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1、第三章第三章 硅酸盐水泥熟料的组成硅酸盐水泥熟料的组成3-2 3-2 熟料矿物特性熟料矿物特性3-1 3-1 熟料的组成熟料的组成3-3 3-3 熟料的率值熟料的率值3-4 3-4 熟料矿物组成的计算与换算熟料矿物组成的计算与换算1n一、化学组成：一、化学组成：主要化学成分：CaO 62%67%SiO2 20%24%Al2O3 4%7%Fe2O3 2.5%6%其它氧化物MgO SO3 Na2O K2O TiO2 P2O5等 95%5%3-1 3-1 熟料的组成熟料的组成2二、矿物组成 硅酸三钙：硅酸三钙：3CaOSiO3CaOSiO2 2 (C(C3 3S)S)硅酸二钙：硅酸二钙：2CaOSi
2、O2CaOSiO2 2 (C(C2 2S)S)铝酸三钙：铝酸三钙：3CaOAl 3CaOAl2 2OO3 3 (C(C3 3A)A)铁铝酸四钙：铁铝酸四钙：4CaO Al4CaO Al2 2OO3 3 Fe Fe2 2OO3 3 (C(C4 4AF)AF)75%22%95%游离氧化钙：f-CaO 方镁石：（即结晶氧化镁）玻璃体：熔剂矿物熔剂矿物3-1 3-1 熟料的组成熟料的组成主要矿物组成硅酸盐矿硅酸盐矿物物其它3CaO多 C3S高过多f-CaO 少 C2S 多3-1 3-1 熟料的组成熟料的组成三、化学成分和熟料矿物组成间的关系化学成分决定了熟料矿物组成SiO2 多C2S 多 Al2O3
3、Fe2O3少熔剂性矿物减少 不利于C3S的形成。SiO2 少硅酸盐矿物少熔剂性矿物多Al2O3多 Fe2O3固定 C3A多Fe2O3多液相增大粘度低易结大块影响窑操作4n一、硅酸三钙一、硅酸三钙（50%，高的达60%）n（一）、矿物特性：（一）、矿物特性：n 1、纯C3S只在20651250内稳定；1250 C3S C2S+CaO 反应慢，常温下呈介稳状态；n 2、不纯，形成固溶体，简称A矿（阿利特）n 3、反光显微镜下呈黑色多角形颗粒。3-2 3-2 熟料矿物特性熟料矿物特性567n一、硅酸三钙一、硅酸三钙n（二）、矿物水化特性（二）、矿物水化特性n水化较快，水化反应主要在水化较快，水化反应
4、主要在28d28d内进行，约经一年后水内进行，约经一年后水化过程基本完成。化过程基本完成。n早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率大，居四早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率大，居四种矿物之首，种矿物之首，28d28d强度达一年强度的强度达一年强度的70%80%70%80%；n水化热较高；抗水性较差。水化热较高；抗水性较差。2-2 2-2 熟料矿物特性熟料矿物特性8n二、硅酸二钙二、硅酸二钙n（一）、矿物特性：（一）、矿物特性：n1、多晶转变：-C2S -C2S -C2S -C2Sn2、不纯，形成固溶体，简称B矿（贝利特），呈棱柱状或板状500常温下，有水硬性，不稳定几乎无水硬性密度(g/c
5、m3):3.28 2.97体积膨胀10%，熟料粉化2-2 2-2 熟料矿物特性熟料矿物特性9贝利特的显微结构：n反光显微镜下呈圆粒状，也可见其他不规则形状。正常熟料中具有黑白交叉双晶条纹；低温煅烧且慢冷熟料中常发现有平行双晶。101112n二、硅酸二钙n（二）矿物水化特性n水化反应慢，28d水化20%，凝结硬化慢；n早期强度低，28d后强度较快增长，一年后赶超A矿。n水化热小；抗水性好；3-2 3-2 熟料矿物特性熟料矿物特性13n三、铝酸三钙三、铝酸三钙n（一）、矿物特性：（一）、矿物特性：n1、不纯，形成固溶体，称黑色中间相n2、晶型随原材料性质、熟料形成与冷却工艺的不同而有所差别。n（二
6、）水化特性：（二）水化特性：n1、水化快，凝结快；n2、早强较高，但绝对值不高。3d发挥出大部分强度，以后不增长，甚至倒缩。n3、水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。3-2 3-2 熟料矿物特性熟料矿物特性14n四、铁铝酸四钙四、铁铝酸四钙n（一）、矿物特性：（一）、矿物特性：n1、铁铝酸四钙代表的是一系列连续的固溶体。n2、不纯，形成固溶体，称C矿（才利特）白色中间相。n（二）、水化特性：（二）、水化特性：n1、水化速度：早期介于C3A、C3S间，后期的发展不如C3S；n2、早强似C3A，后期能增长，似C2Sn3、水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。3-2 3
7、-2 熟料矿物特性熟料矿物特性1516矿物名称矿物名称又称又称水化速度水化速度早期强度早期强度水化热水化热硅酸三钙A矿快最高高硅酸二钙B矿慢低小铝酸三钙黑色中间相最快较高最高铁铝酸四钙白色中间相介于1、3间早期似C3A后期似C2S较小四种主要矿物的特性四种主要矿物的特性17n28d28d内绝对强度内绝对强度：C C3 3S SC C4 4AFAFC C3 3A AC C2 2S Sn水水 化化 速速 度度：C C3 3A A C C4 4AFAF C C3 3S SC C2 2S Sn水水 化化 热热：C C3 3A A C C3 3S S C C4 4AFAF C C2 2S S四种矿物性能
8、比较四种主要矿物的特性四种主要矿物的特性18种种 类类产产 生生 原原 因因特特 点点对水泥安定对水泥安定性的影响性的影响欠烧游离氧化钙（欠烧f-CaO）熟料煅烧过程中因欠烧、漏生，在11001200低温下形成结构疏松多孔、不大一次游离氧化钙（一次f-CaO）因配料不当、生料过粗或煅烧不良，尚未与S、A、F反应而残留的CaO呈“死烧状态”，结构致密，大二次游离氧化钙（二次f-CaO）熟料慢冷或还原气氛下，C3S分解而形成的经过高温，水化较慢小3-2 3-2 熟料矿物特性熟料矿物特性五游离氧化钙f-CaO19 形成形成：工厂实际生产条件下，硅酸盐水泥熟料中的部分熔融液相被快速冷却来不及结晶而成为
9、过冷凝体称为玻璃体。主要成分主要成分：Al2O3 Fe2O3 CaO及少量MgO Na2O K2O 等。性能性能：水化热较大；可改善熟料性能和易磨性。方镁石指游离状态的方镁石指游离状态的氧化镁晶体，是熟料氧化镁晶体，是熟料中氧化镁的一部分。中氧化镁的一部分。性能：水化很慢，水性能：水化很慢，水化时，固体体积膨胀化时，固体体积膨胀148%148%，引起水泥的安，引起水泥的安定性。定性。六、玻璃体七、方镁石20一、石灰饱和系数：一、石灰饱和系数：n公式：公式：KH=n意义意义：水泥熟料中的总CaO含量扣除饱和酸性氧化物所需要的氧化钙后，所剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成
10、硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。简言之。简言之。KHKH表示熟料中二氧表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。n取值取值：0.870.963-3 3-3 熟料的率值熟料的率值21 二、硅二、硅 率率:公式公式:n(SM)=:n(SM)=含义含义:反映了熟料中硅酸盐矿物、熔剂矿物的相对反映了熟料中硅酸盐矿物、熔剂矿物的相对含量。含量。取值：取值：1.72,71.72,72-3 2-3 熟料的率值熟料的率值22公式公式:p(IM)=p(IM)=含义：含义：说明熟料中说明熟料中C C3 3A A、C C4 4AFAF的相对含量。的相对含量。反映液相的性质。
11、反映液相的性质。(C(C3 3A A 产生的液相产生的液相 粘度大；粘度大；C C4 4AFAF产生的液相粘度小产生的液相粘度小.).)取值：取值：0.91.90.91.9三、铝三、铝三、铝三、铝 率率率率:3-3 3-3 熟料的率值熟料的率值23n熟料矿物组成可用：测定法计算法岩相分析X射线分析红外光谱3-43-4熟料矿物组成的熟料矿物组成的计算与换算计算与换算24一、计算n依据：熟料化学成分或率值依据：熟料化学成分或率值n公式：公式：1 1、化学法、化学法 C C3 3S=3.80(3KH-2)SiOS=3.80(3KH-2)SiO2 2 C C2 2S=8.60(1-KH)SiOS=8.
12、60(1-KH)SiO2 2 C C3 3A=2.65(AlA=2.65(Al2 2OO3 3-0.64Fe-0.64Fe2 2OO3 3)C4AF=3.04Fe C4AF=3.04Fe2 2OO3 3 3-43-4熟料矿物组成的熟料矿物组成的计算与换算计算与换算适用于适用于IM0.64IM0.64252、代数法nC33nC2S=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SO3-3.07Cn3SnC3nC4AF=3.04FnCaSO4=1.70SO33-43-4熟料矿物组成的熟料矿物组成的计算与换算计算与换算适用于适用于IM0.6426二、熟料化学组成、矿物组成与率值的换算二、熟料化学组成、矿物组成与率值的换算n（一）、由矿物组成计算各率值n（二）、由熟料率值计算化学成分n（三）、由矿物组成计算化学成分3-43-4熟料矿物组成的熟料矿物组成的计算与换算计算与换算27硅酸盐水泥熟料的组成：硅酸盐水泥熟料的组成：n熟料矿物特性：熟料矿物特性：n熟料的率值：熟料的率值：n熟料矿物组成的计算和换算熟料矿物组成的计算和换算化学组成矿物组成KHSM（n）IM（P）小结小结28