Химия цемента и вяжущих веществ. Андреева Н.А. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

38 39
Н. А. Андреева. Химия цемента и вяжущих веществ Глава 2. Физико-химические основы получения вяжущих веществ
поэтому в состав продуктов обжига известняка кроме собственно оксида
кальция входят двухкальциевый силикат β-2CaO ⋅ SiO
2
, однокальциевый
алюминат CaO ⋅ Al
2
O
3
и двухкальциевый феррит 2CaO ⋅ Fe
2
O
3
. Чем
больше в известняке глинистых и песчаных примесей, тем больше
образуется указанных соединений, тем медленнее гасится известь и тем
сильнее выражены ее гидравлические свойства.
При обжиге доломитов могут протекать следующие химические
реакции:
CaCO
3
⋅ MgCO
3
→ CaCO
3
+ MgCO
3
CaCO
3
⋅ MgCO
3
→ CaCO
3
+ MgO + CO
2
CaCO
3
⋅ MgCO
3
→ CaO + MgO + 2CO
2
Термодинамический анализ этих реакций показывает, что до
450 °С возможен только распад доломита на карбонаты; при увеличе-
нии температуры (600–750 °С) образуется оксид магния; начиная
с 750 °С в системе образуется оксид кальция. Обжигая доломиты при
разных температурах, можно получить следующие материалы:
каустический доломит, состоящий из MgO и CaCO
3
и получае-
мый обжигом при 650–750 °С с последующим измельчением;
доломитовый цемент, состоящий из MgO, CaO и CaCO
3
и получа-
емый обжигом при 750–850 °С с последующим измельчением в тон-
кий порошок;
доломитовую известь, состоящую из MgO и CaO и получаемую
обжигом при 900–950 °С.
При производстве магнезиальных вяжущих проводят обжиг маг-
незита; его разложение идет по реакции
MgCO
3
= MgO + CO
2
Теоретически разложение MgCO
3
начинается при 300 °С, но про-
текает достаточно полно лишь при 600–650 °С. Дальнейшее повыше-
ние температуры обжига нежелательно, так как оксид магния посте-
пенно уплотняется, его зерна растут, вследствие чего получаемый про-
дукт обладает низкой реакционной способностью. При температурах
выше 1200 °С образуется крупнокристаллический периклаз, не обла-
дающий вяжущими свойствами.
2.3. Дегидратация глинистых минералов
Изучение процессов, происходящих при нагревании каолинита,
методом дифференциально-термического анализа показало, что до 1100 °С
протекают две реакции: эндотер-
мическая (500–800 °С), сопро-
вождающаяся резким уменьше-
нием массы, и экзотермическая,
характеризуемая острым пиком
около 980 °С (рис. 21, а).
Первая реакция – это дегид-
ратация каолинита; она заключа-
ется в освобождении и выделе-
нии химически связанной воды.
Чем более неупорядочена струк-
тура глинистого минерала, тем
ниже температура дегидратации.
Минимум эндотермического эф-
фекта соответствует выделению
примерно 75 % химически свя-
занной воды, т. е. этот минимум
приходится на три выделивших-
ся иона OH
–
, а один ион OH
–
про-
должает удерживаться до значи-
тельно более высоких темпера-
тур. Это объясняется тем, что
гидроксид-ионы в глинистых ми-
нералах неравноактивны: ионы,
находящиеся внутри пакета, бо-
лее прочно связаны, чем ионы,
расположенные на поверхности
октаэдрического слоя пакета
(см. рис. 14). При нагревании вне-
шние ионы OH
–
несколько сбли-
жаются и организуются в молекулу воды, выделив ион кислорода, замы-
кающий две разорванные связи, что можно представить схематично:
OH
−
+ OH
−
→ O
−2
+ НOH
а
б
в
°С
Рис. 21. Термограммы ∆t и кривые
потери массы ∆m глинистых минера-
лов [7]:
а – глуховецкий каолин; б – огланлин-
ский бентонит; в – латненская глина

Страницы