Минерал - клинкер
Cтраница 1
Минералы клинкера с различной скоростью реагируют с водой и дают гидросиликаты разной прочности и долговечности. [1]
Минералы клинкера построены из таких элементов ( Са, А1, Fe, Si), которые обладают наибольшей по сравнению с другими элементами периодической системы способностью к разнообразным замещениям. Среди семейств ( плеяд) изоморфных элементов, составленных на основании изучения изоморфизма в природных минералах, семейство элементов при Са является самым многочисленным. Так же многочисленны семейства и при Al, Fe, Si. Эта особенность минералов клинкера очень важна. Практически все примеси исходного сырья, включая те, которые поступают с промышленными отходами, могут распределиться среди минералов клинкера. [2]
Наиболее активным минералом клинкера является трехкаль-циевый алюминат. Тепловыделение при полной гидратации его достигает 203 кал / г ( 850 57 Дж / г), причем за трое суток выделяется не менее 80 % от теплоты гидратации. Трехкальциевый алюминат очень быстро твердеет. Однако продукт твердения имеет низкую прочность. [3]
Свойства минералов клинкера учитываются при вычислении соотношения между известняком и глиной, которое определяет минералогический состав портланд-цементов. Для корректировки состава в смесь известняка и глины добавляют иногда окислы железа в виде пиритных огарков или руды и кремнезем в виде трепела. Изменяя минералогический состав клинкера, получают многие виды специальных цементов, например, сульфат о-стойкий цемент, не разрушающийся в морской воде. Он содержит в ограниченном количестве C3S и СзА, содействующие вредному влиянию сульфат-иона. Подобным же образом рассчитывают состав тампонажного цемента ( много Сз5 и строго определенное количество С3А) низкотермичного ( мало C3S и СзА) и дорожного ( много СзЗ и C4AF) цементов. [4]
Из минералов клинкера глиноземистого цемента CsA3 схватывается в течение нескольких минут, в то время как СА схватывается значительно медленнее. Поэтому чем выше для цемента отношение С / А, тем быстрее происходит схватывание. С другой стороны, чем выше содержание стеклообразных фаз в цементе, тем медленнее он схватывается. [5]
При гидратации минералов клинкера образуются различные по составу и структуре кристаллы гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроалюмоферритов кальция, их твердых растворов комплексных соединений, при этом часть названных соединений выделяется в скрытокристаллическом ( гелевидном) состоянии. Большое разнообразие кристаллогидратов в цементном камне сильно усложняет его изучение. [6]
При гидратации минералов клинкера образуются различные по составу и структуре кристаллы гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроалюмоферритов кальция, их твердых растворов, комплексных соединений, при этом часть из них выделяется в скрытокри-сталлическом ( гелевидном) состоянии. Большое разнообразие кристаллогидратов в цементном камне сильно усложняет его изучение. [7]
Сера в кристаллах минералов клинкера распределяется следующим образом. [8]
Условия совместной гидратации минералов клинкера при твердении цемента вызывают ряд особенностей течения процесса гидратации. [9]
Растворимости компонентов в минералах клинкера взаимозависимы. Если, например, при образовании твердых растворов между ЗСаО-А12О3 и Na2O предельное насыщение твердого раствора наступает при 6 % ( мае. Подобная взаимозависимость справедлива для любых изоморфных элементов в структурах минералов клинкера, претендующих на одни и те же позиции, например А1 и Fe в элите и белите. [10]
При смешивании портландцемента с водой минералы клинкера вступают с ней в химическое взаимодействие, в результате чего образуются различные содержащие воду вещества, так называемые продукты гидратации. Свойствами этих веществ, а также особенностями процесса их возникновения и обусловлена способность цементного раствора к превращению в твердое тело - искусственный камень. [11]
Фосфор входит в состав всех минералов клинкера в виде твердых растворов. В большом количестве растворяется P2Os в стекловидной фазе и алюмоферритах кальция. Количество С3А в присутствии фосфора снижается, а состав С6АХРУ становится более алюминатным. Ион Р3 может замещать ионы А13 и Fe3 в их соединениях. [12]
Ион F - внедряется в кристаллические решетки минералов клинкера, образуя твердые растворы различной концентрации. Фторсо-держащие твердые растворы минералов термодинамических недостаточно устойчивы и при медленном охлаждении клинкера частично распадаются. Так, твердый раствор состава СзЗ - 0 74 % CaF2 распадается при охлаждении от 1473 К на a - C2S и СаО; при избытке фторидов разложение СзЗ интенсифицируется. Указанные процессы распада фторсодержащих твердых растворов протекают при 1273 - 1323 К как при охлаждении клинкера, так и при повторном его нагревании. Для предотвращения распада твердых растворов требуется быстрое охлаждение клинкера, содержащего в своем составе фтористые соединения. Вследствие улетучива ния фторидов при высоких температурах эффективность их действия при обжиге выше 1673 К понижается. Применение плавикового шпата ( содержащего 65 % СаР2), вводимого в количестве 0 6 % от массы сухой сырьевой смеси, позволяет снизить удельный расход топлива на 4 %, повысить производительность вращающихся печей примерно на 4 % и прочностные показатели цемента - на 2 5 МПа. Процесс получения клинкера интенсифицируется при введении в шихты 1 - 3 % фторапатита, около 10 % фос-форфтористого шлака, фтористогипсовых и других фторсодержащих отходов. [13]
Являясь продуктами гидратации ( гидролиза) алюминатных п алюмоферритных минералов клинкера, кристаллы и их сростки составляют обычно до 25 % массы цементного камня ( в специальных видах цементов - до 90 %), и на определенных стадиях гидратации, особенно в ранние сроки, определяют основные технологические свойства цементного раствора и формирующегося на его основе цементного камня. [14]
 |
Схема рекуператорно-го холодильника. [15] |
Страницы: 1 2 3 4