Минералогический состав портландцементного клинкера

Химический состав портландцементного клинкера дан в табл. 1.5.1.

Таблица 1.5.1. Химический состав портландцементного клинкера, %

Si02

16—26

СаО

58—67

А1203

4-8

MgO

1—5

Fe203

2—5

К20 + Na20

0—1

Mn2Os

0-3

SOs

0,1—2,5

ТЮ2

0-0,5

Р2О5

0—1,5

Потери при прокаливании 0,5—3

1.5.1. Портландцементный клинкер. Основные минералы, ко­торые может содержать портландцементный клинкер, даны в табл. 1.5.2.

Клинкерные минералы не являются чистыми соединениями, а представляют собой смеси, содержащие в незначительном ко^ личестве компоненты других минералов в виде смешанных кристаллических соединений; это относится и к остальным хи­мическим примесям клинкера, которые не могут образовать самостоятельных фаз. Поэтому, чтобы четко отличать чистые соединения от клинкерных минералов, Тёрнебом в 1897 г. дал основным минералам клинкера C3S и C2S названия «алит» и «белит» и, еще не зная их состава, исследовал под микроскопом отличия между ними.

1.5.2. Алит. Алит C3S является основным клинкерным мине­ралом, определяющим прочность цемента. Из шести известных модификаций C3S в клинкере возникают только две[2] высоко­температурные модификации, которые стабилизируются путем включения атомов примесей [12а, 139].

1.5.3. Белит. Белит главным образом представляет собой p-форму C2S. При температуре спекания клинкера, превышаю­щей 1420° С, образуется a-C2S, а при температуре до 1420° С — a’-C2S. Последняя форма во время охлаждения клинкера при температуре 670° С превращается в метастабильный p-C2S.

Материал

Область применения

Формула

Сокращенное обозначение

Трехкальциевый си­ликат (алит)

3Ca0-Si02

C3s

Двухкальциевый си­ликат (белит)

2Ca0-Si02

C2s

Трехкальциевый алю­минат

Четырехкальциевый алюмоферрит

■ Al203 >Fe20s

ЗСаО-a1203 4CaO • A l2Os • Fe2Os

C3A

C4af

Алюмоферрит каль­ция (смешанно-кри­сталлическая фаза)

А1203 < Fe203

2Ca0(Al203) Fe2Os)

C2(A, F>

Свободная известь

CaO

Свободная окись маг­ния (периклаз)

MgO

Щелочесодержащий алюминат

) К20 + Na30 >

J >so3

( (K, Na)„0-8Ca0X | X3A1203

(k, N) csa,

Сульфат щелочного металла

Сульфат кальция

I K20 + Na20<

J <so3

(K, Na)2S04 і CaS04

При дальнейшем медленном охлаждении из p-C2S может обра­зоваться стабильная у-форма. Этот процесс протекает с увели­чением объема на 10% и при определенных условиях может привести к рассыпанию клинкера. Быстрое охлаждение клин­кера и наличие примесей препятствует переходу белита в гид­равлически инертную у-фазу, снижающую его качество.

Белит твердеет значительно медленнее алита, но в конце концов достигает такой же прочности, как алит.

1.5.4. Если в клинкере глинозема содержится меньше, чем оксида железа (в молях), то оба компонента, вступая в соеди­нение с известью, образуют алюмоферрит кальция (см. табл. 1.5.2.)—смешанно-кристаллическую фазу с конечным членом 2Ca0-Fe203, где Fe может непрерывно замещаться AL Этот смешанно-кристаллический ряд сохраняет стабильность до молярного отношения А120з: Fe203=2 : 1; однако в портланд — цементном клинкере, содержащем только соединения, богатые известью, ряд завершается уже при отношении 1:1. Если в клинкере преобладает глинозем, то его избыток сверх указан­ного отношения (как это имеет место в формуле 4СаО-А12Оз — •Fe203) образует трехкальциевый алюминат, богатый известью.

17

Трехкальциевый алюминат очень легко вступает в реакцию с водой, однако не имеет ясно выраженных гидравлических

2—394
свойств и совместно с силикатами повышает начальную проч­ность цемента. Алюмоферрит кальция мало способствует гид­равлическому твердению цемента [7].

1.5.5. Как уже указывалось в разд. 1.4.3, щелочи только тог­да попадают в клинкерные фазы, когда количество S03, содер­жащееся в клинкере, недостаточно для полного образования щелочных сульфатов. Щелочи входят в состав всех клинкерных фаз, однако преимущественно содержатся в алюминатной фазе в виде смешанных кристаллов, причем состав, указанный в фор­муле табл. 1.5.2, может быть получен только в присутствии Si02[12b],

Добавить комментарий

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