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

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(河南省豫鶴同力水泥有限公司 鶴壁市 458000)

在水泥熟料生產(chǎn)質(zhì)量的控制領(lǐng)域，還要加強(qiáng)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(qiáng)度和低負(fù)荷的方向發(fā)展?；谶@種認(rèn)識，本文對煅燒溫度對水泥熟料主要礦物水化、組成和結(jié)構(gòu)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(yōu)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(zhì)量產(chǎn)生的重要的影響。因?yàn)?，煅燒溫度不僅會對熟料中的礦物含量產(chǎn)生影響，同時也會影響礦物的晶體結(jié)構(gòu)，所以會對水泥的強(qiáng)度和凝結(jié)時間等性能產(chǎn)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(jìn)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(chǎn)生影響。提高煅燒溫度，則能夠使礦物水化反應(yīng)更加充分。相比較而言，煅燒溫度對C3S的水化反應(yīng)速率有較大影響，對C3A等礦物的水化反應(yīng)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(jié)構(gòu)。C3S水化過程可以劃分成誘導(dǎo)前期、誘導(dǎo)期、加速期、減速期和穩(wěn)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(qiáng)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(jìn)行該種水泥熟料的生產(chǎn)，可以將煅燒溫度控制在1200℃左右。而在1300-1350℃條件下，可以進(jìn)行含有C2S 和礦物的水泥熟料的生產(chǎn)。此外，在煅燒溫度不小于1400℃的情況下，可以進(jìn)行含有、C12A7和微量f-CaO礦物的水泥熟料的生產(chǎn)。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(nèi)。

3 煅燒溫度對水泥熟料主要礦物形態(tài)的影響

分析不同溫度下的低熱水泥熟料巖相可以發(fā)現(xiàn)，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(jīng)煅燒之前，低熱熟料中的C2S處在大小不同的狀態(tài)，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(fā)育，同時熟料中存有少量氧化鈣。在1450℃下進(jìn)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(jìn)行水泥燒成，B礦大小將進(jìn)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(xiàn)明顯特征，即擁有細(xì)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(jié)，可以降低水泥熟料的孔隙率。相較于未燒時的狀態(tài)，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(fā)現(xiàn)，在煅燒溫度為1350℃時，水泥熟料的A礦得到了良好發(fā)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(yù)礦。但與此同時，其也出現(xiàn)了A礦大小不均勻的情況。觀察B礦可以發(fā)現(xiàn)，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(fā)育，出現(xiàn)了柱狀A(yù)礦。同時，B礦表面出現(xiàn)了細(xì)長雙晶條紋，而這是典型的水泥高溫煅燒結(jié)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(fā)現(xiàn)，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(xiàn)了溶蝕現(xiàn)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(fā)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(xiàn)細(xì)長交叉雙晶紋，出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，不同煅燒溫度下形成的水泥熟料的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度有著較大區(qū)別。因?yàn)椋嗍炝系闹饕V物組成中，C2S含量多少將對水泥后期強(qiáng)度產(chǎn)生影響，而含量多少將對水泥早期強(qiáng)度產(chǎn)生重要的影響。所以在進(jìn)行水泥熟料燒制時，需要合理進(jìn)行主要礦物含量的控制，以便使水泥熟料性能達(dá)成預(yù)期的燒制要求。此外，水泥熟料中礦物晶體尺寸和結(jié)構(gòu)也會隨著煅燒溫度變化而變化，而礦物晶體尺寸和結(jié)構(gòu)也會對水泥熟料性能產(chǎn)生影響[5]。隨著煅燒溫度的提升，礦物結(jié)構(gòu)將變得更加緊密，水泥水化速度將隨之加快。而礦物結(jié)構(gòu)緊密的水泥熟料顯然凝結(jié)時間較長，但是強(qiáng)度值也將有所增長。

結(jié)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(fā)現(xiàn)，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(jié)構(gòu)都會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致水泥熟料性能發(fā)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(zhì)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(tài)轉(zhuǎn)化[J].環(huán)境科學(xué)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(yùn)，張亞忠，周寧生等.煅燒溫度對微孔鈣長石輕質(zhì)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(tài)分布的影響[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，10:27-32.

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