硅酸盐水泥熟料的显微结构分析
硅酸盐水泥熟料矿物的组成ppt课件
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1
2.1 硅酸盐水泥熟料矿物的结构与 胶凝性
• 2.1.1 硅酸三钙(C3S) C3S是硅酸盐水泥的主要矿物，具备硅酸盐水泥
的一切主要性能，其含量通常在50％左右，有很 大的水化活性，并对水泥的各种性质有着重要的 影响。由于其结构里长含有氧化镁(1～1.5％)和 氧化铝(6～7％)而形成固溶体，所以人们称它为 阿里特或简称为A矿。
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2.2 水泥熟料矿物具有胶凝能力的本质与条件
• 共同本质
A.硅酸盐水泥熟料矿物的水化反应活性取决于结构的不稳定 性。
B.硅酸盐水泥熟料矿物的水化反应活性取决于晶体结构中的 活性阳离子。
• 条件
A.形成的水化物必须是稳定的。 B.形成的水化物要有足够的数量，他们之间要能够彼此交叉、
连生，并且能够在整个水泥浆体的空间形成连续的网状结 构。
C4AF也叫才里特或简称为C矿，它在水泥熟料 中很容易用显微镜观察到。
水泥熟料矿物中含铁相的组分不一定就是 C4AF，而是组分在C6AF2和C6AF之间的固溶体，但 可以认为C4AF是最有代表性的铁相固溶体。
C4AF是高温时形成的一种固溶体，在铝原子 和铁原子相互取代时引起晶格稳定性降低，活性 就会有所提高。
3
• 2.1.2 硅酸二钙(β－C2S) C2S也是硅酸盐水泥熟料的重要组成，其含量一
般为20％左右。在水泥熟料烧成过程中形成的C2S， 常常含有少量的杂质，如氧化铁、氧化钛等，所以 人们称它为贝利特或简称为B矿。
C2S有α、α’、γ和β四种晶型，其中只允许 β型出现在硅酸盐水泥中。β－C2S的水化过程特别 慢，约为C3S的1/20左右。
白色硅酸盐水泥的化学成分和结构分析
白色硅酸盐水泥的化学成分和结构分析白色硅酸盐水泥是一种常见的建筑材料，具有优异的物理性能和化学稳定性。
了解其化学成分和结构对于了解其性质和应用非常重要。
白色硅酸盐水泥主要由硅酸盐矿物组成，包括硅酸盐水泥熟料和掺合材料。
硅酸盐水泥熟料是主要的成分，占据水泥的大部分含量。
硅酸盐水泥熟料主要由四个主要的矿物相组成，分别是三钙硅酸盐（C3S）、二钙硅酸盐（C2S）、三钙铍酸盐（C3A）和四钙铍矾酸盐（C4AF）。
C3S是硅酸盐水泥中最重要的矿物相，它占据了硅酸盐水泥熟料的50-70%。
C3S的化学成分是三钙硅酸酐（3CaO·SiO2），其分子结构是由钙离子（Ca2+）和硅酸酐根离子（SiO4）通过共价键结合形成的。
C3S具有较快的水化反应速率和较高的强度发展潜力，是硅酸盐水泥中的主要强度贡献者。
C2S是硅酸盐水泥中第二重要的矿物相，其化学成分是二钙硅酸酐（2CaO·SiO2），占据硅酸盐水泥熟料的20-30%。
C2S的分子结构与C3S相似，由钙离子和硅酸酐根离子通过共价键结合构成。
C2S的水化反应速率相对较慢，但其水化产物会进一步反应，促进水泥的强度发展。
C3A是硅酸盐水泥中含量较低的矿物相，其化学成分是三钙铝酸酐（3CaO·Al2O3），占据硅酸盐水泥熟料的5-10%。
C3A的分子结构与C3S非常不同，它由钙离子和铝酸酐根离子（AlO4）通过离子键结合形成。
C3A具有较高的水化反应速率，能够快速形成大量的钙铝石等水化产物，但由于容易导致水泥的早期水化热释放，使用时需要控制其含量。
C4AF是硅酸盐水泥中含量较低的矿物相，其化学成分是四钙铁酸铝酐（4CaO·Al2O3·Fe2O3），占据硅酸盐水泥熟料的5-10%。
C4AF的分子结构与C3A相似，由钙离子、铝酸酐根离子和铁离子（Fe3+）通过离子键结合形成。
C4AF对水化反应的贡献相对较小，但在低温下可以通过碳酸化反应产生阳离子型凝胶，增强与其他成分的结合。
硅酸盐水泥熟料显微结构分析
B矿显微结构
B矿群
手指状、树叶状B矿
B矿矿巢及发育不完整的A、B矿
B矿矿巢及发育不完整的A矿
具有爪状结构的B矿和麻面、 形状不规则的B矿矿巢
具有交叉双晶纹的B矿矿巢
Crushed clinker in refractive-index oil showing large, clear to pale yellow, round belite (arrow) with typical internal cross lamellae. Moderately high maximum temperature, long burning time, slow heating rate, quickly cooled. Dry-process kiln with flash calciner, 5000 tons/day. plane-polarized light
➢ 当烧成温度高于1400℃并急冷时，可见相互交叉的细密 双晶纹，见图9-8；
➢ 当温度度在1400℃以上，但冷却较慢时，双晶纹变得粗 短，见图8-1-2 ；
➢ 当温度低于1400℃（约1350℃）时，冷却速度又慢，会 出现平行双晶纹，见图7-5，图9-9。
➢ 当煅烧温度低于1300℃时，晶体一般不具有双晶。
根据β-C2S的形态和双晶 的变化，可以推断窑内的 煅烧温度及热工制度。
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）。
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。
水泥熟料的岩相分析
实验15 水泥熟料的岩相分析一、实验目的了解水泥熟料的矿物组成、形态，掌握水泥熟料的岩相结构以及显微分析方法.二、实验内容硅酸盐水泥熟料中主要的矿物组成为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙(C3A）和铁铝酸四钙（C4AF）.硅酸三钙在熟料中常固溶少量的MgO、Al2O3、Fe2O3等物质，又被称为A矿.A矿在单偏光显微镜下为无色透明的棱柱状晶体,Ng=1.722±0。
002(Na）,Np=1.718±0。
002（Na），Ng-Np=0.004 – 0。
007,Np近于平行C轴。
在正交偏光显微镜下干涉色为一级灰白或深灰，平行消光，二轴晶正光性，光轴角2V=0-5︒。
在反光显微镜下，用1％NH4Cl溶液侵蚀光片后,A矿呈兰色,用1%硝酸酒精侵蚀光片后,A 矿呈棕色。
图14—1和图14-2是反光显微镜观察到的A矿的形态.图14-1 六角形板状和短柱状A矿晶体图14—2 长柱状A矿晶体硅酸二钙在熟料中常是含有Al3+、Fe3+、K+、Na+、Ti4+等离子的固溶体，又被成为B矿.B 矿有多种晶型,水泥熟料中的β型,属于单斜晶系，Ng=1.735，Nm=1.726，Np=1.717，Ng-Np=0.018，正交偏光显微镜下干涉色为一级橙黄，平行消光，二轴晶正光性，光轴角2V=64—69︒。
B矿在反光显微镜下一般呈圆粒状，用1％NH4Cl溶液或1%硝酸酒精溶液侵蚀光片后，呈棕色或棕黄色。
当煅烧温度高于1400︒C,冷却较快时，常形成具有两组相互交叉的双晶纹（图14—3),当煅烧温度低于1400︒C，冷却较慢时，形成具一组平行的聚片双晶纹（图14-4），当煅烧温度低于1300︒C时,B矿一般不具有双晶.如果冷却时固溶组分分离，会形成花蕾状B 矿（图14-5）和脑状B矿(图14-6）.如图14-7所示的手指状、树叶状B矿存在于在还原气氛条件下煅烧的熟料或含硫量高的熟料中.图14-3 交叉双晶B矿图14-4 平行双晶B矿图14-5 花蕾状B矿图14—6 脑状B矿图14—7 手指状、树叶状B矿硅酸盐水泥熟料中的铝酸盐矿物主要是铝酸三钙（C3A),因其反射率小又被称为黑色中间相。
硅酸盐水泥熟料的组成
C3A与水结合后，水化迅速，凝结硬化很快，如不加石 膏等缓凝剂，易使水泥急凝。它的早期强度较高，但后期 强度增长不多，甚至倒缩。它的水化热高，干缩变形大， 抗硫酸盐浸蚀、抗碱性都较差。它的脆性也大，耐磨性差。 C3A中也可固溶少量SiO2、Fe2O3、MgO等氧化物。
② 贝利特中的钙离子具有不规则配位，使其具有较高的活性。 ③ 在贝利特结构中的杂志和稳定剂的存在也提高了其结构活性。
3.3.3中间相
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·CaF2、C4A3Ŝ) C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶
铁相固溶体（C2F－C8A3F ) C4AF实际是C2F-C8A3连续固溶体，在一般的硅酸盐水
泥熟料中，这种连续固溶体的化学成分接近于C4AF，简称 C 矿；矿物中也溶有少最MgO、SiO2等氧化物。C 矿在反 射光下呈白色，故又被称为白色中间相。
C4AF水化硬化速度较快，因而早期强度较高，仅次于 C3A。与C3A不同的是它的后期强度也较高，类似C2S。它 的水化热低，干缩变形小，耐磨，抗冲击，抗硫酸盐浸蚀 能力强。据研究发现：铁相固溶体的水化速率与其中的铝 的含量有直接关系，其含量越高，水化越快。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其它： 游离氧化钙：f-CaO
~95%
方镁石：（即结晶氧化镁）
熔剂矿物
玻璃体：
3.2 硅酸盐水泥熟料的矿物组成
在硅酸盐水泥熟料中，氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁 并不是以单独的氧化物存在，而是经高温燃烧后，以两种或 两种以上的氧化物反应生成的多种矿物集合体，其结晶细小， 通常，在硅酸盐水泥熟料中主要形成四种矿物；
硅酸盐水泥熟料
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硅酸盐水泥熟料
• 硅酸盐水泥熟料，是一种由主要含有 CaO、SiO2、Al2O3、 Fe2O3的原料，按适当比例配合磨成细粉并烧至部分熔融所 得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。 • 硅酸盐水泥熟料可用于通用硅酸盐水泥中、抗硫酸盐水泥、 中等水化热水泥中等。 • 硅酸盐水泥熟料矿物结晶非常细小30-60um，是一种多矿 物组成的、结晶细小的人造岩石。 •
C3S, C4AF,C3A,f-CaO C3S, C4AF,C3A C3S,C2S,C4AF,C3A C2S,C4AF,C3A
C3S,C2F, C4AF ,f-CaO C3S,C2F, C4AF C3S, C2S C2F, C4AF C2S C2F, C4AF
3.6.2 硅率
• 1.硅率表达式：又称硅酸率，表示熟料中SiO2的百分 含量与Al2O3和Fe2O3百分含量之比；还表示熟料中硅 酸盐矿物与溶剂矿物的比例关系。用SM（n)表示：
矿物组成：具有一定化学成分和结构特征的稳定 单质和化合物。
材料中的元素和化合物以特定的矿物形式存在并决定着材 料的许多重要性质
3.1
• 熟料的矿物组成
矿物组成
硅酸盐矿物~75%
3CaO•SiO2，C3S 2CaO•SiO2，C2S 3CaO•Al2O3，C3A
4CaO•Al2O3•Fe2O3，C4AF
• 4．氧化钛：来源于粘土，≯0.3%，矿化剂作用0.5-1.0%，形 成固溶体，稳固β- C2S，提高早期强度。过高降低强度。 • 5． P2O5： 矿化剂作用0.1-0.3%，↑1%P2O5：Ｃ3S↓9.9% • Ｃ2S↑10.9%，降低早强。
• 3.6 熟料的率值
• 硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物含量之间比例关 系的系数称为率值。 • 控制生产的主要指标。 • 有些国家，如日本采用 HM, SM 和 IM 三个率值来 控制熟料成分，结果还比较满意。我国从日本引 进的冀东水泥厂也用此三个率值来控制生产。 • 但不少学者认为水硬率的意义不明确，因此，又 提出了不同的与石灰最大含量有关的计算公式， 常见的有 KH 和 LSF 。
95、高铁硅酸盐水泥熟料显微结构有何特征
高铁硅酸盐水泥熟料显微结构有何特征
高铁水泥熟料中Fe203含量较高，而Al2O3偏低，相应的矿物组成中铁铝酸钙含量高而C3A含量很低。
因而在高温烧结时液相粘度小，有利于晶体的生长。
这种熟料的阿利特发育良好，多呈六角板状，中间相较多，几乎均为白色中间相，而熟料中f-CaO一般都很低。
图8-2-24为高铁硅酸盐水泥熟料的反光显微镜照片，显示出发育良好呈六角板状的阿利特晶体，填充在阿利特晶体问的多为白色中间相，仅有少量呈细小点滴状的黑色中间相。
在致密块状的高铁硅酸盐水泥熟料中往往见有长得特别大(100μm以上)且受高温液相熔蚀的阿利特晶体(图8-2-25)。
图8-2-24 高铁硅酸盐水泥熟料中的结晶良好的C3S（反光）
图8-2-25 高铁硅酸盐水泥熟料中晶体尺寸大且受高温液相熔蚀的C3S（反光）。
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。
水泥材料中的微观结构与性能研究
水泥材料中的微观结构与性能研究水泥是建筑材料中的一种重要材料，广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域。
水泥在使用过程中具有很多优良性能，但也存在一些问题，如开裂、强度下降等。
这些问题与水泥材料中的微观结构密切相关。
因此，对水泥材料中的微观结构与性能进行研究，对于提高水泥的性能和降低问题的发生具有重要意义。
一、水泥材料中的主要组成与晶体结构水泥材料主要由熟料、石膏、水等组成。
其中，熟料是水泥的主要成分，主要由矿物晶体和非晶质物质组成。
水泥主要采用硅酸盐熟料，其主要成分为三叉钙硅酸盐(C3S)、双三钙硅酸盐(C2S)、三钙铍酸盐(C3A)、四钙铍酸盐(C4AF)等。
水泥熟料中的晶体结构主要包括立方晶系和六方晶系。
其中，3C和2H是3C-SiC和2H-SiC的简称，它们是6H-SiC的亚晶带。
水泥熟料中的主要矿物相是硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)，它们的结构分别为4CaO·Al2O3·Fe2O3·3SiO2(C4AF)、3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(CAS)、3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O(C4AS)及其它，这些结构中所含氧离子的距离和角度以及有关层之间的填充情况均对水泥的性能产生了影响。
二、水泥材料中的多级结构水泥材料中存在多级结构，包括微观结构、亚微观结构和宏观结构等。
其中，微观结构主要研究熟料中的晶体结构、矿物晶体的组成和成分分布等，可以通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等技术进行观测和分析；亚微观结构主要研究矿物晶体的结晶状态、颗粒尺寸、形状和空间排列等，可以通过X射线衍射仪(XRD)、高分辨率电镜(HRTEM)等技术进行研究；宏观结构主要研究水泥材料的孔隙结构、外形、表面形态和物理力学性能等，可以通过孔隙分析仪、动态力学分析仪等技术进行研究。
三、水泥材料中微观结构与性能之间的关系水泥材料中的微观结构与性能之间存在密切的关系。
复合硅酸盐水泥高温下固化体系的微观结构研究
复合硅酸盐水泥高温下固化体系的微观结构研究在建筑材料领域中，复合硅酸盐水泥是一种重要的材料，其具有优异的机械性能、耐火性和耐腐蚀性能。
然而，在高温环境下，复合硅酸盐水泥的性能会发生变化，因此探究其高温下的微观结构变化对于改进其性能具有重要意义。
复合硅酸盐水泥是由水泥熟料、石膏和适量的掺合料组成的，其中包括矿渣、粉煤灰和硅灰等。
这些掺合料的添加可以显著改善水泥的性能和耐蚀性。
在高温下，水泥中的化学反应会发生变化，导致微观结构的变化。
因此，通过对复合硅酸盐水泥高温下微观结构的研究，可以深入了解其性能变化的机理。
首先，复合硅酸盐水泥的微观结构主要由水化产物和晶体相组成。
水化产物包括硅酸钙水化产物和硅酸钙水合物，它们的形成与水泥的固化反应密切相关。
在高温下，水化产物的晶体结构可能会发生变化，从而影响材料的强度和稳定性。
其次，在高温下，水泥中的矿物掺合料也会发生变化。
例如，矿渣中存在的水化硅酸盐、水化橄榄石和水化铝酸盐等物相可能发生晶体相转变或熔融。
这些变化将导致原有的微观结构变得不稳定，从而影响复合硅酸盐水泥的性能。
此外，高温下的热膨胀性也是影响复合硅酸盐水泥的重要因素之一。
在高温环境下，复合硅酸盐水泥的热膨胀系数将发生变化，这可能导致材料产生微裂纹或破坏，从而降低其力学性能。
因此，对复合硅酸盐水泥高温下固化体系的微观结构进行研究十分重要。
通过现代材料表征技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等，可以观察和分析复合硅酸盐水泥在高温下的微观结构与相变。
此外，还可以借助分子动力学模拟等计算方法，模拟复合硅酸盐水泥高温下的微观结构变化过程。
这种计算方法可以提供更为详细和准确的结构信息，从而更好地理解复合硅酸盐水泥的性能变化机制。
最后，通过对复合硅酸盐水泥高温下固化体系的微观结构研究，可以有针对性地改善复合硅酸盐水泥的性能。
例如，通过优化掺合料的选择和加入量，可以改善水泥的高温稳定性。
复合硅酸盐水泥的微观结构及力学性能分析
复合硅酸盐水泥的微观结构及力学性能分析简介复合硅酸盐水泥（CSH）是一种重要的建筑材料，具有优异的力学性能和耐久性。
本文将从微观结构和力学性能两个方面对复合硅酸盐水泥进行分析，以增进对该材料的了解。
一、复合硅酸盐水泥的微观结构研究1. 水化反应过程复合硅酸盐水泥的水化反应是形成其微观结构的关键过程。
水化反应主要包括初期水化、中期水化和后期水化三个阶段。
在初期水化阶段，水泥中的硅酸盐产生凝胶物质，形成基础水化产物。
在中期水化阶段，水化反应逐渐加剧，形成更多的凝胶物质，增强了材料的力学性能。
在后期水化阶段，水泥逐渐凝固，达到最终的硬化状态。
2. 凝胶物质结构复合硅酸盐水泥的凝胶物质主要由C-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶组成。
C-S-H凝胶是复合硅酸盐水泥最主要的水化产物，具有类似于石英的层状结构。
C-A-S-H凝胶是水化反应中产生的次要产物，与C-S-H凝胶相比，其结构更为松散。
3. 石英和水化产物的分布石英是复合硅酸盐水泥中常见的硬度较高的骨料颗粒，其在水化反应中会与凝胶物质形成复杂的结构。
同时，水化产物也会分布在石英的表面，并与石英形成结合物。
石英和水化产物的复合结构对于复合硅酸盐水泥的力学性能起着重要的作用。
二、复合硅酸盐水泥的力学性能研究1. 抗压强度抗压强度是评估复合硅酸盐水泥力学性能的重要指标之一。
通过实验测定，可以得出复合硅酸盐水泥的抗压强度。
研究表明，复合硅酸盐水泥的抗压强度与水化反应过程和凝胶物质结构有关。
较高的温度和长时间的养护可以提高水泥的抗压强度。
2. 抗拉强度抗拉强度是评估复合硅酸盐水泥的抗拉性能的关键指标。
通过拉伸试验，可以测定复合硅酸盐水泥的抗拉强度。
研究表明，复合硅酸盐水泥的抗拉强度与凝胶物质的含量和结构有关。
增加C-S-H凝胶的含量和改善其结构可以提高水泥的抗拉强度。
3. 耐久性复合硅酸盐水泥的耐久性是评估其使用寿命的重要指标之一。
研究表明，复合硅酸盐水泥的耐久性与凝胶物质的结构、温度和湿度等因素有关。
硅酸盐水泥熟料的光学显微结构特征的研究
硅 酸 盐 水 泥 熟 料 的 光 学 显 微 结 构 特 征 的 研 究
王 岩 ．林 伦
（ 津 城 市 建设 学 院 材 料 工 程 系 ． 津 ３ ０ ８ ） 天 天 ０ ３ ４
摘 要 ： 用 反 光 显微 镜 观 察 了 不 同 煅 烧 制 度 下硅 酸 盐 水 泥 熟料 的 显 微 结 构 特 征 ． 论 了煅 烧 利 讨
ｆＣａ ） — （．
主 要 矿 物 组 成 ： Ｓ Ｃ Ｓ、 Ａ、 ． Ｃ。 、 ： Ｃｊ Ｃ ＡＦ 烧 失 量 ：Ｏ ～ ４ ． ２ Ｏ １ ２ 试 样 制 备 ．
１ ２ １ 试 样 的 截 取 ． ．
将选 择 好 的 材料 进 行编 号 ， 金 刚 石 强力 带 锯 从 用 材 料 中部进 行切割 ， 形状 、 小 以便 于握 在 手 中磨 制 其 大
中 仍不乏需要 采用某 些传 统方法 。 达 到其测试 目 以
的 ．本 文 采 用 光 学 显 微 镜 技 术 对 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 显 微
砂 纸 ， 手 将 试 样磨 面轻 压在 砂 纸 上 。 向前 推 磨 ． 一 并 直 到试 样 磨 面 上 仅 留一 个 方 向的 均 匀 磨 痕 为止 。 时 在 此 镜下 检 查 应 观 察 到折 射 率 较 高 的 方 镁 石 ， 棱 多并 能 其 清楚 地看 到 周 围有 一黑 边 （ 因其 硬度 较大 ， 可 在反 光 故 镜 下 直接 观 察 ） 同 时 ． 看 到表 面 比较 粗 糙 的 灰 色 矿 ， 还
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
CH：氢氧化钙,有固定组成的晶体物质.
12 放
3
45
热
速
率
几十分钟 若干小时
若干天
C3S水化放热速率
/ cal/gh
KH控制范围：0.82~0.94
一、硅酸盐水泥熟料矿物组成计算 二、硅酸盐水泥熟料矿物的结构 三、水泥熟料矿物具有胶凝能力的本质与条件
二、硅酸盐水泥熟料矿物的结构
水泥熟料矿物组成： C3S、C2S、C3A、C4AF、玻璃体、f-CaO、f-MgO.
二、硅酸盐水泥熟料矿物的结构
C3S是硅酸盐水泥的主要矿物,其含量通常在50%左右.C3S在 1250℃以上是稳定的,如果在此稳定下缓慢冷却时会分解.
第三节 硅酸盐水泥熟料矿物的组成、结构及其
与胶凝性能的关系
一、硅酸盐水泥熟料矿物组成计算 二、硅酸盐水泥熟料矿物的结构 三、水泥熟料矿物具有胶凝能力的本质与条件
一、硅酸盐水泥熟料矿物组成计算 二、硅酸盐水泥熟料矿物的结构 三、水泥熟料矿物具有胶凝能力的本质与条件
<一>、硅酸盐水泥熟料中各氧化物的作用
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诱导期
反应速率极其缓慢,持续2~4h〔水泥浆体保持塑 性〕.初凝时间基本相当于诱导期的结束.
诱导期结束时间——初凝时间；
诱导期形成机理
〔1〕保护膜假说 H.N.Stein 在C3S周围形成一个较致密的保护膜层,从而阻止了 C3S的进一步水化,使放热速率减慢以及Ca2+ 向液相中溶出的速率 降低,导致诱导期开始. 当初始水化产物由于相变等原因使保护层去的渗透率提高,因而 水与溶出离子又逐渐通过膜层而使水化速率加快,使诱导期结束而 进入加速期.
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状 、点线状和骨骼状。
图 ５ 点 滴状 ｃ Ａ
Ｉ ％ＮＨ Ｃ 溶 液 反 光 ５ ０× １ ０
展 ，水 泥 产 业 在 经 济 建 设 中起 着 越 来 越 重 要 的 作 用 。
机理 ，曾经对水泥工艺 学的发展起到 了促进作用 。随 着现代科学研究工作 的不 断深入 ，虽然测试技术和测
试 工 具 也 相 应 得 到 了迅 速 的发 展 ，但 是 在 一 些 研 究 中 仍 不 乏 需 要 采 用 某 些 传 统 方 法 ， 以达 到其 测 试 目的 。
—
ＣＳ 反光显微镜下 ， ２在 用１ Ｎ １ ％ ＨＣ 溶液或 １硝酸 ％
酒精溶液浸蚀光片后 ，都呈棕色或棕黄色。
ｄ
１ 硝酸酒精 ％ 溶液
２ ℃．３ ０ ｓ
Ａ矿 深棕色 ； Ｂ矿 黄褐色 ｉ 游离氧化钙 ．受轻微 浸蚀： 黑 色中间相 ：深灰 色
５
１ ％ 氢氧化 ０
硅酸盐 水泥 熟料 的显微结构 分析
乔 园
（ 河 医学 高等 专 科 学校 ， 南 漯 河 ４ ２ ０ 漯 河 ６ ０ ２）
摘 要 ： 泥在 日常生活和 生产 中都 起着 重要 作 用 ，随着其 应 用的 日渐广 泛 ，对其性 能 的要 求也越 来越 高，而水 水 泥 的质 量主要 决定 于熟料 的质量 。为 了研 究和提 高硅 酸 盐水泥的性 能和质 量 ，可 以通 过不 同途径去 实现 ，但是 这 些材 料 的性 质都 与其显微 结构有 着密切 的关 系。文 中实验 的核 心 内容就是 对水 泥熟料 的显微 结构 进行初 步的 研 究。主要 实验方 法是 制好 水泥 熟料 光 片 ，并通过研 磨 、抛 光、浸蚀 等一 系列过程 ，得到 高质量 的水泥 熟料 光 片 ，然后 在反光 显微镜 下观 察水 泥熟料 的岩相 结构 ，并对 其在不 同溶液浸蚀 下呈现 出的状 态做 出简单的分析 。 关键 词 ： 酸 盐水 泥 ；水泥 熟料 ； 硅 矿物 组成 ； 片 光 中 图分类 号 ： Ｑ１ ２ Ｔ ７ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ ２ — ０ ６ ３ １ ０ — ３ ４（ ０ １） ７ ０ ３ —０
表 １ 常用硅 酸盐 水泥熟料 浸蚀 剂和 浸蚀 条件
编号 浸蚀剂名称 浸蚀 条件 显形的矿物特征
图 １ 短 柱 状 Ａ矿 晶 体
一． ■
图 ２ 六 状 Ａ 矿 晶 体 角板
１ ％ＮＨ 溶 液 反 光 ５ ０ １ Ｃ１ ０Ｘ ％硝酸 酒精 反 光 ５ ０Ｘ ０
（ 二）Ｂ矿 的识 别
黑色 中间体通常是铝硅酸盐类矿物 ，硅酸盐水泥 熟料中的铝酸盐矿物主要是铝酸三钙 （ ），其反射 Ｃ Ａ
率小。在单偏光显微镜ＴｃＡ 无色透明 ，Ｎ Ｉ ７ ０ ＝ ． １ 。在 反光显微 镜下 ，用 Ｉ Ｎ １ 液或 １ 硝酸酒 精溶液侵 ％ ＨＣ 溶 ％
蚀光片后，Ｃ Ａ呈暗色或灰色 ，用 蒸馏水侵蚀光片后，
１
无
不浸蚀直 接 观察
１ ２ ℃ ，冷 却较快时 ，形成 具有两组 交叉双 晶纹 的Ｂ ４０
矿 ； 当煅 烧温 度 低 于 １ ０ ＂ 慢 冷 时 ，形 成 具 有 一 组 ４０ ０或 双 晶纹 的Ｂ ； 当煅 烧 温度 低 于 １ ０ ℃ 以下 时 ， 形成 的 矿 ３０ Ｂ 一 般 不 具双 晶纹 。此外 还 有 花 蕾状 Ｂ 和 脑状 Ｂ 。 矿 矿 矿
［ ．人 民邮电出版社 ，９７ Ｍ］ １９ ．
通信需求 ，ＧＭ Ｓ 网的生命力十分强大 。同时随着新技术
的 发 展 和 用 户 通 信 需 求 的增 强 ，Ｗ Ｄ Ａ Ｃ Ｍ 正在 进 行 大 规
作者简 介： 文（９６ ） 男， 杨绍 １７一 ， 山东青 岛人 ， 山东省邮 电
规 划设 计院有 限公 司工程 师， 究方向： 研 移动通信及相 关专业
一
、
概 述
水泥是 国民经济 中不可缺少 的基础 原材 料，是建
求也在不断提升 ，这必将会增加对水泥的需求。 用显微学的方法研究硅酸盐水泥熟料 的矿物组成
和 显 微 结 构 特 征 ， 了解 熟料 的形 成 过 程 和 水 化 过 程 的
筑 工业 三大 基本 材料 之一 ，使 用广 ，用 量大 ，素 有 “ 建筑工业 的粮食 ”之称 ，据 预测 ，水泥还 将是下一 个世纪 的主要建筑材料 。随着 我国经济的不断飞速发
参考文献
［ 韩斌 杰．Ｇ Ｍ 原理及其 网络优化（ ２版 ）Ｉ １ 】 Ｓ 第 ［ ．机械 工
业 出版社 ．０ ９ ２ ０．
时 ，根 据 实 际的用户 需求 采用 上表 中的高 、 中、低
的 不 同配 置 ， 这 时 Ｒ ９ Ｈ Ｐ 业 务 承 载 在 同 一 个 载 频 ９和 ＳＡ 上 。随着 市场 的 发 展 ， 用户 不 断增 多 ， 同 时对 Ｈ Ｐ 业 ＳＡ 务 的 需 求 不 断 加 强 ，考 虑将 Ｈ Ｐ 业 务 单 独 承 载 在 一 个 ＳＡ 载 频 上 ， 其 余 业 务 承 载 在 一 个 载 频 上 ， 即在 经 济 发 达 地 区 或 业 务 需 求 明显 的 区 域 开 通 二 载 波 。 同 时在 日常 运 行 和 维 护 中需 要 监 控 网络 的 无 线 资 源 占用 情 况 ，动 态 调整 ， 以达 到 网络 和 用 户 的需 求 统 一 。
温 度 、 时 间 等在 观 察 过 程 中会 有 不 同的 效 果 。 因为 光 片 制 作 的 最 终 目的 是观 察研 究 材 料 的 微 观 结 构 ，为 研 究 其 性质 提 供 工 具 。所 以对所 用 的 材 料 要 有 一 定 的 了
３ ｏ 中 新 书 ’ ２ １ ｏ ６ 闽高 技 台 业 ０ ９ １
（ 责任编 辑 ： 周加 转）
结构特征进行观察 ，为硅酸 盐水泥 熟料的质量评价 、
生 产 工 艺 控 制 、 增 产 降耗 、 新 材 料 设 计 及 研 制 等 简
三 、实验步 骤
光片 的成型一光片研磨 一光 片的 抛光一光片的浸
２
蒸馏水
２ ℃．８ ０ ｓ
Ａ矿
３
１ 氯化铵水 ％ 溶液
２℃ Ｏ
．
３ ～ ５ ｓ
呈蓝色 、少数呈深棕色 ： Ｂ矿 ：呈浅棕 色： 游离氧化钙 呈彩 色麻 面； 硫化钙 受轻微浸蚀 ， 黑 色中间相 灰黑 色； 白色中间相 不受浸蚀
在 还原气 氛条件下煅烧的熟料或含硫 量高的熟料 中， 还可见到 由 一２分解成的手指状、树叶状Ｂ 。 Ｃ Ｓ 矿
黑色 中间相 （ 包括 高铁玻 璃相 ） 呈 棕 色、蓝 色；
钾溶液
３ ℃ ．１ ｓ ０ ５
白色中间相
不受浸蚀
ｌ
１ 昵硝 酸 酒精
图＝ ｊ圆卯形 Ｂ矿
图 ４具有 交叉双 晶纹的 Ｂ矿 反 光 ５０ ０Ｘ
一
２１０ 阖 新 术 业 ３ ０１ ９ ９中 高 技 企 ７
矿呈蓝色 ，用 １ 硝酸酒精 侵蚀光 片后 ，Ａ 呈棕色 。 ％ 矿
图ｌ 是用１Ｎ １ ％ ＨＣ 溶液侵蚀后 ，反光显微镜观察到的Ａ 矿
的 形态 。图２ 是用１ 硝酸酒精侵蚀 光 片后 ，反光显微 ％
镜 观 察 到 的Ａ 的形 态 。 矿
试 样抛 光机 、抛 光 布 、滴瓶 、 反光显 微镜 、数 码相
（ ） 验仪 器 及原 料 二 实 １ ．实验仪 器 ：电炉 、烧杯 、不锈钢 光 片磨具 、
要 由以下 几种矿 物组成 ：Ａ 、Ｂ 矿 矿、黑色 中间体、 白 色中间体 、游离氧化钙 、方镁石 。
岩 相 识 别 包括 ： （ ） 矿 的识 别 一 Ａ ’
在 反光显微镜下 ，用 ＩＮ １ 液侵蚀光片后 ，Ａ ％ ＨＣ 溶
咨 询设 计 。
模 的建设 ，在Ｗ Ｄ Ａ Ｃ Ｍ 系统 中Ｒ ９ 以满 足用户 的语音等 ９可
需 求 ，Ｃ ６ ｋ ｐ 视 频 电话 可 以满 足 视 频 通话 的 需求 ， Ｓ４ｂ ｓ
Ｈ Ｄ Ａ ｓ Ｐ 技术 的出现可 以满足中高端用户的数据 ｓ Ｐ 和Ｈ ｕ Ａ
通 信 的需 求 ， 由于Ｗ Ｄ Ａ Ｃ Ｍ 系统 和 Ｇ Ｍ 统 的 互 操 作 性 ， Ｓ系
（ ） 三 实验 原 理
一
反光 ５ ０ １ ０Ｘ ％硝酸 酒精
般 的水 泥熟料透 明度 都较低 ，要观察 了解其矿
（ ） 间体 的识 别 三 中
物组成和显微 结构，就 需要制作成较薄 的光片 ，并且 这种光片受浸蚀后 晶体 轮廓清 晰 ，借助于反光显微 镜 可 以找 到其 中具有 特 征相 的Ａ 、Ｂ 和 中间体 等矿 矿 矿 物，进行基本 的水泥性能研 究。
［ 孙宇彤．ＷＣ ２ 】 ＤＭＡ空中接 口技术 【 ．人 民邮电出版社， Ｍ】
２ １ ０１ ．
四 、 结 语
目前 ，第２ Ｓ 移动通信的发展方兴未艾，Ｅ Ｇ 代Ｇ Ｍ ＤＥ 和Ｅ Ｇ ＋ 新技术 的出现 ，可满足Ｇ Ｍ ＤＥ等 Ｓ 用户初 步的数据
［ 麦罗拉著 ， ３ ］ 聂涛， ， 王京 李承耀译．蜂 窝移动通信 工程设计
“
便 、快捷地提供必要 的理论基础 。
蚀 显微观察。
二 、 实 验
（ 一）实 验 目的
四 、 实 验 结 果 与 分 析
硅酸盐水泥 熟料是 多种矿 物组成的集合体 ，它主
本 实验 的 目的是 ，通过实验 能熟练 掌握水泥熟料
光片的制作 ，并能找 出最有 效实际的制作方法 。利用 反光显微镜 ，用岩相 学的方 法研 究水泥熟料 的矿物组 成和显 微结构 ，找到水 泥熟料光 片 中具 有特征相 的Ａ 矿 、Ｂ 矿和 中间体等 等矿物 ，能准确地 识别水 泥光片 中的特 征相 。