碱对熟料煅烧和水泥性能的影响

来源:http://www.cement365.com     发布日期:2018-03-12    编辑:
核心提示:含碱氧化物能降低熟料液相出现的温度和降低液相的粘度,起矿化剂的作用。当含碱量较少时,它可促使C2S吸收CaO生成C3S,而降低f-CaO。但含碱量高时,对熟料煅烧不利。

水泥熟料中的碱主要是指钾和钠这两种元素(以R表示),它们主要来源于原料。黏土和石灰石中的长石、云母等杂质都是含碱的铝酸盐。在使用煤作燃料时,也有少量碱。物料在煅烧过程中,苛性碱、氯碱首先挥发,碱的碳酸盐和硫酸盐次之,而存在于长石、云母、伊利石中的碱要在较高的温度下才能挥发。挥发的碱只有少量排入大气,其余部分随窑内烟气向窑低温区域运动时,会凝结在温度较低的生料上。对带预热器的窑,通常在最低二级预热器内就冷凝,然后又和生料一起进入窑内,温度升高时又挥发,这样就产生了碱循环。当碱循环富集到一定程度时,就会引起氯化碱(RCl)和硫酸碱(R2SO4)等化合物粘附在最低二级预热器锥体部分或卸料溜子上,形成结皮,严重时会出现堵塞现象,影响正常生产。因此,原料含碱量高时,对带旋风预热器的窑应采取旁路放风排碱。

含碱氧化物能降低熟料液相出现的温度和降低液相的粘度,起矿化剂的作用。当含碱量较少时,它可促使C2S吸收CaO生成C3S,而降低f-CaO。但含碱量高时,对熟料煅烧不利。

1)由于K2O和Na2O的碱性比CaO的碱性强,当熟料中含硫量少时,碱主要取代CaO而与C2S和C3A起反应生成KC2S12和NaC8A3,从而阻止C2S吸收CaO,并促使C3S、C3A分解,析出f-CaO,使熟料f-CaO增加。

2)当熟料中存在含硫化合物时,碱与硫化合生成碱的硫酸盐,它可以是独立的稳定相存在于熟料中,亦可以钾一钠硫酸盐固溶体的形式(Na2O·3K2SO4)存在,可以缓和碱的不利影响。当SO3不足时,剩下的碱氧化物会生成钾硅酸钙与钠铝酸钙,从而破坏熟料主要矿物C3S、C2S、C3A的形成,并产生二次f-CaO,使熟料质量大为降低。

3)生料含有的云母和长石,分解时需要较高的温度,因而煅烧中要延长生料的分解时间,从而压缩物料的烧成带,给煅烧操作带来困难。

4)在立窑煅烧过程中,碱所稳定的C2S容易在还原气氛下发生β→γ型转变。

碱对水泥性能的影响表现

★水泥中碱溶出快,能增加液相的碱度,可加速水化速度及激发水泥中混合材的活性,从而提高水泥的早期强度。

★熟料含碱量较高时,会使水泥发生快凝、结块及需水量增加,其原因是水泥水化时产生的KOH和NaOH会消耗石膏,从而破坏石膏的缓凝作用。

★水泥中的碱能和活性骨料发生碱骨料反应,产生局部膨胀,引起构筑物开裂变形,甚至崩溃。

★水泥中含碱量高,由于碱易生成钾石膏(K2SO4·CaSO4·H20),使水泥库结块和造成水泥快凝。碱还能使混凝土表面起霜(白斑)。

通常,熟料碱含量以Na20计应小于1.3%;生产低热水泥用于水工建筑时,应小于0.6%;对旋风预热器窑和预分解窑,生料中碱含量(K20+Na20)应小于1%。为了尽量提高碱的挥发率,在生产中要提高煅烧温度,延长煅烧时间,降低生料细度,以及在生料中加入有利于煅烧和促使碱挥发的氟化物。


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