硅酸盐水泥熟料的产率值

第三节　硅酸盐水泥熟料的率值

水泥熟料是一种多矿物集合体，而各个矿物又是由四种主要氧化物化合而成。因此在生产控制中，不仅要控制熟料中各氧化物的含量，还应控制各氧化物之间的比例，即率值。这样可较方便地表示化学成分和矿物组成之间的关系，明确地表示对水泥熟料的性能和煅烧的影响。因此在生产中，用率值作为生产控制的一种指标。

目前，我国水泥工业普遍采用n，P，KH三个率值控制生产。

一、硅氧率

硅氧率又称硅率，我国俗称硅酸率。它是熟料中SiO₂与Al₂O₃及Fe₂O₃之和的比值，以SM或n表示。其计算式如下:

式中　:SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃代表熟料中各该氧化物的质量百分数。

　硅酸率的大小，反映了熟料中生成的硅酸盐矿物(硅酸三钙与硅酸二钙之和)与熔剂性矿物(铝酸三钙与铁铝酸四钙之和)的相对含量。

硅酸率过高时，即熔剂性矿物减少，烧成温度要提高，立窑煅烧时，易产生空洞，回转窑煅烧时不易悬挂窑皮;提高硅酸率，还会减慢水泥的凝结硬化。硅酸率过低时，即熔剂性矿物过高，硅酸盐矿物减少，会降低熟料强度，在煅烧时易结大块。因此，硅酸盐水泥熟料的硅率波动范围应在1.7～2.7之间。

二、铝氧率

铝氧率又称铝率或铁率，它是水泥熟料中Al₂O₃与Fe₂O₃之比值，以IM或P表示。

其计算式如下:

式中　:Al₂O₃与Fe₂O₃分别为熟料中各该氧化物的质量百分数。

　铝率的大小，反映了熟料中C₃A和C₄AF的相对含量。(www.xing528.com)

当P增大时，意味着C₃A增多，C₄AF含量相对减少，液相黏度增加，不利于C₃S形成，且由于C₃A增多，易引起水泥急凝;当P过低时，C₃A含量相对减少，C₄AF含量相对增多，虽液相黏度减小，有利于C₃S形成，但易使窑内结大块，对煅烧操作不利。因此，硅酸盐熟料的铝率波动范围应在0.9～1.7之间。

三、石灰饱和系数

所谓石灰饱和系数即水泥熟料中总氧化钙含量减去饱和酸性氧化物(A1₂O₃，Fe₂O₃，SO₃)所需氧化钙的量后，所剩下的氧化钙与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需的氧化钙的量之比，通常以KH来表示。

石灰饱和系数表示了二氧化硅全部被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。

1.KH表达式如下

2.KH值与熟料矿物间的关系

当KH=1时，熟料中二氧化硅全部被氧化钙化合成硅酸三钙，熟料中的硅酸盐矿物全部为C₃S，熟料矿物中无C₂S，此时熟料中矿物组成为C₃S，C₃A，C₄AF。

当KH＞1时，无论生产条件多好，熟料中都有游离氧化钙存在，此时熟料中矿物组成为C₃S，C₃A，C₄AF及f-CaO。

当KH≤2/3=0.667时，熟料中二氧化硅全部被氧化钙化合成硅酸二钙，熟料中的硅酸盐矿物全部为C₂S，熟料矿物中无C₃S，此时熟料中矿物组成为C₂S，C₃A，C₄AF。

当2/3＜KH＜1时，熟料中的硅酸盐矿物为C₃S和C₂S，此时熟料中矿物组成为C₃S，C₂S，C₃A，C₄AF。

因此，硅酸盐熟料的KH值应在0.667～1.00之间。这样不仅可以生成四种主要矿物，理论上也无f-CaO存在。但是，在实际生产中，由于被煅烧物料的性质、煅烧温度、液相量、液相黏度等因素的限制，理论计算和实际情况并不完全一致。KH愈高，C₃S含量愈多，C₂S含量愈少，此时料子难烧，如果煅烧不充分，这种熟料制成的水泥硬化较快，强度高。KH愈低，C₂S含量愈多，C₃S含量愈少，此时料子不耐火，这种熟料制成的水泥硬化较慢，早期强度低。为使熟料顺利形成，而且不至于出现过多的f-CaO，在工厂生产条件下，通常KH值应控制在0.86～0.95之间。