Химия цемента и вяжущих веществ. Андреева Н.А. - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

44 45
Н. А. Андреева. Химия цемента и вяжущих веществ Глава 2. Физико-химические основы получения вяжущих веществ
Состав обычных портландцементных клинкеров колеблется в пре-
делах (% мас.): C
3
S = 45–60; C
2
S = 20–30; C
3
A = 3–15; C
4
AF = 10–20.
Суммарное содержание указанных минералов в клинкерах большин-
ства заводов составляет 96–97 %. Таким образом, 75–82 % от массы
клинкера приходится на долю минералов-силикатов C
3
S + C
2
S, обеспе-
чивающих собственно вяжущие свойства, и 18–25 % – на долю мине-
ралов-плавней C
3
A + C
4
AF, обеспечивающих достаточное количество
жидкой фазы в процессе обжига.
′
′
′
Т,
Рис. 22. Диаграмма состояния системы CaO – SiO
2
[8]
Микроструктура цементного клинкера (рис. 23) представлена пре-
имущественно кристаллами минералов-силикатов, между которыми
находится так называемая промежуточная фаза. Промежуточная фаза
включает алюминаты и алюмоферриты кальция в кристаллическом
виде, а также стекловидную фазу.
Следует рассмотреть подробнее основные кристаллические фазы
клинкера.
Рис. 23. Микроструктура портландцементного клинкера [5]
Алит. Алитом называют фазу, представляющую собой твердый
раствор C
3
S с MgO (до 2 %) и Al
2
O
3
(0,9–1,7 %). В алитах промышлен-
ных клинкеров может содержаться также 0,4–1,6 % Fe
2
O
3
, до 0,3 %
Na
2
O, 0,1 % K
2
O, 0,6 % TiO
2
. Если сырье загрязнено фосфоритом,
в алите может находиться до 2 % P
2
O
5
. Иногда фаза алита может содер-
жать ионы Fe
2+
.
С точки зрения кристаллохимии C
3
S является ортосиликатом, при-
чем содержание кальция в C
3
S превышает стехиометрическое для соб-
ственно ортосиликата кальция Ca
2
[SiO
4
]. Структура C
3
S включает два
самостоятельных мотива, один из которых представляет собой слой
кремнекислородных тетраэдров, связанных ионами кальция, другой
является как бы прослойкой из оксида кальция. Таким образом, струк-
тура C
3
S отражается минералогической формулой CaO ⋅ Ca
2
[SiO
4
].
В его решетке ионы кальция и связывают тетраэдры [SiO
4
], и находят-
ся в октаэдрической координации по отношению к кислородным ионам,
не связанным с [SiO
4
]. При этом вокруг ионов кальция образуются ис-
каженные атомные октаэдры и создаются пустоты в структуре, спо-
собные вмещать другие атомы. Это предопределяет легкость образо-
вания твердых растворов на основе C
3
S.
При кристаллизации из расплава C
3
S образует твердые растворы,
захватывая в свою структуру MgO, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, CaO. Ионы Ca
2+
могут

Страницы