Ремонтно отделочные работы в Ростове на дону
+7 (951) 51 88 797

Расчетный минералогический состав клинкера.

Химический анализ позволяет установить состав оксидов, входящих в клиикер и цемент. P. X. Богг разработал метод расчета, по которому на основе данных химического анализа может быть рассчитано содержание клинкерных минералов, прежде всего C3S, C2S, С3А и C4AF. Необходимо отметить, что Богг назвал состав клинкера, определенный с помощью этого метода, «потенциальным» (расчетным) составом. Здесь понятие «расчетный» подразумевает возможный, но не фактический состав, и поэтому расчетный состав, найденный по методу Богга, не идентичен фактическому минералогическому составу клинкера.

Применение расчетного метода Богга получило широкое распространение благодаря наглядности при определении состава клинкера и возможности предсказания свойств цемента. Этот метод расчета уже включен в стандарты на цемент, действующие в США, СССР и многих других странах. Однако стандарты на цемент в США содержат указание, согласно которому ограничения, накладываемые на расчетное содержание соединений, не требуют, чтобы присутствующие оксиды полностью входили в состав этих соединений.

Если содержания оксидов CaO, Si02, Al203, Fe203 обозначить буквами а, 6, с, d, а соединений C3S, C2S; С3А, C4AF — буквами w, x, у, z то можно провести соответствующие расчеты. Но прежде необходимо отметить, что C3S содержит 73,69% СаО и 26,31% Si02, a C2S содержит 65,12% СаО и 34,88% Si02. Составы С3А и C4AF приведены в табл. 1.6.1.

Таблица 1.6.1. Составы С3А и C4AF.
СимволФормулаC3S(ω)C2S(x)C3A(y)C1AF(z)
aCaO0,73690,65120,62270,4616
bSiO20,26310,3488 - -
cAl2O3 - - 0,37730,2098
dFe2o3 - - - 0,3286

Теперь с учетом табл. 1.6.1 можно сказать, что в смеси из четырех соединений количество СаО в C3S равно 0,7369 процентного содержания C3S; количество СаО в C2S равно 0,6512 процентного содержания C2S и т. д. Общее количество СаО равно сумме этих значений:

а = 0,7369ω + 0,6512x + 0,6227у + 0,4616z; Ь = 0,2631ω +0,3488X; c = 0,3773y + 0,2098z; z = 0,3286z. Отсюда находим значение ω, x, y, z: ω = 4,071a - 7,600b - 6,718c - 1,430d; x = 8,602b + 5,068c - 3,071a + 1,078d; y = 2,650c + 1,692d; z = 3,043d. После подстановки оксидов и соединений вместо обозначающих их букв получаем: C3s = 4,071 CaO - 7,600 SiO2 - 6,718 Al2O3 - 1,430Fe2O3; C2s = 8,602 SiO2 + 5,068Al2O3 + 1,078Fe2O3 - 3,071CaO = 2,867SiO2 - 0,7544C3S; C3A = 2,650Al2O3 - 1,692Fe2O3; C4AF = 3,043Fe2O3.

Соединения в других системах могут рассчитаны аналогичным образом. Практически встречаются следующие клинкерные фазы:

  • № 1 - обыкновенный цемент .....................................C3S + C2S + C3A + C4AF
  • № 2 - цемент, богатый окислами железа ....................C3S + C2S + C4AF + C2F
  • № 3 - цемент, богатый известью ...............................CaO + C3S + C3A + C4AF
  • № 4 - цемент, богатый известью и окислами железа .. CaO + C3S + C4AF + C2F

Формула Кинда

Так же существует другой способ расчета минералогического состава на основе формулы Кинда, определяющий насыщение известью.

CaO-(1,65Al2O3+0,35Fe2O3) KSk = ---------------------------- ; 2,8SiO2
C3S = 3,8SiO2(3KSk - 2); C2S = 8,6SiO2(1 - KSk); C4AF = 3,04Fe2O3; C3A = 2,65(Al2O3 - 0,64Fe2O3).

Браун в работе по исследованию свойств цемента определил с помощью микроскопии минералогический состав различных клинкеров и одновременно произвел расчеты по методу Богга. В табл. 1.6.2 приведены расхождения в результатах определения минералогического состава клинкеров, полученных Брауном.

Таблица 1.6.2. Содержание клинкерных минералов, определенное с помощью микроскопии и расчетным путем.
№ клинкера C3S C2S C3A C4AF
MBMBMBMB
M -значение получено с помощью микроскопии;
B -значение рассчитано по методу P. X. Богга.
1157,755,112,819,45,412,62,87,3
1860,348,916,926,36,314,03,96,6
3370,263,54,212,410,011,24,37,9
5139,646,744,536,51,04,06,39,8

Однако имеющийся опыт позволяет сделать вывод, что классификация цементов на основе расчетного содержания клинкерных минералов дает достаточно хорошие результаты. В СССР разработай химический метод анализа мокрым способом для непосредственного количественного определения C3S, C2S и С3А. Этот метод основан на различной растворимости минералов в борной и уксусной кислотах.