Формулы для определения содержания извести

1.8.1. Коэффициент насыщения известью по В. А. Кинду. Полное насыщение клинкера известью наступает тогда, когда весь кремнезем связан в C3S, весь оксид железа с эквивалент­ным количеством глинозема — в C4AF и оставшийся глино­зем — в С3А:

1 масса.

Ч. Si02

В C3S связывает

3-56

—— =2,8 масс. 60

Ч.

СаО;

»

А1203

В Са3А »

3;56^ ,,65 102

*

1

»

А120з

В C4AF »

102,

»

»

»

Fe203

В C4AF »

2-56 „ „

—— = 0,7

160

»

Чтобы найти весь глинозем в единице клинкера, необходи­мо разложить C4AF на C3A-1-CF. Теперь получаем по расчету, что 1 масс. ч. F203 связывает только 0,35 масс. ч. СаО.

Таким образом, максимальное количество извести СаО (7VW>0,64) равно 2,8Si02+l,65Al203+0,35Fe203. Такой же ре­зультат может быть получен, если в формулу Богга подставить C2S = 0 или в формулу Кинда (см. ниже) /С5К=1.

Количество извести в клинкере характеризуется коэффици­ентом насыщения, т. е. отношением эффективного содержания извести в клинкере к максимально возможному:

ЮОСаО

//"О/? __ ______________________________________

2,8 Si02 + 1,65 А120з + 0,35 Fe203′

В СССР при применении формулы Кинда исходят из того, что неполное насыщение известью обусловлено только непол­ным связыванием извести с кремнеземом:

СаО = KSK ■ 2,8 Si02 + 1,65 А1203 + 0,35 Fe-A,

Откуда.

KS = ^О — П.65 А1203 + 0,35 Fe2Q3)

2,8 Si02

Степень насыщения известью, найденная по приведенной вы­ше формуле, находится в пределах 0,80—0,95.

В клинкерах, богатых оксидами железа (7’М^0,64), глино­зем связан только в смешанно-кристаллической фазе Сг(А, F), а максимальное количество извести и степень насыщения клин­кера определяются по следующим уравнениям:

СаОмакс = 2,8Si02 + 1,1 А1203 + 0,7 Fe203; (ТМ < 0,64)

100 СаО

__ ____________________________

2,8Si02 + 1,1 А120з + 0,7 Fe203 (ТМ <0,64)

Аналогичным образом при 7’М^0,64 изменяются факторы в формуле Кинда.

1.8.2. Степень насыщения известью. При рассмотрении коэф­фициента насыщения известью (разд. 1.8.1), так же как и при расчете состава минералов по методу Богга (раздел 1.6), при­нята предпосылка, что охлаждение клинкера сразу после дости­жения температуры спекания происходит столь медленно, что во время кристаллизации жидкие фазы находятся в равновесии с твердыми.

Этот случай не относится к клинкерам, содержащим С3А. При температуре спекания около 1450°С свободная известь еще не выделяется из силикатных минералов C3S и C2S, а ми­нералы С3А и C4AF уже плавятся. Однако эти расплавы содер­жат меньше извести, чем должно быть в соответствии с долей СзА, и могут получить недостающую известь только путем ее экстрагирования из твердых фаз — свободной СаО и C2S [18а]. При быстром производственном охлаждении клинкера эти про­цессы не успевают протекать и практически расплав алюмината не может связать больше извести, чем он успел абсорбировать при температуре спекания («замороженное равновесие», по Кю — лю). Экспериментальные исследования показали, что наиболее богатые известью алюминатные расплавы практически связыва­ют две молекулы СаО на каждую молекулу АЬ03. Это и есть достижимый предел насыщения известью, определяемый техни­ческими условиями как «стандартное насыщение известью»: СаОстанд = 2,8 Si02 + 1, 1А1203 + 0,7 Fe203.

В эту формулу входят такие же коэффициенты, как при опре­делении насыщения известью в разд. 1.8.1, где 7’М^0,64. От­сюда степень насыщения известью определяется как отношение фактического содержания к стандартному насыщению известью:

100 СаО

KST =————————————— .

2,8 Si02 + 1, 1А1203 + 0,7 Fe203

Этот коэффициент в дальнейшем обозначен KSTI, чтобы отли­чать его от более точного, основанного на исследовании системы

Из четырех компонентов СаО—Si02—А1203—F203:

100 Са0

2,8Si02+ 1,18AJ203 + 0,65 Fe203 ‘

Изменившиеся коэффициенты получены в результате более точ­ных исследований, при которых установлено, что в расплаве на каждую молекулу А1203 приходится 2,15 молекулы СаО, и для получения соответствующего расчету соединения с Fe203 оста­ются только 4—2,15=1,85 молекулы.

Недавно предложено дальнейшее уточнение формулы Кюля для определения стандартного насыщения известью с учетом со­держания MgO [21]:

/csrai = — 100 (СаО + 0,75 MgO)

2,8Si02+ 1,18 А1г03 + 0,65Fe203

В уточненную формулу подставляется содержание MgO, не превышающее 2%, так как при большем содержании MgO вы­ступает в форме периклаза (см. разд. 1.4.1).

Обычно для практических нужд применяют величину KSTII [7b]. Полученное значение соответствует английскому «коэффи­циенту связывания известив LSF, который отличается от приня­той в ФРГ степени насыщения известью KSG.

«Коэффициент связывания извести» LSF принят в англий­ских нормах для определения допустимых пределов содержания извести [23]:

СаО —0,7S03

LSF =————————— :—— ————— = 0,66 -:- 1,2.

2,8SiOa+1,2А1а03 +0,65FeO3

Коэффициент LSF в этой формуле относится к готовому це­менту. Член —0,7 S03 в числителе означает, что найденное ана­литическим путем содержание S03 нейтрализует соответству­ющее количество СаО из общей суммы, причем принимается, что все количество S03 получено из молотого гипса, а не из клин­кера.

В обычных условиях высокий коэффициент связывания изве­сти определяет высокую прочность цемента. В качестве отправ­ных точек для классификации портландцементов могут быть приняты следующие значения коэффициента насыщения изве­стью: обыкновенный портландцемент — 90—95%; высокопроч­ный (быстротвердеющий) портландцемент—95—98%.

Коэффициент насыщения известью, превышающий 100%, оз­начает наличие свободной извести в клинкере. Высокий уровень насыщения известью требует повышенных затрат тепла при об­жиге клинкера.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *