關于水泥生產材料幾個問題的思考工學論文
摘要：隨著工業的發展，對水泥的需求也越來越大，對水泥生產而言，為適應時代的需求，市場的競爭，就必須在生產原料上給予足夠的關注，以保證水泥產品的質量和適應市場的能力。本文將從4個方面對水泥生產材料的幾個問題進行淺析。
關鍵詞：水泥生產；生產材料；材料使用
隨著經濟的發展，城市建設、交通建設等各方面的鋼筋混凝土結構的工程項目越來越多，而對這類工程的主要施工材料——水泥的需求也越來越多。基于水泥在各種工程中的重要性，工程建設各方對水泥質量的要求也隨之提高，而水泥的生產制造方。也就必須重視影響水泥使用質量的生產材料的使用和配比以及質量情況。而且隨著科技的發展，社會的進步和人們環保意識的增強，水泥工業的可持續發展越來越得到重視。這就要求在原材料的使用上，更加注重技術、環保和實用性的配比。
1 水泥生產材料中堿含量控制
水泥中含堿量對工程混凝土的質量有著重大的影響，對所使用水泥堿含量配比的不同，對工程混凝土的影響程度也不同，為保證工程的質量，就必須注重水泥中堿含量的比例。因此水泥生產就必須對原材料含堿量，進行合理的控制。
目前根據國內外大量的調查和研究，發現堿因素極大地影響水泥的抗裂性。水泥中堿含量的多少，對水泥的抗裂性有很大的影響。當含堿量低于0．6％Na2O時，水泥的抗裂能力就會明顯的增加，而再一步降低直到其含量幾乎為0％時，水泥的抗裂能力將會得到很大的改善，當然要在水泥生產中將堿含量降為零，那是做不到的。但是卻可以在水泥的生產材料上，進行控制，適當的減少對堿含量高的材料的運用。盡管目前并不要求任何情況下都對水泥的含堿量進行限制。但是大量的實際工程監測表明，高含堿量是導致混凝土收縮裂縫生成，進而導致混凝土結構物劣化的重要原因。所以在水泥的生產制造中，在生產原料上，無論是否使用活性骨料，都必須將水泥中的含堿量減少到最小。
2 水泥生產材料的可持續性
隨著科技的進步，人們環保和資源利用可持續化意識的增強，現代水泥生產的發展趨勢是以節能、降耗、環保為中心，走可持續發展的道路。與此相適應，對水泥生產材料的使用，也開始重點關注原料的生態和環保，以便能生產出低能耗、高性能的水泥，同時也對工業及城市廢棄物的資源化利用，水泥制備及應用等方面進行研究，以便推動水泥材料的科學性與技術性的發展。
以節能環保、實用高效為導向，以便實現清潔生產和高效率節約化生產為目標，走可持續發展的道路，是21世紀水泥工業發展的趨勢。在水泥生產材料使用的研究方向主要是減少水泥生產材料在生產中化合后產生的有害氣體(cO：、s02等)的排放，要求在原料的采用上，增加對低品位原燃料、工業廢棄資源的使用范圍和程度。
對水泥生產材料的可持續化方向的使用，一方面是要提高水泥生產材料使用的節能化和高性能化，而增加工業廢棄物的使用，以及減少材料化學反應后的廢氣廢物排出量是主要手段之一。
當前世界經濟高度發展和工業化進程加快，粉煤灰、高爐礦渣、鋼渣、煤矸石、特種冶金渣等大量的廢渣排放。從環保和水泥工業的可持續性出發，各國水泥生產研究人員開始了對工業廢渣的利用研究。目前對普遍存在的工業廢渣，如粉煤灰、礦渣等在水泥生產中的利用，已經得到廣泛的應用。我國是水泥生產大國，但目前我國水泥工業存在產品質量低、生產能源資源消耗高、環境污染嚴重等問題，嚴重的影響到了我國水泥工業制造的可持續發展。因此，在生產水泥時，重要的環節之一就是要注意對水泥生產材料的合理選擇開發利用低消耗、環保極具性能特色的水泥生產材料。通過對水泥原料的選擇，從生產源頭上，以實現對水泥工業污染排放的控制，推進可持續發展在水泥制造業上的進程。而另一方面，還要在生產技術和設備上做出相應的配備，只有技術和設備及時跟上。才能有效的保證環保節能水泥生產材料的可持續效應．為此必須向著規模化、節能化以及自動化的方向發展，加強對高效預熱分解系統、自動化控制及網絡技術和以高效除塵技術、炯氣脫硫除氮技術為基礎的新的熟料燒成方法等的開發和應用，保證水泥生產材料在環保節能高效上有技術和設備支持。使水泥工業進入可持續發展時期。
3 生料的使用
水泥的生產從原料的角度劃分，有生料和熟料兩種。二者的材料結構有差異，在水泥生產中的使用工序也不同。生料主要是指由石灰石、黏土、鐵礦粉等按比例磨混的材料。目前我國水泥生產在生料的使用上和結構搭配上，存在一些問題。諸如高品位石灰石、黏土、鐵粉、礦化劑等傳統原料的使用，不高效，不經濟，不合理，比如高品位石灰石中的CaCO的分解需要高溫度，一般條件下其起始分解的溫度在830度左右，而要到達沸騰分解溫度則要950度，終止分解的溫度則是高達1100度，這導致水泥能耗居高不下。因此，調整水泥生產生料的構成，對水泥工業而言至關重要。可以針對實際情況，對石灰石、黏土原料、鐵質原料等水泥生產材料的使用上進行調整。首先，要以低品位化為石灰石的調整方向。其次，在黏土原料上，調整方向應該趨向巖礦化，選用化學成分與黏土成分相同的巖礦，與傳統黏土原料相比，具有SIO2粘度低、活性高、熔點低、潛能高的特點，可以有效的提高黏土的使用效率和效果。最后，在鐵礦粉的使用上，可以選用含銅、鉛、鋅、錫、銀等金屬的工業廢渣。比如在選用金屬礦時，可以選用礦含鐵高的金礦尾砂。金礦尾砂是金礦選礦后，排出的粉砂狀廢渣。我國每年都有大量的金礦尾砂產生，這些廢棄的尾砂不僅需耗費大量的人力物力。而因為其易隨風飛揚將會導致環境的嚴重污染。長期以來對金礦尾砂的處理尚未有行之有效的辦法，而把金礦尾砂運用于水泥生產，作為水泥生產原料，就可以從經濟和環保上實現對金礦尾砂的整治處理。根據分析。金礦尾砂的許多化學成分，可以適量的減少水泥原料中石灰石、黏土的分量，而且金礦尾砂具有易磨、易燒的特點，是較理想的水泥原料。
同時要注意對水泥生產材料的配比，根據所生產水泥的性能要求，對石灰石、黏土、鐵礦粉等生料原材料進行恰當的調配，以生產出實際工程所需要的水泥。根據不同原料有不同易燒性的特點，在調整原料結構比例的同時，還要調整配方率值。因為通過易燒性的調整有利于熟料礦物匹配結構，也就有它最佳的三率值。
4 熟料的使用
在1450度左右的溫度煅燒水泥生料。煅燒后的產物叫熟料。在水泥生產中，在熟料的控制上做到合理科學，有助于水泥質量的提高和性能的增強。在熟料的應用上，一是可以加強低鈣水泥熟料的開發和研制。用硅酸二鈣為主導，制造低熱硅酸鹽水泥。其優勢是可以降低能耗，減少廢氣排放，降低綜合生產成本。在燒成溫度上比通用硅酸鹽水泥低。可以控制在1 350℃左右；產生的二氧化碳等廢氣，排放量可以降低10％以上。此外。低熱硅酸鹽水泥的抗硫酸鹽性能度高，干縮低，耐磨性能好，可以適應高性能混凝土在高工作、高強度和高耐久上的要求，可以提高水泥的質量，有利于企業的市場擴張。二是可以加強對高膠凝性高鈣水泥熟料體系的研究。高性能水泥制備和應用是國家重點研究開發的項目，其中的關鍵研究之一就是提高水泥熟料的膠凝性，以便提高水泥的性能。要建立熟料體系礦相匹配的優化理論，研究出可以適用水泥實際生產過程中的熟料率值控制方法。掌握硅酸鹽熟料的高溫摻雜和低溫礦化效果上的差異，進而實現高CsS含量硅酸鹽水泥熟料高膠凝化的多元復合摻雜的實現。高膠凝性高鈣水泥熟料的應用，有利于造出強度與耐久性兼優的高性能、環保水泥。
5 結束語
對水泥生產而言，生產材料的運用和控制，是制造出高效、節能、環保的水泥的關鍵環節之一。要在科技發展，社會進步。人類環保意識日益增強的今天，保證水泥生產的質量和效益，是水泥產業必須重視的問題，這涉及到行業的生存和發展。水泥生產材料的組成、配比和高科技的應用，是水泥生產過程中必須處理好的主要問題。要保證水泥制造業的健康發展，就必須從生產的材料上進行系統的改革和科學的調配，從材料的使用上，保證水泥的質量。
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