[建筑]水泥熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异.doc

水泥熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异硅酸盐水泥洲料矿物组成的计算是假设熟料是平衡冷却并生成 C3S,C2S,C,A 和四种纯矿物，其计算结果与熟料真实矿物组成并不完全一致，有时甚至相差很大。其原因是：1. 固溶体的影响 计算矿物为纯 C3S,C2S,C 3A 和 C, F, 但实际矿物为固溶有少量其他氧化物的固溶体，即阿利特、贝利特、铁相固溶体等。例如，若阿利特组成按 CsaS16MA 考虑，则计算 C3S 的公式中 Si02 前面的系数就不是 3.80 而是 4.30, 这样实际含量就要提高 11 ，而 C 3A 则因有一部分 A1203 固溶进阿利特而使它的含量减少。又如，铁相固溶体并非固定组成的 C, AF, 而在高温或有 MgO,CaF2 等条件下有可能是 C6 2F , 其结果使实际矿物中铁相固溶液含量增加使 C 3A 含量减少。 2. 冷却条件的影响 硅酸盐水泥熟料冷却过程，若缓慢冷却而平衡结晶，则液相几乎全部结晶出 C 3A ,C,AF等矿物。但在工业生产条件下，冷却速度较快，因而液相可部分或几乎全部变成玻璃体，此时，实际 C 3A ,C,AF 含量均比计算值低，而 C3S 含量可能增加使 C2S 减少。 3. 碱和其他微组分的影响 碱的存在可能与硅酸盐矿物形成 KC23S12 ，与铝酸三钙形成 NC 8A 3 ，而析出 CaO ，从而使 C 3A 减少而出现 NC 3A 3, 碱也可能影响 C3S 含量。其他次要氧化物如 Ti02 , MgO, P,05 也会影响熟料的矿物组成。 尽管计算的矿物组成与实测值有一定差异，但它能基本说明对熟料锻烧和性能的影响，也是设计某一矿物组成的水泥熟料时，计算生料组成的唯一可能的方法，因此在水泥工业中仍得到广泛应用。 熟料的矿物组成可用岩相分析 ,X 射线定量分析等方法测定，也可根据化学成分进行计算。岩相分析基于显微镜下测量出单位面积各矿物所占的面积的百分率再乘以相应的矿物的相对密度而得各矿物含量。这种方法较符合实际情况，但要求操作者要有熟练的技巧，且劳动，强度大。此外，晶体较小，也可重迭而产生误差 .X 射线定量分析基于熟料矿物特征峰强度与基准单矿物特征峰强度之比求其含量。这种方法方便且准确，国外现代化水泥厂都普遍采用。但限于设备条件，我国水泥厂使用的还不多，另外，此方法对含量太低的矿物不适用。我国常用化学方法进行计算。此方法计算出来的仅是理论上可能生成的矿物，称之为“潜在矿物”组成。在生产条件稳定的情况下，熟料真实矿物组成与计算矿物组成有一定的相关性，已能说明矿物组成对熟料及水泥性能的影响，因此在我国仍普遍使用。 常用的从化学成分计算熟料矿物组成的方法有两种，即石灰饱和系数法和鲍格法。 石灰饱和系数法 为了计算方便，先列出有关相对分之质量的比值。 C 3 S=3.80 （ 3KH 2 ） SiO 2 C 2 S=8.60(1-KH) SiO 2 C 3 A =2.65(Al 2 O 3 -0.64Fe 2 O 3 ) C 4 AF=3.04Fe 2 O 3 CaSO, 1 7S03 鲍格 (R. H. Bogue) 法 鲍格法也称代数法。根据四种主要矿物以及 CasO ； 的化学组成可计算出各氧化物的百分含量，见表 1-3-1 表 1-3-1 主要矿物中各主要级化物的百分含量 ( ） 氧化物 矿 物 C 2 S C 2 S C 3 A C 4 AF CaSO 4 CaO 73.69 65.12 65.12 46.16 41.19 SiO 2 26.31 26.31 AL 2 O 3 37.73 20.98 Fe 2 O 3 32.86 SO 2 58.81 根据上表数值可列出下列方程式： C=0. 7369C 3S 0. 6512C 23 0. 0229C 3 A 0. 4016C , AF 0.4119CaS0, S=0: 2631C 3S-t-0. 3488CZS A=0. 3773C 3 A 0. 2098C 4 AF F= 0.3286 C 4 AF SO 3 =0. 5881CaSO 4 解上述联立方程，可得各矿物百分含量计算式 0. 64 ）： C3S=4. 07 C 7. 60 S 6. 72A 一 2. 86S03 C2S=8. 60S 5. 07A 1 07F 2.15S0 3 一 3. 07C 2. 87 S 0. 754C 3S C 3A =2.6 5 1. 09F C 4 AF=3. 04F （ 1-3-20 ) 同理，当 I M 0.64 时，熟料矿物组成计算式如下： C3 S=4. 07 C 7. 60 S 4. 47 a 2. 80 F 2. 86S03 CZS 8. 60S+3. 38A 2. 15S03 一 3. 07C 2. 87S-0. 754C 3S C,AF=4. 77A C 2F =1. 70(F-1. 57A ） CaSO ； 1. 70S0 ： 熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异 硅酸盐水泥洲料矿物组成的计算是假设熟料是平衡冷却并生成 C3S,C2S,C,A 和 ,AF 四种纯矿物，其计算结果与熟料真实矿物组成并不完全一致，有时甚至相差很大。其原因是： 1. 固溶体的影响 计算矿物为纯 C3S,C2S,C 3A 和 C, F, 但实际矿物为固溶有少量其他氧化物的固溶体，即阿利特、贝利特、铁相固溶体等。例如，若阿利特组成按 CsaS16MA 考虑，则计算 C3S 的公式中 Si02 前面的系数就不是 3.80 而是 4.30, 这样实际含量就要提高 11 ，而 C 3A 则因有一部分 A1203 固溶进阿利特而使它的含量减少。又如，铁相固溶体并非固定组成的 C, AF, 而在高温或有 MgO,CaF2 等条件下有可能是 C6 2F , 其结果使实际矿物中铁相固溶液含量增加使 C 3A 含量减少。 2. 冷却条件的影响 硅酸盐水泥熟料冷却过程，若缓慢冷却而平衡结晶，则液相几乎全部结晶出 C 3A ,C,AF 等矿物。但在工业生产条件下，冷却速度较快，因而液相可部分或几乎全部变成玻璃体，此时，实际 C 3A ,C,AF 含量均比计算值低，而 C3S 含量可能增加使 C2S 减少。 3. 碱和其他微组分的影响 碱的存在可能与硅酸盐矿物形成 KC23S12 ，与铝酸三钙形成 NC 8A 3 ，而析出 CaO ，从而使 C 3A 减少而出现 NC 3A 3, 碱也可能影响 C3S 含量。其他次要氧化物如 Ti02 , MgO, P,05 也会影响熟料的矿物组成。