水泥熟料岩相分析

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图8 梭状贝里特 1%氯化铵溶液 优质料
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因此，根据β-C2S的形态和双晶纹的变 化，可以推断窑内的煅烧温度及热工制度 。
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当β- C2S 转变为γ- C2S 时，体积要增 大10%左右，大量转变时常会使熟料崩裂 呈粉状（图7-9）。
是含有某些金属离子的硅酸二钙（ 2CaO·SiO2，简写为C2S ）固溶体，有 多种晶型。工厂水泥熟料中的B矿大部 分为β型的，属单斜晶系。
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β- C2S 一般呈圆粒状，常具有两组相互 交叉的双晶纹（图7-4，图9-8，图8-1-2） 。
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图3 包晶结构的阿里特晶体
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图4 阿里特包裹 f-CaO、C3A结构 1%硝酸酒精
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图9-5是慢冷熟料A矿分解，周围环绕着 析出的小颗粒C2S晶体的花环状结构。
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图12 花环状结构A矿和片状C3A 蒸馏水 优质料
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β- C2S 在反光显微镜下，用 1％NH4Cl 水溶液或 1% 硝酸酒精浸蚀光片后，都呈 现棕色或棕黄色。
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三. 黑色中间体 填充在A矿和B矿之间的铝酸盐相、铁
铝酸盐相和组成不定的玻璃相，总称为中 间体。中间体按反射率大小分为黑色中间 体和白色中间体两大类。
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§10-1 硅酸盐水泥熟料的矿物组成
一. A矿 阿里特（Alite） 是含有少量MgO、Al2O3和Fe2O3的硅酸三
钙（3CaO·SiO2 ，简写为C3S ）固溶体。
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纯的硅酸三钙属于三斜晶系。硅酸盐 水泥熟料中的A矿晶体最常见的是单斜晶 系，晶体外型为假六方片状或板状，有时 出现短柱状等，图8-1-1、7-2、7-3（ρ为 几何轴率）。
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七. 玻璃相：成份不定，含有多量的Al2O3 和Fe2O3组分。
在偏光显微镜下玻璃相与结晶相不易 识别，但在反射光下用10%KOH水溶液 及1%硝酸酒精溶液腐蚀后，玻璃相呈暗 黑色的包裹体。
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八. 孔洞 是熟料中的气相在冷却过程中形成的，在
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② 生料的饱和系数过高，硅酸率太低，在 镜下能见到未化合的游离氧化钙以园粒状 分布于A矿和B矿之间，或包裹于A矿中间 （7-17，图7-18）。
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③ 煅烧温度过低，液相量少，粘度大，CaO 没有被充分地吸收生成C3S，而呈游离状态 残存下来。
① B矿巢：由原料中粗粒长石、石英或 矿渣形成，粗大的B矿几乎紧紧连在一 起，见图9-26 ，图8-1-12
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② 游离氧化钙矿巢：是由粗粒石灰石在煅 烧中CaO没有被完全吸收形成的，图7-22， 图9-21。
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正常煅烧熟料中A矿晶体的大小约 20—30μm，呈边棱平直，六角板， 柱状的自形晶（图9-3）。
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A矿的显微结构还有：譬如包裹着其他 晶体的包裹结构（图9-4，图8-1-8）。
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五. 游离氧化钙 又称游离石灰，常用 f – CaO 表示 。 它是没有与熟料中其它成份化合的氧化
钙，属等轴晶系。
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1. 一次游离氧化钙：又称残存游离氧化钙， 是生料中残留下来的氧化钙，残存的原因 大致有以下几种。
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① 生料细度没有达到要求，石灰石（或混 入的方解石）颗粒太粗，在煅烧过程中反 应不完全，这种残留下来的氧化钙在镜下 呈圆形或卵形，粒径较大，而且成堆聚集 形成矿巢型分布（图7-16，图9-16）。
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在反光显微镜下，用 1% NH4Cl 水溶液 或 1% 硝酸酒精溶液浸蚀光片后，C3A呈 暗色或灰色；用蒸馏水浸蚀光片后，C3A 呈兰灰色。
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四. 白色中间体 主要是铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3， 简写为C4AF），又称为C矿（才利特）， 它是水泥熟料中间体中反射率较大，色泽 浅的部分（图7-14）。
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② 多孔构造：镜下孔洞较多、孔径较大， 部分正常煅烧的多孔状熟料及欠烧熟料有 此构造。
③ 层状构造：熟料中分层，各层矿物的组 成、颗粒大小不同。旋窑中的圈料、窑皮 料及轻烧、急烧熟料有此构造。
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2. 结构类型：矿物结晶程度，颗粒大小形 状及其相互间的关系。
68右停留的时间过长将分解为b矿和游离氧化钙此时a矿边缘往往出现许多小粒b矿形成花环结构a矿同时出现一些极细小的游离氧化钙溶入液相或聚集成团形成蠕虫状结构图719图81236970发生阳离子置换fe离子进入a矿使a矿由不稳定到分解同时置换出游离氧化钙形成所谓蠕虫状结构的b矿和fcao
材料岩相分析
第六章 硅酸盐水泥 熟料的岩相分析
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图9-6是受酸性溶液浸蚀后形成的港湾 状结构； 图9-7是内外成份不同出现的环 带结构，等等。
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在反光显微镜下，用 1% 的 NH4Cl 水溶 液浸蚀光片后A矿呈兰色；用 1% 硝酸酒精 浸蚀光片后，A矿呈棕色。
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二. B矿 贝里特（Belite）
一. 熟料矿物形态特征的描述 见表7-1，水泥熟料常见矿物形态。
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除表以外，还常用下列几种矿物集合体 形态的术语。 1. 矿巢：是一种矿物的不规则堆聚，且在 矿物颗粒间有明显界线。
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当生料中有粗粒白云石时，还会形成方 镁石与游离氧化钙的等粒结构矿巢，见图 7-23，图9-27 。
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2. 共析晶体： 固溶体的组分在一定温度下分离出来，
同时析出形成几种独立的晶体。如析出的 二次B矿小粒（图7-47）。
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3. 孔隙率
镜下的孔隙率是指孔洞的面积S孔与 熟料 矿物的总面积S矿之比（S孔/S矿×100%）。 煅烧良好的熟料孔隙率一般在25%～30%， 立升重为1450 g/L 左右。
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二. 熟料的岩相结构构造类型 1.构造类型：矿物集合体、玻璃体及孔洞的
之间的排列、充填方式。 ① 块状构造：熟料中矿物大小相似、排布 均匀、孔洞较少、形状规则，正常煅烧的 熟料有此构造。
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或一组平行的晶纹（图7-5，图9-9） 。
前者在烧成温度高并快速冷却的优质熟 料中出现，后者在烧成温度较低而冷却速 度又较慢的熟料中出现 。
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图10 无定形具有平行晶纹贝里特 1%硝酸酒精溶液 优质料
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因窑内还原气氛或其他工艺因素的影响， 还会呈现手指状（图7-8，图9-10），树叶 状（图9-11），花蕾状（图7-6）和 脑状 （图7-7，图9-12）B矿。
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2. 二次游离氧化钙：又称次生游离氧化钙。 它是A矿中分解出来的CaO，大致有以下
两种。
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① 熟料在高温下慢冷，A矿在1250 °C左右 停留的时间过长，将分解为B矿和游离氧化 钙，此时A矿边缘往往出现许多小粒B矿， 形成花环结构A矿，同时出现一些极细小的 游离氧化钙溶入液相或聚集成团形成蠕虫 状结构（图7-19，图8-1-23）
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② 斑状结构： A矿和B矿清晰，但大小不均 齐，分布不均匀。 A矿边棱不光洁，已有 部分分解和溶蚀现象。 B矿园度不好，有 时还能见到大堆的f-CaO矿巢。见图7-25， 图9-37，再见表7-3。
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② 发生阳离子置换，Fe2+ 离子进入A矿使A 矿由不稳定到分解，同时置换出游离氧化 钙，形成所谓蠕虫状结构的B矿和 f-CaO。
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在反光显微镜下，用蒸馏水浸蚀光片 3~5秒钟，游离氧化钙呈现彩虹色，极易 辨认。
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图14 游离氧化钙矿巢 蒸馏水 优质料
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图12 花环状结构A矿和片状C3A 蒸馏水 优质料
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快冷时则呈 点滴状、点线状和骨骼状 （图7-11，图9-15），也有呈针状或纤维 状析晶的（图7-12）。
当熟料出烧成带急冷时，C3A来不及析 晶，则形成玻璃相物质。
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③ 多孔结构：A矿晶体发育不良，颗粒细小， 边棱有严重的分解和溶蚀现象，体内有包 裹物。 B矿晶形不规则。中间体数量少。 孔隙率高达50%—60%。镜下常见到大堆 的 f-CaO矿巢。这是配方不良，煅烧不足 熟料的岩相结构，见图7-26，表7-4。
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当熟料铝氧率较高（P>1.38）而又快冷 时，它以他形晶填充于A矿和B矿之间，或 因来不及析晶而成玻璃相；当熟料的铝氧 率较低（P<1.38）而又慢冷时，它可呈棱 柱状半自形晶出现（图7-15，图9-13，图 8-1-17）。C4AF属斜方晶系。
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三. 熟料岩相结构类型与强度的关系 1. 一级熟料：岩相特征为均齐结构，图7-27，
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2. 二级熟料：岩相 结构基本上与斑状结构接 近。A矿和B矿清晰，但大小不均齐，分布不 均匀。 A矿边棱不光洁，体内有包裹物。 B 矿园度不好，含量多，可达30%以上。中间 体少，分布不均。游离氧化钙较高，有时能 见到 f-CaO矿巢。孔隙率比一级熟料高，且 大而不规则。图7-28，见表7-9 。
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六. 方镁石： 是单独析晶的游离氧化镁 （MgO），属等轴晶系。
方镁石在反光显微镜下突起高，一般 呈三角形或多角形小晶体，其表面略显 粉红色。
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图16 粉红色突起较高的方镁石 1%氢氧化钾溶液 优质料
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当熟料中MgO的成份高达一定数量时， MgO便会从中间体中单独析晶出来（图720，图8-1-14）。
视域中孔洞呈凹下去的圆形、三角形或不规 则多角形等。由于光线漫反射的原因，孔洞 部分显得较为黯淡，当提升或下降镜筒时， 孔洞大小也随之变化。
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孔洞在镜下呈现的颜色主要决定于光片抛 光粉的颜色。煅烧正常的熟料中的孔洞大小 为80~100μm，呈圆形，而且分布较均匀。
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§10-2 熟料岩相结构类型与强度的关系
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铝酸盐类矿物属黑色中间体，主要有铝酸 三钙（3CaO·Al2O3 ，简写为 C3A ），属于 等轴晶系。当铝氧率大（P>1.6）而熟料又 慢冷时，C3A晶体呈四方片状或叶片状（图 7-10，图9-14，图8-1-16）。
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3. 三级熟料：岩相 结构类似于多孔结构。 A 矿晶体发育不良，颗粒细小，10µm以下的 占多数，含量较少； B矿晶形不规则，含量 增加到30%—40%，成堆分布；中间体数量 少，矿物间相互接触；游离氧化钙呈矿巢型 分布；孔洞多而大（孔径达100—200 µm ， 孔隙率高达50%—60%），见图7-29 。
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① 均齐结构：A矿和B矿清晰，结晶大小均齐， 分布均匀，彼此被20%—30%的中间体隔开。 A矿晶形完整、边棱整齐光洁、包裹物少， 大小在30 µm左右，数量约为50%—60% 。 B矿晶体园度较好，有清晰的双晶纹，含量 约20%—30% 。孔洞较少，大小在80µm左 右。这是正常煅烧的优质熟料岩相结构，图 7-24，图9-25，见表7-2 。