Химия цемента и вяжущих веществ. Андреева Н.А. - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

48 49
Н. А. Андреева. Химия цемента и вяжущих веществ Глава 2. Физико-химические основы получения вяжущих веществ
Промежуточное вещество, расположенное между кристаллами
алита и белита, включает алюмоферритную и алюминатную фазы,
а также второстепенные минералы в кристаллическом виде и, наконец,
стекловидную фазу. Все эти фазы при высоких температурах обжига
находятся в расплавленном состоянии.
Алюминатная фаза. В системе СаО – Al
2
O
3
существует
5 стабильных алюминатов кальция, в портландцементном клинкере
присутствует преимущественно так называемый трехкальциевый
алюминат С
3
А. Этот минерал не проявляет полиморфизма, плавится
с разложением при 1540
°С с образованием СаО и расплава. С
3
А имеет
кубическую решетку, кристаллизуется в виде очень мелких шести-
угольников и прямоугольников. В промышленных клинкерах С
3
А
содержит MgO и Na
2
O.
Алюмоферритная фаза. В 1937 г. М. А. Торопов показал, что
минерал браунмиллерит (C
4
AF) – один из составов серии твердых
растворов алюминатов в ферритах. Твердые растворы в системе СаО –
Al
2
O
3
– Fe
2
O
3
имею т предельные со ставы от C
2
F (область, богатая Fe
2
O
3
)
до CA
2
F (область, богатая Al
2
O
3
). Состав алюмоферритной фазы
в клинкере определяется режимом охлаждения клинкера и отношением
Al
2
O
3
: Fe
2
O
3
в сырье. Обычно в портландцемен тах ал юмоферритная фаза
по своему составу близка к четырехкальциевому алюмоферриту. Поэтому
C
4
AF при расчетах минерального состава цементного клинкера по
химическому составу с известной условностью считают индивиду-
альным минералом. Плотность C
4
AF равна 3,77 г/см
3
. Эта фаза может
содержать до 3
% K
2
O, 4
% MgO и 7
% SiO
2
.
Таким образом, реальные минералы портландцементного клинкера
представляют собой модифицированные минералы – мономинералы,
содержащие различные модифицирующие оксиды.
Клинкерное стекло. Обычно клинкерное стекло присутствует
в промежуточном веществе в количестве 5–15 %. Такие значительные
пределы колебаний определяются условиями охлаждения клинкера.
Стекло состоит преимущественно из СаО, Al
2
O
3
и Fe
2
O
3
. В нем
присутствуют обычно MgO, Na
2
O и K
2
O.
Помимо этих основных составляющих в клинкере содержатся
также и некоторые другие кристаллические образования, в частности,
СаО и MgO в свободном состоянии. Содержание СаО
своб
не должно
превышать 1 %, большее количество свободной извести снижает каче-
ство цемента и может вызвать неравномерное изменение его объема
при твердении вследствие перехода СаО в Ca(OH)
2
. Вредное влияние
MgO
своб
на равномерность изменения объема цемента проявляется при
содержании его в количестве более 5 % в виде кристаллов периклаза
размером более 10 мкм, медленно реагирующих с водой в уже затвер-
девшем цементе.
2.4.4. Модульные характеристики цементного клинкера
Качество цементного клинкера может быть охарактеризовано чис-
ленными значениями модулей, выражающих соотношения между ко-
личествами главных оксидов, взятыми в процентах по массе. Значения
модулей оказываются численно одинаковыми как для клинкера, так
и для сырьевой смеси, из которой этот клинкер получают.
Первоначально для характеристики состава клинкера пользова-
лись гидравлическим модулем (иначе называемым основным). Он вы-
ражает отношение количества связанного оксида кальция к количеству
кислотных оксидов:
.
OFeOAl)SiO(SiO
CaOCaO
ОМ
3232своб 2общ 2
свобобщ
++−
−
=
Значение основного модуля ОМ, обозначаемого также буквой m,
у современных цементных клинкеров колеблется в пределах 1,7–2,4.
В настоящее время качество клинкеров принято характеризовать ко-
эффициентом насыщения КН, силикатным модулем СМ (или n) и гли-
ноземным модулем ГМ (или p).
Коэффициент насыщения показывает отношение количества ок-
сида кальция, фактически связанного с кремнеземом, к количеству
его, теоретически необходимому для полного связывания оксида крем-
ния в C
3
S:
.
)SiO2,8(SiO
SO7,0OFe35,0OAl65,1CaOCaO
КН
своб 2общ 2
33232свобобщ
−
−−−−
=

Страницы