实验15 水泥熟料的岩相分析
一、实验目的
了解水泥熟料的矿物组成、形态，掌握水泥熟料的岩相结构以及显微分析方法。
二、实验内容
硅酸盐水泥熟料中主要的矿物组成为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）和铁铝酸四钙（C4AF）。
硅酸三钙在熟料中常固溶少量的MgO、Al2O3、Fe2O3等物质，又被称为A矿。A矿在单偏光显微镜下为无色透明的棱柱状晶体，Ng=(Na)，Np=(Na)，Ng-Np= – ，Np近于平行C轴。在正交偏光显微镜下干涉色为一级灰白或深灰，平行消光，二轴晶正光性，光轴角2V=0-5。
在反光显微镜下，用1%NH4Cl溶液侵蚀光片后，A矿呈兰色，用1%硝酸酒精侵蚀光片后，A矿呈棕色。图14-1和图14-2是反光显微镜观察到的A矿的形态。
图14-1 六角形板状和短柱状A矿晶体
图14-2 长柱状A矿晶体
硅酸二钙在熟料中常是含有Al3+、Fe3+、K+、Na+、Ti4+等离子的固溶体，又被成为B矿。B矿有多种晶型，水泥熟料中的型，属于单斜晶系，Ng=，Nm=，Np=，Ng-Np=，正交偏光显微镜下干涉色为一级橙黄，平行消光，二轴晶正光性，光轴角2V=64-69。
B矿在反光显微镜下一般呈圆粒状，用1%NH4Cl溶液或1%硝酸酒精溶液侵蚀光片后，呈棕色或棕黄色。当煅烧温度高于1400C，冷却较快时，常形成具有两组相互交叉的双晶纹（图14-3），当煅烧温度低于1400C，冷却较慢时，形成具一组平行的聚片双晶纹（图14-4），当煅烧温度低于1300C时，B矿一般不具有双晶。如果冷却时固溶组分分离，会形成花蕾状B矿（图14-5）和脑状B矿（图14-6）。如图14-7所示的手指状、树叶状B矿存在于在还原气氛条件下煅烧的熟料或含硫量高的熟料中。
图14-3 交叉双晶B矿
图14-4 平行双晶B矿 图14-5 花蕾状B矿
图14-6 脑状B矿 图14-7 手指状、树叶状B矿
硅酸盐水泥熟料中的铝酸盐矿物主要是铝酸三钙（C3A），因其反射率小又被称为黑色中间相。在单偏光显微镜下C3A无色透明，N=。在反光显微镜下，用1%NH4Cl溶液或1%硝酸酒精溶液侵蚀光片后，C3A呈暗色或灰色，用蒸馏水侵蚀光片后，C3A呈兰灰色。当水泥熟料的铝氧率大，熟料慢冷时，C3A晶体为四方片状或叶片状（图14-8），当冷却快时，则呈点滴状、点线状和骨骼状（图14-9）。
图14-8 四方片状C3A 图14-9 点滴状、骨骼状C3A
硅酸盐水泥熟料中反射率大的铁铝酸盐又称为白色中间相，是一系列固溶体，通常用C4AF表示。C4AF在单偏光显微镜下为棕黑色至棕红色，多色性明显，Ng=深棕色，Np=浅棕色，平行消光，二轴晶，负光性，2V=75。图14-10和图14-11是水泥熟料中白色中间体的反光显微分析照片。
图14-10 水泥熟料中的白色中间相 图14-11 白色中间相中的C4AF析晶
实验观察硅酸盐水泥熟料中的A矿和B矿，并结合岩相分析结果，提出熟料制备工艺的改进措施。
三、思考题
1. 请说出反光显微镜下水泥熟料中四种主要矿物的特征。 2. 就实验所观察到的显微结构提出生产工艺的改进措施。
水泥熟料的岩相分析
