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(chǎn)質(zhì)量的控制領(lǐng)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(fā)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(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。因為,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,以便更好的進行水泥熟料煅燒過程的控制。
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前期、誘導期、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,同時水泥的抗壓強度將有所提升。
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(chǎn),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(chǎn)。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(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)。
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(xiàn)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(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礦。同時,B礦表面出現(xiàn)了細長雙晶條紋,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。
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度和抗折強度有著較大區(qū)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(chǎn)生影響,而含量多少將對水泥早期強度產(chǎn)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(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。
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