Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Декабрь » 4 » Минералогический состав клинкера.
21:46
Минералогический состав клинкера.

     Наибольшее распространение среди силикатных цементов получили портландцементы, так как, они оптимально сочетают прочность и низкую себестоимость. Клинкер представляет собой смесь исходных компонентов, спекание и размол которой и лежит в основе технологического цикла производства цемента. Два главных компонента клинкера это известь (CaO, 58 – 68%) и диоксид кремния (SiO2, 16 – 26%), при обжиге они образуют метастабильные соли, которые под действием воды подвергаются отверждению за счет изменения кристаллической структуры.
    Две основные модификации силикатов кальция, составляющие основу состава портландцементов, это алит и белит.
    Алит составляет основу керамической матрицы силикатных цементов, его содержание определяет прочность цемента. Общепринятое обозначение алита – C3S, известно шесть модификаций алита, из них только две высокотемпературные модификации образуются при обжиге клинкера.
    Белит (C2S) существует в виде трех модификаций. При высоких температурах (более 1420*С) существует а-форма, в диапазоне температур 670 – 1420*С в-форма, ниже 670*С (при плавном охлаждении) может образоваться гамма-форма. Переход от каждой высокотемпературной модификации к низкотемпературной сопровождается увеличением объема примерно на 10%, что может привести к рассыпанию клинкера в порошок. Резкое снижение температуры в конце обжига, а так же, наличие примесей соединений переходных металлов, препятствует переходу в-формы в гамма-форму, что благотворно сказывается на прочности цемента. Гамма-форма белита практически инертна к воздействию воды, поэтому, не способна повышать прочность цемента.
    В таблице приведены основные минералы, образующиеся из клинкера при обжиге.
  
    В стандартном цементе содержится больше всего алита, меньше всего сульфата кальция.
    Механизм образования алюмоферритов кальция зависит от соотношения оксидов железа и алюминия в исходной смеси. Трехкальциевый алюминат легко вступает в реакцию с водой, что способствует повышению начальной твердости цемента. Алюмофиррит кальция вносит небольшой вклад в прочность цемента.
    Механизм влияния щелочей зависит от соотношения в исходном клинкере оксидов щелочных металлов и оксидов серы. Щелочи входят в состав всех клинкерных фаз, но, преимущественно содержатся в алюминатной фазе в виде смешанных кристаллитов.
    Для упрощения выражения состава клинкера и предсказания свойств цемента, различные исследователи предложили методики расчета содержания фазообразующих минералов в клинкере, в зависимости от состава исходного сырья. Наибольшее применение получил европейский метод Р.Х.Богга.
    Метод основан на простом подсчете содержания оксидов в исходном сырье и определению возможного количества фазообразующих минералов (C3S, C2S, C3A, C4AF) в конечном продукте.
    Методика расчета весьма приблизительна и дает хорошую сходимость с практикой лишь при очень тонком размоле исходных компонентов и долгом, высокотемпературном обжиге. Причем, нельзя допускать плавления клинкера при обжиге, так как, это породит технологические трудности и осложнит резкое охлаждение после обжига.
    В СССР применялся другой метод расчета содержания фазообразующих минералов в цементе, метод Кинда. Через формулу Кинда производят расчет насыщения клинкера известью:
    
    Затем оценивают содержание алита и белита через стандартные выражения:
   
    Формулами оксидов в уравнениях обозначено содержание в исходной смеси каждого оксида в массовых процентах.
    Кроме того, существует ряд методов определения фазового состава цемента, основанных на измерении физических характеристик клинкеров. Классическим методов является метод микроскопии Брауна. Результаты микроскопии неплохо согласуются с расчетными значениями, найденными по методу Богга.    
     Наибольшее значение имеет содержание алита и белита, они имеют значительные отличия в строении кристаллической решетки, поэтому, определение их содержания имеет достаточную точность, как при расчетах, так и при микроскопии.

Категория: Химия элементов | Просмотров: 748 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]