基于硅酸盐水泥熟料的工艺矿物学研究

基于硅酸盐水泥熟料的工艺矿物学研究

陈光

福建省 南平市 福建顺昌炼石水泥有限公司 邮编： 353200

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，新的城乡建设项目和城乡改造项目不断增加，对建筑材料的需求也不断增加。作为建筑材料的重要组成部分，水泥的需求量也在不断增加。因此，水泥厂应扩大生产规模，提高生产效率，满足城乡建设的需要。然而，水泥生产过程不仅消耗大量能源，而且去除了大量污染物和废物。同时，水泥生产质量的提高，不合格将不可避免地影响工程的施工质量。因此，我们需要重视水泥生产的监控。通过对水泥熟料组成的研究，可以深入分析水泥熟料的矿物特性，生产水泥熟料，并希望能为工程的改进提供有价值的建议。

关键词：硅酸盐；水泥熟料；工艺矿物学

引言

混凝土作为一类建材，在现代工程中获得了普遍的使用。随着城乡建设的深入发展，城市各项基建和改建工程项目日益增多，混凝土供应量日益增大，混凝土产品质量直接影响着建设项目的建筑品质，为了提高各项工程的建筑品质，混凝土的产品质量也在日益增强，有关人员应当重视混凝土的产品质量。该文重点从工程矿研究的视角论述了水泥加工产品的矿石分类，通过研究水泥加工产品的矿石特性与含量，可以确定水泥加工产品质量的各种技术指标，从而有利于确定水泥的加工产品质量。有鉴于此，该文对于"硅酸盐水泥制品工程矿物学"的深入分析，有着很大的现实意义。

1、硅酸盐水泥的应用

波特兰混凝土是当今世界上最强的混凝土种类。因为硅酸盐混凝土材料大多由硅酸盐构成，所以又叫做硅酸盐混凝土。但通过一百多年的发展，在硅酸盐混凝土熟料中添加了一定量的潜在活性组分，如粉煤灰综合利用、颗粒化高炉矿渣、石灰岩粉、固硫石灰等，构成了几十个品种的大型硅酸盐混凝土家族，广泛应用于工农业生产中，以及军事、水利、交通运输等基建工程项目。

硅酸盐混凝土以其原材料易得、特性稳定、使用普遍而成为最大的混凝土体系。不过波特兰混凝土还有一些突出的缺陷。因此，由于初期水化速度的 缓慢，随着水化产生C-S-H凝胶材料的脱水与干燥，所形成的体积变化已无法适应工程人员对初期强化过程的需要，尤其是在一天中的强化过程可以引起干燥收缩与开裂。硬化浆体过程中产生了大量有二次化学反应能的水化物质，且ch容易在水化浆体和骨材之间的界面区域聚集，产生了松散结构的界面过渡区域，对水泥混凝土的效果形成了不良影响。近几年来，中国混凝土材料科学一直在研究提高硅酸盐混凝土性能的办法，并通过改变水合物产品的成分来改善和调整性能等有效结果。

2、硅酸盐水泥熟料组成物质分析

硅酸盐混凝土熟料的主要成分，包括了化学成分和矿物成分。然后详尽阐述了硅酸盐混凝土熟料的构造，并为有关人士提出了由混凝土熟料构成的数据库。

硅酸盐在水泥熟料中的化学成分主要由水泥工程技术人员测试，试验结论如下。在二线的石灰饱和体系中，比例大于零点九。而据估计，在硅酸盐水泥熟料中并不是存在着硫化钙和氧化钙的相应浓度。由于硅酸盐水泥熟料中的矿物夹杂物，大部分为氧化钙。而硅酸盐的生长速度通常等于2，而其间产物比一般约为百分之二十。从而能够判断其比值小于百分之零以下的。在矿物研究特性分析中，人们使用精密设备对硅酸盐水泥熟料的精密结构进行了分析，并由此确定了硅酸盐水泥熟料的主要研究特征，从一定程度上反映了硅酸盐水泥熟料的制造过程。

针对硅酸盐水泥等加工产品的矿物成分，有关技术人员宜使用显微术观测试样，然后制成光片，并根据观测结果进行分析。首先，宜采用蒸馏水反射光片并加以有效处理，因为蒸馏水的主要用途是氧化钙的形式，以便观测其分布情况和百分比浓度。观察过氧化钙的相关信息之后，再加入百分之一过氧化胺水溶液逐滴侵蚀，然后再观测其矿物的形态特征。再观察硅酸盐或水泥熟料的具体矿物成分，即可得出其体积大小和百分之一百浓度。详细结果将如表1所示。

表1物相组成及体积百分含量/%

如上表1所显示，在不同生产线中硅酸盐水泥熟料的矿物成份主要为金属硫代物，氧化钙和很小含量方镁石。通过对比不同牌号的硅酸盐水泥熟料，发现了部分小组的矿物含量差别不大，而中间含量则与上述分析的硅酸率值相对应，表明了该水泥的特性符合国家相关符合标准，而为了了解硅酸盐水泥成熟度料的具体特征，可运用矿物特征分析进行更深层次的探究，以找到硅酸盐水泥成熟度料的另一个指标。

3、矿物特征分析

硅酸盐水泥熟料的矿物性质主要不同于硅酸盐水泥熟料。其次，分析了各生产线硅酸盐水泥熟料的矿物特性。

3.1 一线水泥熟料矿物特征分析

通过对一线水泥熟料矿物的外观分析，得出以下结论：熟料为灰色或灰黑色。样品按断面切割，无黄芯现象。内部质地坚硬，外部松散。结果表明，硅酸盐水泥熟料整体结构均匀，呈块状分布。溶解现象明显，相应的孔隙分布均匀，但有许多不规则的小孔隙，孔隙率约为18%，形状不规则。

通过对一线水泥熟料矿物的矿物分析，可以得出以下结论：矿物中含有少量的氧化钙，白色中间体中点缀着金属硫化物。同时，它们被腐蚀形成菱角状。可以判断水泥熟料在窑内停留时间过长，交叉双晶线短而粗，从本课可以判断烧成温度高。总之，一线水泥熟料具有煅烧温度高、冷却速度慢的特点。

3.2二线水泥熟料特性分析

经过对二线混凝土熟料矿物的外观分析后，可以得到如下结果：熟料为灰黑色，将试样按截面方向切开，芯部无黄芯现象，结构相似于一线的水泥熟料。结果显示，硅酸盐与水泥熟料的整体结构基本一致，呈块状分布。由于硅酸盐矿物晶粒的发育，相应空隙分布均匀而光滑，并有许多规整的细小空隙，总孔隙率为约百分之三十三。

经过对二线水泥及熟料矿石的矿物化学分析，可以得到如下结果：矿石中存在着少量的过氧化钙，白色中间体中点缀着金属硫化物，并局部溶解形成菱角状。可以判断水泥熟料在窑内的时间过长。综上所述，二线水泥熟料具备了冷却速度慢的优点。

3.3三线水泥熟料特性分析

经过对三线水泥中熟料矿物的外观化学分析，得出的熟料为灰色至灰黑色，按断面颜色切开试样时，有轻度的黄芯现象。结果显示，硅酸盐混凝土熟料总体结构一致，呈块状分布。但溶解现象明显，与相应的孔隙分布不一致，并具有多个大小不等的不规则小空隙，总孔隙率约为百分之三十三。

鉴于三线水泥中存在较轻度的黄心现象，则表明窑内通风效果良好交叉，但同时存在着较强的热还原性。同时出现大的包裹体，表明铸造时效不够。综上所述，该硅酸盐混凝土铸造时效不足，同时出现混料不均匀等问题。

4、结语

综上所述，本章分析了硅酸盐水泥材料的化学组成和矿物组成，提出硅酸盐水泥熟料的化学结构和原料特性与生产工艺要求和烧成温度有关。只有合理控制上述因素，才能保证生产出优质硅酸盐水泥熟料。

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