Для студентов обучающихся по специальности «Производство строительных изделий и конструкций»

Минеральные вяжущие вещества

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Промежуточное вещество, расположенное между кристаллами алита и белита, включает алюмоферритную и алюминатную фазы, а также второстепенные минералы в кристаллическом виде и стекловидную фазу. Все эти фазы при высоких температурах обжига находятся в расплавленном состоянии.

Алюмоферритная фаза промежуточного вещества клинкера (называемая иногда целитом), как впервые показал И. А. Торопов, представляет собой твердый раствор алюмоферритов кальция разного состава, который в свою очередь зависит от состава сырьевых смесей, условий обжига и т. п. При этом возможно образование серии твердых растворов между C6A2F, C4AF, CCAF2 и C2F. В клинкерах обычных портландцементов алюмоферритная фаза по своему составу близка к четырех-кальциевому алюмоферриту. Поэтому C4AF при расчетах минералогического состава цементного клинкера по химическому составу с известной условностью считают индивидуальным минералом. Истинная , плотность C4AF равна 3,77 г/см3. В этой фазе часто содержится около 1 % MgO и Ti02.

Алюминаты кальция могут встречаться в промежуточном веществе клинкера в виде двух соединений: трех-кальциевого алюмината СзА и пятикальцневого трехалю-мината СбАз, который по уточненным данным имеет состав 12 СаО-7 А120з. Однако в обычных клинкерах с высоким содержанием оксида кальция в сырьевой смеси С5А3 обычно отсутствует.

СзА кристаллизуется в кубической системе в виде. бчень мелких шестиугольников и прямоугольников. Показатель его светопреломления 1,710 близок к показателям преломления алита и белита, что затрудняет его определение. Истинная плотность СзА — 3,04 г/см3.

Клинкерное стекло обычно присутствует в промежуточном веществе в количестве 5—15%. Такие значительные пределы колебаний определяются условиями охлаждения клинкера после выхода его из зоны спекания в печи. Стекло состоит преимущественно из СаО, А120з и Fe203. В нем содержатся обычно MgO и щелочи.

Быстро охлажденное стекло в клинкере значительно интенсивнее реагирует с водой, чем медленно охлажденное, способствуя возрастанию тепловыделения и прочности в начальные сроки твердения цемента.

Помимо этих основных составляющих в клинкере содержатся также и некоторые другие кристаллические образования и, в частности, СаО и MgO в свободном состоянии.

СаОсвоб обнаруживается в свежеобожженном клинкере в виде бесцветных изотропных зерен с показателем светопреломления 1,836. Его должно быть не больше 0,5—1 %. При более высоком содержании СаОсвоо снижает качество цемента и может вызвать неравномерное изменение его объема при твердении вследствие перехода в Са(ОН)2.

Оксид магния находится в клинкере в виде перикла-за, в твердом растворе в алюмоферритиой фазе или в трехкальциевом силикате, в клинкерном стекле. Вредное влияние MgO при содержании более 5 % на равномерность изменения объема цемента проявляется в том случае, когда она присутствует в виде кристаллов пернкла-за размером более 10 мкм, медленно реагирующих с водой в уже затвердевшем цементе и дающих Mg(OH)2, характеризующийся   увеличенным   удельным   объемом.

Щелочи Na20 и K2O присутствуют в клинкере в виде сульфатов, а также входят в алюминатную и алюмоферритную фазы.

В. Ф. Журавлев показал наличие вяжущих свойств не только у силикатов, алюминатов и ферритов кальция, но также и у хромитов, манганатов, тптанатов и др. По его данным, вяжущие свойства присущи соединениям, в которые вместо кальция входят другие элементы второй группы периодической системы Д. И. Менделеева, стоящие в четных рядах, т.е. Sr и Ва (но не Be). Цементы на этих соединениях характеризуются рядом специальных ценных свойств.