2012年岩土工程师：基础知识辅导资料（3）

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2、硅酸盐水泥熟料的组成
2.1 化学组成
水泥性能优劣主要取决于熟料质量。优质熟料应该具有合适的矿物组成和良好的岩相结构。因此，控制熟料的化学成分是水泥生产的中心环节之一。
硅酸盐水泥熟料主要由氧化钙(CaO,简写为C)、二氧化硅(SiO2简写为S)、氧化铝(Al2O3简写A)和氧化铁(Fe2O3简写为F)四种氧化物组成。 通常这四种氧化物总量在熟料中占95%以上。每种氧化物含量虽然不是固定不变，但其中 华 考 试 网含量变化范围很小，水泥熟料中除了上述四种主要氧化物以外，还有含量不到5%的其他少量氧化物，如氧化镁(MgO)、氧化钛(Ti02)、三氧化硫(S03)等。
氧化钙(CaO)是熟料中最主要的成分，它与熟料中其他氧化物如Si02、A1203、Fe203等发生化学反应，生成熟料矿物如硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)等。一般情况下，随着熟料中CaO含量的增加，熟料中矿物成分C3S 含量增大，从而可以提高水泥的强度。但是CaO的含量不是越多越好，而是有一个最佳含量，即与SiO2、A1203、Fe203等氧化物化合后没有剩余的CaO存在的量。如果CaO含量超过其他氧化物与之化合所需的量，则多余的CaO会以游离状态存在于熟料中，从而影响水泥的体积安定性。
二氧化硅(Si02)也是硅酸盐水泥熟料中最主要化学成分之一。它在高温下与CaO发生反应，生成硅酸盐矿物硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)。如果熟料中SiO2含量低，生成的硅酸盐矿物量就减少，从而影响水泥的强度。另外SiO2含量对熟料煅烧也会产生很大影响。
熟料中氧化铝(A1203)可以与CaO、Si02、Fe203发生反应，生成铝酸三钙(C4A)和铁铝酸四钙(C4AF)。当A1203含量增加时，水泥的凝结、硬化速度加快，但是水泥后期强度增长缓慢，并且降低了水泥的抗硫酸盐性能。A1203含量高的水泥，在水化时放热快，而且水泥的水化热较大。
氧化铁(Fe203)也是熟料中重要的化学成分之一，可以与CaO、A1203 反应生成铁铝酸四钙。增加熟料中的Fe203 含量，可以降低水泥熟料的熔融温度，但会导致水泥水化和硬化速度变慢。
其他少量氧化物的存在，也会不同程度地影响着硅酸盐水泥熟料的煅烧过程和水泥性能。