水泥熟料矿物形成和水化.ppt

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1、硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料生料SiO2CaO化合反应800～1450℃800℃左右分解反应Al2O3Fe2O32CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸三钙3CaO-SiO2,(C3S）-（AliteA矿)，50％～60％硅酸二钙2CaO-SiO2,(C2S）-（BeliteB矿)，15％～25％铝酸三钙3CaO-Al2O3,(C3A)，4％～14％铁相固溶体，通常以铁铝酸四钙4CaO-Al2O3-Fe2O3作为代表式，可简写为C4AF。又称才利特（Celite）或

2、C矿。此外还有少量玻璃相、游离氧化钙和方镁石等。A矿和B矿是硅酸盐矿物合占约75%，C3A和C4AF合占约22%。一、硅酸盐水泥对矿物组成的要求硅酸盐水泥必须具备熟料性能：良好的与水反应的能力相当的强度与良好的耐久性反应速度可以满足工程的要求硅酸盐水泥熟料由C3S、C2S、C3A、C4AF四种矿物组成。A矿——在硅酸盐水泥熟料中固溶了其它少量氧化物的C3S称为阿利特（Alite），又称为A矿；在反光显微镜下为黑色多角形颗粒三、硅酸盐水泥熟料矿物硅酸三钙C3S硅酸三钙主要有硅酸二钙和氧化钙生成。纯C3S在1250-20

3、65℃稳定，在2065以上不一致熔融为CaO和液相，在1250℃以下分解为C2S和CaO。实际上C3S的分解反应进行的比较缓慢，致使纯C3S在常温下以介稳状态存在。在二元CaO-SiO2系统中，以固相反应制备C3S,1800℃几分钟，1650℃1小时，1450℃1小时只有少量生成。矿物水化特性ａ.水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约一年后水化过程基本完成；ｂ.早期强度高，其28d强度可以达到它一年强度的70%~80%，它对水泥的性能起着主导作用。ｃ.水化热较高，水化过程中释放出约500J/g的水化热。B矿——C

4、2S固溶体称为贝利特（Belite），又称为B矿；在反光显微镜下呈圆粒状，快冷常具有黑白交叉双晶条纹；慢冷常具有黑白平行双晶条纹。硅酸二钙（C2S，贝利特）晶体结构晶体由Ca2+和SiO44–离子构成。前四种形态结构相近，γ—C2S密度小，转变时产生粉化。β—C2S3.28,γ—C2S2.97→膨胀约10%矿物水化特性ａ.水化反应比C3S慢得多，至28d龄期仅水化20%左右，凝结硬化缓慢。ｂ.早期强度低，但28d以后强度仍能较快增长，一年后其强度可以赶上甚至超过阿利特的强度。ｃ.水化热250J/g，是四种矿物中最小者

5、；抗水性好，因而对大体积工程或处于侵蚀性大的工程用水泥，适当提高贝利特含量，降低阿利特含量是有利的。铝酸三钙熟料中铝酸钙主要是铝酸三钙（C3A），有时还可能有七铝酸十二钙（C12A7）。铝酸三钙中可固溶部分氧化物，如：SiO2、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、TiO2等。一般固溶量：12%——17%。在反光镜下，其反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A矿与B矿中间，又称黑色中间相。矿物水化特性ａ.水化迅速，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。ｂ.早期强度较高，但绝对值不高。它的强度3d之内就大部分发挥出来，以

6、后却几乎不再增长，甚至倒缩。ｃ.水化热高，约1340J/g，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能差。故制造抗硫酸盐水泥或大体积混凝土工程用水泥时，应将铝酸三钙控制在较低的范围之内。铁铝酸四钙铁铝酸四钙代表的是一系列连续的铁相固溶体。通常固溶有少量的MgO、SiO2等氧化物，在反光镜下其反射能力强，呈亮白色，并填充在A矿与B矿之间，也称白色中间相。矿物水化特性ａ.水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。ｂ.早期强度类似于铝酸三钙，而后期还能不断增长，类似于硅酸二钙。ｃ.水化热较低，约4

7、20J/g，其抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。因此，制造抗硫酸盐水泥或大体积工程用水泥时，适当提高铁铝酸四钙的含量是有利的。铁铝酸四钙和铝酸三钙在烧成中的作用：铁铝酸四钙和铝酸三钙在煅烧过程中熔融成液相，又称熔剂矿物，可以促进硅酸三钙的顺利形成。如果物料中熔剂矿物过少，易生烧，氧化钙不易被吸收完全，导致熟料中游离氧化钙增加，影响熟料质量，降低窑的产量，增加燃料消耗。如果熔剂矿物过多，在立窑内易结大块，结炉瘤；在回转窑内易结大块，甚至结圈等。液相的粘度，随C3A／C4AF比而增减。四、熟料中的其他物质及其作用1、玻璃体通

8、常熟料冷却较快，有部分液相来不及结晶就称为玻璃体。玻璃体的主要成分为Fe2O3、Al2O3、CaO，也有少量的MgO和碱(K2O和Na2O)等。2、游离氧化钙和方镁石游离氧化钙产生：生料过粗或煅烧不良时，熟料中出现没有被吸收的以游离状态存在的氧化钙，称为游离氧化钙，又称游离石灰(Freelime或f—CaO)。形貌：偏光镜下为无色圆形颗粒，有明