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二、硅酸鹽的主要成分
1．硅酸鹽水泥
硅酸鹽水泥主要成分是硅酸三鈣3CaO?SiO2、硅酸二鈣2CaO?SiO2、鋁酸三鈣3CaO?Al2O3等，由石灰質(zhì)和粘土質(zhì)原料的粉狀混合物在1450℃左右煅燒成水泥熟料后，加入少量的石膏共同磨細(xì)而成。
2．硅酸鹽水泥熟料中的礦物種類
（1）硅酸三鈣：分子式為3CaO?SiO2，縮寫成C3S。礦物晶體為假六方板狀、短柱狀。它在水泥熟料中并不是以質(zhì)純的C3S存在，其中常含有少量其它氧化物，如Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O與Na2O等。這種含有少量其它氧化物的C3S通常稱為A礦。它是硅酸鹽水泥熟料的主要礦物，是熟料強(qiáng)度的主要來源（表一），其在熟料中的含量一般在40%~60%之間。
表一 硅酸鹽水泥熟料中6種礦物的抗壓強(qiáng)度 MPa
礦物名稱    4小時(shí)    1天    3天    7天    28天    1個(gè)月    6個(gè)月
C3S    —    —    29.0    31.4    48.6    54.5    61.4
C2S    —    —    1.4    2.2    4.5    19.0    28.0
C4AF    —    —    15.1    16.5    18.2    16.3    19.2
C3A    —    —    5.9    5.1    3.9    —    —
C4A3S    16.6    67.1    71.1    68.2    68.7    —    —
C11A7?CaF2    14.4    22.9    28.0    18.1    —    —    —
（2）硅酸二鈣：分子式為2 CaO?SiO2，縮寫成C2S。它有?、??、?、?四種晶型。C2S也不是以純的形式存在，而是與少量其它氧化物形成固溶礦物，通常稱為B礦，在實(shí)際生產(chǎn)的熟料中，一般以?- C2S存在。它是另一種重要的水泥熟料礦物，后期強(qiáng)度增加較快。熟料中C2S的含量在15%左右。
（3）鐵鋁酸四鈣：分子式為4CaO?Al2O3?Fe2O3，縮寫成C4AF，也稱C礦。C礦硬化較慢，強(qiáng)度較高；水化熟較低；具有彈性，抗沖擊力強(qiáng)；抗硫酸鹽腐蝕能力強(qiáng)。但含C4AF的慢冷熟料難磨。
（4）鋁酸三鈣：分子式為3CaO?Al2O3，縮寫成C3A。其水化硬化非常快，強(qiáng)度3天內(nèi)就能充分發(fā)揮出來，早期強(qiáng)度較高，但強(qiáng)度絕對(duì)值不大，且后期強(qiáng)度不再增長甚至?xí)�降低。水化時(shí)放出大量水化熱，致使制品干縮變形大，抗硫酸鹽腐蝕能力較差。在普通硅酸鹽水泥熟料中，C3A的含量一般為7%~15%。
（5）硫鋁酸鈣：分子式為3CaO?Al2O3?SO3，縮寫成C4A3S；氟鋁酸鈣的分子式為11CaO?7Al2O3?CaF2，縮寫成C11A7?CaF2。這是兩種早期強(qiáng)度高的礦物在熟料中形成10%~15%的兩種礦物。
三、提高溫度，使固相反應(yīng)速度加快
1．固相反應(yīng)的過程及影響因素
各礦物在各溫度區(qū)間固相狀態(tài)下產(chǎn)生的化合物如下：
800~900℃開始進(jìn)行下列反應(yīng)：
7（CaO?Al2O3?）+CaO→12CaO?Al2O3
900~1000℃開始進(jìn)行下列反應(yīng)：
12CaO?7Al2O3+9CaO→7（3CaO?Al2O3）
2CaO+7（2CaO?Fe2O3）+12CaO?7Al2O3→7（4CaO?Al2O3?Fe2O3）
在1100~1200℃時(shí)，SiO2和CaO進(jìn)行固相反應(yīng)，生成C2S。該反應(yīng)在固相界面上進(jìn)行反應(yīng)，然后擴(kuò)散到內(nèi)部。兩種經(jīng)過充分粉碎的固相粉末，因其表面存在嚴(yán)重缺陷，故表面的原子、分子或離子較活潑，當(dāng)溫度升高時(shí)，這些質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅增加，而脫離晶體表面參加反應(yīng)，晶體內(nèi)部出現(xiàn)空位，給其它介質(zhì)向內(nèi)部擴(kuò)散創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，當(dāng)達(dá)到一定溫度，質(zhì)點(diǎn)能量增加到足夠程度時(shí)，擴(kuò)散就開始了，于是固相反應(yīng)得以繼續(xù)下去。
在固相反應(yīng)中，溫度變化和生料粉磨細(xì)度對(duì)擴(kuò)散具有極重要的意義。
溫度提高使質(zhì)點(diǎn)能量增加，質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散速度和化學(xué)反應(yīng)速度增加，使固相反應(yīng)速度加快。
2．催化燃燒在固相反應(yīng)階段的作用
煤的催化燃燒，由于燃燒溫度提高，燃燒速度提高，燃燒的火焰猛烈，不但加速了質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散速度和化學(xué)反應(yīng)速度，而且煅燒溫度提高迅速，燃燒強(qiáng)度加大，使液相與氣相反應(yīng)速度加快，從而加快了擴(kuò)散速度。這樣在兩個(gè)反應(yīng)條件下，一方面使固相反應(yīng)充分；另一方面縮短了固相反應(yīng)時(shí)間，使固相反應(yīng)速度加快。

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