題目 年產500萬噸粉煤灰矽酸鹽水泥生產線的工藝設計 學 院 冶金學院 專業班級 無機非金屬材料工程2011-01 學生姓名 學號 20114
指導教師
201x 年 12 月 20 日
開題報告填寫要求
1.開題報告作為畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計（論文）工作開始後2周內完成，經指導教師簽署意見及系主任審查後生效。
2.開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文件標準格式（可從教務處網址上下載）列印，禁止列印在其它紙上後剪貼，完成後應及時交給指導教師簽署意見。
3.學生查閱資料的參考文獻理工類不得少於10篇，其它不少於12篇（不包括辭典、手冊）。
4.“本課題的目的及意義，國內外研究現狀分析”至少2000字，其餘內容至少1000字。
畢業設計(論文)開題報告
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水泥強度最大。
粉煤灰水泥的研發，不僅改善了水泥行業的環境，而且降低了能耗，提高了產量。在前人基礎上，再加以選擇合適的化學新增劑以及合適的粉煤灰粒度，不僅可以改善粉煤灰水泥的不足，而且可以提高粉煤灰水泥中粉煤灰的摻入比。
本次進行重慶地區年產500萬噸粉煤灰矽酸鹽水泥的設計，其目的在於培養學生對所學知識和基本技能的綜合運用能力，鍛鍊學生分析和解決實際問題的能力。設計過程中不僅需要查閱文獻和資料，運用所學計算機和專業英語等方面的知識，而且得對當地環境以及經濟狀況有所考究，真正把所學知識融會貫通應用到實踐中去。在粉煤灰矽酸鹽水泥的設計中，我們可以把所掌握的知識，運用到各個工作環節之中。通過對粉煤灰矽酸鹽水泥的生產為今後的工作打下基礎。
1.2國內外研究現狀分析
我國於20世紀50年代開始研究開發研究粉煤灰水泥，而國外早在20世紀30年代都已經在研究該方面取得了很大的進展。縮率比摻其它火山質混合材料的水泥要小；具有較好的抗裂效能；抗淡水和硫酸鹽的腐蝕能力強[12]。Seung-Tae Lee[13]，對粉煤灰水泥經過兩年的實踐研究同樣發現，粉煤灰的火山灰反應，可以減小水泥的膨脹收縮，以及具有很好的抗硫酸鹽侵蝕性。但是粉煤灰水泥早期強度不足，以及凝結時間較長的這些缺陷都限制了粉煤灰水泥的發展，更別說提高粉煤灰的摻入量了。目前國內外的'研究主要集中在尋找高效的外加劑，以及粉煤灰的效能改善方面。
1.2.1國外研究現狀
巴西用50%粉煤灰和50%優質石灰石配料，燒出的熟料，再摻入50%-60%粉煤灰和2%-3%氫氧化鈉作鹼性激發劑製成的新型粉煤灰水泥3d抗壓強度達250#，28d強度達400#以上，水化熱僅為波特蘭的一半，抗硫酸鹽效能也提高了許多[12]。
粉煤灰的活化主要是打破水泥中的玻璃相，改善粉煤灰與Ca(OH)2的反應
系統。[14]水化速度較快，但是當加入Ca(OH)2時並不能加快速度，當加入硫酸鈉和硫酸
鉀的時候，水化速度明顯加快，特別是在第七天。加入鈉離子、鉀離子後有效提高了PH，加速了玻璃相的溶解，從而提高了水泥的強度，減少了凝結時間。
國外利用三異丙醇胺、羥基羧酸及其鹽類作為增強劑，按0.005%一0.04%
的加入量加入增強劑，提高了粉煤灰水泥的抗壓強度[15]。這種粉煤灰水泥不僅彌補了原有粉煤灰水泥早期和中期抗壓強度低的缺陷，而且其7d和28d的抗壓強度等於甚至超過了普通矽酸鹽水泥。
國外學者分別用氫氧化鈉、氫氧化鉀、矽酸鈉以及矽酸鉀激發粉煤灰，發現不同水膠比(0.25和0.3)對激發劑的激發效果影響不大，而且矽酸鹽的激發效果要比氫氧化物的效果明顯[16]。
1.2.2國內研究現狀
張茂亮[3]等人，利用幾種鹼金屬以及鹼土金屬鹽作為激發劑，對改善粉煤灰的活性方面研究發現氫氧化鈉加速粉煤灰的溶蝕，以及鹼土金屬鹽直接參與水化反應可以加速粉煤灰水泥礦物的水化促進其早期強度的提高；一些鹽還可以與氫氧化鈣反應生成的一些高分散物質，這些物質不僅加速了C3S的水化，而且更容易與C3A生成各種有利於提高水泥早期強度的複鹽晶體。這些不
僅提高了粉煤灰水泥的早期、後期強度，縮短了凝結硬化時間，而且在保證水泥效能的同時，將粉煤灰摻入量增加到60%，具有很大社會經濟的效益[3]。早期提出的關於改善粉煤灰水泥早期強度不足的早強劑，大多含有對其後期效能不利的鹼、氯成分。董超穎[8]等人用20%～50%CaO，10%～40% Al2O3，10%～50%BaSO4，5%～10%SiO2，經1300℃的煅燒、研磨等工藝製備的灰矽酸鹽
水泥早強劑，摻入量5%的時候可以使粉煤灰水泥3d和7d的抗壓強度提高20%以上。
劉文永[9]等人，通過採用晶核素誘導和促進矽鋁氧化物加快水化反應的聚集與定向過程，解決了大摻量粉煤灰水泥早期強度低的問題。
焦曉飛[11]，在針對摻入粉煤灰的最佳粒度上做了大量研究，得出了最佳摻入粒度。賀國樑[2]在製備適當粒度方面，通過對粉煤灰水泥助磨劑的研究，提出了一種高效能的複合助磨劑，使得其3d抗壓強度提高10%～15%左右，28d強度增長8%～10%。
通過改善粉煤灰的活性，以及粉煤灰與水泥的水化反應，在原有的摻入量上，粉煤灰水泥的強度等級有了明顯的提高。我們可以通過適當降低其強度等級，來使粉煤灰的摻入量增加。總的來說目前國內的研究進展並沒有趕上我們需要研發更合理的外加劑以及其它因素，來提高我國的粉煤灰水泥的質量，提高粉煤灰的摻入比，整體上改善水泥行業的能源結構，從而使我國水泥行業步入綠色行業，並減少粉煤灰等工業廢料帶來的種種環境問題。