矿物成分

2024-12-11

矿物成分（共4篇）

矿物成分篇1

1 岩石矿物定义以及类型简述

矿物是由地质反应生成的, 它们是由单一或是多个元素组合得到的一种物质, 同时将其组合到一起就得到了岩石。由于大自然中有很多的化学物质, 如果将它们按照不一样的形式配比, 再加以复杂的地质反应, 就会导致矿物类型多样。目前, 人们已经得知的矿物类型超过了四千种。最为常见的也有超过百种。在分析矿物时, 必须认真判定其化学成分以及物化特性。

2 岩石矿物分析方法概述

2.1 滴定法与重量法

通过分析我们发现, 滴定法的准确性非常高。常见的实验室使用的主要是人工滴定措施, 它是结合指示剂的色泽改变颜色滴定在终点, 进而通过目测标准溶液分析其消耗情况, 最终得知分析结果。该措施被大量的应用到矿物分析测定工作之中。应用此方法的前提, 工作者积极研究创新, 获取了很多显著的发展。比如有的工作者创新了原钒酸铵微量滴定法, 创新之后更加简洁, 而且速度更快。而重量分析措施, 主要是通过分析物质的重量来判定组分的比例的。该措施在应用的时候会受到精确性等因素干扰, 故此, 通常和滴定措施组合运用。

2.2 光度法

最近几年, 该措施被大量的应用到矿物分析工作之中。最常见的措施是分光光度法, 此外还有荧光光度法、化学分光法等。所谓的分光光度法, 具体的说是经由测试样品在特殊波长范围之内的吸光度, 来分析它的定性以及定量的一种措施。光度法应用于岩石矿物方面在已有的文献报道中:陈文宾等学者合成并鉴定了两种三氮烯类试剂, 分别建立了铅锌矿中Hg2+和金矿石中Au3+的光度分析新方法;还有研究人员从紫甘蓝中提取的花青素与Al3+进行络合反应, 从来测定土壤中的微量Al3+, 通过不断的测试我们得出了一个结论, 即光度法非常环保。以该措施为前提的研究成果非常多, 比如石静等应用自行开发研制的光导分光光度计, 以Ag-TMK-DBS三元络合物为显色体系, 建立了银的野外快速分析方法。

2.3 原子光谱分析法

在众多的措施之中, 尤以原子光谱措施的效果最为显著, 而且它的实用性非常高, 被人们大范围的使用。具体来讲, 该措施是结合光谱学知识以及实验措施来明确样品结构以及成分的一种措施。它的分析机理依据各种结构的物质都具有自己的特征光谱。在原子光谱分析法方面的文献报道众多, 如:赵雷等以微波消解方式, 用浓硝酸和过氧化氢分解有机物, 盐酸和氢氟酸处理二氧化硅等无机物, 研究了稠油油藏岩芯样品的分解效果, 并用AAS测定了岩芯中K、Na等八种金属元素。近年来, 国内HG-AFS测定土壤As及As形态分析的研究也取得了很大的进展。叶隆慧等以钨丝原子化器替换石英炉原子化器及其氢化物发生系统, 构建了一种新颖的集电热蒸发进样-氩氢火焰原子化为一体的原子荧光光谱分析系统, 而且探索了铅等的分析特性, 而且获取了很多成就。

2.4 等离子发射光谱

该措施主要是依靠激光产生能量, 然后应用到样品之中。当特定的能量放到某个原子上面的时候, 电子的运行轨道就会发生改变, 当电子重返到之前轨道的时候, 就会以特定的光的样式复原到之前的状态。所以, 某个拥有集中不一样元素的的样品, 会形成很多特殊的光, 利用特殊的系统将此类波长分隔, 此时我们就可以得知其中有哪些元素, 而且还能够得知这些波长的具体强度。此强度以及对应的元素浓度组合得到特定函数。利用电子接受体系获知发光强度, 然后借助电脑来处理相关信息, 最终得到元素浓度。如熊英等建立了ICP-AES同时测定铜铅锌矿石中铜、铅、锌、钴、镍等元素的标准分析方法, 该措施的精确性非常高。

2.5 X射线荧光光谱法

该措施同样是我们开展分析工作的时候经常用到的一类措施。它是介于原子发射光谱 (AES) 和原子吸收光谱 (AAS) 之间的光谱分析技术。它的基本原理是基态原子 (一般蒸汽状态) 吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态, 而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。如葛良全等介绍了一种可应用于野外现场岩石矿物微区快速成分分析的新型微束微区X荧光矿物探针分析仪的原理、结构及性能。

2.6 电感耦合等离子体质谱法

这项分析方法是20世纪80年代发展起来的, 无机元素和同位素分析测试技术, 它以独特的接口技术将电感耦合等离子体的高温电离特性与质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种高灵敏度的分析技术。如黄荣夫等在自行研制的高功率密度激光电离飞行时间质谱仪 (LI-TOF-MS) 的基础上, 发展了新的LI-TOF-MS固体元素成像分析系统, 对辉锑矿矿石样品的表面进行了元素分析, 得到了锑、硫、硅、铝、钾、钙和铁等元素的表面成像图。通过使用这个措施, 我们能够得知矿石以及矿床的生成过程, 同时还能够获知它们的布局特点, 对于地质学的发展来讲有着非常显著的辅助意义。张保科等研究了ICP-MS测定地质样品中铜、锌、铕、钆的干扰效应, 并采用干扰系数脱机校正法校正氧化物重叠干扰, 明显的提升了被测试元素的精准性。

3 岩石矿物分析流程

在分析矿物的时候, 必须遵照如下的步骤开展工作:获取加工试样→进行定性与半定量分析→确定测定方法→制定测定计划→制定测定方案→分析测试→对分析结果进行审查→签发分析测试报告。在这些步骤之中, 最基础的内容是获取试样。所谓试样, 具体的说是从那些要处理的矿物之中获取的样本物质。在开展加工工作的时候, 必须采用最合理的措施, 遵照特定的原则, 将样本破碎并且缩分, 得到有显著特征的试样。我们之所以开展定性以及半定量分析工作, 其目的是为了防止检测工作过于随性, 确保分析活动可以以较快的速率完成, 而且不需要花费太多的资金。通过该阶段, 我们能够大体上得知岩石的构成要素, 明确它们的比例, 不过它的精确性不是很高。在明确测定措施的时候, 主要结合化学元素的特性来选取, 在具体的工作中, 必须结合元素的特点来具体论述。当明确好方法以后, 就要制定规划, 最终获取结果, 而且还要合理审查, 保证结果的精确性较高。

4 结束语

由于科技以及信息技术的不断发展, 此时我们国家的矿业获取了显著的成就。其中矿物分析工作作为矿业的关键工作, 非常受人们的关注。此时矿物分析措施得以显著发展, 工作者获取了许多的成就, 这些创新的方法被大量的应用到矿物研究活动之中, 我们坚信随着时代的进步, 我们国家的矿业工作一定会迎来更加美好的明天。

摘要：经济的发展必然带动很多行业以及领域的发展, 其中矿业的发展就是一个显著的体现。由于当前时期, 矿业不断发展, 此时矿物分析工作开始被人们广泛关注。通过开展矿物分析活动, 我们能够明确其中的矿物成分, 能够明确元素的比例等, 对于我们开展后续的开采工作有着非常显著的意义。当前时期我们常用的矿物分析措施类型很多, 它们的特点也不一样。作者具体阐述了目前常用的化学分析措施以及它们的特征等, 目的是为了更好的促进国家的矿业工作的开展。

关键词：岩石矿物,化学分析,成果

参考文献

[1]戴立民.浅谈岩石矿物分析的基本流程[J].科技创新与应用, 2013 (18) :108.

[2]汤志勇.岩石矿物分析[J].分析试验室, 2012 (12) :108-124.

[3]孙蕊.岩石矿物的探究分析[J].科技资讯, 2011 (28) :120.

西安绿的矿物成分研究篇2

西安绿是近年来市场上兴起的一个玉石品种, 以其青翠欲滴的色泽吸引了越来越多人的注意, 硬度较低的西安绿非常适合于雕刻成精美的器物, 由于产量较少, 为篆刻者所珍视。其质地致密, 细腻, 纯净, 色泽亮丽灵润, 且通透晶莹, 具神秘如翡翠的绿色, 十分吸引人。现从基本宝石学性质、矿物成分和微结构特征入手, 分析其矿物组成及致色原因。

一、西安绿的常规宝石学特征研究

本次研究标本从玉石交易市场采购, 标本有两个, 一个为未抛光的龟型吊坠, 一个为抛光的菱形吊坠 (如图2-1所示) , 两标本均呈暗绿色, 微透明, 抛光面呈油脂光泽, 在宝石显微镜下透光照射, , 可见内部有少量白色点状固体包裹体。实验标本从菱形抛光吊坠上切取一小块样品进行打磨抛光, 在折射仪上测得此西安绿样品折射率为1.52, 利用显微压入法测得其维氏硬度, 通过计算得到此样品相应的摩氏硬度为3.13, 利用电子天平进行通过净水称重法通过计算测定此样品的相对密度为2.76, 在长短破紫外光照射下两块标本均无荧光现象产生, 在分光光度计下观察不到特征吸收光谱。

二、西安绿的化学成分和结构分析

1. X射线粉晶衍射测试结果及分析

图3-2, 表3-1为X射线粉晶衍射实验中所得的西安绿样品的衍射图谱及衍射数据:

样品名称:XAL (西安绿)

用最小二乘法计算所得晶胞参数如表3-2:

单斜晶系 (Monoclinic)

标准偏差S=0.00779

计算时参考的PDF/JCPDS卡片号:02-1019

化合物类型:无机+矿物

矿物名称:Muscovite

分子式: (H, K) AlSiO4

化合物名称:Potassium Aluminum Hydrogen Silicate

单斜晶系空间群:A2/a (15)

a 5.18 b 9.02 c 20.04 Vol=932.03 beta 95.5

此实验所得结论:西安绿样品所测数据 (表3-1) 与白云母标准卡片 (卡片号:02-1019) 的数据基本吻合, 结合计算所得的晶胞参数 (表3-2) 以及偏差的计算 (表3-3) , 由此可判定矿物主要成分为为白云母。

2. 傅里叶红外光谱仪测试结果及分析

图3-5为西安绿样品的KBr压片用透射法测得的红外光谱图:

层状硅酸盐矿物的红外光谱大体可分三个区描述:3700~3600cm-1高频区, 属OH和层间水的伸缩振动;1000cm-1±的Si—O伸缩振动的强吸收区;500cm-1±的Si—O弯曲振动和晶格振动的强吸收区。从西安绿的红外光谱图 (见图3-5) 可以看出, 3612.44cm-1处有较弱的吸收宽带, 这属于OH的伸缩振动, 在1634.41 cm-1和1378.22cm-1处有吸收, 这属于H2O的弯曲振动, 在907.55cm-1和824.14cm-1处有肩状吸收带, 这属于OH的摆动。图中1020.75cm-1附近产生一个强吸收带, 两侧有肩状吸收, 属于Si—O伸缩振动, 746.69cm-1附近分弱吸收, 分析这与四次配位AlIV内Si—O—AlIV, 526.24cm-1、472.62cm-1和424.96cm-1三个弱吸收带, 吸收带尖锐, 这属于Si—O的弯曲振动和OH的摆动。通过查找资料, 发现与二八面体的白云母的红外标准光谱基本吻合, 由此可知西安绿主要成分为二八面体白云母。

3. 环境扫描电镜下的测试结果及分析

以下为扫描电镜下西安绿样品的矿物微形貌特征图, 以及能谱测得的矿物中主要元素所占的质量百分比:

图3-7中, (a) 、 (b) 、 (c) 中均可见矿物具的三组完全的阶梯状解理, 仅含有O, Mg, Ca三种元素, 由此可判定此三幅图中的矿物颗粒均为白云石矿物颗粒。

图3-8中, (d) 中矿物形态呈鳞片状, 仅含有O, Al, Si, K四种元素, 结合X粉晶衍射和红外光谱的测试结果, 我们判定此图中片状矿物为白云母。

按重量百分比显示的所有结果, 图3-7中 (a) 、 (b) 、 (c) 中白云石内部各元素所占质量百分比如表3-4所示:

按重量百分比显示的所有结果, 图3-9中 (e) 、 (f) 中白云母内部各元素所占的质量百分比如表3-6所示:

图3-9中, (e) 、 (f) 中矿物形态同样呈片状, 除含O, Al, Si, K四种元素之外还含有Fe元素, 根据X粉晶衍射和红外光谱的测试数据, 我们判定此图中片状矿物为由类质同象导致的含铁云母, 因为不含其他致色元素, 所以我们推断其绿色可能是由Fe致色的。

按重量百分比显示的所有结果, 图3-10中 (g) 、 (h) 中白云母内部各元素所占的质量百分比如表3-7所示:

图3-10中 (g) 、 (h) 中矿物形态呈卷曲放射状, 根据所含元素和X粉晶衍射、红外光谱的测试数据可判定其为由类质同象导致的含F, Mg的异形白云母。

三、研究成果及结论

1. 在折射仪上测得此西安绿样品折射率为1.52, 利用显微压入法, 测得此样品摩氏硬度为3.13, 同时用静水称重法测得本样品密度为2.76。在长短破紫外光照射下两块标本均无荧光现象产生, 在分光光度计下观察不到特征吸收光谱。

2. 利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、环境扫描电镜等大型仪器进一步分析确定了此西安绿样品的矿物组成成分, 其主要成分为二八面体片状白云母, 偶见卷曲异形白云母, 其中白色包裹体为白云石, 微形貌观察中可见三组完全的阶梯状解理。

3. 在样品所含元素成分测试中, 有些测试点测得样品中含有一定比例的Fe, 除此之外没有测出其他致色元素的存在, 因此推测Fe可能是导致此西安绿样品呈绿色的致色元素。

摘要：西安绿作为一个在国内图章石市场上逐渐兴起的一个新品种, 国内外对它的成分研究几乎是一个空白。利用宝石显微镜、维氏硬度测试仪、折射仪、静水称重等方法, 对西安绿进行常规宝石学性质的研究。同时运用X射线粉晶衍射、傅立叶变换红外光谱仪、环境扫描电子显微镜等大型仪器进行深入分析西安绿的矿物成分、化学成分、微结构特征、官能团区谱峰归属, 以及其致色机理。

关键词：常规宝石学性质,大型仪器,矿物成分,微结构特征,致色机理

参考文献

[1]马礼敦, 近代X射线多晶体衍射——实验技术与数据分析, 北京:化学工业出版社, 2004.

[2]郭立鹤, 韩景仪, 红外反射光谱方法的矿物学应用, 岩石矿物学杂志, 2006年第3期.

[3]亓利剑, 袁新强, 曹姝旻, 宝石的红外反射光谱表征及其应用, 宝石和宝石学杂志, 2005.

岩石矿物成分的测定与分析研究篇3

现阶段, 在岩石矿物成分的测定与分析研究领域已经取得了很大的进展, 矿物、岩石光谱特征与其物理化学属性的关联分析是高光谱遥感提取岩矿信息的基础。在色谱、元素、差热、化学以及光谱等岩石矿物成分测定和分析方法当中, 光谱分析法凭借其独特的优点, 在当前岩石矿物成分测定与分析的各个行业当中得到了广泛的应用, 为岩石矿物成分的测定和分析做出了巨大的贡献。

1 岩石中的矿物组成成分及其特性

我们知道岩石是由地壳当中各种元素在经过相关的作用后再稳定状态下形成的矿物组合而成的, 一般情况之下, 在绿泥石、金矿、赤矿以及磁铁矿等岩石中都包括硅酸盐等矿物成分。岩石中相关矿物成分的组成部分的含量的不同也就决定了岩石风华能力的不同程度, 而且岩石风化的顺序与岩石中不同硅酸盐的形顺序息息相关, 形成的时间越晚, 岩石的对风化作用的抵抗能力也就越强。岩石的矿物成分如果是单属性而且酸性较弱的话, 那么岩石的抗风化能力就会很强, 但是如果岩石酸性较强而且是复矿岩的话, 岩石矿物的各个成分之间相互作用, 因此, 岩石整体的稳定性就相对较差, 很容易发生分解作用, 岩石的矿物元素会发生置换, 从而进一步破坏岩石的完整性。

2 岩石矿物成分的测定与分析研究的方法

矿藏的勘探过程当中, 如何快速、准确地对岩石中各种矿物成分进行岩性分析与测定, 判明矿产资源的品质和储量, 在根据岩石矿物所在地区矿产资源利用价值, 决定采矿的投资规模, 具有重大的现实意义和深远的历史意义。不同的岩石成分测定和分析方法适合不同的岩石以及地质条件等, 因此, 在岩石成分测定和分析研究的过程当中, 我们要根据具体的情况选取不同的岩石矿物测定和分析方法, 使得岩石矿物测定和分析方法的作用和效果发挥到最大, 同时促进我国矿产资源的开发和利用。

2.1 根据色谱测定和分析岩石矿物成分的方法

由于分子组不同他们在不同相之间是相互均衡和互相分离的状态, 因此, 根据色谱测定和分析岩石矿物成分的方法就是依据此原理而形成的一种方法。根据色谱测定和分析岩石矿物成分的方法首先分析和研究处于分离状态的分子组在不同的固定以及流动相状态下的材料和数值的相关固定以及流动的性质和质量, 接下来运用相关的测定和分析技术综合整理进行离子交换的吸附色谱以及亲和色谱。根据色谱测定和分析岩石矿物成分的方法, 可以实现岩石矿物成分相关数据定性和定量的分析, 并且根据分析的相关结果总结出完备的分析报告。

2.2 根据元素测定和分析岩石矿物成分的方法

根据元素测定和分析岩石矿物成分的方法是将岩石矿物元素的电子和相关的原子进行分离分析, 然后激发出元素的活跃状态并记录下整个流程当中岩石矿物元素所释放出的热量等能量值, 然后根据记录的相关元素数据对岩石矿物元素内部成分的浓度、含量以及相关化学特性进行深入细致的分析研究。根据元素测定和分析岩石矿物成分的方法在研究岩石矿物成分的过程当中经常和根据光谱测定和分析岩石矿物成分的方法一起使用, 这种方法对于岩石矿物元素的测定和分析具有不可估量的作用和价值, 在岩石矿物成分测定和分析的研究过程当中, 我们要运用好根据元素测定和分析岩石矿物成分的方法, 发挥它对于根据光谱测定和分析岩石矿物成分方法的辅助作用。

2.3 根据差热测定和分析岩石矿物成分的方法

我们知道分析和研究性质变化以及热力常用的方法是热分析的方法, 根据差热测定和分析岩石矿物成分的方法就是从热力学相关研究方法中演变出来的, 这种岩石矿物测定和分析的方法是测定和分析相关矿物的过程当中必不可少的环节。在建筑行业、岩石矿物行业、冶炼行业以及化工行业等领域当中, 我们可以根据差热测定的方法对样品的脱水性、水溶性、导电性以及分解性等性质进行分析研究, 通过相关的理论、技术等把相关的矿物成分的性质以及含量等数据提取出来。

2.4 根据化学测定和分析岩石矿物成分的方法

把岩石样本整个实验过程的化学成分进行比对分析, 计算出相关额重量, 一般情况下, 我们也将这种方法称为经典分析法。根据化学测定和分析岩石矿物成分的方法主要包括质量以及滴定两个分析的步骤, 通过计算出的相关岩石矿物的相关质量等数据资料, 参照比对理论分析岩石各组成部分的质量等, 然后得出实际数据资料和理论数据之间的差值。根据化学测定和分析岩石矿物成分的方法具有很强的理论性, 而且这种方法同时也具有很强的客观性, 能够提高岩石矿物成分的测定和分析的效果和效率, 促进岩石矿物测定和分析结果的科学性和直观性。

2.5 根据光谱测定和分析岩石矿物成分的方法

根据光谱测定和分析岩石矿物成分的方法是现阶段岩石矿物成分测定和分析成分最常用的方法。光谱分析对岩石矿物成分的发射、吸收以及荧光光谱进行分析和测量, 然后根据相关图像得出岩石的矿物成分含量的精确数值。同时, 可以根据紫外线以及可见光等光的光谱对岩石矿物进行多层面的分析研究, 高效地科学地测定和分析出岩石矿物的相关数据资料。根据光谱测定和分析岩石矿物成分的方法, 可以说是岩石矿物各个领域进行相关测定和分析的首要的步骤。例如:金矿在工业、航空、医学、电子等领域的用途与人类的生活息息相关, 随着科学的发展通过普查金矿含量, 隔绝干扰因素, 运用适当方法找矿已经渐渐成为地质学家学术探索的课题和方向。

3 小结

有关岩石矿物成分的测定和分析的研究在相关的领域已经取得了很大程度的进展, 伴随着科学技术的进步和社会经济的发展, 通过将现代化的技术手段和研究成果应用到岩石矿物成分的测定和分析当中, 能够提高岩石矿物开发的效率, 提高矿物探测的精确度, 并且在很大程度上对矿藏的存储和开发具有现实的价值和意义。

参考文献

[1]韦春林, 廖华榕.浅谈岩石矿物的成分测定与分析[J].科技致富向导, 2012 (33) .

[2]闫夏璟.岩石矿物成分的测定与分析研究[J].中国石油和化工标准, 2013 (11) .

矿物成分篇4

水泥中不同熟料矿物和化合物成分含量，影响着水泥生产操作和水泥制品的质量性能。了解和把握它们之间的关联性，选择适宜的水泥矿物成分和微量氧化物，可以扬长避短，使水泥性能更好地满足混凝土工程的质量特性，提高水泥混凝土质量长期耐久性要求。

1 通用水泥熟料的矿物成分

通用水泥熟料的矿物成分，主要指硅酸三钙(简称C3S)、硅酸二钙(简称C2S)、铝酸三钙(简称C3A)、铁铝酸四钙(简称C4AF)。

1.1 硅酸三钙

硅酸三钙是通用水泥熟料中最主要的矿物成分，在C3S晶体中常熔存少量的其它氧化物形成固熔体，通常称为A矿(阿里特)C3S在水泥水化时，水化发热量较大，水化速度较快，能迅速使水泥凝结、硬化，水泥早期和后期强度均较高。但在煅烧时，C3S的形成需要较高温度和一定的时间。

当水泥熟料C3S含量较高时，水泥水化发热量大。对于大体积混凝土工程，混凝士内外部之间会产生大约50℃温差，容易造成混凝土膨胀开裂。

对于钢筋混凝土工程，当水泥中C3S含量高，则水泥的Ca (OH) 2生成物含量多，碱度大，它能在钢筋表面形成钝化保护膜，保护混凝土钢筋不被C1-、空气侵蚀，提高钢筋与混凝土握裹力，增加钢筋混凝土的耐久性。

在一般混凝土工程中，水泥中C3S含量高，会加快水泥硬化，提高水泥强度。适应冬季低温施工的工程。

1.2 硅酸二钙

硅酸二钙，又称B矿(贝利特)。其水泥水化速度较慢，水化产物后期具有较高强度，水化热量较低。

C2S具有多晶转变的性能。在熟料生产操作时，如果熟料冷却较慢(在675℃左右)，它会由β型转为γ型，晶体密度减小，体积增大，引起粉化。γ型是活性低的矿物，不具有水硬化。因此在熟料煅烧冷却环节，要关注熟料的急冷操作。

生产C2S含量高的熟料，对其主要原料石灰石品位质量要求不高，可以充分利用尾矿、低品位石灰石资源。而且熟料煅烧操作时，所需煅烧温度低，排放的CO2含量低，对节能减排、资源综合利用意义重大。

C2S含量高的水泥熟料，适应大体积混凝土工程。避免混凝土因水化热量高产生的膨胀裂缝。减少混凝土表面微裂缝，阻止其外部有害介质向内部渗透侵蚀混凝土。适宜于有害介质环境条件下的混凝土工程，如水工、涵洞、隧道、油、气固井工程。

由于C2S相对C3S而言，其水化的Ca (OH) 2生成物较少，在含碳酸盐少的软水环境中，C2S相比C3S可减少生成物Ca (OH) 2的溶出。即C2S具有抗淡水的侵蚀能力，适应在水介质环境条件下的工程。

1.3 铝酸三钙

其特点是水化迅速，水化发热量大，早期强度发展快。由于凝结时间很快，故需添加石膏使其缓凝，满足混凝土质量和施工的要求。

水泥生产时，随着熟料中C3A含量增加，石膏掺量也应随之增加。要关注水泥粉磨温度，防止欠硫和石膏脱水导致水泥使用时出现瞬凝。

C3A含量高的水泥，不适应大体积混凝土工程。水泥中C3A矿物水化速率快，水化发热量大，因混凝土内外温差大而致膨胀开裂。

水泥中的C3A，水化生成铝酸钙水化物，它容易与SO42-、水介质二次反应，生成水化硫铝酸钙晶体物质，导致体积增大膨胀，易使混凝土出现膨胀裂缝。C3A含量高的水泥，抵抗SO42-介质-侵蚀差。不适应海洋工程，以及处于水和SO42-介质环境下的隧道、涵洞等工程。它适应冬季低温施工需早期强度高的一般工程。

C3A对酸较为敏感，抗腐蚀性能差。

1.4 铁铝酸四钙

又称C矿(才利特)。在水泥熟料煅烧操作时，C4AF易熔，能够降低熟料液相形成的温度和粘度，可以降低熟料烧结时的能耗。

C4AF水化速度快，但硬化慢，早期强度低，但后期强度高。抗冲耐磨性能好，特别适应道路工程。

2 水泥中氧合物

2.1 碱质（R2O)

水泥中碱质(R2O)，指碱性氧化物(Na2O、K2O)。水泥中碱含量是由原料带入，碱质会造成熟料工艺生产中碱循环，煅烧系统容易形成结皮堵塞，使熟料煅烧操作困难。一般控制水泥碱含量≤0.6%。

含有微量可溶性碱性氧化物(Na2O、K2O)的水泥，它与混凝土中某些含有活性矿物的骨料在有水的条件下会发生化学反应，其反应较为缓慢，称为碱骨料反应。其化学反应有碱—硅酸、碱—碳酸等碱骨料反应。反应生成的凝胶体体积增大，会引起已经硬化的混凝土膨胀开裂破坏。

因此，在有一定水泥碱质含量、活性骨料和水的条件存在时，会产生碱骨料反应，影响水泥混凝土长期耐久性能。

碱含量高的水泥与商品混凝土外加剂适应性差，其因是使水泥初期水化速度加快，会使新拌混凝土的流动性变差。

当装饰材料使用含有碱含量高的水泥，装饰材料由于碱晶体析出，会使其表面泛白、起凸，严重影响装饰材料质量效果。

2.2 游离氧化钙（f-CaO）、氧化镁（MgO）。

水泥熟料含有少量游离氧化钙、氧化镁(方镁石)成分。游离氧化钙是熟料煅烧时间、温度等工艺操作失控形成的。水泥中掺入的高钙粉煤灰、钢渣等混合材都含有一定量游离氧化钙成分。

氧化镁是水泥原料带入。一般矿渣带入氧化镁呈固熔体结构。控制水泥中氧化镁含量小于5.0%。

游离氧化钙(不同于石灰)和氧化镁它们一般在水泥浆凝固硬化之后，又开始与水发生反应，氧化镁(非固熔体)比游离氧化钙水化更慢。它们水化生成物Ca (OH) 2、Mg (OH) 2体积增大，从而使硬化的水泥石内部形成局部膨胀，混凝土表面出现龟裂纹状，严重时表面起凸变形开裂。

水泥中含有适量的氧化镁，也能化害为利。基于水泥水化物具有一定收缩性特征，利用含有适量氧化镁水泥的微膨胀性能，可以补偿混凝土收缩。如在旧混凝土面上浇灌新混凝土，像南水北调丹江大坝加高工程，配制掺与适量的氧化镁生产延滞性微膨胀水泥(氧化镁含量在4.5%左右)。控制好膨胀值或膨胀应力，较好地解决了新、旧混凝土结合界面的胶凝粘结效果。

此外，利用适量氧化镁水泥的微膨胀性能，为使水泥混凝土密实，亦可采用一定量氧化镁的水泥用于防渗混凝土工程。

2.3 水泥中SO3、Al2O3

水泥中SO3主要是石膏带入。目前为了节能减排，资源综合利用，一些水泥厂将化工石膏，诸如烟气脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等，代替天然石膏生产水泥。由于磷石膏、氟石膏中含有一定量超缓凝PO43ˉ、Fˉ离子，可能会使水泥凝结时间延长(超缓凝)，影响水泥早期强度，在生产操作要特别注意。

水泥中SO3具有缓凝功能，调节水泥水化凝结时间，满足施工要求。

水泥中的SO3，它是一种硫酸盐激发剂，可以提高水泥早期强度。但水泥中SO3含量偏高，会降低水泥28d强度。一般控制水泥中SO3含量不得大于3.5%。

当水泥磨制的较细或水泥中C3A含量高，以及夏季气温高时，为抑制水泥水化速度，应适量增加水泥中SO3含量，即适当提高水泥中石膏掺量，满足施工要求。

水泥中SO3含量低(欠硫化)或水泥生产操作粉磨温度高(107～170℃时，会使石膏脱水，石膏晶型转变)，都会使水泥初凝时间加快，造成水泥水化急凝，不能满足施工要求。会使用商品混凝土流动性能变差。

水泥中SO3和Al2O3含量高时，首先Al2O3与水泥中SiO2水化生成水化铝酸钙，而SO3它会跟水化铝酸钙二次反应生成硫铝钙晶体。这种晶体含结晶水，晶体体积增大会引起混凝土膨胀开裂破坏。

但水泥中适量SO3和Al2O3水化反应而引起的可控膨胀值 (包括前述氧化镁) , 可以抑制混凝土收缩, 达到补偿混凝土收缩目的。利用控制好水泥膨胀值, 用于防渗抗渗、预应力混凝土工程。水泥中SO3和Al2O3高, 不适宜海工和有硫酸盐介质的工程。

2.4 C1-离子

水泥中C1-离子含量极低, 有些水泥中C1-离子是使用助磨剂带入的。一般控制水泥中C1-离子含量小于0.06%。

在钢筋混凝土中, 水泥C1-离子与钢筋Fe离子形成腐蚀电池, 生成铁锈 (Fe (OH) 3) , 导致钢筋混凝土强度下降。