水泥工艺学教案
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教案
教学目的：熟练掌握硅酸盐水泥熟料中硅酸三钙的水化特性
掌握硅酸盐水泥熟料的主要化学成分和矿物组成
了解
教学重点：熟练掌握硅酸盐水泥熟料中C3S的含量以及水化特性
教学难点：C3S的七种晶型以及不同晶型的水化活性有何不同
授课方法：讲授法
授课方式：板书和PPT相结合的方式
教具仪器：授课计划、教材、教案、教学课件、考勤表、平时成绩登记表
组织教学：考勤、复习旧课、填写日志、组织教学、小结、作业
复习旧课：硅酸盐水泥生产的主要工艺过程（两磨一烧）：生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨
讲授新课：本次课的主要内容是学习硅酸盐水泥熟料的组成（化学组成和矿物组成）
硅酸盐水泥熟料的化学组成：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3
每种氧化物的含量范围：CaO 62% ~ 67%、SiO2 20% ~ 24%
Al2O3 4% ~ 7%、Fe2O3 2.5% ~ 6.0%
硅酸盐水泥熟料的矿物组成：
名称代表式简写式
硅酸三钙3CaO·SiO2C3S
硅酸二钙2CaO·SiO2C2S
铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A
铁相固溶体4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF
简单介绍几种矿物的作用：其中C3S和C2S合称为硅酸盐矿物，在熟料中占75%左右，是水化反应的主力军。
C3A和C4AF作为溶剂矿物，在1250 o C后开始熔融成液相，促进C3S的形成。
下面重点介绍C3S的性质以及在水化过程中的特性
颜色：纯相时为白色，当熟料中掺入其他的氧化物时，其颜色会发生改变。
合成温度：1250 ~ 2065 o C
在熟料中所占含量：50% ~ 60%
在熟料中存在的形式：纯的C3S只在其合成温度范围内存在，室温下常以介稳状
态存在。
随着合成温度的逐渐降低，C 3S 在不同温度下会发生多晶转变，因此C 3S 有着分属于三个晶系的七种晶型，三方晶系的R 型；单斜晶系的M 错误！未定义书签。
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型；三斜晶系的
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型。
在硅酸盐水泥熟料中C 3S 总是与氧化铝等氧化物形成固溶体，此固溶体被称之为阿利特。
由于只有纯的C 3S 才能保留T 型，而水泥熟料中总会含有Al 2O 3等氧化物，因此阿利特通常表现为R 型和M 型。
水化速度：在四种矿物中C 3S 的水化速度较快，且早期水化强度在28 d 可达一年的70% ~ 80%。
影响水化速度的因素：阿利特的结晶性、晶体尺寸和晶粒分布情况。
当烧成温度较高时，阿利特易结晶且晶体的结晶性良好，长径比较大，晶界较清晰，有利于提高熟料的强度。
但晶粒尺寸较大且生产能耗较高。
当烧成温度较低时，晶粒细小且尺寸分布均匀，熟料的水化强度也较高。
C 3S 的水化热较高，抗水性较差，因此熟料中C 3S 的含量需控制在一定范围内。
C 3S 的合成：
高温下 C 2S + CaO → C 3S
如果反应体系中没有液相存在，合成C 3S 需要在1450 o C 以上进行，产物易生成游离的CaO ，在水化后易导致水泥安定性不良。
若体系中有足够的液相存在，在1250 ~ 1450 o C 范围内即可迅速发生反应。
小结：本次课我们主要了解了水泥熟料的组成，以及C 3S 水化较快且早期水化强度高，但是水化热较高，抗水性差，在进行水泥熟料配料时可在保证水泥安定性良好的前提下尽量提高C 3S 的含量。
作业：复习本次课的内容，并预习水泥熟料中的其他三种矿物组成。
小结：
作业：。
