粘土质原料是生产硅酸盐水泥的主要原材料之一。由于天然粘土资源被限制开采,水泥企业都在探索使用其它可提供SiO₂成分的原材料,大量的砂岩、硅石等惰性石英质原料以及各类工业固体废弃物更多地应用到了水泥生产中。因此,通过优选控制硅质原料品质提高熟料烧成质量、降低水泥生产能耗具有重要意义。本文采用XRD结合Rietveld方法、扫描电镜、TG-DTA、岩相分析以及熟料水化放热等研究方法,系统研究了不同Si-O结构、石英晶型及结晶度的硅质原料矿物对生料易烧性、熟料微观结构及性能的影响及机理,并在此基础上,深入研究了我国不同地域和种类的14种硅质原料,对熟料烧成及性能的影响。实验结果表明:1.Si-O结构较简单的硅质原料矿物,更容易解聚出[SiO₄]四面体,因而在固相反应阶段更容易与CaO反应形成硅酸二钙（C₂S）。但链状Si-O结构的硅灰石在1200℃左右大部分转变为高温晶型,反应活性降低,阻碍了熟料烧成;2.相对密度是影响石英质原料反应活性的重要因素。α-方石英与α-石英相比,结构疏松,反应活性较高,熟料烧成质量较好。石英玻璃同样结构疏松,但由于熔融温度高,在液相出现之前反应活性较低,在1350℃及以上反应活性逐渐提高,熟料烧成质量同样较好;3.反应活性较高的硅质原料矿物,例如层链状硅酸盐矿物,其熟料中A矿倾向于成长柱状,尺寸较小;反应活性较低的硅质原料矿物,例如α-石英,其熟料中A矿倾向于成板状,尺寸较大,且C₂S包裹体较多;4.不同种类和地域的硅质原料对熟料烧成的影响存在巨大差异。随着硅质原料中简单结构硅酸盐矿物减少、石英晶体含量增加和石英晶粒尺寸增大,烧成的熟料中硅酸三钙（C₃S）含量下降,游离氧化钙含量增加。5.硅质原料中的伴生微量元素较外加微量元素作用更为显著。其中,硅质原料中伴生的K₂O降低了熟料中C₃S含量,但增大了其晶体尺寸;而高硅质原料中伴生的MgO起到的助熔作用更加明显,促进了熟料中A矿的形成。