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法国使用硅质石灰岩生产的天然水硬石灰的研究和测试数据   

2009-08-13 20:55:46|  分类: 水硬石灰 |  标签: |举报 |字号 订阅

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法国使用硅质石灰岩生产的天然水硬石灰的研究和测试数据 

 

 

彭反三编译

 

- 天然水硬石灰原材料和产品的矿物学和化学分析研究数据

 

天然水硬石灰Natural Hydraulic Limes (NHL)是通过烧制和消化天然的含有二氧化硅的石灰石而制作的。没有任何人工添加成份。制作严格按照法国标准 NFP 15.311 和欧洲标准 EN 459进行。依据这些标准,产品属于天然水硬石灰的范畴。

石灰石产自法国圣.阿斯杰盆地,(约 40 平方公里),矿床是由甲壳类生物沉积形成的(白垩石灰岩),石灰岩中含有二氧化硅,但是不含有粘土。这一矿床已经开采了几千年,工业化生产起始于1851年。矿山属于生产石灰的企业,占地30 公顷。矿石品第的测试是法国政府组织实施的,测试显示,这一矿藏的成份非常独特,矿层有100米厚。

石灰岩矿的化学和矿物学分析

化学分析

%

尽管石灰岩中含有少量的氧化铝Al2O3, 硫酸盐和alkalis
ensures,由于矿石中不含粘土,因此使用这种石灰石生产的天然水硬石灰,其水硬特性主要依赖于氧化钙CaO和二氧化硅SiO2的结合。.

烧制中的损耗Loss at ignition

40

氧化钙CaO

44

二氧化硅SiO2

13

氧化镁MgO

0.6

氧化铝(三氧化二铝)Al2O3**

1.1

氧化铁(三氧化二铁)Fe2O3**

0.32

三氧化硫SO3 **

0

氧化钠Na2O **

0.04

氧化钾K2O **

0.1

其他**

0.84

 

 

 

对应的原矿成份

水H2O

8

 

在烧制碳酸钙 CaCO3含量占主要成份石灰石时,可溶性二氧化硅SiO2和氧化钙CaO 结合,而使最终的石灰产品具有水硬的特性.

碳酸钙CaCO3

75

 

二氧化硅SiO2 (可溶性soluble)

11

活性/可合成

二氧化硅SiO2 (不溶性)

2

惰性/不可合成

碳酸镁MgCO3

1

 

其他(上表中用**符号注明的成份)

3

 

使用这一矿床中品质相同的石灰岩做原材料,可以生产出不同类型的天然水硬石灰,这证明天然水硬石灰的水硬性能,主要依赖于二氧化硅在烧制时和氧化钙的合成的数量,而不是二氧化硅在石灰石中的含量。那种认为水硬石灰的水硬特性是依赖于二氧化硅(或是粘土)在石灰石中总的含量的理论是不全面的。

从古代到今天,这里石灰的生产方法基本上没有什么改变:烧制石灰石,然后用水消化。法国的这一厂家一直沿用这种最传统的方法生产石灰。他们掌握的科学知识,加上现代化的质量控制使得产品的性能和质量非常稳定和可靠。

烧制过程: 厂家使用的烧制方法和烧制使用的燃料,是影响二氧化硅SiO2和氧化钙(CaO)结合而生成硅酸钙Calcium Silicates (CS)数量的关键因素,正是这些生成的硅酸钙使最终的石灰产品具有水硬的特性。石灰石的烧制在温度不超过1,000oC的竖窑中进行。烧窑使用的燃料是质地纯净的无烟煤, 这种无烟煤留下的残留物数量很小.

烧制过程中的连续不断的检测保证燃烧的效率(二氧化碳CO2 测试), 烧制的程度会影响到以后消化的过程.

水消化生石灰(熟化): 水消化生石灰的过程受到严格和精确地控制,在消化过程结束的时候,生石灰的含量不超过1%。消解的充分性还表现在,消解后的石灰,只有很少数量的的石灰,才需要通过碾磨,来达到期望达到的粒度(0.09mm).

如下表所示,有害物质的数量很小,它们已不可能对石灰的性能产生不利的影响。

 

成份构成

化学成分 (%)

 

矿物学成份 (%)

 

5号天然水硬石灰

3.5号天然水硬石灰

2号

天然水硬石灰

 

 

5号天然水硬石灰

3.5号天然水硬石灰

2号

天然水硬石灰

烧制中的损耗Loss @ Ignition

16

18

20

 

 

 

 

 

Calcimetry 过氧化钙(CaO2)

10

11

6

 

 

 

 

 

非溶性物质Insoluble

5.6

9.6

8

 

 

5.6

9.6

8

氧化钙CaO

59

56

63

 

熟石灰 Ca(OH)2

22

25

58

未燃烧的碳酸钙 CaCO3

23

25

13

二氧化硅SiO2

15

12

6

 

活性硅酸钙Calcium Silicate

 

 

 

合成物

 

硅酸钙C2S

43

35

17

 

铝酸三钙C3A

0.7

0.5

0.4

氧化铝Al2O3

1.92

1.66

1.3

 

硅酸铝二钙C2AS

1.3

1.0

0.8

氧化铁Fe2O3

0.57

0.49

0.4

 

铁铝酸四钙C4AF

0.7

0.5

0.4

三氧化硫SO3**

0.41

0.45

0.31

 

硫酸钙CaSO4

0.7

0.8

0.5

 

其他

氧化镁MgO

1.01

0.98

0.75

 

 

锰化合物MnO

0.02

0.01

>0.01

 

 

二氧化钛TiO2

0.18

0.16

0.12

 

这些元素的数量非常小,在矿物学测试是很难测出它们的存在. 只有alkalis (K2O/Na2O) ,即使数量很小, (在普通水泥中的含量为1.5/2%) 也会引起它们和二氧化硅之间的反应。

氧化钾K2O

0.21

0.16

0.12

 

 

氧化钠Na2O

0.07

0.06

0.04

 

 

** 在原材料中不存在的三氧化硫SO3的出现,是在烧制过程中由煤产生的。它的含量很小,对最终产品没有不利影响。

 

 

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