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1、 硅酸盐水泥熟料是一种由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料按适当比例配合磨成细粉（生料）烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水硬性胶凝物质。 一、熟料的化学组组成 主要化学成分与含量 主要氧化物：CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 其总和通常占熟料总量的95%以上。其它氧化物：如MgO SO3 Na2O K2O TiO2 P2O5等，其总量通常占熟料的5%以下。一、熟料的化学组组成 主要化学成分要求 实际生产中，硅酸盐水泥中个主要氧 化物含量的波动范围一般为：CaO 62%67%SiO2 20%24%Al2O3 4%7%Fe2O3 2.5%6% 二、矿物组成主要矿物组
2、成：硅酸三钙：3CaOSiO2 (C3S)硅酸二钙：2CaOSiO2 (C2S)铝酸三钙：3CaOAl2O3 (C3A)铁铝酸四钙：4CaO Al2O3 Fe2O3 (C4AF) 硅酸盐矿物75%22%95%游离氧化钙：f-CaO其它： 方镁石：（即结晶氧化镁）玻璃体：熔剂矿物熟料的矿矿物组组成及岩相结结构三、熟料的物理性能要求 凝结时间结时间 安定性 强度 硅酸盐盐水泥熟料物理性能的检验检验 ，是通过过将水泥熟料在500mm500mm标标准小磨中与二水石膏一起磨细细至表面积积350m2/kg，80m方孔筛筛筛筛 余4%制成P.型硅酸盐盐水泥后进进行的。 四、化学成分与矿矿物组组成间间的关系
3、熟料中的主要矿矿物均由各主要氧化物经经高温煅烧烧化合而成，熟料矿矿物组组成取决于化学组组成，控制合适的熟料化学成分是获获得优质优质 水泥水泥熟料的中心环节环节 ，根据熟料化学成分也可以推测测出熟料中各矿矿物的相对对含量高低。（1）CaO；（2）SiO2；（3）Al2O3；（4）Fe2O3； （5）其他少量氧化物和微量元素 五、熟料矿矿物的特性 硅酸三钙 存在形式：纯C3S只在2065-1250温度范围内稳定，在1250 以下分解为C2S和CaO。纯C3S具有同质多晶现象,熟料中C3S不纯纯，总总是与少量的其他氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体。在显显微镜镜下为为黑色多角
4、形颗颗粒，又称阿利特（Alite），简简称A矿矿。 硅酸三钙水化特性：水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约经一年后水化过程基本结束。早期强度高，强度的绝对值和增进率较大。其28d强度可达到一年强度的70%80%。水化热较热较 高；抗水性较较差。 五、熟料矿物的特性 硅酸二钙 矿物特性熟料中硅酸二钙钙通常固溶有少量氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体，称贝贝利特（Belite），简简称B矿矿。在反光显显微镜镜下呈圆圆粒状，常具有黑白交叉双晶条纹纹。 五、熟料矿物的特性 硅酸二钙 水化特性水化反应比C3S慢的多，28d只水化20%左右 ，凝结硬化慢；早期强度低，但28d
5、后强度仍能较快增长， 一年后其强度可赶超阿利特；水化热热小；抗水性好。 五、熟料矿物的特性 硅酸二钙多晶转变纯C2S在1450以下有同质多晶现象。 其中：-C2S的密度为为2.97g/cm3，-C2S的密度为为3.28g/cm3，故发发生转变时转变时 ，伴随着体积积膨胀胀10%，结结果是熟料崩溃溃，生产产中称之为为粉化。而-C2S几乎无水硬性。 五、熟料矿物的特性 铝酸三钙矿物特性C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体，在反光镜镜下，其反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A矿矿与B矿矿中间间，又称黑色中间间相。 五、熟料矿物的特性 铝酸三钙水化特性水化迅速，凝结较快，如不
6、加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝；早期强度较高，其强度3d之内大部分发挥出来，以后几乎不增长，甚至倒缩； 水化热热高；脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐盐性能差。 五、熟料矿物的特性 铁铝酸四钙 矿物特性：1、铁铝酸四钙代表的是一系列连续的固溶体。 2、不纯，形成固溶体，称C矿（才利特）,又称 白色中间相。五、熟料矿矿物的特性 铁铝酸四钙 水化特性： 1、水化速度：早期介于C3A、C3S间，后期的 发展不如C3S； 2、早期强度似C3A，后期能增长，似C2S； 3、水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性 能较好。五、熟料矿矿物的特性 玻璃体 形成：部分熔融液相被快速冷却来不及结结晶而成为过为过 冷凝体主
7、要成分：Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、R2O含量：取决于液相量及冷却条件 性能：不及晶体稳稳定，水化热较热较 大；可改善熟料性能与易磨性。 五、熟料矿物的特性 游离氧化钙钙（f-CaO） 定义是指熟料中没有以化合状态态存在而是以游离状态态存在的氧化钙钙。五、熟料矿物的特性 游离氧化钙钙的种类类及其对对安定性的影响 种类类 产产生原因 特点 对对水泥安 定的影响欠烧烧f- CaO 熟料煅烧过烧过 程中因欠烧烧、 漏生，在11001200低温 下形成 结结构疏松多 孔 不大 一次f-CaO 因配料不当、生料过过粗或煅 烧烧不良，尚未与S、A、F反 应应而残留的CaO呈“死烧烧状 态态”，
8、结结构 致密 大 二次f-CaO 熟料慢冷或还还原气氛下， C3S分解而形成的经过经过 高温， 水化较较慢 较较大 方镁石（MgO）指游离状态的氧化镁晶体。 产生一部分氧化镁存在于玻璃体中，一部分 结晶呈游离状态。当熟料快冷时，结晶细小，慢冷时晶体 发育较大，结构致密。五、熟料矿物的特性 方镁石（MgO） 危害方镁石与水反应速度很慢，几个月甚至 几年才明显反映出来。水化生成Mg(OH)2时，体 积膨胀148%，在水泥石内产生应力，轻者会降 低水泥制品强度，重者会造成水泥制品破坏。方镁石含量越多，晶体尺寸越大，引起 的破坏越严重，因此，应限制其含量及晶体尺 寸。熟料冷却速度越快，方镁石晶体越小，
9、含 量越少。五、熟料矿物的特性 六、熟料的率值值 硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物含量之 间比例关系的系数称作率值。表示化学成分与矿物组成之间的关系， 水泥熟料的性能及其对煅烧的影响。在一定的工艺艺条件下，率值值是水泥生产产 质质量控制的主要指标标。我国主要采用石灰饱饱和系数（KH）、硅 率（n）、铝铝率（p）三个率值值。 1.石灰饱饱和系数 物理意义义：KH表示水泥熟料中，CaO总总是与酸性氧 化物Al2O3、Fe2O3饱饱和生成C3A，C4AF，在生成 上述矿矿物后，所余下的氧化钙钙与使二氧化硅饱饱 和形成硅酸三钙钙所需的氧化钙钙的比值值。简简言之，石灰饱饱和系数表示熟料中二氧 化硅被氧化钙饱
10、钙饱 和成硅酸三钙钙的程度。 数学表达式：式中：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3 分别为熟料中相应氧化物的质量百分数；f -CaO、f-SiO2分别为别为 熟料中呈游离状态态的 氧化钙钙、二氧化硅的质质量百分数。 2.硅率 含义义：熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3 之和的比例。反映了熟料中硅酸盐矿盐矿 物（ C3S+C2S）、熔剂矿剂矿 物（C3A+C4AF）的相对对含 量。 3.铝铝率（又称铝铝氧率或铁铁率） 含义义：表示熟料中Al2O3含量Fe2O3含量 之比，反映了熟料中C3A和C4AF的相对对含量。也 反映煅烧过烧过 程中液相的性质质（主要是液相的粘 度，C3
11、A形成的液相粘度大，C4AF形成的液相粘 度小） 七、熟料矿物组成的计算与换算 获获得熟料矿矿物组组成的方法： 仪仪器分析法：如岩相分析；X射线线分析；红红外 光谱谱分析等。 理论计论计 算法。 1.硅酸盐盐水泥熟料矿矿物组组成的计计算 石灰石饱和系数法 C3S=3.80(3KH-2)SiO2 C2S=8.60(1-KH) SiO2 C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3) C4AF=3.04Fe2O3式中：SiO2、Al2O3、Fe2O3分别是熟料中相 应氧化物的百分含量(%)。KH是熟料的石灰饱饱和 系数。 代数法：（也称鲍格法） C3S=4.07S-7.60S-6.72A-1.
12、43F-2.86 SO3 C2S=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SO3-3.07C=2.87S- 0.754 C3S C3A=2.65A-1.69F C4AF=3.04F CaSO4=1.70 SO3式中：C、S、A、F、SO3分别代表熟料中 CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3 、SO3的百分含量。 以 上公式适用于：IM0.641.硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算 1.硅酸盐盐水泥熟料矿矿物组组成的计计算 【例3.1】已熟料化学成分如下表所示，试求熟 料的率值和矿物组成。 氧化物SiO2Al2 O3Fe2O3CaOMgOSO3- CaO%（质量 ）21.4 06.2 24.3
13、565.6 01.060.371.00100.00=0.877 按石灰石饱和系数法公式可求得熟料矿物组成： C3S3.80（3KH2）SiO23.80（30.8772） 21.4051.31% C3S8.60（1KH）SiO28.60（10.877）21.40 22.64% C3A2.65（Al2O30.64Fe2O3）2.65（6.22 0.644.35）9.11% C4AF3.04Fe2O33.044.3513.22%解： 2.熟料化学组组成、矿矿物组组成与率值值的换换算 由矿矿物组组成计计算各率值值 2.熟料化学组组成、矿矿物组组成与率值值的换换算由熟料率值计值计 算化学成分设设=CaO+SiO2+Al2O3+Fe2O3，一般=95%-98%，具体值值大小受原料化学成分和配料方案的影响，通常情况下可取=97.5%。 Al2O3pFe2O3SiO2n（Al2O3Fe2O3）CaO（SiO2Al2O3Fe2O3） 2.熟料化学组组成、矿矿物组组成与率值值的换换 算由矿矿物组组成计计算化学成分 SiO20.2631C3S0.3488C2SAl2O30.3773C3A0.2098C4AFFe2O30.3286C4AF CaO0.7369C3S0.6512C2S0.622C3A0.4616C4AF0.4119CaSO4SO30.5881CaSO4
