煅燒溫度對水泥熟料主要礦物形成的影響

秦玉俊張偉霞王在穎(河南省豫鶴同力水泥有限公司 鶴壁市 458000)

煅燒溫度對水泥熟料主要礦物形成的影響

秦玉俊1張偉霞2王在穎3
(河南省豫鶴同力水泥有限公司 鶴壁市 458000)

在水泥熟料生產質量的控制領域，還要加強水泥燒制中的主要礦物的形成影響的研究，以便使水泥向著高強度和低負荷的方向發展。基于這種認識，本文對煅燒溫度對水泥熟料主要礦物水化、組成和結構的影響展開了分析，以便通過合理控制煅燒溫度獲得性能優良的水泥熟料。

煅燒溫度；水泥熟料；礦物形成；影響

引言：在水泥熟料煅燒的過程中，溫度對水泥熟料的燒成質量產生的重要的影響。因為，煅燒溫度不僅會對熟料中的礦物含量產生影響，同時也會影響礦物的晶體結構，所以會對水泥的強度和凝結時間等性能產生影響。因此，有必要對煅燒溫度對水泥熟料主要礦物形成的影響展開研究，以便更好的進行水泥熟料煅燒過程的控制。

1 煅燒溫度對水泥熟料主要礦物水化的影響

在水泥熟料中，含有較多的礦物。而煅燒溫度會對這些礦物的水化過程產生影響。提高煅燒溫度，則能夠使礦物水化反應更加充分。相比較而言，煅燒溫度對C3S的水化反應速率有較大影響，對C3A等礦物的水化反應速率影響較小。而C3S是水泥熟料中含量最多的礦物，水泥漿體性能在一定程度上取決于該礦物的水化作用和形成結構。C3S水化過程可以劃分成誘導前期、誘導期、加速期、減速期和穩定期。隨著煅燒溫度的提升，水泥的水化速度將提升[1]。在溫度低于110℃的情況下，隨著煅燒溫度的升高，C3S水化速度也將不斷增加，同時水泥的抗壓強度將有所提升。

2 煅燒溫度對水泥熟料主要礦物組成的影響

因此，從工廠熟料物相檢定情況來看，在煅燒溫度較低的情況下，水泥熟料也將含有C2AS和2C2S·CaSO4這兩種礦物。所以想要進行該種水泥熟料的生產，可以將煅燒溫度控制在1200℃左右。而在1300-1350℃條件下，可以進行含有C2S 和礦物的水泥熟料的生產。此外，在煅燒溫度不小于1400℃的情況下，可以進行含有、C12A7和微量f-CaO礦物的水泥熟料的生產。而想要確保水泥熟料中含有用礦物C2S和，還要將煅燒溫度控制在1300-1400℃范圍內。

3 煅燒溫度對水泥熟料主要礦物形態的影響

分析不同溫度下的低熱水泥熟料巖相可以發現，相較于普通硅熟料，低熱熟料中含有的C3S較少，含有的C2S較多。在未經煅燒之前，低熱熟料中的C2S處在大小不同的狀態，并且存有一定量的橄欖石化B礦。此時，熟料中的C3S尚未得到完全發育，同時熟料中存有少量氧化鈣。在1450℃下進行水泥熟料燒成，熟料中的B礦大小仍然不均勻，但是明顯有所長大[3]。同時，其白色中間體得到了增加，黑色中間相則開始減少。在1500℃下進行水泥燒成，B礦大小將進一步增大，并且逐漸變得大小均勻和邊棱清晰。此時，B礦將出現明顯特征，即擁有細且長的交叉雙晶紋。因此，從分析來看，提高煅燒溫度有利于低熱水泥熟料的燒結，可以降低水泥熟料的孔隙率。相較于未燒時的狀態，1500℃下再次燒成的低熱水泥熟料將擁有大小和分布都比較均勻的孔洞，并且孔洞較小。

分析不同煅燒溫度下的 SP窯硅酸鹽水泥熟料巖相可以發現，在煅燒溫度為1350℃時，水泥熟料的A礦得到了良好發育。此時，A礦的尺寸較大，只有少量A礦尺寸稍小，但是邊棱清晰。而在中間體分布較多的位置，B礦分布較少。在1450℃下，得到再次燒成的SP窯硅酸鹽水泥熟料的A礦體積明顯增大，并且生成了具有較大長徑的板狀A礦。但與此同時，其也出現了A礦大小不均勻的情況。觀察B礦可以發現，其中間相明顯增多，并且開始有雙晶紋，孔洞則有所減小。在1500℃下，再次燒成的水泥熟料A礦得到良好發育，出現了柱狀A礦。同時，B礦表面出現了細長雙晶條紋，而這是典型的水泥高溫煅燒結果。

分析不同煅燒溫度下的NSP窯硅酸鹽水泥熟料巖相可以發現，在1350℃下，水泥熟料的 C3S大小不同，并且存在連生相，邊棱也不夠清晰。此時，一些較大的C3S出現了溶蝕現象，形狀為柱狀。而水泥熟料中的C2S較少，存在一些孔洞，并且中間相較少。在1450℃下，水泥熟料中的C3S邊棱逐漸清晰，尺寸變得均勻，但大小無明顯變化。同時，熟料中C2S開始變大，鋁相也逐漸增多。在1500℃下，水泥熟料中的C3S發育完全，有板狀和柱狀，且形狀均勻整齊[4]。而C2S中間相明顯增多，出現細長交叉雙晶紋，出現了水泥熟料高溫煅燒的明顯特征，并且擁有良好礦物形貌。

4 煅燒溫度對水泥熟料性能的影響

通過分析可以發現，不同煅燒溫度下形成的水泥熟料的抗壓強度和抗折強度有著較大區別。因為，水泥熟料的主要礦物組成中，C2S含量多少將對水泥后期強度產生影響，而含量多少將對水泥早期強度產生重要的影響。所以在進行水泥熟料燒制時，需要合理進行主要礦物含量的控制，以便使水泥熟料性能達成預期的燒制要求。此外，水泥熟料中礦物晶體尺寸和結構也會隨著煅燒溫度變化而變化，而礦物晶體尺寸和結構也會對水泥熟料性能產生影響[5]。隨著煅燒溫度的提升，礦物結構將變得更加緊密，水泥水化速度將隨之加快。而礦物結構緊密的水泥熟料顯然凝結時間較長，但是強度值也將有所增長。

結論：總而言之，通過分析煅燒溫度對水泥熟料主要礦物形成的影響可以發現，不同煅燒溫度下的水泥熟料的主要礦物水化速度、組成和結構都會發生變化，從而導致水泥熟料性能發生變化。所以，還要做好煅燒溫度的控制，以便有效控制水泥燒成質量。

[1]范興廣，楊玉飛，黃啟飛等. 水泥窯共處置含Cr廢物中Cr在不同溫度下的形態轉化[J].環境科學研究，2014，03:272-278.

[2]滕英躍，趙暢，喬舉等.廢棄混凝土對水泥熟料煅燒過程礦物形成的影響[J].混凝土，2014，09:86-90.

[3]周娟，呂淑珍，肖正等.煅燒制度對固硫灰制備的鐵鋁酸鹽水泥性能的影響[J].粉煤灰綜合利用，2014，06:26-29.

[4]王傳運，張亞忠，周寧生等.煅燒溫度對微孔鈣長石輕質料性能的影響[J].耐火材料，2015，02:106-109.

[5]魏麗穎，趙松海，劉松輝等.制備條件對熟料中 MgO形態分布的影響[J].武漢理工大學學報，2013，10:27-32.

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