книги из ГПНТБ / Физико-химические методы исследования цементов учеб. пособие

Крпстобалнт и тридимит, являющиеся основными моди­ фикациями кварца, легко идентифицируются с помощью ДТА. Кроме того, по высоте термического эффекта па кривых ДТА можно определять количественное содержание кварца в сме­ сях. Установлено,что количество кварца, присутствующего в смеси, пропорционально высоте пика на кривой ДТА. Такая зависимость приведена на рис-67.

Гипс CaSCK • 2Н20 широко иопользу-' ется при производстве портландцемента как добавка, регулирующая сроки схв-лы- ваг-шя. Характерная кривая нагревания при'родно: о двузоднего пипса имеет один двойной эндотермический эффект с мак­ симумами при 220 и 240°С. Первый отве­ чает удалению 1,5 молекулы воды, а второй — оставшейся 0,5 молекулы воды

§-го

§ 75

к и т а — при 685°С, для к а о л и и и т а —при 580°С, для г а л ­ л у аз и та — в диапазоне 555—565°С (рис. 68 в, г, д). Эти эффекты обусловлены потерей-кристаллизационной воды. Для

•кривых ДТА минералов каолиновой группы характерен также резкий экзотермический эффект в диапазоне 980—995СС, обу­ словленный кристаллизацией аморфных ‘продуктов распада каолинита и образованием 7 —А120 3 пли муллита

13AI2(V 2S I02).

• 5. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ;МЕТОДА ДТА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ КЛППКЕРООБРАЗОВАНІШ

Как было сказано, дифференциальный термический ана­ лиз попользуется не только для изучения состава сырьевых ма­ териалов, применяемых для производства вяжущих веществ, ліо и для исследования процесса обжига сырьевых смесей и процесса клинкерсобразования.

Для исследования 'процесса клинксрообразоваиия обыч­ но проводят комплексный термический анализ, позволяющий одновременно с дифференциальной кривой получать кривую электропроводности смеси. С помощью ДТА выявляются ос­ новные стадии процесса, по кривым электропроводности су­ дят о температуре появления и вязкости жидкой фазы, играю­ щей '-первостепенное значение в процессе формирования клин­ кера-

Цементная сырьевая -смесь является многокомпонентной смесью, главными составляющими которой являются окислы кальция, кремния, алюминия и железа. Суровкиным В. М. при изучении взаимодействия химически чистых окислов SiU?, Л120 3 и Fe20 3 с СаО установлено, что при 880°С в -смеси, со­ стоящей из СаО и б'іО- .протекает реакция .в твердой фазе с образованием ß—2СаО-Д’Ю2- В смеси СаО с А120 3-макси­ мум экзотермического эффекта при взаимодействии в процес­ се нагревания соответствует температуре 940°С и обусловли­ вается образованием алюминатов кальция различной основ­ ности. Процесс образования ферритов кальция при взаимодей­

проявляются как отдельные эффекты, характерные сырьевым компонентам, так и эффекты образования клинкерных минера­ лов. При этом возможно-наложение различных эффектов. Так, наряду с разложением известняка в смесях параллельно про­ текают и реакции синтеза клинкерных минералов 2CaU-5iü3,

СаО-АіѵОз и т. л.

С помощью ДТА можно исследовать влияние на процесс клинкерсобразования различных специальных добавок — ми­ нерализаторов. Так, Эубехиіным А. П-при исследовании влия­ ния минерализаторов с различными катионами и анионами на

6. ИЗУЧЕНИЕ КЛИНКЕРНЫХ МИНЕ II ПРОДУКТОВ ГИДРАТАЦИИ ЦЕМЕНТА МЕТОДОМ ДТЛ

Основными минералами цементного клинкера являются си­ ликаты, алюминаты н алюмоферриты кальция. При помощихарактеристических кривых ДТА идентифицируются как от­ дельные клинкерные минералы, так и продукты их гидрата­

ских эффекта: при 705 и 1447°С. Первый -соответствует пере­ ходу В-гѴ , а второй — а'—7.

Кривые ДТА гидратированных образцов (рис. 70 д, е) показывают незначительную скорость гидратации fi—C2S, что> характеризуется' наличием небольших термических эффектовОбъясняется это, по мнению многих авторов, цеолитным ха-

ѵрактером кристаллизационной воды, входящей в состав образоваівшегося гидроспликата кальция.

Полагают также, что гидратация °—C2S при нормальных условиях протекает в две стадии:

Алюминаты и гидроалюминаты кальция

Одкскальциевый алюминат СаО • А120 3, 'Гидратированный

.при нормальной температу-ре, тмеет два эндотермических эф­ фекта при 150—200 и 285—295°С (рис. 71 а). Оба эффекта характерны для гексагонального шестиводного гидроалюмина­ та кальция, ступенчато отдающего кристаллизационную во- ,ду- При твердении СаО • А120 3 свыше месяца-на кривой ДТА

Гндрссульфоалюминат.кальция существует в двух формах::

«о, что при взаимодействии сульфата кальция с С3А и С5А3 об­ разуются совместно высокосульфатная и ннзкосульфатная. формы гидросульфоалюмимата кальция. При .взаимодействии С3А с двуводным или полуводным гипсом образуется преиму­ щественно высокосульфатная форма C3ACs3H3b а при взаимо­ действии гипса с С5А3 — низкосульфа-тная форма C3ACsH|2-

Низкосульфатный ЗСаО • А Ь03 CaSC4 ■12Н-0

(рис. 71 г) характеризуется следующими эндотермическими, эффектами: большим при 200—230°С и меньшими при 100—200, 300—320, 500 и 600°С, а также небольшим экзотермическим эффектом при 800°С-

Высокссульфатный ЗСаО • А120 3■SCaSO., • 31Н20

(рис. 71 д) характеризуется двумя эндотермическими эффек­ тами: при 160—170°С и при 260—270°С.

С помощью ДТА установлено, что моиосульфатная форма гидросульфоалюмината кальция устойчива в интервале 50— 200“С, в то Еремя как трехсульфатная ферма в интервале 125—175°С разлагается на монссульфатную и ангидридДе­ гидратация начинается при 30°С, а при 40—45°С резко сни­ жается содержание кристаллизационной воды до 12 молекул, которые полностью удаляются в интервале 500—600°С. Изме­ нение термохимических показателей в процессе фазовых пре­ вращений гидросульфоалю.минатов кальция приведены на схе­ ме: . , . ...