散装出厂汽车外运44、45回转式包装机袋装水泥成品库
图 6.2 1
沈阳理工大学学士学位论文
6.3超细CaCO3的生产流程
在这里水泥的主要生产流程就不一一说明，我们主要了解一下超细CaCO3的主要生产流程。
超细粉生产线工艺中，首先，堆场石料由铲车铲运至进料仓，然后经给料机均匀地送进颚式破碎机进行粗破，初破后的产品经斗式提升机运至中块石料中间仓,再经给料机均匀地送进反击式破碎机进行初步破碎，产成的细料由斗式提升机运至细料中间仓送至锤式破碎机进行进一步细碎，细碎后的石料由原料仓送入高细球磨机进行再次细碎，粉碎后的物料经振动筛筛分出不同规格的产品，不满足粒度要求的产品返料进高细球磨机再次破碎,合格料被斗式提升机运至粉料中间仓准备进行超微粉碎和选粉工序，被选粉机选出的合格料送进成品料仓。然后是散装或包装工序。
下面为加工超细粉体的工艺流程：
图6.3 1
要注意的是，粉体在粉碎的过程中会使颗粒团聚，产生较大的“颗粒”。为了避免这种情况的发生，粉碎过程中需要减水剂的加入。
沈阳理工大学学士学位论文
7.致谢
本论文是在黄佳木教授和卢忠远教授的精心指导和亲切关怀下完成的，在论文的完成过程中，导师严谨的治学态度、渊博的知识、敏锐严密的学术思维、积极进取的创新精神时时刻刻伴随并深深影响着我，将使我受益终身。在此，谨向导师致以崇高的敬意和衷心的感谢！
同时，我还要向所有关心、支持和帮助过我的老师、同学和朋友表示最由衷的谢意！
沈阳理工大学学士学位论文
参考文献
[1]姜鲁华,杜芳林,等.纳米碳酸钙的制备及应用进展.中国粉体技术,2002,8(1):28-32.[2]胡庆福,胡晓波,等.纳米碳酸钙制造及其应用.非金属矿,2000,23(4):24-26.[3]吴中伟.高性能混凝土及其矿物细掺料.建筑技术,1999,30(3):160-163.[4]魏智强，王政军，乔宏霞.纳米技术在建筑材料中的发展与应用[J].中国粉体技术，2005，11(1):45-48.[5]冯乃谦.高性能混凝土的结构、性能与粉体效应[J].混凝土与水泥制品,1996,(2):6一13.
