硅酸鹽水泥熟料的礦物組成演示文稿

硅酸鹽水泥熟料的礦物組成演示文稿目前一頁\總數(shù)三十四頁\編于四點優(yōu)選硅酸鹽水泥熟料的礦物組成目前二頁\總數(shù)三十四頁\編于四點一、熟料的化學組成

◆主要化學成分與含量

主要氧化物：CaOSiO2Al2O3Fe2O3

其總和通常占熟料總量的95%以上。其它氧化物：如MgOSO3Na2OK2OTiO2P2O5等，其總量通常占熟料的5%以下。目前三頁\總數(shù)三十四頁\編于四點一、熟料的化學組成

◆主要化學成分要求實際生產(chǎn)中，硅酸鹽水泥中個主要氧化物含量的波動范圍一般為：

CaO62%～67%SiO220%～24%Al2O34%～7%Fe2O32.5%～6%

目前四頁\總數(shù)三十四頁\編于四點二、礦物組成

主要礦物組成：硅酸三鈣：3CaO·SiO2

(C3S)

硅酸二鈣：2CaO·SiO2

(C2S)

鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3

(C3A)

鐵鋁酸四鈣：4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)

硅酸鹽礦物~75%~22%~95%

游離氧化鈣：f-CaO其它：方鎂石：（即結(jié)晶氧化鎂）玻璃體：熔劑礦物目前五頁\總數(shù)三十四頁\編于四點熟料的礦物組成及巖相結(jié)構(gòu)目前六頁\總數(shù)三十四頁\編于四點三、熟料的物理性能要求

凝結(jié)時間

安定性

強度

硅酸鹽水泥熟料物理性能的檢驗，是通過將水泥熟料在Φ500mm×500mm標準小磨中與二水石膏一起磨細至表面積350m2/kg，80m方孔篩篩余≤4%制成P.Ⅰ型硅酸鹽水泥后進行的。

目前七頁\總數(shù)三十四頁\編于四點四、化學成分與礦物組成間的關(guān)系

熟料中的主要礦物均由各主要氧化物經(jīng)高溫煅燒化合而成，熟料礦物組成取決于化學組成，控制合適的熟料化學成分是獲得優(yōu)質(zhì)水泥水泥熟料的中心環(huán)節(jié)，根據(jù)熟料化學成分也可以推測出熟料中各礦物的相對含量高低。（1）CaO；（2）SiO2；（3）Al2O3；（4）Fe2O3；

（5）其他少量氧化物和微量元素

目前八頁\總數(shù)三十四頁\編于四點五、熟料礦物的特性

◆硅酸三鈣

存在形式：純C3S只在2065℃-1250℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定，在1250℃以下分解為C2S和CaO。純C3S具有同質(zhì)多晶現(xiàn)象,熟料中C3S不純，總是與少量的其他氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶體。在顯微鏡下為黑色多角形顆粒，又稱阿利特（Alite），簡稱A礦。

目前九頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆硅酸三鈣

水化特性：水化較快，水化反應主要在28d以內(nèi)進行，約經(jīng)一年后水化過程基本結(jié)束。早期強度高，強度的絕對值和增進率較大。其28d強度可達到一年強度的70%～80%。水化熱較高；抗水性較差。

五、熟料礦物的特性

目前十頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆硅酸二鈣

礦物特性熟料中硅酸二鈣通常固溶有少量氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶體，稱貝利特（Belite），簡稱B礦。在反光顯微鏡下呈圓粒狀，常具有黑白交叉雙晶條紋。

五、熟料礦物的特性

目前十一頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆硅酸二鈣

水化特性水化反應比C3S慢的多，28d只水化20%左右，凝結(jié)硬化慢；早期強度低，但28d后強度仍能較快增長，一年后其強度可趕超阿利特；水化熱??；抗水性好。

五、熟料礦物的特性

目前十二頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆硅酸二鈣

多晶轉(zhuǎn)變純C2S在1450℃以下有同質(zhì)多晶現(xiàn)象。其中：γ-C2S的密度為2.97g/cm3，β-C2S的密度為3.28g/cm3，故發(fā)生β→γ轉(zhuǎn)變時，伴隨著體積膨脹10%，結(jié)果是熟料崩潰，生產(chǎn)中稱之為粉化。而γ-C2S幾乎無水硬性。

五、熟料礦物的特性

目前十三頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆鋁酸三鈣

礦物特性

C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶體，在反光鏡下，其反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A礦與B礦中間，又稱黑色中間相。

五、熟料礦物的特性

目前十四頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆鋁酸三鈣

水化特性水化迅速，凝結(jié)較快，如不加石膏等緩凝劑，易使水泥急凝；早期強度較高，其強度3d之內(nèi)大部分發(fā)揮出來，以后幾乎不增長，甚至倒縮；水化熱高；脆性大，耐磨性差，抗硫酸鹽性能差。

五、熟料礦物的特性

目前十五頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆鐵鋁酸四鈣

礦物特性：1、鐵鋁酸四鈣代表的是一系列連續(xù)的固溶體。2、不純，形成固溶體，稱C礦（才利特）,又稱白色中間相。五、熟料礦物的特性

目前十六頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆鐵鋁酸四鈣

水化特性：1、水化速度：早期介于C3A、C3S間，后期的發(fā)展不如C3S；2、早期強度似C3A，后期能增長，似C2S；3、水化熱較C3A低，抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好。五、熟料礦物的特性

目前十七頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆玻璃體

形成：部分熔融液相被快速冷卻來不及結(jié)晶而成為過冷凝體

主要成分：Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、R2O

含量：取決于液相量及冷卻條件

性能：不及晶體穩(wěn)定，水化熱較大；可改善熟料性能與易磨性。

五、熟料礦物的特性

目前十八頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆游離氧化鈣（f-CaO）

定義是指熟料中沒有以化合狀態(tài)存在而是以游離狀態(tài)存在的氧化鈣。

五、熟料礦物的特性

目前十九頁\總數(shù)三十四頁\編于四點

游離氧化鈣的種類及其對安定性的影響

種類產(chǎn)生原因特點對水泥安定的影響欠燒f-CaO熟料煅燒過程中因欠燒、漏生，在1100～1200℃低溫下形成結(jié)構(gòu)疏松多孔不大一次f-CaO因配料不當、生料過粗或煅燒不良，尚未與S、A、F反應而殘留的CaO呈“死燒狀態(tài)”，結(jié)構(gòu)致密大二次f-CaO熟料慢冷或還原氣氛下，C3S分解而形成的經(jīng)過高溫，水化較慢較大目前二十頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆方鎂石（MgO）指游離狀態(tài)的氧化鎂晶體。

產(chǎn)生一部分氧化鎂存在于玻璃體中，一部分結(jié)晶呈游離狀態(tài)。當熟料快冷時，結(jié)晶細小，慢冷時晶體發(fā)育較大，結(jié)構(gòu)致密。五、熟料礦物的特性

目前二十一頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆方鎂石（MgO）

危害方鎂石與水反應速度很慢，幾個月甚至幾年才明顯反映出來。水化生成Mg(OH)2時，體積膨脹148%，在水泥石內(nèi)產(chǎn)生應力，輕者會降低水泥制品強度，重者會造成水泥制品破壞。方鎂石含量越多，晶體尺寸越大，引起的破壞越嚴重，因此，應限制其含量及晶體尺寸。熟料冷卻速度越快，方鎂石晶體越小，含量越少。五、熟料礦物的特性

目前二十二頁\總數(shù)三十四頁\編于四點六、熟料的率值

硅酸鹽水泥熟料中各主要氧化物含量之間比例關(guān)系的系數(shù)稱作率值。表示化學成分與礦物組成之間的關(guān)系，水泥熟料的性能及其對煅燒的影響。在一定的工藝條件下，率值是水泥生產(chǎn)質(zhì)量控制的主要指標。我國主要采用石灰飽和系數(shù)（KH）、硅率（n）、鋁率（p）三個率值。

目前二十三頁\總數(shù)三十四頁\編于四點1.石灰飽和系數(shù)

物理意義：

KH表示水泥熟料中，CaO總是與酸性氧化物Al2O3、Fe2O3飽和生成C3A，C4AF，在生成上述礦物后，所余下的氧化鈣與使二氧化硅飽和形成硅酸三鈣所需的氧化鈣的比值。簡言之，石灰飽和系數(shù)表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。

目前二十四頁\總數(shù)三十四頁\編于四點

數(shù)學表達式：

式中：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3分別為熟料中相應氧化物的質(zhì)量百分數(shù)；f-CaO、f-SiO2分別為熟料中呈游離狀態(tài)的氧化鈣、二氧化硅的質(zhì)量百分數(shù)。

目前二十五頁\總數(shù)三十四頁\編于四點2.硅率

含義：熟料中SiO2含量與Al2O3、Fe2O3之和的比例。反映了熟料中硅酸鹽礦物（C3S+C2S）、熔劑礦物（C3A+C4AF）的相對含量。

目前二十六頁\總數(shù)三十四頁\編于四點3.鋁率（又稱鋁氧率或鐵率）

含義：表示熟料中Al2O3含量Fe2O3含量之比，反映了熟料中C3A和C4AF的相對含量。也反映煅燒過程中液相的性質(zhì)（主要是液相的粘度，C3A形成的液相粘度大，C4AF形成的液相粘度?。?/p>

目前二十七頁\總數(shù)三十四頁\編于四點七、熟料礦物組成的計算與換算

獲得熟料礦物組成的方法：①儀器分析法：如巖相分析；X射線分析；紅外光譜分析等。②理論計算法。

目前二十八頁\總數(shù)三十四頁\編于四點1.硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計算

◆石灰石飽和系數(shù)法C3S=3.80(3KH-2)SiO2C2S=8.60(1-KH)SiO2C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)C4AF=3.04Fe2O3

式中：SiO2、Al2O3、Fe2O3分別是熟料中相應氧化物的百分含量(%)。KH是熟料的石灰飽和系數(shù)。

目前二十九頁\總數(shù)三十四頁\編于四點◆代數(shù)法：（也稱鮑格法）C3S=4.07S-7.60S-6.72A-1.43F-2.86SO3C2S=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SO3-3.07C=2.87S-0.754C3SC3C4AF=3.04FCaSO4=1.70SO3

式中：C、S、A、F、SO3分別代表熟料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3

、SO3的百分含量。以上公式適用于：IM≥0.641.硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計算

目前三十頁\總數(shù)三十四頁\編于四點1.硅酸鹽水泥熟料礦物組成的計算

【例3.1】已熟料化學成分如下表所示，試求熟料的率值和礦物組成。

氧化物SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3?-CaO%（質(zhì)量）21.406.224.3565.601.060.371.00100.00目前三十一頁\總數(shù)三十四頁\編于四點=0.877按石灰石飽和系數(shù)法公式可求得熟料礦物組成：C3S＝3.80（3KH－2）SiO2-＝3.80（3×0.877－2）×21.40＝51.31%C3S＝8.60（1－KH）SiO2-＝8.60（1－0.877）×21.40＝22.64%C3A＝2.65（Al--2O3－0.64Fe--2O3）-＝2.65（6.22－0.64×4.35）＝9.11%C-4A