Трехкальциевый алюминат — также одна из важнейших фаз клинкера, отличающихся высокой скоростью гидратации, поэтому его присутствие ускоряет процесс твердения цемента в начальные сроки. С3А входит в состав так называемого промежуточного вещества.
Состав алюмоферритной фазы определяется в основном режимом охлаждения клинкера и отношением Al203/Fe203 в сырьевой смеси. Эта фаза представляет собой непрерывный ряд твердых растворов, состав которых лежит в пределах C6AF2 - CgAjF. Алю-моферритная фаза промышленных клинкеров может содержать до 3% К20, 4% MgO, 7% Si02.
В клинкере также присутствует стеклофаза, которая имеет переменный состав и включает значительное количество А1203 и Fe203. Конкретный состав стекла и его количество зависят прежде всего от скорости охлаждения и состава сырьевой смеси и клинкера.
Таким образом, портландцементный клинкер представляет собой гетерогенную систему, состоящую из нескольких фаз. Даже индивидуальные измельченные частицы являются гетерогенными, так как каждый из основных минералов неизменно присутствует в каждой отдельной частице цемента.
Требуемый минералогический состав клинкера определяет в значительной степени технологические особенности производства портландцемента и его свойства. Для того чтобы получить клинкер с повышенным содержанием алита, необходимо применять более длительный и высокотемпературный обжиг. Легче идет обжиг клинкера, в котором планируется повышенное содержание С3А и C4AF.
Минералогический состав клинкера существенно влияет на производительность цементных мельниц. С увеличением содержания в клинкере C,S его размалываемость улучшается, а с увеличением содержания C2S — ухудшается, что объясняется меньшей твердостью трехкальциевого силиката и большей его хрупкостью. Труднее измельчаются клинкеры с повышенным содержанием алюмоферритов.
Алит — важнейший минерал портландцементного клинкера, основной носитель его вяжущих свойств. Он обусловливает возможность достижения высокой прочности в первые сроки твердения и определяет прочностные показатели в 28-суточном возрасте, то есть в марочные сроки.
При более длительном твердении (от 1 года и позже) важную роль в формировании прочности цементного камня играет двух-кальциевый силикат. Он взаимодействует с водой более медленно, чем алит, однако со временем их прочностные показатели выравниваются.
Трехкальциевый алюминат активно участвует в процессе твердения, особенно в начальный период. Увеличение в клинкере содержания С3А за счет уменьшения количества C4AF переводит цемент в разряд быстротвердеющих вяжущих. При повышении содержания алюмоферритов кальция цементы вначале твердеют медленно, но в длительные сроки достигают высокой прочности. Регулирование минералогического состава и кристаллической структуры клинкера — важнейший технологический прием, обеспечивающий получение цементов с заданными свойствами.
Рациональный состав клинкера зависит от условий работы конкретного завода, состава сырьевых материалов и обжигаемой сырьевой смеси, вида топлива, конструкции печных агрегатов и других факторов. При его подборе руководствуются следующими положениями. Для получения в обжигаемом материале необходимого количества жидкой фазы (расплава) сумму C3A+C4AF надо поддерживать в пределах 18—22% при содержании С3А 5—8%. При рекомендуемой сумме минералов-плавней рациональные пределы для суммы C3S+C2S составляют 75—78%. Рациональными пределами для содержания C3S считают 52-62%, а для C2S — 14—24%. Поскольку клинкер помимо основных минералов всегда содержит некоторое количество других соединений, то сумма C3S + C2S + + С3А + C4AF составляет обычно 96-98%.
Рекомендуем почитать
Tags: конструкции, материал, портландцемент, свойства, сырье, цемент