Cтраница 3
В статье изложены результаты исследований, характеризующие кристаллохимиче-ские особенности цементных минералов и их твердых растворов, а именно: изоморфизм в цементных минералах - силикатах, алюминатах, алюмоферритах, полиморфные превращения их, дефектность структур твердых растворов. Представлены также данные по кинетике образования и превращений минералов в условиях спекания портландцементного клинкера и их гидратации. Особое внимание уделено процессам растворения минералов в расплаве, кристаллизации жидкой фазы клинкера при охлаждении, взаимодействию алюминатов кальция ( СаО - А12О3, 12СаО - 7А1 О3) с водой на ранней стадии гидратации. Установленные зависимости по механизму изученных процессов представлены в виде кинетических уравнений. [31]
Краткий анализ последствий изоморфизма в цементных минералах хотя и не является всесторонним, однако позволяет конкретно выразить главные проблемы химии и кристаллохимии цементных минералов, непосредственно связанные с основными тех -, ническими качествами цементов. [32]
![]() |
Кривые спектрального поглощения желтого ( 1, зеленого ( 2 и голубого ( 3 твердых растворов ЗСаО SiO2 с Сг2О3. [33] |
Хотя примесь хрома, фосфора, титана, молибдена, вольфрама в исходном сырье бывает незначительной, тем не менее влияние их на структуру цементных минералов не учитывать невозможно. Количество окислов Сг203, Р205, ТЮ2, W03, Мо03 в соответствующих твердых растворах с 3CaO - Si02 весьма незначительно и составляет - 1.5 вес. Однако этого количества вполне достаточно, чтобы произвести в решетке 3CaO - Si02 значительные нарушения. [34]
В результате обжига различных материалов ( известняка, глины, мергелей и др.), включающих главным образом окислы СаО, SiO2, A12O3, Fe2O3 и некоторые другие, образуются цементные минералы, о которых было сказано выше. [35]
Механизм действия пластификаторов схематично сводится к тому, что они взаимодействуют с кальцием, атом которого является наиболее крупным элементом кристаллической решетки минералов клинкера и образует в щелочной среде устойчивые соединения, хемосорбцнонно блокирующие поверхности цементных минералов. В L-ИЯЗП с этим уменьшение числа связей между частицами снижает прочность структуры раствора н обусловливает его пластификацию. Одновременно создание прочных внутри-комплексных соединений на поверхности цементных зерен приводит к замедлению сроков схватывания тампонажпых растворов, что при использовании Н ГФ н ОЭДФ проявляется весьма значительно. [36]
Микрощели и микротрещины адсорбируют главным образом субмикрокристаллы и сростки гидратных новообразований, юзннкающих при взаимодействии вяжущего с водой, тогда как на внешней поверхности должны осаждаться ( особенно в ранние сроки) не успевшие еще прогидратироваться зерна цементных минералов. Таким образом, отводя гидраты из зон реакции, асбест ускоряет гидратацию цемента. При введении асбеста увеличивается количество химически связанной воды в затвердевшем цементе и уменьшается содержание в нем свободной извести, поэтому происходит химическое взаимодействие асбеста с цементом. [37]
В результате изучения процесса термообработки портландце-ментных шихт варьирующих составов выявлено следующее: под действием пучка ускоренных электронов, направленных на слой шихты высотой до 10 мм, происходит чрезвычайно быстрый разогрев термообрабатываемого материала, следствием чего, как и при расплаво-термическом синтезе, является резкое ускорение процесса минералообразования цементных минералов. При использовании радиационно-термической обработки свой вклад в минералообразо-вание вносят и радиационные эффекты, так как имеет место радиационное стимулирование процессов разложения исходных сырьевых компонентов и синтеза клинкерных минералов. [38]
Надежные результаты были получены с помощью микрорент-геноспектрального анализа [2-4], позволившего определить, что алитовая фаза промышленных клинкеров содержит повышенное количество окиси кальция. Поскольку цементные минералы представляют собой изоморфные смеси не двух-трех, а чаще всего большего числа компонентов, то нарушение стехиометрии окислов, составляющих матричный минерал, является закономерным. Переменный состав клинкерных фаз в большой мере обусловлен многими гетеровалентными и изовалентными изоморфными замещениями и характером кристаллохимической компенсации. [39]
В цементных фазах, формирующихся из сложных по составу смесей и содержащих в решетках разновалентные по сравнению с компонентами структуры цементных минералов ( Са, Al, Fe, Si) ионы, основной причиной наличия избытка СаО является, по нашему мнению, гетеровалентный изоморфизм. Для цементных минералов, так же как и для природных [42-45], этот тип изоморфизма является наиболее распространенным. [40]
Иной характер взаимоотношений примесей и структуры наблюдается у ЗСаО - А12Оз и алюмоферритов кальция. Среди цементных минералов ЗСаО-А1203 отличается наиболее активной реакцией по отношению к воде. Формирование структуры алюминатной фазы цементного клинкера происходит всегда с участием примесей исходного сырья. Формирование их зависит от химической природы примеси и количества ее. [41]
Проблема изоморфных замещений при образовании твердых растворов связана с дефектностью структуры. Дефектность структур цементных минералов является одним из важнейших факторов, влияющих на гидравлические свойства минералов. Изоморфное, особенно гетеровалентное, замещение атомов нарушает электростатику и микросимметрию структуры. Неизбежное образование вакансий при гетеровалентных изоморфных замещениях также способствует увеличению дефектности решетки. Одним из методов исследования дефектов структуры, выходящих на поверхность, является электронная микроскопия. [42]
Для твердых растворов цементных минералов характерен прежде всего беспорядок в расположении катионов, как для твердых растворов замещения. [43]
Благодаря фундаментальным исследованиям Н. А. Торопова, П. П. Будникова, В. Н. Юнга, Ю. М. Бутта, В. В. Тимашева к настоящему времени осуществлены глубокие фундаментальные исследования в области химии клинкера и цемента, подробно изучены основные фазы портландского клинкера - алитовая, белитовая, алюминатная, алюмоферритная. Определены структуры многих цементных минералов, гидратных соединений, области их устойчивости, изучены свойства этих соединений. Изучены процессы минера-лообразования, гидратации и твердения вяжущих материалов, структурообразования и упрочнения цементного камня. [44]
Стяжение ( контракция) при твердении цемента зависит от ряда причин, в частности, от величины водоцементного отношения и в первую очередь от состава цемента. Теоретические расчеты объемов системы цементный минерал - - вода также показывают, что гидратация всегда сопровождается стяжением. Соответствующие данные, приведенные в табл. 55 и графически изображенные на рис. 92, показывают, что наибольшее стяжение наблюдается при гидратации трехкальциевого алюмината. [45]