线衍射分析， 没有发现硅酸盐矿物衍射峰的存在，对
萃取剩下的硅酸盐相残渣进行 Ｘ 射线衍射分析，没有
发现中间体矿物的衍射峰存在［９］， 说明萃取方法可靠，
结果度的关系
２．２．１ 与水泥胶砂抗压强度的关系
熟料矿物组成与水泥胶砂抗压强度的关系见
表 ５ 及图 １～图 ３。
中间体 ２４．１３ ２０．１２ １９．８７ １９．２８ ２３．２９ ２２．０９ ２３．９８ ２３．７６
Σ ９９．２２ ９８．９０ ９９．６７ ９９．５５ ９９．２０ ９８．００ ９７．０６ ９７．７２
对照表 ３ 和表 ４ 可见， 两种方法所测得的相分析
结果基本一致。对萃取剩下的中间体残渣进行 Ｘ 射
实测 ９．２２ ７．６３ ８．５８ ９．２１ １４．２７ １４．２０ １７．８４ １７．２８
注： 表中 Ｃ３Ｓ 和 Ｃ２Ｓ 均为固溶体， 其含量均为固溶体含量。
从表 ３ 中看出： １） 回转窑生产的 ６ 个熟料， 其 Ｃ３Ｓ 的实测含量均 大于计算含量， 而立窑生产的熟料则反之。这一结果 与蒋永惠等人［５］的试验结果一致。对此， 笔者认为有以 下几个原因： ①立窑熟料烧成时， 处于堆积状态， 窑内通风不 均匀， 熟料主要在还原气氛下烧成， 三价铁被还原成 二价铁， 进入 Ｃ３Ｓ 的晶格中， 引起 Ｃ３Ｓ 分解成 Ｃ２Ｓ 和 ｆＣａＯ［６］， 导致 Ｃ３Ｓ 的实际含量降低。 ②立窑熟料冷却速度慢， 导致 Ｃ３Ｓ 晶型转化而分 解成 Ｃ２Ｓ 和 Ｃ３Ａ［７， ８］， 导致 Ｃ３Ｓ 的实际含量降低。 ２） ８ 个熟料样的 Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ 实测含量均大于计算含 量， 笔者认为这 是 由 于 硅 酸 盐 相 固 溶 了 Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３ 和 ＭｇＯ 等氧化物的原因。 ３） 各熟料样中的 Ｃ３Ａ 的实测含量以 Ｇ、Ｄ、Ａ 等熟 料的相对较大， 但整体相差不大。 ４） 各 熟 料 的 铁 相 含 量 相 差 较 大 ， 以 立 窑 的 Ｇ、Ｈ 熟料的为最大， 其次为湿法的 Ｅ、Ｆ， 最后是干法的 Ａ、 Ｂ、Ｃ、Ｄ。
计算 ７４．１１ ７６．８７ ７６．３９ ７７．９０ ７４．３２ ７４．０７ ７０．５５ ７１．１４ Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ
实测 ７５．８７ ７９．１６ ７９．３５ ８０．３１ ７４．５２ ７５．９６ ７４．６４ ７３．８７
计算 ２１．１０ １７．１０ １９．１５ １６．６２ ２０．８０ ２０．１８ ２２．８０ ２１．２２ Ｃ３Ａ＋Ｃ４ＡＦ
３） 将各熟料进行磨光处理， 采用反光显微镜岩相 分析法［４］， 对比分析熟料中硅酸盐矿物的形态及发育 状况。
２ 试验结果与讨论
２．１ 熟料矿物的组成 表 ３ 是熟料矿物的实测与计算含量的比较。
表 ３ 各熟料矿物的实测与计算含量比较 ％
项目
ＡＢＣＤＥ Ｆ ＧＨ
计算 ５６．０４ ６１．９８ ５９．５８ ５８．８２ ６０．８６ ５０．９５ ５０．３２ ４９．５８ Ｃ３Ｓ
Ｃ ０．５３ ２１．５１ ３．３７ ５．５１ ６６．２４ １．１７ ０．８３ ０．５７ ５９．５８１６．８１ ８．９１ １０．２４
Ｄ ０．６０ ２２．１０ ２．３７ ４．９９ ６６．６９ １．７８ ０．８８ １．２８ ５８．８２１９．０８ ９．２２ ７．２０
Ｅ ０．３６ ２０．６８ ４．８１ ５．４０ ６５．３１ ２．０７ ０．５９ ０．７２ ６０．８６１３．４６ ６．１８ １４．６２
摘要： 采用化学萃取法检测了各熟料中的矿物实际含量， 采用反光显微镜岩相分析法分析了各熟料的矿物形态， 分析了 熟料矿物组成及矿物形态对水泥强度的影响。结果表明， 熟料 Ｃ３Ｓ 含量与水泥早期强度有较好的相关性； Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ 含量 决定了水泥后期抗压强度； 但 Ｃ３Ｓ＋Ｃ２Ｓ 及 Ｃ３Ｓ 含量与水泥后期抗折强度相关性不好； 水泥强度也与熟料矿物形态相关。 关键词： 熟料； 矿物组成； 矿物形态； 胶砂强度； 化学萃取法； 岩相分析法 Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｒｅａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｉｎ ｅａｃｈ ｃｅｍｅｎｔ ｃｌｉｎｋｅｒ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｌｉｎｋｅｒ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｉｎｋｅｒ ｏｎ ｃｅｍｅｎｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｃ３Ｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｃｌｉｎｋｅｒ ｈａｄ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ ｗｉｔｈ ｃｅｍｅｎｔ ｅａｒｌｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃ３Ｓ ｐｌｕｓ Ｃ２Ｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｌａｔｅｒ ａｇｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃ３Ｓ ｐｌｕｓ Ｃ２Ｓ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｏｆ Ｃ３Ｓ， ｈａｄ ａ ｐｏｏｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ ｗｉｔｈ ｃｅｍｅｎｔ ｌａｔｅｒ ａｇｅ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ． Ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｌｓｏ ｈａｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ ｗｉｔｈ ｃｌｉｎｋｅｒ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｃｌｉｎｋｅｒ； ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ； ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ； ｃｅｍｅｎｔ ｍｏｒｔａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ； ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； ｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ
中图分类号： ＴＱ１７２．１２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００２－ ９８７７（ ２００８） １０－ ０００５－ ０５
０ 引言
水泥强度的影响因素主要来自水泥熟料的矿物 组成和形态， 以及水泥的颗粒组成、颗粒形貌和细度 等方面［１，２］。就熟料矿物而言， 硅酸盐相是影响水泥强 度的主要因素， 硅酸盐矿物的含量是决定水泥强度的 主要因素。一般认为 Ｃ３Ｓ 不仅影响早期强度， 而且也 影响水泥的后期强度， 而 Ｃ２Ｓ 对早期强度影响不大， 却是决定后期强度的主要因素； Ｃ３Ａ 含量对水泥早期 强度的影响最大； 鲍格和泰勒等认为 Ｃ４ＡＦ 是熟料 ４ 种矿物中强度最差的一种， 对水泥的强度不会有较大 的作用， 但另有学者的试验证明 Ｃ４ＡＦ 不仅对水泥的 早期强度起相当大的作用， 而且有助于后期强度的发 展［１］。
１） 将各熟料分别掺入 ４．５％的石膏 （ 其 化 学 成 分
见 表 ２） ， 在 同 一 实 验 小 磨 中 粉 磨 成 比 表 面 积 为
（ ３６０±１０） ｍ２／ｋｇ 的硅酸盐水泥， 按 ＧＢ／Ｔ１７６７１—１９９９
《 水泥胶砂强度检验方法（ ＩＳＯ 法） 》分别检测其抗压
强度及抗折强度。
表 ２ 石膏化学组成
实测 ５７．０６ ６３．４６ ６２．１８ ６３．４０ ５９．１２ ５６．５５ ４５．９２ ４９．０６
计算 １８．０７ １４．８８ １６．８１ １９．０８ １３．４６ ２３．１２ ２０．２３ ２１．５６ Ｃ２Ｓ
实测 １８．８１ １５．７０ １７．１７ １６．９１ １５．４０ １９．４１ ２８．７２ ２４．８１
％
Ｌｏｓｓ
ＣａＯ Ａｌ２Ｏ３ ＳｉＯ２ Ｆｅ２Ｏ３ ＭｇＯ
ＳＯ３
酸不 溶物
Σ
结晶 水
水
１４．１２ ３１．８４ １．３８ ０．６８ ０．７３ １．２２ ３９．４８ ９．８８ ９９．３３ １１．１１ ０．１７
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２００８．Ｎｏ．１０
２） 分别取各熟料样少量， 研磨成一定细度的粉 体， 采用化学萃取法［３］， 将 ４ 种矿物以及玻璃体萃取出 来， 将萃取出来的溶液进行化验， 按照公式计算熟料 中各矿物的含量。
计算 ５．８１ ７．５３ ８．９１ ９．２２ ６．１８ ７．２０ １０．００ ８．８２ Ｃ３Ａ
实测 ４．０７ ３．６５ ３．５０ ４．４４ ３．３６ ３．３８ ４．８４ ３．２３
计算 １５．２９ ９．５８ １０．２４ ７．２０ １４．６２ １２．９８ １２．８０ １２．４０ Ｃ４ＡＦ
实测 ５．１５ ３．９８ ５．０８ ４．７７ １０．９１ １０．８２ １３．００ １４．０５
以下是采用另一方法进行相分析的结果， 选取适
宜的萃取剂分别将硅酸盐相和中间体萃取出来的残
渣， 用坩埚灼烧至恒重， 称量所得的硅酸盐相和中间
体的含量（ 见表 ４） 。
表 ４ 各熟料硅酸盐相和中间体的含量
％
名称 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ Ｆ Ｇ Ｈ
硅酸盐相 ７５．０９ ７８．７８ ７９．８０ ８０．２７ ７５．９１ ７５．９１ ７３．０８ ７３．９６
表 ５ 水泥抗压强度与熟料矿物实测含量的关系
项目
ＡＢＣＤＥ Ｆ ＧＨ
１ｄ １５．０ １８．１ １８．４ １８．３ １３．８ １０．７ １０．６ １１．２ 抗压
强度 ３ｄ ２９．９ ３５．５ ３２．７ ３４．３ ３０．０ ２６．７ ２４．２ ２６．７ ／ＭＰａ
２８ｄ ５４．０ ５８．５ ６３．０ ５７．９ ５４．９ ５７．６ ５３．０ ５４．５
图 １ 水泥胶砂强度与 Ｃ３Ａ 含量的相关性 图 ２ 水泥胶砂强度与 Ｃ３Ｓ 含量的相关性
２００８．Ｎｏ．１０
罗云峰， 等： 水泥熟料矿物组成及矿物形态对水泥强度的影响
％
熟料 Ｌｏｓｓ ＳｉＯ２ Ｆｅ２Ｏ３ Ａｌ２Ｏ３ ＣａＯ ＭｇＯ ＳＯ３ ｆＣａＯ Ｃ３Ｓ Ｃ２Ｓ Ｃ３Ａ Ｃ４ＡＦ Ａ ０．２３ ２１．０２ ５．０３ ５．４０ ６４．８４ １．４５ １．０２ ０．４２ ５６．０４１８．０７ ５．８１ １５．２９
Ｂ ０．３６ ２１．４７ ３．１５ ４．８５ ６６．０６ １．８７ １．０６ ０．８８ ６１．９８１４．８８ ７．５３ ９．５８