水泥熟料是什么？

（1）水泥熟料的化学成分

水泥熟料主要由CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3组成，这些成分的总含量通常在95%以上。

（2）水泥熟料的矿物组成

熟料中的CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3并不是以单独的氧化物形式存在，而是经过高温化学反应，两种或两种以上的氧化物结合生成多种矿物。主要矿物包括硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）。在熟料中，硅酸三钙和硅酸二钙的含量约占75%，而铝酸三钙和铁铝酸四钙的理论含量约占22%。

（3）水泥熟料的形成过程

水泥熟料的形成涉及以下几个步骤：

1. 水分蒸发：随着物料温度的升高，自由水分逐渐蒸发。在湿法生产中，料浆的浓度可达32～40%，因此干燥过程对产量、质量和热耗有重大影响。

2. 粘土质原料脱水：生料温度升至450℃时，高岭土脱去化学结合水。在900℃～950℃时，无定形物质转变为晶体，同时释放热量。

3. 碳酸盐分解：碳酸钙和碳酸镁在600℃开始分解，其中碳酸镁在750℃时分解剧烈，而碳酸钙则在900℃左右快速分解。分解反应式为：MgCO3 → MgO + CO2 和 CaCO3 → CaO + CO2。

4. 固相反应：在800～1300℃的温度范围内，水泥熟料中的主要矿物可以通过固相物质之间的反应生成。例如，800～900℃时，CaO与Al2O3、Fe2O3反应生成CA和CF；900～1100℃时，生成C3A、C2F和C2S；1100～1300℃时，生成C3A和C4AF。这些反应放出热量，导致物料温度迅速上升。

5. 硅酸三钙的形成和烧成反应：硅酸三钙需要在液相中才能大量形成。当温度接近1300℃时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物转变为液相，C2S与CaO在高温液相中反应生成C3S。C3S的生成速度与烧成温度和反应时间有关，一般在1300～1450℃的温度范围内生成。熟料烧成后，温度开始下降，C3S的形成速度减慢直至液相凝固。

6. 熟料的冷却过程：在冷却过程中，部分熔剂矿物会形成晶体析出，而另一部分则以玻璃态存在。C3S在1250℃时容易分解，因此要求在1300℃以下的熟料快速冷却，以防止C3S分解。越过1250℃后，C3S就比较稳定了。C2S在1000℃以上才稳定。