硅酸盐熟料矿物的特性
水泥硅酸盐水泥熟料矿物的组成结构及其与胶凝性能的关系
C2S含量一般为 20%左右，在水泥熟料烧成过程中形成的硅酸
二钙，常常含有少量的杂质，如FeO、TiO2等——Belite（贝利
特）或B矿。
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二、硅酸盐水泥熟料矿物的结构
690oC
780-860oC
当温度降低到500℃后，β-C2S转变为γ-C2S，晶格进行重排，
比密度由β型的3.28转变为γ型的2.97，体积膨胀越10%，导
使比例恰当，才能使水泥熟料中生成适当的C 3 A和C 4 AF矿物。
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一、 硅酸盐水泥熟料中各氧化物的作用
(4) 氧化镁
含量不大时，以掺杂物的形态存在于其他水泥熟料
矿物和玻璃相中，此时对水泥安定性没有不良影响。
超过一定含量，以方镁石含量存在，引起水泥安定
性不良。(不超过5%)
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致熟料粉化。如果冷却速度很快，晶格重排来不及完成，
形成介稳的β-C2S。
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二、硅酸盐水泥熟料矿物的结构
β-C2S的结构特征
（1）在常温下存在的介稳的高温型矿物，因此，其结构具有
热力学的不稳定性。
（2）钙离子具有不规则配位，使其具有较高的活性。
（3）结构中的杂质和稳定剂的存在提高了其结构活性。
具有胶凝硬化能力的条件：
形成足够数量的水化物；这些水化物能否连生形成网状结构。
需满足两个必要条件：
形成水化物必须是稳定的，由水化物本身结构特性决定；
形成水化物有足够数量，能够彼此交叉，连生，在水泥浆体
空间形成连续的网状结构。由液相的过饱和度及其延续时间
决定。
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第四节
硅酸盐水泥的水化反应及机理
熟料特性
.4 硅酸盐水泥熟料的组成2.4.1 熟料的化学组成硅酸盐水泥熟料主要由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物组成，含量占95%以上，此外还有少量其它氧化物。
四种主要氧化物含量的波动范围为：CaO 62～67% SiO220～24%Al2O34～7% Fe2O32.5～6.0%水泥熟料中各氧化物的含量对水泥的性质有极大影响，从氧化物的含量，大致可推断水泥的性质。
2.4.2 熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料中主要由以下四种矿物组成：硅酸三钙3CaO•SiO2，通常简写为C3S；硅酸二钙2CaO•SiO2，通常简写为C2S；铝酸三钙3CaO•Al2O3，通常简写为C3A；铁铝酸四钙4CaO•Al2O3•Fe2O3，通常简写为C4AF。
这四种主要矿物组成决定硅酸盐水泥的主要性质，在硅酸盐水泥熟料中，四种矿物占95%以上，C3S和C2S含量约占75%左右，称为硅酸盐矿物；C3A和C4AF约占22%左右，它们在1250～1280℃会熔融形成液相，促进C3S形成，称为熔剂矿物。
通常硅酸盐水泥熟料中，以上四种矿物组成含量波动范围如下：C 3S 37～60% C2S 15～37%C 3A 7～15% C4AF 10～18%另外，还有少量的游离氧化钙（f－CaO）、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物和玻璃体等。
2.4.3 熟料的物理性能要求水泥熟料的性能在很大程度上决定了水泥的性能，熟料是水泥厂的半成品，近年来也越来越多地作为商品出售。
JC/853－1999对硅酸盐水泥熟料的物理性能提出了具体要求：初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min；沸煮法检验安定性合格；熟料应不带有杂物，运输和储存应不与其他物品相混杂。
2.4.4 化学成分与矿物组成间的关系熟料中的主要矿物由各主要氧化物经高温煅烧化合而成，熟料矿物组成取决于化学组成，控制合适的熟料化学成分是获得优质水泥熟料的中心环节，根据熟料化学成分也可推测出熟料中各矿物的相对含量高低。
材料工程技术专业《硅酸盐水泥熟料的矿物组成》
硅酸盐水泥熟料的矿物组成在硅酸盐水泥熟料中，CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等并不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上的氧化物反响组合成各种不同的氧化物集合体，即以多种熟料矿物的形态存在。
这些熟料矿物结晶细小，通常为30～60um，因此，可以说硅酸盐水泥熟料是一种多矿物组成的、结晶细小的人造岩石。
1．熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：硅酸三钙：3CaO·SiO2简写成C3S硅酸二钙：2CaO·SiO2 简写成C2S铝酸三钙：3CaO·Al2O3 简写成C3A铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3·Fe2O3简写成C4AF另外，还有少量的游离氧化钙〔ƒ-CaO〕、方镁石〔即结晶氧化镁〕、含碱矿物以及玻璃体等。
硅酸三钙和硅酸二钙合称硅酸盐矿物，约占75%左右，要求最低为66%以上,它们是熟料的主要组分。
铝酸三钙和铁铝酸四钙合称熔剂矿物，约占22%左右。
硅酸盐矿物和熔剂矿物总和约占95%左右。
对于中等水化热、中等抗硫酸盐水泥熟料中的C3A≤％，C3S ＜％；高抗硫酸盐的水泥熟料中的C3A≤％，C3S＜％。
硅酸三钙和硅酸二钙都是硅酸盐矿物，硅酸盐水泥熟料的名称也由此而来。
在煅烧过程中，铝酸三钙和铁铝酸四钙与氧化镁、碱等在1250～1280℃开始会逐渐熔融成液相以促进硅酸三钙的顺利形成，因而把它们称之为熔剂性矿物。
四种主要矿物的含量一般范围及国内外局部水泥生产企业生产数据见表4-2。
表4-2 熟料矿物含量范围〔%〕〔1〕硅酸三钙①形成条件及其存在形式硅酸三钙是硅酸水泥熟料中的主要矿物，通常，它是在高温液相作用下，由先导形成的固相硅酸二钙吸收氧化钙而成。
现代研究及测试技术一致证明：水泥熟料中的硅酸三钙并不是以纯的C3S形式存在，而总是与少量的其他氧化物如A12O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体。
这种固溶体在反光显微镜下的岩相照片为黑色多角形颗粒，将其定名为阿利物〔Alite〕，简称A矿。
水泥熟料矿物的特性(精)
水泥熟料矿物的特性硅酸三钙硅酸三钙是硅酸水泥熟料中的主要矿物，它是在高温液相作用下，由先导形成的固相硅酸二钙吸收氧化钙而成。
（1）矿物特征水泥熟料中的硅酸三钙并不是以纯的C3S形式存在，而总是与少量的其他氧化物如A12O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体。
这种固溶体在反光显微镜下的岩相照片为黑色多角形颗粒，将其定名为阿利物（Alite），简称A矿。
（2）水化特性硅酸三钙加水调和后，在其为断的与水发生反应的过程中，具有如下特性：ａ.水化较快，水化反应主要在28d以内进行，约经一年后水化过程基本完成；ｂ.早期强度高，强度的绝对值和强度的增进率较大。
其28d强度可以达到它一年强度的70%~80%，就28d或一年的强度来说，在四种主要矿物中硅酸三钙最高，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；抗水性较差。
因此，如果要求水泥的水化热较低，抗水性较好时则宜适当降低熟料中的C3S含量。
硅酸二钙硅酸二钙由Ca O与SiO2化合而成，是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物之一。
（1）矿物特征硅酸二钙通常因溶有少量氧化物A12O3、Fe2O3、MgO、R2O等面呈固溶体存在。
这种固溶少量氧化物的硅酸二钙称贝利特（Belite），简称B矿。
在硅酸盐水泥熟料中，贝利特呈圆粒状，但也可见其他不规则形状。
这是由于熟料在煅烧过程中，先固相反应形成的贝利特，其边棱再溶进液相，在液相中吸收CaO 反应生成阿利特所致。
在反光显微镜下，工艺条件正常的熟料中贝利特具有黑白交叉双晶条纹；在烧成温度低且冷却缓慢的熟料中，常发现有平行双晶。
（2）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；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。
通用硅酸盐水泥的定义及其熟料的主要矿物成分
通用硅酸盐水泥的定义及其熟料的主要矿物成分
通用硅酸盐水泥是一种常见的水泥类型，也称为普通硅酸盐水泥。
它
是一种由熟料和适量石膏混合而成的粉末状物质，通过加入适量的水
与其反应产生强度较高的固体材料。
通用硅酸盐水泥具有较高的强度、优良的耐久性和化学稳定性，广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
通用硅酸盐水泥的熟料主要由以下矿物成分组成：
1. 硅酸盐类矿物：主要包括三种：三钙硅酸盐(C3S)、二钙硅酸盐(C2S)和三钙铝骨架硅酸盐(C3AS)。
其中，C3S是最主要的成分，占总量的50%~70%，它具有快速凝结和早期强度高等特点；C2S占总量
20%~30%，具有缓慢凝结和后期强度高等特点；C3AS占总量
5%~10%，对提高早期强度有一定作用。
2. 铝酸盐类矿物：主要包括二钙铝骨架硅酸盐(C2AS)和四钙铝骨架硅
酸盐(C4AS)。
它们的作用是增加水泥的耐久性和化学稳定性。
3. 铁酸盐类矿物：主要包括三钙铁骨架硅酸盐(C3AF)。
它对水泥的强
度和颜色有一定影响。
以上这些矿物成分在水泥生产过程中，通过高温下的反应生成熟料。
通用硅酸盐水泥的性能取决于这些矿物成分的含量和比例，因此在生产过程中需要严格控制各种原材料的配比和加工工艺，以保证最终产品质量。
总之，通用硅酸盐水泥是一种常见的建筑材料，其主要成分为C3S、C2S、C3AS、C2AS、C4AS和C3AF等硅酸盐、铝酸盐和铁酸盐类矿物。
这些成分在高温下反应生成熟料，通过与适量水混合反应形成强度较高的固体材料。
控制各种原材料的配比和加工工艺，可以保证通用硅酸盐水泥的品质和性能。
水泥熟料组成及特性
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第四节 水泥熟料组成及特性
③C3A结构特征
结构中的铝离子、钙离子具有较高活性； 结构中存在较大的“空穴”，水化速度快。
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第四节 水泥熟料组成及特性
④C4AF结构特征
C4AF也称才利特或C矿。在透射光下，呈黄 褐色或褐色的晶体，有很高的折射率。其结 构特征为： 高温时形成一种固溶体，在铝原子取代铁 原子时引起晶格稳定性降低。
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大的水化速度。
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第四节 水泥熟料组成及特性
②C2S结构特征
C2S称为贝利特或简称B矿（因为没有纯的C2S ，固溶有MgO，Al2O3，Fe2O3 等） 。 C2S有4种晶型，在2130℃下烧至熔融为α型，1420°C为α′型，温度降至 675℃转变为β型，降到300~400℃转变为γ型。 强度以α型最高，以后随温度降低和晶型转变而降低，到γ型几乎没有强度， 体积膨胀10％，造成熟料粉化。
C4AF---呈棱柱状或圆粒状，反光能力强，在反光镜下呈亮白色，称为白色中间相。
School of Highway, Chang’an University长安大学公路学院来自第四节 水泥熟料组成及特性
①C3S结构特征
C3S称为阿利特或简称A矿（因为没有纯的C3S ，固
溶有MgO，Al2O3，Fe2O3 等）。其晶体断面 为六角形和棱柱形。
硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成及水化特点
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硅酸盐水泥熟料中四种矿物成分的分子式
硅酸盐水泥熟料中四种矿物成分的分子式硅酸盐水泥熟料是一种重要的建筑材料，其主要成分是四种矿物，包括三钙硅酸盐（C3S）、二钙硅酸盐（C2S）、三钙铝酸盐（C3A）和四钙铝酸盐（C4AF）。
这些矿物的分子式和性质对水泥的性能有着重要影响。
本文将详细介绍这四种矿物的分子式、结构和性质。
一、三钙硅酸盐（C3S）1. 分子式：Ca3SiO52. 结构：三钙硅酸盐是由三个氧化钙离子和一个硅酸根离子组成的。
其晶体结构为立方晶系，每个氧化钙离子都被六个硅酸根离子所包围。
在水泥生产过程中，三钙硅酸盐是最常见的矿物之一，占据了约50%的比例。
3. 性质：三钙硅酸盐具有较高的活性和强度，它可以在水中迅速反应生成水化产物，并且可以形成坚实的胶凝体。
此外，三钙硅酸盐的结构稳定性较高，能够在高温下保持其结构完整性。
二、二钙硅酸盐（C2S）1. 分子式：Ca2SiO42. 结构：二钙硅酸盐是由两个氧化钙离子和一个硅酸根离子组成的。
其晶体结构为四方晶系，每个氧化钙离子都被四个硅酸根离子所包围。
在水泥生产过程中，二钙硅酸盐占据了约25%的比例。
3. 性质：与三钙硅酸盐相比，二钙硅酸盐的反应速度较慢，但其水化产物的强度较高。
此外，二钙硅酸盐可以在低温下形成水化产物，并且具有较好的耐久性。
三、三钙铝酸盐（C3A）1. 分子式：Ca3Al2O62. 结构：三钙铝酸盐是由三个氧化钙离子和两个氧化铝离子组成的。
其晶体结构为六方晶系，在水泥生产过程中占据了约10%的比例。
3. 性质：三钙铝酸盐具有较高的反应性，可以在短时间内迅速反应生成水化产物。
此外，三钙铝酸盐还可以与硫酸钙等其他物质反应生成硬化物，但其水化产物的强度较低。
四、四钙铝酸盐（C4AF）1. 分子式：Ca4Al2Fe2O102. 结构：四钙铝酸盐是由四个氧化钙离子、两个氧化铝离子和两个氧化铁离子组成的。
其晶体结构为六方晶系，与三钙铝酸盐相似，在水泥生产过程中占据了约10%的比例。
硅酸盐水泥熟料中的四种矿物成分的分子
硅酸盐水泥熟料中的四种矿物成分的分子硅酸盐水泥熟料是由多种矿物成分组成的，其中包括四种主要的矿物成分：三钙硅酸盐（C3S）、双钙硅酸盐（C2S）、三钙铝酸盐（C3A）和四钙铝酸盐（C4AF）。
这些矿物成分对水泥的性能和特性有着重要影响。
下面将详细介绍这四种矿物成分的分子结构。
1. 三钙硅酸盐（C3S）三钙硅酸盐是水泥中最主要的矿物成分之一，占据了大约50%至60%的比例。
其化学式为Ca3SiO5，由氧化钙、氧化硅和氧原子组成。
三钙硅酸盐在高温下形成，其晶体结构为正交晶系。
每个晶胞中含有两个不同的晶体结构单元：六面体的Ca2+离子和四面体的SiO4基团。
2. 双钙硅酸盐（C2S）双钙硅酸盐是水泥中第二主要的矿物成分，占据了大约20%至30%的比例。
其化学式为Ca2SiO4，由氧化钙和氧化硅组成。
双钙硅酸盐在高温下形成，其晶体结构为三方晶系。
每个晶胞中含有两个不同的晶体结构单元：六面体的Ca2+离子和四面体的SiO4基团。
3. 三钙铝酸盐（C3A）三钙铝酸盐是水泥中第三主要的矿物成分，占据了大约5%至10%的比例。
其化学式为Ca3Al2O6，由氧化钙和氧化铝组成。
三钙铝酸盐在高温下形成，其晶体结构为六方晶系。
每个晶胞中含有两个不同的晶体结构单元：六面体的Ca2+离子和四面体的AlO4基团。
4. 四钙铝酸盐（C4AF）四钙铝酸盐是水泥中第四主要的矿物成分，占据了大约5%至10%的比例。
其化学式为Ca4Al2Fe2O10，由氧化钙、氧化铝和氧化铁组成。
四钙铝酸盐在高温下形成，其晶体结构为六方晶系。
每个晶胞中含有两个不同的晶体结构单元：六面体的Ca2+离子和四面体的AlO4基团、FeO4基团。
总之，硅酸盐水泥熟料中的四种主要矿物成分分别是三钙硅酸盐（C3S）、双钙硅酸盐（C2S）、三钙铝酸盐（C3A）和四钙铝酸盐（C4AF）。
这些矿物成分在高温下形成，其晶体结构各不相同，但都包含氧化钙和氧化硅或氧化铝等元素。
硅酸盐水泥熟料的矿物组成
硅酸盐水泥熟料的矿物组成
硅酸盐水泥熟料是制备硅酸盐水泥的基础材料，其矿物组成决定了硅酸盐水泥的性质和用途。
本文将介绍硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成及其特点。
1. 水泥熟料中的熟料矿物
硅酸盐水泥熟料主要由三种矿物组成：熟料矿物、自由氧化物和无定形物质。
熟料矿物是硅酸盐水泥熟料中最主要的矿物，占据了总量的60%~80%。
主要有以下几种：
（1）C3S：三钙硅酸盐，是水泥中最主要的矿物，占据了熟料矿物的50%~60%。
在水泥生产过程中，C3S是最先形成的矿物，其反应速度也最快。
（4）C4AF：四钙铁酸盐，是水泥中的次要成分，占据了熟料矿物的10%~15%。
C4AF主要负责水泥的染色作用，对于颜色要求较高的水泥产品来说非常重要。
2. 自由氧化物
自由氧化物是硅酸盐水泥熟料中的次要成分，包括铁氧化物（Fe2O3）、铝氧化物（Al2O3）和钙氧化物（CaO）。
这些物质通常以氧化物的形式存在于水泥熟料中，相对于熟料矿物，其数量比较少，占据了总量的2%~10%。
3. 无定形物质
无定形物质指的是那些化学组成不确定的物质，通常是由烧结时残留的氟化物、氯化物、碳酸盐、硫酸盐等物质组成，其数量通常比较少，占据了总量的1%~3%。
以上就是硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成及其特点，不同的熟料矿物和自由氧化物的组成比例和特性，决定了硅酸盐水泥的性质和用途。
为了获得满足特定需求的水泥产品，生产厂家在生产过程中可以进行配方调整和生产工艺的改进，以达到满足市场需求的目的。
硅酸盐水泥的熟料矿物组成
硅酸盐水泥的熟料矿物组成1. 什么是硅酸盐水泥？好啦，大家伙儿，今天我们来聊聊一个咱们生活中挺重要的东西——硅酸盐水泥。
听起来有点儿高大上吧？其实，它就在咱们身边，建筑物、道路，甚至是你家阳台的地砖，基本上都少不了它的身影。
那么，硅酸盐水泥到底是个啥呢？简单来说，它是一种能让混凝土和砂浆变得更坚固的材料。
就像是给这些建筑“大块头”穿上了厚厚的盔甲。
2. 熟料矿物的组成2.1 硅酸盐熟料的组成成分硅酸盐水泥的核心是熟料，这东西是水泥生产过程中的一大明星。
熟料主要由四种矿物组成，分别是：铝酸钙（C3A）、硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙（C3S）和铁铝酸钙（C4AF）。
说起来，这四兄弟各有千秋，绝对不简单。
就像一个篮球队，虽然每个人的特点不同，但齐心协力才能赢得比赛。
2.2 各矿物的角色与特性首先，咱们得说说硅酸三钙（C3S），它可是熟料里的大力士，负责提供水泥的早期强度。
简单说，C3S就像是个能量饮料，喝了以后立马提神醒脑，让混凝土在刚浇筑的时候就能快速“发力”。
接下来是硅酸二钙（C2S），这小子就稳重多了。
它的强度增长比较慢，但后劲十足，能让混凝土在长期使用中保持稳定的强度，给人一种“长久之计”的感觉。
铝酸钙（C3A）在这里也不甘示弱，主要负责水泥的早期水化反应。
它的反应速度快，但要小心，C3A一旦遇到水，就像是个兴奋剂，反应起来可是相当剧烈的。
最后是铁铝酸钙（C4AF），这个家伙有点儿特别，虽然它的强度贡献不算多，但在水泥的颜色和耐火性上可是大有作为。
它就像是一个颜值担当，让水泥的外观更为美观。
3. 硅酸盐水泥的优势3.1 强度与耐久性所以，硅酸盐水泥的这几位矿物兄弟，结合在一起，构成了一个非常强大的团队。
它们的配合让水泥的强度和耐久性都变得异常出色。
简单来说，水泥越强，建筑就越结实，住得也更安心。
真是“千里之行，始于足下”，一袋好水泥，能为一栋大楼打下坚实的基础。
3.2 环保与经济性而且，硅酸盐水泥在环保方面也没闲着。
第四章 硅酸盐水泥熟料矿物组成
氧化物 缩写符号 普通名称 质量分数/%
CaO
SiO2 Al2O3
C
S A
氧化钙
二氧化硅 氧化铝
64.67
21.03 6.16
Fe2O3
无机非金属材料工学 硅酸盐水泥熟料 31
C3A的性质
密度：3.04g/cm3
X-射线衍射特征谱三强线： 2.69(100)、1.555(34)、1.905(31) 断面外形呈不规则小颗粒状、点滴状
反光能力弱，反光镜下呈暗灰色，黑色中间相
无机非金属材料工学 硅酸盐水泥熟料 32
C3A的水硬特性
水化迅速，凝结迅速，水化热大，易急凝；
24
比重
无机非金属材料工学 硅酸盐水泥熟料
不同氧化物对C2S晶型的影响
C2S的固溶特性和贝利特
贝利特(belite)：熟料中-C2S的固溶体，B矿 贝利特中常见的固溶物质： Al2O3：1.10-2.60、Fe2O3：0.40-2.20、MgO： 0.20-0.60 K2O：0.30-1.00、Na2O：0.20-1.00 P2O5：0.10-0.30、TiO2：0.10-0.30
MgO K2O
F
M K
氧化铁
氧化镁 碱 三氧化硫 二氧化碳 水
2.58
2.62 0.61
Na2OSO3 CO2 H2ON S0.34
2.03 4
C
H
硅酸盐水泥熟料矿物组成
CaO-SiO2-Al2O3系统中的水泥区
5
硅酸盐水泥熟料矿物组成
硅酸盐水泥的主要成分
硅酸盐水泥的主要成分硅酸盐水泥是目前建筑工程中最常用的一种水泥，其主要成分含有硅酸盐等多种化学物质。
本文将对硅酸盐水泥的主要成分进行详细的介绍。
1. 硅酸盐水泥的基本成分硅酸盐水泥是一种由熟料、石膏和一定量的混合材料组成的建筑材料。
熟料是硅酸盐水泥的主要成分，其主要成分包括熟料矿物相中的硅酸盐矿物、铝酸盐矿物、铁酸盐矿物等。
2. 硅酸盐水泥中的硅酸盐矿物硅酸盐水泥中最主要的成分是硅酸盐矿物，其主要成分是三种硅酸盐矿物：石英石、长石和辉石。
其中，石英石是一种含有硅酸盐的矿物，其化学式为SiO2，是硅酸盐水泥中含量最高的矿物。
长石也是一种含有硅酸盐的矿物，其化学式为KAlSi3O8，是硅酸盐水泥中含量较高的矿物。
辉石是一种含有硅酸盐的矿物，其化学式为CaMgSi2O6，是硅酸盐水泥中含量较低的矿物。
3. 硅酸盐水泥中的铝酸盐矿物硅酸盐水泥中的铝酸盐矿物主要包括方解石、白云石和蛇纹石。
其中，方解石是一种含有铝酸盐的矿物，其化学式为CaCO3，是硅酸盐水泥中含量较高的矿物。
白云石也是一种含有铝酸盐的矿物，其化学式为CaMg(CO3)2，是硅酸盐水泥中含量较高的矿物。
蛇纹石是一种含有铝酸盐的矿物，其化学式为Mg3Si4O10(OH)2，是硅酸盐水泥中含量较低的矿物。
4. 硅酸盐水泥中的铁酸盐矿物硅酸盐水泥中的铁酸盐矿物主要包括赤铁矿、黄铁矿和铁钙石。
其中，赤铁矿是一种含有铁酸盐的矿物，其化学式为Fe2O3，是硅酸盐水泥中含量较高的矿物。
黄铁矿也是一种含有铁酸盐的矿物，其化学式为FeS2，是硅酸盐水泥中含量较低的矿物。
铁钙石是一种含有铁酸盐的矿物，其化学式为CaFe(CO3)2，是硅酸盐水泥中含量较低的矿物。
5. 硅酸盐水泥中的混合材料硅酸盐水泥中的混合材料主要包括矿渣、粉煤灰、石膏和天然石灰等。
其中，矿渣是一种由冶炼过程中产生的废渣，其主要成分是硅酸盐、铝酸盐和铁酸盐等。
粉煤灰是一种由燃烧煤炭时产生的废渣，其主要成分是硅酸盐、铝酸盐和铁酸盐等。
水泥—矿物组成(熟料)及特性
矿物组成 A水泥 B水泥
C3S/% 60 47
C2S/% 15 28
C3A/% 16 10
C4AF/% 9 15
结论：A水泥的C3S及C3A含 量高，而C3S 及C3A的早期强 度及水化热都较高，故A水泥 的早期强度与水化热高于B水 泥。
水泥是由多种矿物组分组成的，改变各矿物组分的
含量比例以及它们之间的匹配，则可生产各种性能各
矿物组成 与水反应速度
水化热 对强度 早期 的作用 后期 耐化学侵蚀性
干缩性
水泥熟料主要矿物 组成的性质比较
硅酸三钙 （C3S）
中 中 高 高 中 中
硅酸二钙 （C2S）
慢 低 低 高 良 小
铝酸三钙 （C3A）
快 高 低 低 差 大
铁铝酸四钙 （C4AF）
中 中 中 低 优 小
水泥熟料主要矿物 组成的性质比较 案例分析： 以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析A、B两种硅酸 盐水泥的早期强度及水化热的差别。
3CaO·SiO2
生料
800 ℃左右 分解反应
SiO2 800~1450 ℃
化合反应
Al2O3
2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3
硅酸三钙 （简式C3S）
硅酸二钙 （简式C2S）
铝酸三钙 （简式C3A）
Fe2O3
4CaO·Al2O3· Fe2O3
铁铝酸四钙 （简式C4AF）
2 硅酸盐水泥熟料主要 矿物组成的性质
异的水泥。例如，提高C3S含量可制得高强度水泥； 降低C3S 、 C3A 含量，提高C2S含量则可制得低热大 坝水泥；提高C4AF和C3S含量则可制得较高抗折强度 的道路水泥 。
硅酸盐水泥熟料主要 矿物组成的性质
硅酸盐水泥熟料的组成-第二讲
游离氧化钙
形成：当配料不当，生料过粗或煅烧不良时，熟料 中就会出现没有被吸收的以游离形态存在的氧化钙。
游离氧化钙的形貌：在偏光镜下为无色圆形颗粒，有 明显解离，有时有反常干涉色；在反光镜下用蒸馏水 浸湿后呈彩虹色。 控制指标：我国回转窑一般控制在1.5%以下，立窑 控制在2.8%以下。
大堆分布的游离钙矿巢，晶体尺寸较大 光学显微镜
填充在阿利特、贝利特之间的物质通称为中间相， 它包括铝酸盐、铁酸盐、组成不定的玻璃体、含碱化合 物、游离氧化钙及方镁石等。
铝酸钙（C3A、C12A7 、 C12A7· 2、C4A3Ŝ) CaF C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶 体，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。 铝酸三钙水化迅速，放热多，凝结硬化很快，如不加 石膏等缓凝剂，易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快，水 化3天内就大部分发挥出来，早期强度较高，但绝对值不高， 以后几乎不再增长，甚至倒缩。干缩变形大，抗硫酸盐浸 蚀性能差。
关系到熟料的凝结快慢 还关系到熟料液相粘度，影响熟料的煅烧的难易
熟料铝率与矿物组成的关系
铝率高，熟料中铝酸三钙多，液相粘度 大，物料难烧，水泥凝结快。
铝率过低，虽然液相粘度小，液相中质点 易扩散对硅酸三钙形成有利，但烧结范围窄， 窑内易结大块，不利于窑的操作。
硅酸盐水泥熟料的矿物组成
酸钙为主要成分的水硬性胶凝物质。
一、熟料的化学组成
◆主要化学成分与含量 主要氧化物： CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 其总 和通常占熟料总量的95%以上。
◇游离氧化钙的种类及其对安定性的影响
种类 产生原因 特点 结构疏松多 孔 呈“死烧状 态”，结构 致密 经过高温， 水化较慢 对水泥安 定的影响 不大
欠烧f-CaO 熟料煅烧过程中因欠烧、漏 生，在1100～1200℃低温下 形成 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 二次f-CaO 熟料慢冷或还原气氛下， C3S分解而形成的
五、熟料矿物的特性
◆玻璃体
◇形成：部分熔融液相被快速冷却来不及结晶 而成为过冷凝体
◇主要成分：Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、R2O
◇含量：取决于液相量及冷却条件
◇性能：不及晶体稳定，水化热较大；可改善
熟料性能与易磨性。
五、熟料矿物的特性
◆游离氧化钙（f-CaO）
◇定义 是指熟料中没有以化合状态存在而是以游 离状态存在的氧化钙。
ห้องสมุดไป่ตู้、熟料矿物的特性
◆铝酸三钙
◇矿物特性
C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R2O等形成
固溶体，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。
五、熟料矿物的特性
◆铝酸三钙
◇水化特性
水化迅速，凝结较快，如不加石膏等缓凝
剂，易使水泥急凝；早期强度较高，其强度 3d
◆硅酸三钙 ◇存在形式： 纯C3S只在2065℃-1250℃温度范围内稳定，在1250℃ 以下分解为C2S和CaO。纯C3S具有同质多晶现象 ,熟料中C3S 不纯，总是与少量的其他氧化物 如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成 固溶体。在显微镜下为黑色多角 形颗粒，又称阿利特（Alite）， 简称A矿。
硅酸盐水泥熟料的化学成分
◆游离氧化钙（f-CaO） 游离氧化钙（ CaO）
◇ 定义
是指熟料中没有以化合状态存在而是以游离状态 是指熟料中没有以化合状态存在而是以游离状态 存在的氧化钙。 存在的氧化钙。
实际生产中，采用急冷，故以 型存在。 实际生产中，采用急冷，故以β- C2S型存在。 型存在
水化特性
28d只水化20 左右， 20% 1）水化反应较C3S慢，28d只水化20%左右，凝 水化反应较C 结硬化慢； 结硬化慢； 2）早期强度低，但28d后强度仍能较快增长， 早期强度低， 28d后强度仍能较快增长， 一年后其强度可赶超阿利特； 一年后其强度可赶超阿利特； 3）水化热小； 水化热小； 抗水性好。 4）抗水性好。
熟料的矿物组成及岩相结构
50%） （1）硅酸三钙（C3S)（~50%） 硅酸三钙（
矿物特性
◇存在形式 纯C3S只在2065℃~1250℃温度范围内稳定，在 2065℃以上不一致熔融为CaO与液相；在1250℃以 下分解为C2S和CaO。 C S CaO 纯C3S具有同质多晶现象,熟 料中C3S不纯，总是与少量的其 他氧化物如Al2O3、Fe2O3、 MgO R 2O等形成固溶体。在反光显 微镜下为黑色多角形颗粒 黑色多角形颗粒，又 黑色多角形颗粒 称阿利特（Alite），简称A矿。 阿利特（ ），简称 矿 阿利特 ），简称
（4）铁铝酸四钙（C4AF） (10~18%) 铁铝酸四钙（ AF） 矿物特性
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，又称才利特 才利特 （Celite）或C矿。 Celite） 在反光镜下其反射能力强， 呈亮白色 亮白色，并填充在A矿与B 亮白色 矿之间，也称白色中间相 白色中间相。 白色中间相
熟料控制
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硅酸盐水泥熟料的化学成分
硅酸盐水泥熟料的化学成分主要由氧化钙（CaO）、
氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3）四 种氧化物组成，总含量在95%以上。一般情况下它们的含
量变化范围是CaO：62-67%，SiO2：20-24%，Al2O3：47%，Fe2O3：2-6%
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粉熟料的冷却
熟料烧成后，就要进行冷却，冷却的目 的在于回收熟料的余热，提高窑的热效率， 提高熟料的质量和易磨性，降低熟料的温度 ，便于熟料的运输、贮存与粉磨。其冷却的 快慢对熟料质量的影响较大，熟料的急冷， 可以适当改善熟料易磨性和凝结时间，还可 有效防止熟料主要矿物硅酸二钙由β-C2S转 换成γ-C2S，需要特别强调的是，γ-C2S是 一种没有强度的矿物，而且这种晶型转换还 伴随着体积膨胀。
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硅酸盐水泥熟料的组成
◆铁铝酸四钙（C4AF） 铁铝酸四钙的水化速度在早期介于C3A和C3S之
间，但随后的发展不如C3S。其早期强度类似于C3A ，后期能不断增长，类似于C2S。抗冲击性能较好和 抗硫酸盐性能较好，水化热较低铝酸三钙低。
熟料中含铁相较复杂，其化学组成为一系列连 续固溶体，通常称为铁相固溶体。铁铝酸四钙又称 为才利特（Celite)或C矿。
小时一次。
（四）每窑每天进行熟料全套物理性能检验。检验项目应包括：强 度、安定性、凝结时间、标准稠度用水量等。
（五）出窑熟料不能直接入磨，入磨熟料温度控制在100℃以下。 （六）熟料升重太低，说明熟料 欠烧 ，熟料升重太高，说明熟料
【揭秘混凝土】第24篇：普通硅酸盐水泥熟料的矿物成分和水化性能
【揭秘混凝土】第24篇：普通硅酸盐水泥熟料的矿物成分和水化性能普通硅酸盐水泥熟料含有四种主要矿物成分：1.阿利特（Alite）或称A矿：主要成分是硅酸三钙（C3S）及少量其他氧化物。
A矿晶体是细长的，截面为六边形，长度一般为20µm--60µm。
2.贝利特（Belite）或称B矿：主要成分是硅酸二钙（C2S）及少量其他氧化物。
B矿晶体多数是圆形，直径为10µm—30µm。
3.铝酸三钙（C2A）4.铁铝酸四钙（C4AF）铝酸相和铝铁酸相晶体的形状不固定，变化很大。
有时这两种晶体交织生长在一起。
阿利特—硅酸三钙（C3S）：C3S具有很强的反应活性和较快的水化速度，是普通硅酸盐水泥中的主要成分，通常占到50%--70%左右（重量比）。
它是水泥强度的主要贡献者，28天可以水化约70%，强度达到一年强度的70%-80%。
C3S的水化热较高。
贝利特—硅酸二钙（C2S）：C2S的反应活性比C3S稍差。
在普通硅酸盐水泥中，它的含量一般在10%--30%左右。
C2S的水化速度较慢，28天仅水化20%左右，早期强度较低。
但强度可持续增长，一年后和C3S持平。
C2S的水化热低，抗腐蚀性好。
铝酸三钙（C3A）：C3A是普通硅酸盐水泥熟料中反应活性最强的成分，但其强度很低。
由于其反应速度快，能造成普通硅酸盐水泥速凝，因此必须加入石膏控制它的凝结速度。
C3A的水化过程放热量大，干缩变形大，抗硫酸盐腐蚀的能力差。
铁铝酸四钙（C4AF）：C4AF的反应速度介于C3S和C3A之间，但强度不高。
水化热较C3A小，抗冲磨性能和抗硫酸盐腐蚀性能较好。
既然铝酸盐和铁铝酸盐对普通硅酸盐水泥的强度贡献不大且有很多的负面作用，那为什么还要添加它们？简单来说，添加铝酸盐和铁铝酸盐的目的是为了促进C3S的形成。
在熟料烧成过程中，只有四分之一的原料能熔融成液体，而其他四分之三的原料保持固体状态不变。
离子在液体中的转移速度要比在固体中的转移速度快很多，有利于C3S的形成。
硅酸盐水泥熟料中四种矿物成分
硅酸盐水泥熟料中四种矿物成分
硅酸盐水泥熟料是水泥生产中的重要原料之一，其主要成分是四种矿物质。
这四种矿物质分别是矿物三钙硅酸盐、矿物四钙硅酸盐、铝酸盐和铁酸盐。
矿物三钙硅酸盐是硅酸盐水泥熟料中含量最高的一种矿物质，其化学式为3CaO·SiO2。
它是水泥中最重要的成分之一，具有较高的反应性和较快的水化速度，可以促进水泥的早期强度发展。
矿物四钙硅酸盐是硅酸盐水泥熟料中含量次高的一种矿物质，其化学式为4CaO·Al2O3·Fe2O3·SiO2。
它具有较低的反应性和较慢的水化速度，但可以促进水泥的晚期强度发展。
铝酸盐是硅酸盐水泥熟料中含量较低的一种矿物质，其化学式为3CaO·Al2O3。
它可以提高水泥的早期强度和抗硫酸盐侵蚀性能，但对水泥晚期强度的发展影响较小。
铁酸盐是硅酸盐水泥熟料中含量最低的一种矿物质，其化学式为4CaO·Al2O3·Fe2O3。
它对水泥的早期强度和晚期强度发展都有一定的促进作用，同时还可以提高水泥的耐久性。
总之，这四种矿物质在硅酸盐水泥熟料中各自发挥着不同的作用，对水泥的性能和品质都有着重要的影响。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相 （1）铝酸三钙（tricalcium aluminate)
矿物水化特性
在1年后可赶上阿利特。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相
※充填在阿利特和贝利特之间的铝酸盐、铁酸盐、组成不 定的玻璃体和含碱化合物等统称为中间相。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相 （1）铝酸三钙（tricalcium aluminate)
四、熟料矿物的特性 2、硅酸二钙(ditricalcium silicate)
在熟料中，C2S不以纯的形式存在，总是与少量的其他氧
化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体，称之为
贝利特（Belite），简称B矿。 在反光显微镜下呈圆粒状，常具有黑白交叉双晶条纹。 常温下，B矿为介温态。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 4、游离氧化钙和方镁石 （1）游离氧化钙 （Free-lime或f-CaO）
※一次游离氧化钙结构比较致密，水化较慢通常三天后 水化反应明显。水化生成Ca(OH)2时，体积增加97.9%， 在硬化的水泥浆体中造成局部膨胀应力。因此过多的游 离氧化钙会引起3d以后强度倒缩，引起安定性不良。 我国回转窑游离氧化钙控制在1.5%以下，立窑控制在 3.0%以下。
15~37% 7~15% 10~18%
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性
质
C3S 36%～60% 快 多
C2S 15%～37% 慢 少
C3A 7%～15% 最快 最多
C4AF 10%～18% 较快 中
矿物含量 水化凝结硬化速度 28天水化时放热量 强 度
早期
后期
高
高
低
高
低
低
低
低
耐腐蚀性
差
强
最差
中
对熟料主要 贡献
促进凝结 硬化，主 导早期后 期强度
R型为三方晶系，M型为单斜晶系，T型为三斜晶系
1
第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性
1、硅酸三钙(tricalcium silicate)
在熟料中，C3S不以纯的形式存在，总是与少量的其他氧 化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体，称之为 阿利特（Alite），简称A矿。 在反光显微镜下为黑色多角形颗粒。 常温下，A矿晶型为M型或R型。
的特性 3、中间相
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相
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四种矿物性能比较
名称 含量范围 凝结硬化速度 水化放热量 强度 C3S 37~60% 快 多 高 C2S 慢 少 早期低、 后期高 C3A 最快 最多 低 C4AF 快 中 低
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 2、硅酸二钙(ditricalcium silicate)
纯C2S具有同质多晶现象。 纯C2S在1450℃以下有下列多晶转变：
1425 C 1160C 630 C H L ~ 680 500C 690C
形成:部分熔融液相被快速冷却来不及结晶而成为过冷凝体。 主要成分:Al2O3、Fe2O3、CaO以及少量MgO和R2O。 含量取决于液相量及冷却条件。 性能:不及晶体稳定，水化热较大； 可改善熟料性能与易磨性。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 4、游离氧化钙和方镁石 （1）游离氧化钙 （Free-lime或f-CaO）
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 2、硅酸二钙(ditricalcium silicate)
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 2、硅酸二钙(ditricalcium silicate)
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 2、硅酸二钙(ditricalcium silicate)
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性
1、硅酸三钙(tricalcium silicate)
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性
1、硅酸三钙(tricalcium silicate)
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性
1、硅酸三钙(tricalcium silicate)
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性
1、硅酸三钙(tricalcium silicate)
矿物水化特性： •水化较快，水化反应主要在28d内进行，约经一年后水化 过程基本完成；
•水化热较高，抗水性较差;
•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，28d强度达一年强度的70%~80%。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性
1、硅酸三钙(tricalcium silicate)
纯C3S是在室温下存在的介稳的高温型矿物。 纯C3S具有同质多晶现象。
960 920 520 R M 3 M 2 M 1 C T3 C T2 C T1 1070C 1060C 990 C
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 2、硅酸二钙(ditricalcium silicate)
矿物水化特性：
贝利特水化较慢，28天仅水化20％左右；
贝利特的水化热较小，抗水化性好，适合用于大体积工
程或处于侵蚀性大的工程用水泥；
凝结固化较慢，早期强度低，但后期强度增长率较髙，
780~860℃ ※若还原性气氛，温度低，液相量不足，在500℃以下， C2S由密度 α型为三方或六方晶系；α′型为斜方晶系；β型为单斜晶系； γ型 3.28kg/m3的β型转变为密度2.97kg/m3的γ型，体积膨胀10％而 为斜方晶系。H表示高温型，L表示低温型。 使熟料粉化。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
水化快，凝结快；
水化热高，干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸
盐性能差； 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。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相 （2）铁相固溶体(ferrite solid solution)
熟料中铁相较复杂。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， 称之为才利特（Celite）或C矿。 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。
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 4、游离氧化钙和方镁石 （2）方镁石 ※少量的MgO可以进入熟料矿物中形成固溶体，或溶于
液相中。如果MgO含量过多会以方镁石结晶存在，这种 高温煅烧的方镁石，其水化速度比游离氧化钙更慢，几 个月甚至几年才明显反映出来。水化生成Mg(OH)2 时， 体积膨胀148%，在水泥石内产生应力，轻者会降低水泥 制品强度，重者会造成水泥制品破坏。
与凝结无关，主 导后期强度
主导凝结， 早期强度
改进抗折强 度
四种矿物性能比较
28d内绝对强度：C3S＞C4AF＞C3A＞C2S 水 化 速 度：C3A＞ C4AF＞ C3S＞C2S 水 化 热： C3A＞ C3S＞ C4AF＞ C2S
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相 （4）玻璃相(glass )
对水泥 游离氧化钙指熟料中未化合的氧化钙，也称游离石灰。 种类 产生原因 特点 结构疏松多孔 安定的 影响性 不大
欠烧f-CaO 熟料煅烧过程中因欠烧、漏 生，在1100~1200℃低温下形 成
一次f-CaO 因配料不当、生料过粗或煅 呈“死烧状态”， 大 烧不良，尚未与S、A、F反应 结构致密 而残留的CaO 二次f-CaO 熟料慢冷或还原气氛下，C3S 经过高温，水化较 较大 分解而形成的 慢
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第三节 硅酸盐水泥熟料的组成
四、熟料矿物的特性 3、中间相 （2）铁相固溶体(ferrite solid solution)
矿物水化特性 • 水化速度：早期介于C3A、C3S间，后期的发展不如C3S; • 水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好； • 早期强度似C3A，后期能增长，似C2S。