煅烧温度对水泥熟料主要矿物形成的影响

秦玉俊张伟霞王在颖(河南省豫鹤同力水泥有限公司 鹤壁市 458000)

煅烧温度对水泥熟料主要矿物形成的影响

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(河南省豫鹤同力水泥有限公司 鹤壁市 458000)

在水泥熟料生产质量的控制领域，还要加强水泥烧制中的主要矿物的形成影响的研究，以便使水泥向着高强度和低负荷的方向发展。基于这种认识，本文对煅烧温度对水泥熟料主要矿物水化、组成和结构的影响展开了分析，以便通过合理控制煅烧温度获得性能优良的水泥熟料。

煅烧温度；水泥熟料；矿物形成；影响

引言：在水泥熟料煅烧的过程中，温度对水泥熟料的烧成质量产生的重要的影响。因为，煅烧温度不仅会对熟料中的矿物含量产生影响，同时也会影响矿物的晶体结构，所以会对水泥的强度和凝结时间等性能产生影响。因此，有必要对煅烧温度对水泥熟料主要矿物形成的影响展开研究，以便更好的进行水泥熟料煅烧过程的控制。

1 煅烧温度对水泥熟料主要矿物水化的影响

在水泥熟料中，含有较多的矿物。而煅烧温度会对这些矿物的水化过程产生影响。提高煅烧温度，则能够使矿物水化反应更加充分。相比较而言，煅烧温度对C3S的水化反应速率有较大影响，对C3A等矿物的水化反应速率影响较小。而C3S是水泥熟料中含量最多的矿物，水泥浆体性能在一定程度上取决于该矿物的水化作用和形成结构。C3S水化过程可以划分成诱导前期、诱导期、加速期、减速期和稳定期。随着煅烧温度的提升，水泥的水化速度将提升[1]。在温度低于110℃的情况下，随着煅烧温度的升高，C3S水化速度也将不断增加，同时水泥的抗压强度将有所提升。

2 煅烧温度对水泥熟料主要矿物组成的影响

因此，从工厂熟料物相检定情况来看，在煅烧温度较低的情况下，水泥熟料也将含有C2AS和2C2S·CaSO4这两种矿物。所以想要进行该种水泥熟料的生产，可以将煅烧温度控制在1200℃左右。而在1300-1350℃条件下，可以进行含有C2S 和矿物的水泥熟料的生产。此外，在煅烧温度不小于1400℃的情况下，可以进行含有、C12A7和微量f-CaO矿物的水泥熟料的生产。而想要确保水泥熟料中含有用矿物C2S和，还要将煅烧温度控制在1300-1400℃范围内。

3 煅烧温度对水泥熟料主要矿物形态的影响

分析不同温度下的低热水泥熟料岩相可以发现，相较于普通硅熟料，低热熟料中含有的C3S较少，含有的C2S较多。在未经煅烧之前，低热熟料中的C2S处在大小不同的状态，并且存有一定量的橄榄石化B矿。此时，熟料中的C3S尚未得到完全发育，同时熟料中存有少量氧化钙。在1450℃下进行水泥熟料烧成，熟料中的B矿大小仍然不均匀，但是明显有所长大[3]。同时，其白色中间体得到了增加，黑色中间相则开始减少。在1500℃下进行水泥烧成，B矿大小将进一步增大，并且逐渐变得大小均匀和边棱清晰。此时，B矿将出现明显特征，即拥有细且长的交叉双晶纹。因此，从分析来看，提高煅烧温度有利于低热水泥熟料的烧结，可以降低水泥熟料的孔隙率。相较于未烧时的状态，1500℃下再次烧成的低热水泥熟料将拥有大小和分布都比较均匀的孔洞，并且孔洞较小。

分析不同煅烧温度下的 SP窑硅酸盐水泥熟料岩相可以发现，在煅烧温度为1350℃时，水泥熟料的A矿得到了良好发育。此时，A矿的尺寸较大，只有少量A矿尺寸稍小，但是边棱清晰。而在中间体分布较多的位置，B矿分布较少。在1450℃下，得到再次烧成的SP窑硅酸盐水泥熟料的A矿体积明显增大，并且生成了具有较大长径的板状A矿。但与此同时，其也出现了A矿大小不均匀的情况。观察B矿可以发现，其中间相明显增多，并且开始有双晶纹，孔洞则有所减小。在1500℃下，再次烧成的水泥熟料A矿得到良好发育，出现了柱状A矿。同时，B矿表面出现了细长双晶条纹，而这是典型的水泥高温煅烧结果。

分析不同煅烧温度下的NSP窑硅酸盐水泥熟料岩相可以发现，在1350℃下，水泥熟料的 C3S大小不同，并且存在连生相，边棱也不够清晰。此时，一些较大的C3S出现了溶蚀现象，形状为柱状。而水泥熟料中的C2S较少，存在一些孔洞，并且中间相较少。在1450℃下，水泥熟料中的C3S边棱逐渐清晰，尺寸变得均匀，但大小无明显变化。同时，熟料中C2S开始变大，铝相也逐渐增多。在1500℃下，水泥熟料中的C3S发育完全，有板状和柱状，且形状均匀整齐[4]。而C2S中间相明显增多，出现细长交叉双晶纹，出现了水泥熟料高温煅烧的明显特征，并且拥有良好矿物形貌。

4 煅烧温度对水泥熟料性能的影响

通过分析可以发现，不同煅烧温度下形成的水泥熟料的抗压强度和抗折强度有着较大区别。因为，水泥熟料的主要矿物组成中，C2S含量多少将对水泥后期强度产生影响，而含量多少将对水泥早期强度产生重要的影响。所以在进行水泥熟料烧制时，需要合理进行主要矿物含量的控制，以便使水泥熟料性能达成预期的烧制要求。此外，水泥熟料中矿物晶体尺寸和结构也会随着煅烧温度变化而变化，而矿物晶体尺寸和结构也会对水泥熟料性能产生影响[5]。随着煅烧温度的提升，矿物结构将变得更加紧密，水泥水化速度将随之加快。而矿物结构紧密的水泥熟料显然凝结时间较长，但是强度值也将有所增长。

结论：总而言之，通过分析煅烧温度对水泥熟料主要矿物形成的影响可以发现，不同煅烧温度下的水泥熟料的主要矿物水化速度、组成和结构都会发生变化，从而导致水泥熟料性能发生变化。所以，还要做好煅烧温度的控制，以便有效控制水泥烧成质量。

[1]范兴广，杨玉飞，黄启飞等. 水泥窑共处置含Cr废物中Cr在不同温度下的形态转化[J].环境科学研究，2014，03:272-278.

[2]滕英跃，赵畅，乔举等.废弃混凝土对水泥熟料煅烧过程矿物形成的影响[J].混凝土，2014，09:86-90.

[3]周娟，吕淑珍，肖正等.煅烧制度对固硫灰制备的铁铝酸盐水泥性能的影响[J].粉煤灰综合利用，2014，06:26-29.

[4]王传运，张亚忠，周宁生等.煅烧温度对微孔钙长石轻质料性能的影响[J].耐火材料，2015，02:106-109.

[5]魏丽颖，赵松海，刘松辉等.制备条件对熟料中 MgO形态分布的影响[J].武汉理工大学学报，2013，10:27-32.

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