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1 绪论1

1.1 水泥的定义、分类及命名1

1.2 水泥的起源与发明1

1.2.1 胶凝材料的发展及演变1

1.2.2 水泥的发明2

1.3 水泥工业的发展概况3

1.3.1 世界水泥工业的发展概况3

1.3.2 中国水泥工业的发展概况5

1.4 水泥在国民经济中的地位和作用6

1.5 水泥生产工艺流程6

2 硅酸盐水泥熟料的组成9

2.1 熟料化学成分及矿物组成9

2.1.1 化学成分9

2.1.2 矿物组成9

2.2 熟料的率值12

2.2.1 石灰饱和系数12

2.2.2 硅率14

2.2.3 铝率15

2.3 熟料矿物组成计算与换算15

2.3.1 石灰饱和系数法15

2.3.2 鲍格法16

2.3.3 熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异19

习题19

3 硅酸盐水泥的原料及生料配料20

3.1 水泥原料20

3.1.1 钙质原料20

3.1.2 硅铝质原料21

3.1.3 校正原料22

3.1.4 原料中各元素的要求23

3.1.5 燃料25

3.2 水泥生料的易烧性29

3.3 熟料组成设计31

3.3.1 水泥品种和强度等级31

3.3.2 原料品质31

3.3.3 燃料品质31

3.3.4 生料细度和均匀性32

3.3.5 窑型与规格32

3.4 生料配比计算33

3.4.1 基本概念33

3.4.2 配料计算33

习题35

4 硅酸盐水泥熟料的煅烧36

4.1 干燥与脱水36

4.1.1 干燥36

4.1.2 黏土矿物脱水36

4.2 碳酸盐分解37

4.2.1 碳酸盐分解反应的特点37

4.2.2 碳酸钙的分解过程37

4.2.3 影响碳酸钙分解反应的因素37

4.3 固相反应38

4.3.1 反应过程38

4.3.2 影响固相反应的主要因素38

4.4 熟料的烧成39

4.4.1 最低共熔温度39

4.4.2 液相量39

4.4.3 液相黏度40

4.4.4 液相的表面张力40

4.4.5 氧化钙溶解于熟料液相的速率40

4.4.6 反应物存在的状态40

4.5 熟料的冷却40

4.6 其他组分的作用41

4.6.1 氟化钙41

4.6.2 硫化物41

4.6.3 萤石、石膏复合矿化剂42

4.6.4 碱42

4.6.5 氧化镁43

4.6.6 氧化磷43

4.6.7 氧化钛43

4.7 熟料热耗43

4.7.1 熟料的理论热耗43

4.7.2 影响熟料热耗的因素44

习题45

5 硅酸盐水泥的制成与标准46

5.1 水泥混合材料46

5.1.1 粒化高炉矿渣46

5.1.2 火山灰质混合材料48

5.1.3 粉煤灰49

5.1.4 其他混合材料50

5.2 通用硅酸盐水泥定义、分类及技术要求52

5.2.1 通用硅酸盐水泥的定义与分类52

5.2.2 通用硅酸盐水泥的组分材料53

5.2.3 通用硅酸盐水泥的主要性能53

5.2.4 通用硅酸盐水泥的强度等级55

5.2.5 通用硅酸盐水泥的技术要求55

5.3 石灰石硅酸盐水泥的组成与标准56

习题57

6 水泥生产工艺过程与设备58

6.1 原料的开采与运输58

6.2 破碎60

6.2.1 易碎性与易磨性60

6.2.2 破碎比60

6.2.3 锤式破碎机60

6.2.4 反击式破碎机62

6.2.5 EV型反击-锤式破碎机64

6.3 烘干64

6.4 粉磨66

6.4.1 粉磨工艺流程66

6.4.2 粉磨机械70

6.4.3 影响磨机产量的因素80

6.5 均化82

6.5.1 原料和燃料的预均化堆场82

6.5.2 生料的均化83

6.6 煅烧86

6.6.1 水泥熟料煅烧设备的分类86

6.6.2 悬浮预热器88

6.6.3 分解炉92

6.6.4 回转窑106

6.6.5 熟料冷却机109

6.6.6 燃烧器109

6.6.7 增湿塔114

6.6.8 余热发电115

6.6.9 水泥窑协同处置城市生活垃圾118

6.6.10 水泥窑协同处置城市污泥122

6.6.11 水泥窑氮氧化物的减排127

6.7 水泥储存与装运130

6.7.1 储存及均化131

6.7.2 出厂发运132

6.8 输送134

6.8.1 空气输送斜槽134

6.8.2 带式输送机135

6.8.3 螺旋输送机136

6.8.4 斗式提升机137

6.8.5 埋刮板输送机138

6.8.6 振动输送机138

6.9 水泥厂的除尘140

6.9.1 袋式除尘器140

6.9.2 电除尘器143

6.9.3 电袋复合式除尘器144

习题145

7 硅酸盐水泥的水化与硬化147

7.1 熟料矿物的水化147

7.1.1 硅酸三钙147

7.1.2 硅酸二钙150

7.1.3 铝酸三钙150

7.1.4 铁相固溶体152

7.2 硅酸盐水泥的水化153

7.3 掺混合材料硅酸盐水泥的水化硬化156

7.3.1 矿渣水泥的水化硬化157

7.3.2 火山灰水泥的水化硬化157

7.3.3 粉煤灰水泥的水化硬化158

7.3.4 石灰石硅酸盐水泥的水化硬化158

7.4 水化速率158

7.4.1 熟料矿物的水化速率159

7.4.2 细度和水灰比的影响161

7.4.3 温度与水化速率的关系161

7.5 硬化水泥浆体161

7.5.1 浆体结构的形成和发展162

7.5.2 C-S-H凝胶164

7.5.3 氢氧化钙167

7.5.4 钙矾石168

7.5.5 单硫型水化硫铝酸钙及其固溶体170

7.5.6 孔及其结构特征170

7.5.7 水及其存在形式173

习题175

8 硅酸盐水泥的性能176

8.1 密度与体积密度176

8.2 细度176

8.3 需水量（稠度、流动度）179

8.4 凝结时间179

8.4.1 凝结速度180

8.4.2 石膏的作用及其适宜掺量的确定180

8.4.3 假凝现象182

8.4.4 其他调凝外加剂183

8.5 强度184

8.5.1 熟料矿物组成的影响184

8.5.2 水泥细度的影响185

8.5.3 施工条件的影响185

8.6 体积变化187

8.6.1 化学减缩187

8.6.2 湿胀干缩188

8.6.3 碳化收缩189

8.7 保水性与泌水性189

8.8 水化热190

8.9 耐热性191

8.10 抗渗性191

8.11 抗冻性193

8.12 抗蚀性194

8.12.1 淡水侵蚀194

8.12.2 酸和酸性水侵蚀194

8.12.3 硫酸盐侵蚀195

8.12.4 含碱溶液侵蚀196

8.12.5 碱-集料反应196

8.12.6 预防侵蚀的措施197

习题200

9 特种水泥201

9.1 铝酸盐及耐高温水泥201

9.1.1 铝酸盐水泥201

9.1.2 磷酸和磷酸盐耐火浇注料203

9.1.3 水玻璃耐火浇注料204

9.2 快硬高强水泥204

9.2.1 快硬硅酸盐水泥205

9.2.2 快硬硫铝酸盐水泥205

9.2.3 快硬铁铝酸盐水泥208

9.2.4 快硬氟铝酸盐水泥209

9.2.5 快硬高强铝酸盐水泥210

9.2.6 特快硬调凝铝酸盐水泥212

9.2.7 特种高强水泥212

9.3 抗硫酸盐、中低热及道路水泥213

9.3.1 抗硫酸盐水泥213

9.3.2 中低热硅酸盐水泥、低热矿渣水泥215

9.3.3 低热微膨胀水泥216

9.3.4 低热钢渣硅酸盐水泥217

9.3.5 道路硅酸盐水泥218

9.3.6 钢渣道路水泥219

9.4 膨胀和自应力水泥220

9.4.1 制造膨胀水泥的基本原理221

9.4.2 膨胀水泥的种类222

9.4.3 生产工艺及性能223

9.5 油井水泥226

9.6 装饰水泥228

9.6.1 白色硅酸盐水泥228

9.6.2 彩色水泥232

9.7 砌筑水泥232

9.7.1 砌筑水泥的国家标准233

9.7.2 钢渣砌筑水泥的行业标准233

9.8 防辐射水泥234

9.8.1 钡水泥234

9.8.2 含硼水泥235

9.8.3 锶水泥235

9.8.4 导电导磁水泥235

9.8.5 无磁水泥236

9.9 耐酸水泥236

9.9.1 水玻璃耐酸水泥236

9.9.2 硫黄耐酸水泥237

9.9.3 聚合物耐酸水泥238

9.10 低碱度硫铝酸盐水泥238

9.11 氯氧镁水泥239

习题240

10 混凝土241

10.1 混凝土的组成材料241

10.1.1 水泥241

10.1.2 细骨料242

10.1.3 粗骨料245

10.1.4 混凝土拌和用水和养护用水248

10.1.5 混凝土外加剂248

10.1.6 矿物掺和料253

10.2 混凝土的主要技术性质257

10.2.1 混凝土拌和物的和易性257

10.2.2 混凝土的强度259

10.2.3 混凝土的变形性能263

10.2.4 混凝土的耐久性264

10.3 普通混凝土配合比设计266

10.3.1 初步配合比计算266

10.3.2 试配与调整273

10.3.3 普通混凝土配合比设计的实例274

10.4 其他品种混凝土278

10.4.1 轻集料混凝土278

10.4.2 多孔混凝土279

10.4.3 水玻璃耐酸混凝土280

10.4.4 纤维增强混凝土280

10.4.5 聚合物混凝土281

习题281

附录284

参考文献285