Дегидратация глинистых минералов
Рис. 21. Термограммы А/ и кривые потери массы Ат глинистых минералов [7]:
а - глуховецкий каолин; б - огланлин- ский бентонит; в - латненская глина
Изучение процессов, происходящих при нагревании каолинита, методом дифференциально-термического анализа показало, что до 1100 °С протекают две реакции: эндотермическая (500-800 °С), сопро- ( вождающаяся резким уменьшением массы, и экзотермическая, характеризуемая острым пиком около 980 °С (рис.
21, а).Первая реакция - это дегидратация каолинита; она заключается в освобождении и выделении химически связанной воды. (
Чем более неупорядочена структура глинистого минерала, тем ниже температура дегидратации.
Минимум эндотермического эффекта соответствует выделению примерно 75 % химически связанной воды, т. е. этот минимум приходится на три выделивших- ( ся иона ОН , а один ион ОН продолжает удерживаться до значительно более высоких температур.
Это объясняется тем, что гидроксид-ионы в глинистых минералах неравноактивны: ионы, 200 400 600 800 1000 °Снаходящиеся внутри пакета, более прочно связаны, чем ионы, расположенные на поверхности октаэдрического слоя пакета (см. рис. 14). При нагревании внешние ионы ОН несколько сбли-
жаются и организуются в молекулу воды, выделив ион кислорода, замыкающий две разорванные связи, что можно представить схематично: |
Термограммы глинистых минералов с трехслойными пакетами (рис. 21,6) отличаются от термограммы каолинита наличием выраженного эндоэффекта в интервале 100-200 °С, связанного с выделением межпакетной воды. Рядовые глины, обычно представляющие собой смесь различных глинистых минералов, дают усредненную термограмму, на которой обычно присутствуют два эндоэффекта и экзоэффект (рис.
21, в).Глина, дегидратированная при 700-750 °С, способна в некоторой степени регидратироваться, особенно под действием пара при высоких давлениях. Кроме того, обожженная при 700-800 °С глина способна вступать в реакцию с известью, постепенно теряя эту способность в естественных условиях вследствие самопроизвольной регидратации. Практическая сторона этого явления была известна уже древним римлянам, готовившим гидравлический строительный раствор из смеси свежепрокаленной глины и извести.
Указанные процессы свидетельствуют о том, что в интервале температур 500-800 °С связи между ионами в кристаллической решетке глинистого минерала значительно ослабевают. В присутствии оксидов щелочноземельных и, тем более, щелочных металлов связи —81—0—81— и -81-0-А1-0- частично заменяются «немостиковыми» связями -вКО-Ме. При этом слои, образованные кремнекислородными тетраэдрами, будут дробиться вплоть до образования изолированных колец, диортоструктур и даже изолированных тетраэдров. Например, при нагревании смеси каолинита и соды при температуре около 700 °С происходит реакция
Подобные процессы протекают и при совместном обжиге карбоната кальция и глины, в том числе при производстве портландцемент- ного клинкера, гидравлической извести и романцемента.
1.2.
Еще по теме Дегидратация глинистых минералов:
- Дегидратация гипса. Гипсовые вяжущие
- 2.4.6. Изоморфизм в минералах поритандцементного клинкера
- Защита конструкций глинистыми преградами [1]
- Минералы цементного клинкера
- Бассейн на суглинистых и глинистых грунтах
- Оглавление
- Получение портландцементного клинкера
- Физико-химические основы получения цементного клинкера
- Глава 1. ХИМИЧЕСКИЙ И МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
- Вращательно-колонковое бурение.
- Виды грунтов
- Растворы для облицовочных работ
- 2 ТЕХНОГЕННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ