水泥生料在窯內(nèi)受熱過程中發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，如游離水的蒸發(fā)、粘土脫去結(jié)晶水、碳酸鈣分解成氧化鈣。后者與粘土中的氧化硅和氧化鋁及鐵礦石間發(fā)生固相反應(yīng)生成化合物，它們的存在形式主要有四種，即硅酸三鈣(3CaO·SiO2，簡寫C3S)、硅酸二鈣（2CaO·SiO2，簡寫C2S），鋁酸三鈣(3CaO·AI2O3，簡寫C2A)和鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡寫C4AF)。還有少量未化合的氧化鈣和方鎂石 (MgO)。有時還有硫酸鹽、鈦酸鹽等，但數(shù)量更少。

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硅酸鹽水泥熟料中的主要化學(xué)組成是氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵。氧化鈣主要來源于石灰質(zhì)原料，如石灰石、白堊、泥灰?guī)r等；氧化鋁和氧化硅則來源于含硅酸鋁的物質(zhì)，如粘土、高爐礦渣、粉煤灰等；氧化鐵則利用硫酸生產(chǎn)中的硫鐵礦渣。用于生產(chǎn)硅酸鹽水泥的石灰質(zhì)原料中的氧化鈣含量一般在52%左右；粘土質(zhì)原料中的氧化硅含量達57%左右，氧化鋁的含量則小于20%。為了降低煅燒溫度，并在煅燒過程中生成一部分熔融物，常加少量氧化鐵原料。對原料還要控制其中堿和氧化鎂的含量，即在水泥熟料中氧化鎂的含量應(yīng)小于5%，總堿量(Na2O K2O)對于一般水泥應(yīng)小于1.2%，對低堿水泥則應(yīng)小于0.6%。

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水泥凝固需要多長時間?

國家標準規(guī)定，六大常用水泥初凝時間不得短于45分鐘，硅酸鹽水泥終凝時間不得長于6.5小時，其他五類常用水泥終凝時間不得長于10小時。

根據(jù)水化反應(yīng)的速度和物理化學(xué)主要變化，可將水泥的凝固硬化分為：

1、初始反應(yīng)階段 5—10分鐘；

2、潛伏期 1小時；

4、凝結(jié)期 6小時；

5、硬化期 6小時到若干年。

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