<<
>>

2.4.6. Изоморфизм в минералах поритандцементного клинкера

Следует рассмотреть подробнее особенности изоморфизма в ре­альных клинкерных фазах, содержащих комплекс примесей в решет­ке, что обусловливает изменение структуры кристаллов и их свойств.

Минералы клинкера построены из таких элементов (Са, А1, Бе, 81), ко­торые обладают наибольшей по сравнению с другими элементами Пе­риодической системы способностью к разнообразным замещениям. Эта особенность минералов клинкера очень важна, так как практически все примеси в исходном сырье, включая те, которые поступают с про­мышленными отходами, могут войти в структуру минералов клинке­

ра. Однако при этом всегда надо иметь в виду, что каждый из минера­лов может разместить в своей решетке лишь определенное количество примесей, зависящее прежде всего от особенностей его структуры. Эту сумму оксидов обычно называют либо предельной растворимостью твердого раствора, либо изоморфной емкостью. Наибольшее количе­ство примесей сосредоточивается в алюминатной (в пересчете на ок­сиды 12-13 % мае.) и алюмоферритной (около 10-11 % мае.) фазах клинкера благодаря своеобразию их структур.

Изоморфная емкость 2СаО • Si02 - около 6 % мае. Наименьшее же количество примесей размещается в решетке ЗСаО • Si02 - около 4 % мае.

Для минералов клинкера распространенным типом изоморфизма является гетеровалентный, наиболее выгодный для этой группы мине­ралов. Так, например, при образовании твердых растворов Na20 в С3А ион Na+ занимает позиции Са2+ и компенсация заряда происходит по схеме

Вероятность такого замещения обусловлена наличием крупных полостей в решетке С3А, в которых и размещается компенсирующий валентность атом натрия. Если же ввести в исходные материалы дру­гие компоненты, например кремнезем, то появление натрия в решетке С3А может происходить и другим путем благодаря иной компенсаци­онной схеме, а именно:

Каждое изоморфное замещение привносит свои искажения струк­туры минерала, а следовательно, и изменения его 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. Чем больше пар гетеровалентных изоморфных замещений в структуре минерала, тем большие искажения претерпе­вает структура, за счет чего могут быть значительно улучшены техни­ческие качества минералов и материалов, их содержащих (активность, размалываемость). Еетеровалентные изоморфные замещения являют­ся причиной нарушения стехиометрии оксидов 3:1 и 2:1 в алите и бе­лите и избыточного количества СаО в них за счет выполнения допол-

нительными ионами кальция роли компенсатора валентности. Указан­ная способность минералов клинкера включать в свои структуры зна­чительные количества примесей вместе с избытком СаО в трех- и двух­кальциевом силикатах свидетельствует о неправильности расчета ко­личества минералов в клинкере по данным химического анализа на «чистые» C3S, C2S, С3А, C4AF.

2.3.

<< | >>
Источник: Андреева, Н. А.. Химия цемента и вяжущих веществ: учеб. пособие. 2011

Еще по теме 2.4.6. Изоморфизм в минералах поритандцементного клинкера:

  1. Минералы цементного клинкера
  2. Дегидратация глинистых минералов
  3. Клинкер
  4. Модульные характеристики цементного клинкера
  5. Получение портландцементного клинкера
  6. Химический иминеральный состав портландцементного клинкера
  7. Влияние содержания различных оксидов на свойства клинкера и портландцемента [5]
  8. Физико-химические основы получения цементного клинкера
  9. Оглавление
  10. Силикаты
  11. Предисловие
  12. Глава 1. ХИМИЧЕСКИЙ И МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
  13. ТАМПОНАЖНЫЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ (ГОСТ 1581)