水泥顏色

市場上供應(yīng)的硅酸鹽水泥呈青灰色，有一些買主需要合適的顏色水泥，現(xiàn)就熟料、水泥顏色等相關(guān)情況作一介紹：

1 顏色檢測

對水泥顏色進行測試的儀器主要為色度計和光度計。主要檢查人眼對顏色有感觀的亮暗程度、紅色和綠色程度、黃色和蘭色程度。

色度、光度計儀器上的L值表示亮暗程度，數(shù)值從0～50表示暗色，數(shù)值從51～100表示亮色。a值表示紅色與綠色轉(zhuǎn)變程度。正值表示紅色，負值表示綠色。b值表示黃色和蘭色轉(zhuǎn)變程度。正值表示黃色，負值表示蘭色。在檢測水泥樣品的顏色時，必須對三種顏色作全面的檢測。

2 水泥亮度——L值

大多數(shù)情況下，從外觀來看，水泥亮度顯得十分重要?；宜嗟腖值從55至70，白水泥的L值通常超過90，油井水泥的亮度值較低。影響熟料顏色的主要因素是氧化鐵的數(shù)量，與熟料內(nèi)C4AF數(shù)值有關(guān)（圖1）。

圖1所示為4個水泥樣品的L值的范圍。其中一個是白水泥，另外三個水泥內(nèi)均含有5%的石灰石，對亮度稍有影響。

第二個對亮度影響較大的因素是水泥細度。圖2為同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)的水泥，化學(xué)成分變化不大，變化大的是水泥細度。

圖1 水泥中C4AF含量與亮度值L的關(guān)系

影響亮度的第三個因素是水泥品種。石灰石水泥增加了水泥的亮度，但并不是石灰石越純，亮度L值越大。圖3中的水泥含量為8%～20%。石灰石含量增加對亮度增加規(guī)律性不大，而石灰石對水泥顏色的影響，通常綠色增強（a值下降），蘭色增強（b值增加）。這與石灰石中所含的微量元素的種類和數(shù)量有關(guān)。

其他品種的水泥也會影響水泥顏色。粉煤灰比普通水泥熟料暗，混合和分別粉磨的粉煤灰水泥暗些。硅質(zhì)粉煤灰的L值一般在45～55?？沽蛩猁}水泥也較普通水泥暗。粉煤灰的顏色與碳的未完全燃燒程度有關(guān)，燒失量越低的粉煤灰亮度越亮。

圖2 水泥細度與亮度L值關(guān)系

圖3 水泥中石灰石（CaCO3）含量與水泥顏色的關(guān)系

礦渣（GGBS）顆粒顏色較普通水泥亮，其顏色可和白水泥相比，當(dāng)?shù)V渣加入量超過50%，所制成的混凝土一方面可滿足建筑物對顏色的需求，另一方面耐久性增加，且有利于環(huán)保。此外，高含量礦渣混凝土表面呈綠/蘭色。當(dāng)模板拆除后，其表面暴露在空氣中，幾天以后，顏色消除，其顏色變化的原因是礦渣在水化時含有少量的FeS和MnS，而當(dāng)與空氣接觸后，氧化生成FeSO4和MnSO4，從而顏色褪去。

圖4 窯內(nèi)嚴(yán)重還原氣氛工況生產(chǎn)的熟料顆粒顏色

圖5 還原工況與熟料顏色

圖6 代用燃料和熟料顏色

3 水泥顏色——a值和b值

當(dāng)熟料煅燒時，氟化鈣作礦化劑，所制成的水泥呈黃色、綠色和粉紅色。而灰水泥理想的顏色是黑灰色，隨細度增加亮度增加。然而在某些情況下，熟料顆粒的顏色外表與內(nèi)部不一致，顆粒中心呈黃色和棕色，在極端還原工況下，所生成的熟料漂白呈白色（圖4）。

圖4所示的熟料顏色形成的原因是，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煙氣呈嚴(yán)重的還原氣氛時，熟料內(nèi)所含的Fe2O3還原成FeO，熟料顆粒的顏色由黑色轉(zhuǎn)為黃白色或白色。當(dāng)表面呈黃白色的熟料顆粒從燒成帶進入窯口冷卻帶時，遇到冷卻機入窯含有大量氧氣的高溫二次空氣。此時熟料表面的FeO重新氧化成Fe2O3，顏色由黃白轉(zhuǎn)為黑灰色。熟料冷卻速度越慢、容重越輕、空氣向熟料內(nèi)部深入的數(shù)量越多，重新氧化的熟料數(shù)量越多，程度越重，熟料表面黑灰色越黑，且厚度越厚；反之熟料在冷卻帶冷卻速度越快，容重越重，空氣向熟料深入的數(shù)量越少，熟料重新氧化程度越少，熟料表面層呈黑色越薄，內(nèi)部顏色黃白色越重。

從一些窯的生產(chǎn)情況來看，還原氣氛下，欠燒的熟料內(nèi)往往呈現(xiàn)淺黃色，容重較輕。但在生產(chǎn)過程中，有時內(nèi)部呈白色的熟料容重較重，通過顯微鏡檢測，與還原氣氛的程度有關(guān)。

人眼對熟料顆粒顏色裉色的程度很難區(qū)別，而在粉磨后采用色度計和光度計檢測熟料顏色，可以判斷煅燒時還原工況，還可分析窯內(nèi)工況的變化狀況。

當(dāng)窯況穩(wěn)定時，熟料內(nèi)硫酸鹽含量會在一定程度上反映出還原工況，窯內(nèi)缺氧時，熟料內(nèi)SO3還原成SO2氣體，隨煙氣或粉塵后逸。當(dāng)入窯原燃料內(nèi)硫含量穩(wěn)定時，則熟料內(nèi)所含SO3的數(shù)量會在一定程度上反映出還原工況的程度。圖5為熟料內(nèi)堿硫比K2O/SO3和b值的關(guān)系。

圖5中K2O/SO3值越高，則還原氣氛越重，b值越大，顏色越黃。

近年來，熟料在煅燒過程中，代用燃料的用量越來越多，代用燃料一般熱值低，入窯粒度大，燃燒不完全，窯內(nèi)易呈還原氣氛。一般說來，代用燃料用量越多，窯內(nèi)還原氣氛越重，SO3轉(zhuǎn)變成SO2的數(shù)量越多，熟料顏色越黃，b值越高（圖6）。

4 測試水泥、熟料亮度和顏色

測試水泥的亮度和顏色可以保證大型工程所使用的水泥滿足顧客的需求，有利于生產(chǎn)正常運行。

水泥亮/暗、紅/綠、黃/蘭顏色的改變，可在不同程度上反映出窯內(nèi)熟料煅燒工況的變化，以及混合材摻加量的變化。通過水泥和熟料的顏色檢測，可以及時判斷生產(chǎn)過程，有利于調(diào)整、保持和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

陳友德編譯自No.3/2014

InternationalCementReview