硅酸盐水泥熟料的矿物组成
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硅酸盐水泥熟料是一种由主要含 CaO 、 SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料按适当比例配合 磨成细粉（生料）烧至部分熔融，所得以硅
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。
玻璃体：
熟料的矿物组成及岩相结构
三、熟料的物理性能要求
◇凝结时间
◇安定性
◇强度
硅酸盐水泥熟料物理性能的检验，是通过 将水泥熟料在 Φ500mm×500mm标准小磨中与
二水石膏一起磨细至表面积350m2/kg，80m方
孔筛筛余 ≤4%制成 P.Ⅰ型硅酸盐水泥后进行的。
四、化学成分与矿物组成间的关系
二、矿物组成
主要矿物组成： 硅酸三钙：3CaO· SiO2 (C3S) 硅酸盐矿物~75% 硅酸二钙：2CaO· SiO2 (C2S) ~95% 铝酸三钙：3CaO· Al2O3 (C3A) ~22% 铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3 · Fe2O3 (C4AF)
游离氧化钙：f-CaO
熔剂矿物
其它： 方镁石：（即结晶氧化镁）
六、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作率值。 表示化学成分与矿物组成之间的关系， 水泥熟料的性能及其对煅烧的影响。 在一定的工艺条件下，率值是水泥生产 质量控制的主要指标。 我国主要采用石灰饱和系数（KH）、硅 率（n）、铝率（p）三个率值。
之内大部分发挥出来，以 后几乎不增长，甚至倒缩； 水化热高；脆性大，耐磨 性差，抗硫酸盐性能差。
五、熟料矿物的特性
◆铁铝酸四钙 ◇矿物特性： 1、铁铝酸四钙代表的是一系列连续的固溶体。 2、不纯，形成固溶体，称C矿（才利特）,又称 白色中间相。
五、熟料矿物的特性
◆铁铝酸四钙 ◇水化特性： 1、水化速度：早期介于C3A、C3S间，后期的 发展不如C3S； 2、早期强度似C3A，后期能增长，似C2S； 3、水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性 能较好。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸二钙 ◇多晶转变
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。而γ -C2S几乎无水硬性。
大
较大
五、熟料矿物的特性
◆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。
五、熟料矿物的特性
◆方镁石（MgO） ◇危害 方镁石与水反应速度很慢，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。 方镁石含量越多，晶体尺寸越大，引起 的破坏越严重，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。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸三钙
◇水化特性： 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。
早期强度高，强度的绝对值和增进率较大。
其28d强度可达到一年强度的70%～80%。
水化热较高；抗水性较差。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸二钙 ◇ 矿物特性 熟料中硅酸二钙通常固
溶 有 少 量 氧 化 物 如 Al2O3 、
熟料中的主要矿物均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水泥熟
料的中心环节，根据熟料化学成分也可以推测出
熟料中各矿物的相对含量高低。 （1）CaO；（2）SiO2；（3）Al2O3；（4）Fe2O3； （5）其他少量氧化物和微量元素
五、熟料矿物的特性
其 它 氧 化 物 ： 如 MgO
SO3
Na2O
K 2O
TiO2
P2O5等，其总量通常占熟料的5%以下。
一、熟料的化学组成
◆主要化学成分要求 实际生产中，硅酸盐水泥中个主要 氧化物含量的波动范围一般为： CaO 62%～67% SiO2 20%～24% Al2O3 4%～7% Fe2O3 2.5%～6%
Fe2O3 、 MgO 、 R2O 等形成固溶 体，称贝利特（ 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。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸二钙 ◇水化特性 水化反应比C3S慢的多，28d只水化20%左右， 凝结硬化慢； 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； 水化热小；抗水性好。
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。
玻璃体：
熟料的矿物组成及岩相结构
三、熟料的物理性能要求
◇凝结时间
◇安定性
◇强度
硅酸盐水泥熟料物理性能的检验，是通过 将水泥熟料在 Φ500mm×500mm标准小磨中与
二水石膏一起磨细至表面积350m2/kg，80m方
孔筛筛余 ≤4%制成 P.Ⅰ型硅酸盐水泥后进行的。
四、化学成分与矿物组成间的关系
二、矿物组成
主要矿物组成： 硅酸三钙：3CaO· SiO2 (C3S) 硅酸盐矿物~75% 硅酸二钙：2CaO· SiO2 (C2S) ~95% 铝酸三钙：3CaO· Al2O3 (C3A) ~22% 铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3 · Fe2O3 (C4AF)
游离氧化钙：f-CaO
熔剂矿物
其它： 方镁石：（即结晶氧化镁）
六、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作率值。 表示化学成分与矿物组成之间的关系， 水泥熟料的性能及其对煅烧的影响。 在一定的工艺条件下，率值是水泥生产 质量控制的主要指标。 我国主要采用石灰饱和系数（KH）、硅 率（n）、铝率（p）三个率值。
之内大部分发挥出来，以 后几乎不增长，甚至倒缩； 水化热高；脆性大，耐磨 性差，抗硫酸盐性能差。
五、熟料矿物的特性
◆铁铝酸四钙 ◇矿物特性： 1、铁铝酸四钙代表的是一系列连续的固溶体。 2、不纯，形成固溶体，称C矿（才利特）,又称 白色中间相。
五、熟料矿物的特性
◆铁铝酸四钙 ◇水化特性： 1、水化速度：早期介于C3A、C3S间，后期的 发展不如C3S； 2、早期强度似C3A，后期能增长，似C2S； 3、水化热较C3A低，抗冲击性能和抗硫酸盐性 能较好。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸二钙 ◇多晶转变
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。而γ -C2S几乎无水硬性。
大
较大
五、熟料矿物的特性
◆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。
五、熟料矿物的特性
◆方镁石（MgO） ◇危害 方镁石与水反应速度很慢，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。 方镁石含量越多，晶体尺寸越大，引起 的破坏越严重，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。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸三钙
◇水化特性： 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。
早期强度高，强度的绝对值和增进率较大。
其28d强度可达到一年强度的70%～80%。
水化热较高；抗水性较差。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸二钙 ◇ 矿物特性 熟料中硅酸二钙通常固
溶 有 少 量 氧 化 物 如 Al2O3 、
熟料中的主要矿物均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水泥熟
料的中心环节，根据熟料化学成分也可以推测出
熟料中各矿物的相对含量高低。 （1）CaO；（2）SiO2；（3）Al2O3；（4）Fe2O3； （5）其他少量氧化物和微量元素
五、熟料矿物的特性
其 它 氧 化 物 ： 如 MgO
SO3
Na2O
K 2O
TiO2
P2O5等，其总量通常占熟料的5%以下。
一、熟料的化学组成
◆主要化学成分要求 实际生产中，硅酸盐水泥中个主要 氧化物含量的波动范围一般为： CaO 62%～67% SiO2 20%～24% Al2O3 4%～7% Fe2O3 2.5%～6%
Fe2O3 、 MgO 、 R2O 等形成固溶 体，称贝利特（ 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。
五、熟料矿物的特性
◆硅酸二钙 ◇水化特性 水化反应比C3S慢的多，28d只水化20%左右， 凝结硬化慢； 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； 水化热小；抗水性好。