硅酸鹽水泥的礦物組成 硅酸鹽水泥熟料礦物組成及其配料計(jì)算

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1、硅酸鹽水泥的礦物組成硅酸鹽水泥熟料礦物組成及其配料計(jì)算第三章硅酸鹽水泥熟料礦物組成及其配料計(jì)算第一節(jié)硅酸鹽水泥熟料礦物組成如前所述，硅酸鹽水泥熟料是以適當(dāng)成分的生料燒到部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的燒結(jié)塊。因此，在硅酸鹽水泥熟料中CaO,SiO2,A1203,Fe2O3不是以單獨(dú)的氧化物存在，而是以兩種或兩種以上的氧化物經(jīng)高溫化學(xué)反應(yīng)而生成的多種礦物的集合體。其結(jié)晶細(xì)小，一般為3060Icm。因此可見，水泥熟料是一種多礦物組成的結(jié)晶細(xì)小的人工巖石。它主要有以下四種礦物：硅酸三鈣一～3Ca0．‘3i02，可簡寫為C3S；硅酸二鈣2Ca0Si02，可簡寫為C2S24；鋁酸三鈣3Ca0A1

2、203，可簡寫為C3A；鐵相固溶體通常以鐵鋁酸四鈣4Ca0.A1203.Fe203作為代表式，可簡寫成C4AF,此外，還有少量游離氧化鈣(.f-Ca0)、方鎂石（結(jié)晶氧化鎂）、含堿礦物及玻璃體。通常熟料中C3S和C2S含量約占75％左右，稱為硅酸鹽礦物。C3-CZS和Ca0，但反應(yīng)很慢，故純C,S在室溫可呈介穩(wěn)狀態(tài)存在。C,S有三種晶系七種變型：10700C10600C9900C9600C9200C5200CR←――→MⅢ←――→MⅡ←――→MⅠ←――→～TⅢ←――→TⅡ←――→TⅠR型為三方晶系，M型為單斜晶系，T型為三斜晶系，這些變型的晶體結(jié)構(gòu)相近。但有人認(rèn)為,R型和M，型的強(qiáng)度比T型

3、的高。在硅酸鹽水泥熟料中,C3S并不以純的形式存在，總含有少量氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵等形成固溶液，稱為阿利特(Alite）或A礦。純C3S在常溫下，通常只能為三斜晶系(T24型），如含有少量Mg0,A1203,Fe2O3,503,ZnO,Cr203,R20等氧化物形成固溶體則為M型或R型。由于熟料中C3S總含MgO,A12O3,Fe2O3以及其他氧化物，故阿利特通常為M型或R型。據(jù)認(rèn)為鍛燒溫度的提高或鍛燒時(shí)間的延長也有利于形成M．型或R型。純C3S為白色，密度為3.14g/cm3,其晶體截面為六角形或棱柱形。單斜晶系的阿利特單晶為假六方片狀或板狀。在阿利特中常以C’S和CaO的包裹體存在。

4、C3S凝結(jié)時(shí)間正常，水化較快，粒徑4050jum的顆粒28d可水化70％左右。放熱較多，早期強(qiáng)度高且后期強(qiáng)度增進(jìn)率較大，28d強(qiáng)度可達(dá)一年強(qiáng)度的70％80％，其28d強(qiáng)度和一年強(qiáng)度在四種礦物中均最高。阿利特的晶體尺寸和發(fā)育程度會(huì)影響其反應(yīng)能力，當(dāng)燒成溫度高時(shí)，阿利特晶形完整，晶體尺寸適中，幾何軸比大（晶體長度與寬度之比L/B>2-3)24，礦物分布均勻，界面清晰，熟料的強(qiáng)度較高。當(dāng)加礦化劑或用急劇升溫等鍛燒方法時(shí)，雖然含較多阿利特，而且晶體比較細(xì)小，但因發(fā)育完整、分布均勻，熟料強(qiáng)度也較高。因此，適當(dāng)提高熟料中的硅酸三鈣含量，并且當(dāng)其巖相結(jié)構(gòu)良好時(shí)，可以獲得優(yōu)質(zhì)熟料。但硅酸三鈣的水化熱較

5、高，抗水性較差，如要求水泥的水化熱低、抗水性較高時(shí)，則熟料中的硅酸三鈣含量要適當(dāng)?shù)鸵恍?。?硅酸二鈣C2S在熟料中含量一般為20％左右，是硅酸鹽水泥熟料的主要礦物之一，熟料中硅酸二鈣并不是以純的形式存在，而是與少量MgO,A1203,Fe2O3,R20等氧化物形成固溶體，通常稱為貝利特(Belite)或B礦。純C2S在14500C以下有下列多晶轉(zhuǎn)變。14250C11600C630—6800C＜5000Cα======αH＝＝＝αL＝＝＝＝＝β---→γ↑＿＿＿＿＿＿＿＿↑780—8600C(H一高溫型，L一低溫型）在室溫下,α，αH，αL，β等變形都是不穩(wěn)定的，有轉(zhuǎn)變成Y型的趨勢(shì)。在熟料中

6、α，αH型一般較少存在，在燒成溫度較高、冷卻較快的熟料中，由于固溶有少量A120,,Mg0,Fe2O3等氧化物，可以β型存在。通常所指的硅酸二鈣或B礦即為β型硅酸二鈣。α，αH型C2S強(qiáng)度較高，而Y型C2S幾乎無水硬性。在立窯生產(chǎn)中，若通風(fēng)不良、還原氣氛嚴(yán)重、燒成溫度低、液相量不足、冷卻較慢，則硅酸二鈣在低于5000C下易由密度為3.28g/cm’的R型轉(zhuǎn)變?yōu)槊芏?.97g/cm3的Y型，體積膨脹1024％而導(dǎo)致熟料粉化。但若液相量多，可使溶劑礦物形成玻璃體將刀型硅酸二鈣晶體包圍住，并采用迅速冷卻方法使之越過尹-}Y型轉(zhuǎn)變溫度而保留下來。貝利特為單斜晶系，在硅酸鹽水泥熟料中常呈圓粒狀，這是

7、因?yàn)樨惱氐睦饨且讶苓M(jìn)液相而其余部分未溶進(jìn)液相之故。已全部溶進(jìn)液相而在冷卻過程中結(jié)晶出來的貝利特則可以自行出現(xiàn)而呈其他形狀。在反射光下，正常溫度燒成的熟料中，貝利特有交叉雙晶條紋，而燒成溫度低冷卻慢者，則呈現(xiàn)平行雙晶條紋。純硅酸二鈣色潔白，當(dāng)含有Fe20,時(shí)呈棕黃色。貝利特水化反應(yīng)較慢,28d僅水化2000A-:右，凝結(jié)硬化緩慢，早期強(qiáng)度較低但后期強(qiáng)度增長率較高，在一年后可趕上阿利特。貝利特的水化熱較小，抗水性較好。在中