工艺技术-硅酸盐水泥熟料矿物组成及配料计算概述(ppt 101页)

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1、第三章硅酸盐水泥熟料矿物组成及配料计算本章三个要点：1）硅酸盐水泥熟料的主要矿物及其性质；2）各率值的表达式、意义及其与生产、水泥质量控制之间的关系；3）配料计算。第一节矿物组成熟料的化学组成：主要化学成分：CaO62%~67%SiO220%~24%Al2O34%~7%Fe2O32.5%~6%其它氧化物MgOSO3Na2OK2OTiO2P2O5等＞95%＜5%熟料的矿物组成硅酸三钙：3CaO·SiO2(C3S)硅酸二钙：2CaO·SiO2(C2S)铝酸三钙：3CaO·Al2O3(C3A)铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)~75%~22%~95%游离氧化钙：f-CaO方镁

2、石：（即结晶氧化镁）玻璃体：熔剂矿物主要矿物组成硅酸盐矿物其它CaO多C3S高　过多f-CaO少C2S多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多C2S多Al2O3、Fe2O3少　熔剂性矿物减少SiO2不利于C3S的形成。少　硅酸盐矿物少　熔剂性矿物多Al2O3多Fe2O3少C3A多Fe2O3多　液相增大　粘度低　易结大块　影响窑操作主要熟料矿物的来源主要原料：1）石灰质：提供CaO(如石灰石：CaCO3);2）粘土质原料：提供SiO2和Al2O3(如高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O)3）铁校正原料：提供Fe2O3(如硫酸工业矿渣);熟料矿物的来源：较低温时：2CaO＋

3、SiO2→2CaO·SiO2(C2S)较高温时：12CaO·7Al2O3＋9CaO→7(C3A)7(2CaO·Fe2O3)＋CaO→12CaO·7Al2O3→7(C4AF)更高温时：C2S＋CaO→C3S(C3S)一、硅酸三钙3CaO·SiO2(C3S)1）C3S是熟料的主要矿物，含量通常为50%～60%。2）热学性质：纯C3S在2065~1250℃内稳定；在1250℃以下分解为C2S和CaO，但反应非常缓慢，使C3S在室温下呈介稳状态存在。3）晶型：在1250℃以下，C3S有三种晶系七种晶型；纯C3S在常温下为T型（三斜晶系）；但若与MgO、Al2O3、Fe2O3、SO3等物质形成固溶体，

4、则成为M型或R型。（单斜或三方）。此处固溶体即A矿。A矿1、定义：硅酸盐水泥熟料中，C3S通常与少量MgO，Al2O3，Fe2O3，SO3等形成固溶体，称为阿利特（Alite）或A矿。2、显微结构：通常为单斜晶系，呈假六方片状；单偏光镜下无色透明；正交偏光镜下呈灰白或深灰干涉色；反光镜下呈灰色。不易识别，但经1%硝酸酒精溶液或1%氯化铵水溶液适当侵蚀后，分别显示深棕色、蓝色，并具有清晰边界的六角板、柱状外形。另外，若水泥生料中含较多的燧石等结晶α-石英，由于其活性差，与CaO反应慢，因而常被较快形成的C3S所包裹。即，C3S常以C2S及CaO的包裹体存在。A矿显微结构结晶良好的A矿A矿尺寸不

5、均，分堆分布理想A矿晶体形态为六方板状、柱状或片状常见单斜晶系发育不完整的A矿、晶形不规则短柱状和少量板状A矿具有层带状结构的A矿A矿物形态与成因分析矿物切面图描述原因分析A板状（六角形）常见发育良好的A矿晶体柱状、长柱状煅烧温度高、液相量富或KH高的情况下棱角圆钝窑内还原气氛、煤灰投落使液相碱度降低A矿受液相熔蚀而造成熔蚀凹缺原因同上边毛分解慢冷熟料A矿刚开始分解花环结构慢冷熟料A矿分解贴近A矿的细粒B矿高温烧成熟料中常见贴近A矿的腰子形B矿原因同上A矿的裂纹高MgO熟料、高SiO2（燧石）熟料、慢冷熟料A矿中的包裹体可能有B矿和ƒ-CaOA矿慢冷分解、急烧A矿快速生成包围B矿、含燧石灰岩

6、烧成的熟料环带构造晶体内外固溶体成分不同，分解时形成环带构造飞砂料A矿（麻点）煤灰集中降落形成的无定形A矿烧成温度低或欠烧熟料中常见3、性能特点1）硅酸三钙凝结时间正常，水化较快；2）强度发展快，早期强度高，且强度增进率大（28天强度可达到一年强度的70～80%）。3）但水化热高，抗水性差。4、应用控制要获得质量较好的水泥熟料，可适当提高C3S含量；若要求水泥抗水性较高，则应适当降低C3S含量。5、C3S形成条件在CaO—SiO2二元系统中，固相反应合成C3S单矿物时，若无液相：1）1800℃，几分钟可迅速形成；2）1650℃，一小时，C3S基本形成，f-CaO1%左右；3）1450℃下加热

7、一小时，只有少量C3S，大部分是C2S及CaO（故此温下，需多次重复粉磨再煅烧）4）若有足够的熔剂（液相），1250～1450时，可迅速形成C3S。二、硅酸二钙2CaO·SiO2(C2S)含量20%左右；是硅酸盐水泥熟料的主要矿物之一。1、定义B矿：熟料中硅酸二钙并不是以纯的形式存在，而是与少量MgO，Al2O3，Fe2O3，RaO等氧化物形成固溶体，通常称为贝利特（Belite）或B矿。2、为何B矿中的C2