以适当成分的生料,煅烧至部分熔融而得到的以硅酸钙为主要成分的物质称为硅酸盐水泥熟料。
在硅酸盐水泥熟料的4种矿物组成中,C3S和C2S的含量为75%~82%,C3A和C4AF的含量仅为18%~25%。除以上4种主要矿物成分外,水泥熟料中还含有少量的SO3、游离CaO、游离MgO和碱(K2O、Na2O),这些成分均为有害成分,国家标准对其含量有严格限制。
不同的矿物成分单独与水作用时,在水化速度、放热量及强度等方面都表现出不同的特性。四种主要矿物成分单独与水作用的主要特性如下:
C3S的水化速率较快,水化热较大,且主要在早期放出。
强度最高,且能不断得到增长,是决定水泥强度等级高低的最主要矿物。C2S的水化速率最慢,水化热最小,且主要在后期放出。早期强度不高,但后期强度增长率较高,是保证水泥后期强度增长的主要矿物。
C3A的水化速率极快,水化热最大,且主要在早期放出,硬化时体积减缩也最大。早期强度增长率很快,但强度不高,而且以后几乎不再增长,甚至降低。
C4AF的水化速率较快,仅次于C3A。水化热中等,强度较低。脆性比其他矿物小,当含量增多时,有助于水泥抗拉强度的提高。
由上述可知,几种矿物质成分的性质不同,改变它们在熟料中的相对含量,水泥的技术性质也随之改变。例如提高C3S含量,可制成高强度水泥,降低C3A和C3S含量,可制成低热或中热硅酸盐水泥。水泥熟料的组成成分及各组分的比例是影响硅酸盐系水泥性能的最主要因素。因此,掌握硅酸盐水泥熟料中各矿物成分的含量及特性,就可以大致了解该水泥的性能特点。