Cтраница 3
Практическое значение пересыщения клинкерных фаз окисью кальция очевидно: большее по сравнению со стехиометрией количество СаО в фазах цементного клинкера является причиной несоответствия между расчетным и фактическим содержанием минералов клинкера, а следовательно, оказывает влияние на свойства материала в целом. [31]
Обычные бетоны на портландцементе, как уже говорилось, обладают способностью защищать стальную арматуру от коррозии благодаря избытку свободного гидрата окиси кальция, образующегося в процессе гидролиза и гидратации минералов клинкера. Однако часто стремятся связать избыток извести либо для получе-кия более коррозионностойкого бетона, либо для повы-шения его прочности. Некоторые вяжущие сами по себе не могут дать при гидратации избытка извести и в то же время содержат вещества, способные усиливать коррозию стали. [32]
Обычные бетоны на портландцементе, как уже говорилось, обладают потенциальной способностью защищать от коррозии стальную арматуру благодаря избытку свободного гидрата окиси кальция, образующегося в процессе гидролиза и гидратации минералов клинкера. Однако в ряде случаев стремятся связать избыток извести в бетоне либо с целью получения более коррозийно-стойкого бетона, либо для достижения более высокой прочности. Некоторые вяжущие сами по себе е могут дать при гидратации избытка извести и в то же время содержат вещества, способные стимулировать коррозию стали. [33]
Удовлетворение этих требований достигается применением для бетонных дорог портландцемента повышенной прочности ( марки не ниже 400) и с относительно невысоким содержанием трехкальциевого алюмината ( не более 10 %) - наименее морозостойкого минерала клинкера. [34]
Создается новая технология получения портландцементного клинкера из сырьевой смеси, содержащей около 10 % СаСЬ - Низкотемпературный ( - 1273 - 1373 К) расплав, возникающий в обжигаемом материале, обеспечивает завершение реакций образования минералов клинкера ( и в том числе алита) при температуре не выше 1373 - 1473 К. Хлор, возгоняющийся при высоких температурах, улавливается и вновь возвращается в производство. Низкотемпературная технология получения портландцементного клинкера проходит полупромышленную проверку в Ташкентском НИИСтромпро-екте. [35]
К факторам, определяющим скорость гидратации портланд-цементного клинкера, относятся тонкость помола цемента, содержание в нем трехкальциевого силиката ( алита) и его гидравлическая активность, а также добавки некоторых веществ, увеличивающих растворимость минералов клинкера или способствующих выводу продуктов гидратации из сферы реакции гидратации. [36]
Но еще Вефер 2 указывал на возможность количественного определения компонентов клинкера и продуктов их гидратации методом Дебая-Шеррера в порошкообразных образцах, Харрингтон3, Браунмиллер и Бог4 и Солаколу5 установили характерные дифракционные линии химически чистых соединений и типичных минералов клинкера. Гутман и Гилле7 с помощью рентгеновского исследования доказали, что алит идентичен трехкаль-циевому силикату, и поэтому в клинкерах он преобладает в качестве гексагональной кристаллической фазы. Согласно очень интересной рабочей гипотезе, трехкаль-циевый силикат может быть аналогичен по своей структуре ( изоструктурен) норбергиту Mg ( OH F) 2 Mg2SiO4 ( см. А. [37]
Кристаллизация минералов в таких сложных по составу системах, как цементный клинкер, часто сопровождается образованием твердых растворов. Поэтому некоторые минералы клинкера, строго говоря, не представляют простых индивидуальных соединений. Так, 3CaO - SiO2 выделяется с небольшим содержанием алюминия и магния. [38]
Рост температуры благоприятствует, как правило, увеличению скорости растворения, хотя известны некоторые вяжущие вещества, например полуводный сульфат кальция, у которых с повышением температуры растворимость в водной среде понижается. Так, минералы портлащщементного клинкера - алит CasSiOs и белит - Ca2SiO4 - при растворении в воде диссоциируют на ионы кальция и силикатные ионы; трехкаль-циевый алюминат Саз ( АЮз) г - на ионы кальция и алюминатные ионы; четырехкальциевый алюмоферрит Саз ( АЮз) г Ca ( FeO2) 2 - на кальций-ионы, алюминатные и ферритные ионы. [39]
Продуктами гидратации малоизвестковых зол являются гидраты окиси алюминия, кремния и железа, образующиеся на поверхности зерен. В смесях зол с минералами клинкера и портландцементом уже на ранней стадии взаимодействия на поверхности зольных частиц образуется пленка из кристаллов Са ( ОН) 2, выпавших из водного раствора. Постепенно эта прослойка воды заполняется продуктами реакции Са2, диффундирующими через этот слой воды, и растворимыми компонентами стекловидной части золы. Первичными продуктами реакции являются гидросульфоалюминаты кальция, затем образуются гидроалюминаты и еще позднее - гидросиликаты кальция. Наличие водных слоев на зернах золы не способствует росту прочности зольноцементного камня, но по мере их зарастания прочность камня увеличивается и часто превосходит прочность камня на основе портландцемента. При увеличении количества золы в смешанном зольном цементе в продуктах его гидратации убывает содержание Са ( ОН) г. Следовательно, с течением времени в золоцементном камне возрастает содержание низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH B), что положительно сказывается на его прочности. Шаровидные зерна золы корродируют с поверхности вначале медленно, но затем зона реакции распространяется в их среднюю часть. При этом зола обычно уже достаточно тснкодйсперсна и может не подвергаться измельчению. Однако во многих случаях для повышения гидратационной активности стекловидных шаровых частиц требуется деформация их поверхностных слоев ( трещины, сколы, раскалывание), что достигается при совместном измельчении клинкера и золы. Установлено, что наиболее активны частички золы размером 5 - 30 мкм. [40]
Статическая трактовка изоморфизма связана с конечным результатом тех процессов, которые приводят к формированию сложных по составу фаз - алита, белита, алюминатной, алюмоферритной. Главные особенности изоморфизма в минералах клинкера состоят в следующем. [41]
Вода, поглощаемая капиллярно-пористым телом бетона, может иметь в нем все 4 формы связи, причем при обычных температурах ( до 100 С) химическая и физико-химическая связи необратимы. Вода связывается химически в процессе гидратации минералов клинкера, которая может длиться многие годы. Химическая связь воды в бетоне разрушается при температурах значительно выше 100 С. [42]
Анализируя обе представленные схемы гетеровалентных замещений, нетрудно понять, что каждая из них привносит свои искажения структуры чистого ЗСаО-АЬОз, а следовательно, и изменения свойств. Если принять во внимание, что в каждом из минералов клинкера заключен целый комплекс изоморфных примесей, то можно представить себе, насколько структура твердого раствора далека от идеальной структуры чистых минералов. Среди минералов клинкера особенно подвержены искажениям структуры белита и алюмоферритной фазы комплексом характерных для них примесей. [43]
Порошок портландцемента, состоящий из мономинеральных и полиминеральных частиц, активно взаимодействует с водой сразу после приведения их в соприкосновение. Основными стадиями общего сложного процесса гидратационного твердения портландцемента являются: растворение кристаллов минералов клинкера в воде с образованием пересыщенных водных растворов, кристаллизация нз растворов новых соединений, содержащих воду ( кристаллогидратов), перекристаллизация кристаллогидратов во времени с образованием стабильных в - данных температурно-влажностных условиях соединений и формирование физической структуры цементного камня. [44]
Изоморфизм - свойство атомов различных химических элементов замещать друг друга в структурах кристаллов - остается ведущей проблемой кристаллохимии минералов клинкера. [45]