硅酸盐水泥熟料的化学成分

后的发展不如C3S； 2) 早期强度类似于C3A，而后期还能不断增 长，类似于C2S； 3) 水化热较 C3A 低，抗冲击性能和抗硫
酸盐性能较好。
◆ 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、R 2O
◇含量
◇性能
取决于液相量及冷却条件
实际生产中，采用急冷，故以β- C2S型存在。
水化特性
1）水化反应较C3S慢，28d只水化20%左右，凝 结硬化慢； 2）早期强度低，但28d后强度仍能较快增长， 一年后其强度可赶超阿利特； 3）水化热小； 4）抗水性好。
（3）铝酸三钙（C3A) (7~15%) 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。
水化特性
1) 水化迅速，凝结较快，如不加石膏等缓凝剂，易 使水泥急凝； 2) 早期强度较高，但绝对值不高，其强度3d之内大
部分发挥出来，以后几乎不增长，甚至倒缩；
3) 水化热高； 4) 干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能
次矿物： f-氧化钙、方镁石、 含碱矿物及玻璃体。
熟料的矿物组成及岩相结构
硅酸盐水泥熟料岩相结构
1)黑色多角形颗粒为C3S；
2)黑白双晶条纹的圆形颗粒为C2S结晶体；
3)在这两种晶体之间的是反射能力强的白色中间相铁 相固溶体和反射能力弱的黑色中间相铝酸三钙.
熟料的矿物组成及岩相结构
（1）硅酸三钙（C3S)（~50%） 矿物特性
差。
（4）铁铝酸四钙（C4AF） (10~18%) 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 （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。
水化特性
1）水化速度在早期介于C3A与C3S之间，但随
积增加97.9%， 因此，会造成水泥硬化后其
内部的不均匀局部膨胀，使已硬化的水泥石
开裂。
因此，熟料中随f-CaO含量的增加，首先 是抗折强度下降，进而引起3天以后强度倒缩， 严重时会引起水泥安定性不良。
◆方镁石（MgO）
指游离状态的氧化镁晶体。 ◇产生 一部分氧化镁存在于玻璃体中，一部分结晶呈游离 状态。当熟料快冷时，结晶细小，慢冷时晶体发育较大， 结构致密。
◇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。 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，又 称阿利特（Alite），简称A矿。
纯C2S在1450℃以下有同质多晶现象。
其中： γ-C2S的密度为2.97g/cm3，β-C2S的密度为 3.28g/cm3，故发生β→γ转变时，伴随着体积膨胀 10%，结果是熟料崩溃，生产中称之为粉化。 若液相多，冷却迅速，可使熔剂性矿物形成玻璃 体将β型C2S型晶体包住，使之越过γ→β型转变温度 而保留下来。
欠烧fCaO
结构疏松 多孔
因配料不当、生料过粗或 呈“死烧 一次f煅烧不良，尚未与S、A、 状态”， CaO F反应而残留的CaO 结构致密
二次fCaO
大
熟料慢冷或还原气氛下， 经过高温， C3S分解而形成的 水化较慢
较大
一次 f-CaO结构致密，水化很慢，通常3
天后才明显，而且水化后生成氢氧化钙，体
水化特性
C3S中Ca离子的配位数是6，但配位不 规则，有5个氧离子集中在一侧，另一 侧只有一个，少离子处形成空腔，使 水易进入参与反Байду номын сангаас。
1）凝结时间正常，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结束。 2）早期强度高，强度的绝对值和增进率较大。28d 强度可达到一年强度的70%~80%。 3）水化热较高； 4) 抗水性较差。
不及晶体稳定，水化热较大；可改善 熟料性能与易磨性。
◆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。
◇ 特征
游离氧化钙在偏光显微镜下为无色圆形颗粒，有 明显解理。在反光镜下用蒸溜水浸蚀后呈彩虹色。
◇ 游离氧化钙的种类及其对安定性的影响
种类 产生原因 熟料煅烧过程中因欠烧、 漏生，在1100～1200℃ 低温下形成 特点 对水泥安 定的影响 不大
◇危害
1) 水反应速度很慢，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。 2) 方镁石含量越多，晶体尺寸越大，破坏越严重，
因此，应限制其含量及晶体尺寸。熟料冷却速 度越快，方镁石晶体越小，含量越少。
（1）硅酸二钙 （2）硅酸三钙 （3）铝酸三钙 （4）铁铝酸四钙 2CaO· SiO2 3CaO· SiO2 3CaO·Al2O3 4CaO· Al2O3 · Fe2O3 简写 C2S 简写 C3S 简写 C3A 简写 C4AF
硅酸盐矿物 主矿物： C2S、C3S→~75% C3A、C4AF →~25% 熔剂性矿物
（2）硅酸二钙（C2S)(~20%)
矿物特性
熟料中硅酸二钙通常固溶 有少量氧化物：如Al2O3、Fe2O3、 MgO、R 2O等形成固溶体，称贝利特（Belite）， 简称B矿。
高温烧成时B矿棱角已熔进液相， 而其余部分未熔进液相缘故。
在反光显微镜下呈圆粒状，常具有黑白交叉双 晶条纹。
多晶转变
第五章 水泥材料
第二节 硅酸盐水泥熟料的 组成和配料
一、硅酸盐水泥熟料的化学成分
主要化学成分 (~95%)： CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3
62~67% 20~24%
4~7%
5~6%
其它少量氧化物 (~5%)： MgO、SO2、TiO2、K2O、Na2O
二、熟料的矿物组成及特性 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经高温反应生 成的一种多矿物组成的结晶细小的人造 岩石。 矿物结晶细小：30~60μm