硅酸盐熟料矿物的特性

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
R型为三方晶系，M型为单斜晶系，T型为三斜晶系
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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)
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。
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 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
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 )
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。
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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

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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
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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)
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 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；
Fra Baidu bibliotek
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，
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
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 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。
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
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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 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。
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
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 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。