1 控制熟料游離鈣的重要性

　　熟料游離鈣是關系到水泥質量的重要質量指標，它表示生料煅燒中氧化鈣與氧化硅、氧化鋁、氧化鐵結合后剩余的程度，它的高低直接影響到水泥的安定性及熟料強度。當配料不當，生料過粗或煅燒不良時，熟料中就會出現(xiàn)沒有被吸收的游離鈣。在水泥熟料的煅燒過程中，絕大部分CaO均能與酸性氧化物化合形成硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣等礦物。但由于原料成分、生料細度及煅燒溫度等因素的影響，仍有少量的CaO呈游離狀態(tài)存在。 “死燒”形成的游離氧化鈣結構比較致密，水化很慢，通常要在加水后三天反應才比較明顯。游離鈣水化生成氫氧化鈣體積膨脹97.9%，在硬化水泥石內部會造成局部膨脹應力，因此，隨著游離鈣含量的增加，首先是水泥制品抗拉、抗壓強度降低，進而強度倒縮，嚴重時引起體積安定性不良，水泥制品變形或開裂，導致漿體結構破壞，為此，應嚴格控制熟料中的游離鈣含量。

　　2  游離鈣的分類

　　根據(jù)形成條件，游離鈣可分為一次游離鈣和二次游離鈣。

　　2.1  一次游離鈣

　　一次游離鈣又稱殘存游離鈣，是熟料形成過程中殘存下來的氧化鈣，殘存的原因很多，大致可以歸納為以下幾種：

　　（1）生料細度沒有達到要求，石灰石顆粒太粗?；蚣毝纫呀涍_到要求，但生料中又混入了粗粒方解石晶體；因此，在煅燒過程中反應不完全，這種殘留下來的氧化鈣在鏡下觀察呈圓形或卵形，粒徑較大，而且成堆聚集形成礦巢型分布。

　　（2）生料飽和比過高，硅酸率低，有過剩的游離鈣未能化合，這種熟料中雖已生成較多較好的硅酸三鈣，但鏡下仍能見到未化合的游離氧化鈣以圓形顆粒分布于A礦和B礦之間，或包裹于B礦中間。

　?。?）由于煅燒溫度低，液相量少， CaO沒有被充分吸收生成C3S，而呈游離氧化鈣殘存下來，這種熟料在鏡下往往呈現(xiàn)A礦晶體發(fā)育不好且數(shù)量少，以圓形無晶紋的B礦為主，中間體含量少。

　　2.2  二次游離鈣

　　二次游離鈣又稱次生游離鈣，它是A礦分解出來的CaO。A礦分解大體情況分兩種：

　?。?）熟料在高溫下慢冷，A礦在1250℃左右的停留時間過長，分解為B礦和游離鈣。此時A礦邊緣往往出現(xiàn)許多小顆粒B礦，形成花環(huán)結構A礦，A礦邊緣受到明顯破壞。同時出現(xiàn)了一些細小的游離鈣融入液相或聚集成蠕蟲狀結構。

　?。?）發(fā)生陽離子置換，使A礦分解同時置換出游離鈣。反光顯微鏡下，用蒸餾水浸蝕光片3~5秒鐘，游離氧化鈣呈現(xiàn)彩虹色，極易辨認。

　　游離鈣對水泥安定性的影響主要決定于游離鈣的類型、顆粒大小及分布情況。一次游離鈣經過高溫煅燒，活性差，對水泥安定性的影響比二次游離鈣大的多；顆粒大的游離鈣（>10um）對水泥安定性及強度影響大；礦巢型游離鈣比分布均勻的游離鈣對水泥安定性影響大。因此在巖相分析中要特別注意游離鈣的顆粒大小及分布的均勻性。

　　3  控制合理的游離鈣生成

　　3.1  出現(xiàn)較高游離鈣的處理措施

　　當生產中出現(xiàn)較高的游離鈣時，所采取的措施一般有：

　?。?）降低飽和比，并要考慮硅率與鋁率的配合。在操作上要穩(wěn)定來料，避免塌料和掉窯皮。由于預分解窯有原燃料的預均化及生料的均化設施，相對可靠地保證了原燃料的“均質穩(wěn)定”，使控制游離鈣的能力遠遠高于其它窯型，煅燒出低游離鈣的熟料正是它的優(yōu)勢。

　?。?）提高熟料煅燒溫度，嚴格執(zhí)行“薄料快燒”的煅燒原則。由于分解后的CaO具有很高的活性，但這種活性不會長時間保持。因窯速的減慢而帶來的活性降低，延遲了900~1300°C之間的傳熱，會導致水泥化合物的形成熱增高。

　　（3）降低產量。產量降低多少需根據(jù)窯內狀況異常的程度而定。如塌料較大、時間較長，或窯尾溫度降低較多，此時幅度要略大些，如果掉窯皮、或塌料量不大，完全可以不降低產量，適當采取窯速調整即可；操作中需盡快找出窯內溫度不正常的原因，據(jù)情采取糾正措施。

　　另外，采取急冷措施，可以減少二次f-CaO的含量。在1250℃時，C3S分解為C2S和二次f-CaO，但這時的分解只在靠近1250℃溫度范圍內才以較快的速度進行，在較低溫度時C3S的分解幾乎可以忽略不計。所以在常溫下C3S能以介穩(wěn)狀態(tài)長時間存在。為此，在實際生產中需采取急冷措施，將燒成的水泥熟料急冷，使之更快地通過1250℃的溫度范圍，保證C₃S來不及分解而以介穩(wěn)狀態(tài)保存下來。

　　3.2  游離鈣過低的負面影響

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