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水泥熟料矿物组成及矿物形态对水泥强度的影响 作者：罗云峰 樊粤明 ?时间 2007 0 引言 水泥强度的影响因素主要来自水泥熟料的矿物组成和形态，以及水泥的颗粒组成、颗粒形貌和细度等方面。就熟料矿物而言，硅酸盐相是影响水泥强度的主要因素，硅酸盐矿物的含量是决定水泥强度的主要因素。一般认为C3S不仅影响早期强度，而且也影响水泥的后期强度，而C3S对早期强度影响不大，却是决定后期强度的主要因素；C3A含量对水泥早期强度的影响最大；鲍格和泰勒等认为C4AF是熟料4种矿物中强度最差的一种，对水泥的强度不会有较大的作用，但另有学者的试验证明C4AF不仅对水泥的早期强度起相当大的作用，而且有助于后期强度的发展。 一般来说，熟料抗压强度越高，抗折强度也越高，在矿物组成对强度的影响方面，往往较多地研究其对抗压强度的影响，而关于矿物组成对抗折强度的影响的研究则较少，那么矿物组成对抗压强度和抗折强度的影响是否一致呢?抗压强度的影响矿物与抗折强度的影响矿物是否一定相同呢?熟料的矿物形态(包括晶粒尺寸、发育程度、缺陷等)对水泥强度有怎样的影响呢?本文对此进行了研究。 1 原材料与试验方法 取不同烧成工艺条件下生产的8个工业熟料(取自广东地区6大水泥厂，代号分别为A、B、C、D、E、F、G、H，其中A、B、C、D为预分解窑生产，E、F为湿法回转窑生产，G、H为机立窑生产)，各熟料的化学组成及计算矿物组成见表1。 表1 各熟料的化学组成及其计算矿物组成 ％ 熟料 Loss SiO2 Fe2O3 A12O3 CaO MgO SO3 fCaO C3S C2S C3 C4AF A 0.23 21.02 5.03 5.40 64.84 1.45 1.02 0.42 56.04 18.07 5.81 15.29 B 0.36 21.47 3.15 4.85 66.06 1.87 1.06 0.88 61.98 14.88 7.53 9.58 C 0.53 21.5l 3.37 5.51 66.24 1.17 0.83 0.57 59.58 16.81 8.91 10.24 D 0.60 22.10 2.37 4.99 66.69 1.78 0.88 1.28 58.82 19.08 9.22 7.20 E 0.36 20.68 4.81 5.40 , 65.31 2.07 0.59 0.72 60.86 13.46 6.18 14.62 F 0.48 21.44 4.27 5.44 64.88 1.58 0.56 1.45 50.95 23.12 7.20 12.98 G 0.38 20.27 4.21 6.46 64.70 1.34 1.58 1.23 50.32 20.23 10.00 12.80 H 0.45 20.54 4.08 5.93 65.02 1.69 0.68 2.78 49.58 21.56 8.82 12.40 ? 1)将各熟料分别掺入4．5％的石膏(其化学成分见表2)，在同一实验小磨中粉磨成比表面积为(360±10)m2／kg的硅酸盐水泥，按GB／Tl7671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》分别检测其抗压强度及抗折强度。 表2 石膏化学组成 ％ Loss CaO A1203 SiO2 Fe203 MgO SO3 酸不 溶物 ∑ 结晶 水 水 14.12 31.84 1.38 0.68 0.73 1.22 39.48 9.88 99.33 11.11 0.17 ? 2)分别取各熟料样少量，研磨成一定细度的粉体，采用化学萃取法，将4种矿物以及玻璃体萃取出来，将萃取出来的溶液进行化验，按照公式计算熟料中各矿物的含量。 3)将各熟料进行磨光处理，采用反光显微镜岩相分析法，对比分析熟料中硅酸盐矿物的形态及发育状况。 2 试验结果与讨论 2．1熟料矿物的组成 表3是熟料矿物的实测与计算含量的比较。 表3 各熟料矿物的实测与计算含量比较 ％ 项目 A B C D E F G H C3S 计算 56.04 61.98 59.58 58.82 60.86 50.95 50.32 49.58 实测 57.06 63.46 62.18 63.40 59.12 56.55 45.92 49.06 C2S 计算 18.07 14.88 16.81 19.08 13.46 23.12 20.23 21.56 实测 18.81 15.70 17.17 16.91 15.40 19.41 28.72 24.81 C3 计算 5.81 7.53 8.91 9.22 6.18 7.20 10.00 8.82 实测 4.07 3.65 3.50 4.44 3.36 3.38 4.8