X射線衍射(XRD)在水泥行業中的應用

水泥是一種常見的建筑用品，它對于建筑來說是不可少的，一般分普通硅酸鹽水泥、摻混合材料的硅酸鹽水泥和特殊水泥，使用多的就是硅酸鹽水泥。

水泥的質量主要取決于熟料的礦物組成和結構。水泥熟料主要礦物相成分是硅酸鹽，還有一些微量的礦物相如游離CaO或硫酸鹽等，有時出現一些反應不全的殘留相，如石英SiO₂，還有一些添加的用于改善水泥質量與性能的石膏等。

各標號不同水泥的差別的指標是硅酸三鈣（3CaO·SiO₂）、硅酸二鈣（2CaO·SiO₂）、鋁酸三鈣（3CaO·Al2O₃）、鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O₃·Fe₂O₃）四種物相含量的不同。在水泥工業中，快速、穩定和準確地測出水泥熟料礦物組成對于及時調整熟料生產方案，優化水泥熟料礦物組成，有效監控水泥質量等方面有重大意義。

傳統水泥的分析方法是采用化學分析方法來確定水泥中各氧化物的含量，此類方法測試速度慢，現已大部分被波長色散熒光（WDXRF）所取代。波長色散熒光（WDXRF）可直接測得各氧化物（如CaO、SiO₂等）的含量，再通過Bogue公式計算出各物相的含量，但Bogue公式假設熟料中的四種礦物是理想的純化合物、是在熱平衡條件下形成的；而熱平衡條件在實際的水泥生產過程中并不存在，且Bogue公式忽略了其它因素（如鎂、硫、鉀、鈉等微量元素的作用、原料的粒度、窯爐氣氛及加熱過程等）的影響，因此其得到的結果并不是水泥中真實的礦物形態。

由于每種物相都有自已的XRD衍射峰，我們觀察到的譜圖是各物相的疊加，各衍射峰的強度與該物相含量有關。因此通過XRD衍射，我們可以得到各物相所對應的衍射圖譜，進而得到各物相的含量。國際上90年代已將XRD結合Rietveld全譜擬合應用于水泥行業， 通過直接測定物相含量來控制水泥質量。

水泥行業新國標《GB/T 40407-2021 硅酸鹽水泥熟料礦相X射線衍射分析方法》已于2022年3月1號正式實施，該標準規定可直接通采用XRD測定水泥中各礦物相的含量。

意大利GNR公司是一家老牌歐洲光譜儀生產商，其X射線產品線誕生于1966年，經過半個多世紀的技術開發和研究，該產品線已經擁有眾多型號滿足多個行業的分析需求。

可用于桌面的臺式衍射儀ERUOPE、性價比高的大功率衍射儀APD 2000 PRO、功能強大的多功能高分辨率X射線衍射儀EXPLORER，均可應用于水泥行業的物相分析。