预分解窑白水泥熟料矿物结构特性分析_陈哲

广东建材２０１３年第１期材料研究与应用

预分解窑白水泥熟料矿物结构特性分析

陈哲１李福洲２孙于龙３

（１广东省建筑材料研究院；２武汉理工大学；３中国中材装备集团有限公司）

摘

要：本文采用岩相分析和ＸＲＤ分析技术，将预分解窑白水泥熟料和普通水泥熟料进行矿物结构

特性对比，并使用鲍格法对矿物进行定量分析，实验结果表明预分解窑白水泥熟料的矿物结构特点与普通水泥熟料有相似性，也具有较大差异。

关键词：预分解窑；白水泥熟料；岩相；ＸＲＤ；鲍格法

１引言

白水泥是生产规模最大的装饰水泥品种［１］，是装饰

水泥中的核心品种。白水泥的典型特征是拥有较高的白度，色泽明亮，一般用作各种建筑装饰材料，如粉刷、雕塑、地面、水磨石制品等，白水泥还可用于制作白色和彩色混凝土构件。

随着国内经济的稳步发展，建筑装饰要求日益增加，极大的促进了国内白水泥市场，但受限于国内工艺水平，国内白水泥企业不能满足市场对于高品质白水泥日益增长的需求，为此国内正在逐步开发和推广新型预分解窑白水泥生产技术［２－４］，满足市场对于高品质的白水泥的需求。本文从白水泥熟料矿物结构的角度入手，通过岩相分析［５－８］和ＸＲＤ技术，结合熟料矿物的定量分析，与普通水泥熟料进行对比，探讨预分解窑条件下白水泥熟料的矿物结构特性，为白水泥预分解工艺的优化提供一定参考。

抛光机上研磨抛光成符合要求的试样，再进行化学侵然后立即用电吹风机蚀，采用４０％的ＨＦ侵蚀３～５秒，

吹干，将侵蚀好的试样在反光显微镜下观察并拍照。ＸＲＤ分析实验：将水泥熟料使用试验用颚式破碎机初破后，再用小型试验振动磨粉磨，粉磨样品过０．０８ｍｍ筛后用于ＸＲＤ测试。

３实验结果及讨论

３．１岩相实验结果分析

⑴熟料主要微观结构，从图１可以看出，白水泥熟料与普通水泥熟料的共同特点为以Ａ矿为主，Ｂ矿物较少，最明显的区别是白水泥熟料微观结构中中间相分布少，主要以Ｃ３Ｓ和Ｃ２Ｓ矿物为主，两种矿物成片生长；而普通水泥熟料的微观结构中分布较多的中间相，说明预分解窑白水泥熟料在煅烧过程中的液相量少，导致矿物中间相量少。

２实验

２．１实验原材料

试验所用原材料为白水泥熟料和普通水泥熟料，白水泥熟料取自湖北某新建的白水泥预分解窑生产线，普通水泥熟料取自湖北华新水泥，熟料的化学成分及率值见表１。

表１熟料主要化学成分及率值

ＳｉＯ２％Ａｌ２Ｏ３％Ｆｅ２Ｏ３％ＣａＯ％ＭｇＯ％ＳＯ３％ＫＨＳＭＩＭ白水泥熟料２３．５４４．１８０．５８６７．５９０．７８０．０８０．９０５．００６．０１普通水泥熟料２２．３７４．８５３．４１６５．５５１．５６０．１２０．８８２．７１１．４２

图１普通水泥熟料（左）和白水泥熟料（右）的

主要微观结构⑵Ａ矿岩相特点。从图２中可以看出，白水泥熟料的Ａ矿成片生长，相互枝节，单独的Ａ矿晶体较少出现，偶尔会出现少数的中间相把Ａ矿隔开，Ａ矿在形状上多呈六角板状，这与预分解窑白水泥熟料的高温煅烧和快速水冷工艺有关；而在普通水泥熟料中独立性的Ａ矿晶体较多，尺寸相对较小，Ａ矿晶体多被中间相所包围。

⑶Ｂ矿岩相特点，图３中的深色部分是Ｂ矿，从图３

２．２实验方法

岩相分析实验：将水泥熟料敲碎成３～４ｍｍ的粗颗粒，采用熔融硫磺固定，制成试样毛坯，在金相试样研磨

-25-

材料研究与应用广东建材２０１３年第１期

中可以看出普通水泥熟料与白水泥熟料的Ｂ矿相对Ａ矿数量较少，外形基本上都为表面光滑的圆粒状，是由固相反应直接生产，在冷却过程中也没有发生晶型转变。

⑷中间相矿物岩相特点，从图４可以看出白水泥熟料矿物之间只有黑色中间相分布，很难看见明显的白色中间相分布，主要是由于白水泥熟料中的铁相矿物含量低；在普通水泥熟料中，白色中间相与黑色中间相间隔分布，白色中间相呈长柱状，黑色中间相则无固定形态。

３．３矿物定量分析对比

上述水泥熟料的岩相分析和ＸＲＤ分析对比都是定性分析，进一步的定量分析可以通过理论计算来完成，

本文中采用鲍格法来计算，鲍格法基本计算公式如下：

Ｃ３Ｓ＝４．０７Ｃ－７．６０Ｓ－６．７２Ａ－１．４３Ｆ－２．８６ＳＯ３（式１）

Ｃ２Ｓ＝８．６０Ｓ＋５．０７Ａ＋１．０７Ｆ＋２．１５ＳＯ３－３．０７Ｃ（式２）Ｃ３Ａ＝２．６５Ａ－１．６９Ｆ（式３）Ｃ４ＡＦ＝３．０４Ｆ（式４）其中：Ｃ－ＣａＯ，Ｓ－ＳｉＯ２，Ａ－Ａｌ２Ｏ３，Ｆ－Ｆｅ２Ｏ３。将表１中的数据代入公式１～式４计算熟料中的矿物的量，计算结果如表２：

表２熟料矿物含量计算结果

（ｗｔ％）

图４普通水泥熟料（左）和白水泥熟料（右）的

中间相对比

白水泥熟料普通水泥熟料

Ｃ３Ｓ６７．３８５３．６１Ｃ２Ｓ１６．６５２３．６９Ｃ３

Ａ１０．０９７．０７Ｃ

４ＡＦ１．７７１０．３７

３．２ＸＲＤ结果分析

图５是预分解窑白水泥熟料与普通水泥熟料的ＸＲＤ图谱对比，从图谱分析白水泥熟料的特点是没有明显Ｃ４ＡＦ峰，而白色中间相的主要成分是Ｃ４ＡＦ，这进一步确证白水泥熟料关于中间相的分析—没有明显的白色中间相，白水泥熟料的其他矿物与普通水泥熟料基本一致。

从表２中可以看出二种水泥熟料的矿物含量有如

下两个特点：

⑴白水泥熟料中Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ为８４．０３％，Ｃ３Ａ＋Ｃ４ＡＦ为１１．８４％，普通水泥熟料Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ为７７．３％，Ｃ３Ａ＋Ｃ４ＡＦ为１７．４４％，这与岩相图的结果相符，即白水泥熟料的Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ主矿物数量较多，而中间相（Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦ）较少的特点。

⑵白水泥熟料中的铁相矿物（Ｃ４ＡＦ）仅为１．７７％，而普通水泥熟料中的铁相矿物量为１０．３７％，这与ＸＲＤ分

-26-

广东建材２０１３年第１期材料研究与应用

绿色建筑材料防氡腻子的研究

郭保生陈华钢袁富贵（广东白云学院艺术与建筑学院）

摘

２２６

要：在建筑结构中普遍存在着氡及氡质子气体。氡是一种核元素放射性气体，是从核元素镭

Ｒａ衰变而来。当人们呼吸到氡及氡质子气体时，将会使人产生白血病及癌病等多种疾病．为了防止

氡及氡质子气体对人们的危害，本文利用有机氟改性苯乙烯－丙烯酸弹性乳液、超细硅微粉和熟石灰粉生产出了一种防氡腻子，实验室试验的防氡效率为９０．２５％，住宅现场试验使房间的氡结束浓度为

已达到了安全住宅标准．探讨了防氡腻子的防氡机理，对实验结果进行了分析。２８Ｂｑ／ｍ３，

关键词：氡；腻子；超细硅微粉；苯丙乳液

１引言

氡（２２２Ｒｎ）是一种核元素放射性气体，是从核元素镭

２２６

Ｒａ衰变而来，具有核放射性气体的性质和危害。当人们呼吸到氡及氡质子气体时，这些核放射性气体就会通过呼吸道、进入到人的内脏各个器官，对呼吸道和各个器官进行核辐射损害，将会使人产生白血病、癌症及孕妇胎儿发育不正常等多种疾病。世界卫生组织非常重视氡及氡质子对人体的危害，将氡及氡质子气体列为主要

及质量检验检予总局越来越重视氡及氡质子气体对人

体的危害，下发了多个文件，规定了住宅及公共建筑氡及氡质子气体浓度的标准，严禁氡及氡质子气体浓度超

［１］

标的建筑住宅及公共场所投入使用。氡及氡质子气体是无色无味的气体，人的眼睛发现不了也感觉不到，无声无息的进入到人的体内，所以人们对氡及氡质子气体的危害普遍没感觉也不重视。住宅及公共建筑中的氡及氡质子气体主要来源于以下两方

２２６

环境致癌物质之一。国家建设部、卫生部、国家环境保护面：一是地层岩石中存在的核元素镭Ｒａ衰变而来的------------------------------------------------析中白水泥熟料的ＸＲＤ图谱中没有明显的Ｃ４ＡＦ特征峰相符合。

理工艺有关，熟料矿物特点相似的方面说明白水泥熟料的生产可以参考普通水泥预分解窑技术，但考虑到二者之间的差异，白水泥预分解窑系统要根据白水泥熟料矿物形成条件进行调整。●【参考文献】

［１］胡曙光等．特种水泥［Ｍ］．武汉：武汉理工大学出版社，２０１０．［２］陈吉胜．预分解技术用于白水泥生产的几个工艺问题［Ｊ］．水泥，１９９３（１）：８－１２．

［３］杨春华，徐学新．光华水泥厂白水泥窑预分解系统的技术改造［Ｊ］．水泥，１９９３（９）：２０－２３．

［４］刘寿绵，赵李，刘保良．亚洲最大年产６０万吨白水泥生产线建成投产［Ｊ］．中国水泥，２０１０（８）：４９－５１．

［５］刘除临，郭道源．水泥熟料岩相分析在水泥生产中的作用［Ｊ］．新世纪水泥导报，２００９（４）：２４－２８．

［６］张平．浅析硅酸盐相图与水泥熟料岩相结构及配料率值的关系［Ｊ］．云南建材，１９９５（１）：５－７，４．

［７］郑强，杨柳．熟料岩相测试方法的改进［Ｊ］．新世纪水泥导报２００８（６）：５７．

［８］李明德，王林．普通硅酸盐水泥熟料岩相分析法的综述［Ｊ］．云南建材１９９６（４）：１７－２０．

４结论

通过预分解窑白水泥熟料和普通水泥熟料的岩相分析以及ＸＲＤ分析，并使用理论计算进行定量分析，得出了如下有关预分解窑白水泥熟料的矿物特点：

⑴预分解窑白水泥熟料矿物中主要以Ａ矿和Ｂ矿为主，成片生长明显，主要矿物大多都互相枝节，Ａ矿和Ｂ矿之间分布有少量的中间相，中间相的总量较普通水泥熟料少。白水泥熟料矿物形成过程固相反应起主要作用，白水泥熟料热耗较高。

⑵预分解窑白水泥熟料矿物的中间相以黑色中间相为主，很难看见明显的白色中间相分布，白水泥熟料ＸＲＤ图谱中没有明显的Ｃ４ＡＦ特征峰，计算得出的Ｃ４ＡＦ含量很低。

综上分析，预分解窑白水泥熟料的矿物特点与普通水泥熟料有着很多相似性，但也有自身的特点，这与白水泥预分解窑的特殊工艺条件有关，如“三高”（高饱和值、高硅率、高铁率）的配料方案、熟料采用水冷漂白处

-27-

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ekxj.html