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

Состав портландцементного клинкера.

Минералогический состав портландцементного клинкера.

  • Химический состав портландцементного клинкера дан в таблице 1.5.1.
  • Основные минералы, которые может содержать портландцементный клинкер, даны в табл. 1.5.2.

Портландцементный клинкер. Клинкерные минералы не являются чистыми соединениями, а представляют собой смеси, содержащие в незначительном количестве компоненты других минералов в виде смешанных кристаллических соединений; это относится и к остальным химическим примесям клинкера, которые не могут образовать самостоятельных фаз. Поэтому, чтобы четко отличать чистые соединения от клинкерных минералов, Териебом в 1897 г. дал основным минералам клинкера C3S и C2S названия «алит» и «белит» и, еще не зная их состава, исследовал под микроскопом отличия между ними.

Алит. Белит.

Алит.

Алит.
C3S является основным клинкерным минералом, определяющим прочность цемента. Из шести известных модификаций C3S в клинкере возникают только две высоко­температурные модификации, которые стабилизируются путем включения атомов примесей. Третья модификация — триклиниая — также изредка встречается.

Белит.

Белит.
Белит главным образом представляет собой β-форму C2S. При температуре спекания клинкера, превышающей 1420° С, образуется α-C2S, а при температуре до 1420° С — α'-C2S. Последняя форма во время охлаждения клинкера при температуре 670° С превращается в метастабилынй β-C2S.
Таблица 1.5.1. Химический состав портландцементного клинкера, %
Потери при прокаливании 0,5 - 3
SiO216-26CaO58-67
Al2O34-8MgO1-5
Fe2o32-5K2O+Na2O0-1
Mn2O30-3SO30,1-2,5
TiO20-0,5P2O50-1,5
Таблица 1.5.2. Минералогический состав портландцементного клинкера
МатериалыОбласть примененияФормулаСокращенное обозначение
Таблица 1.5.2. Минералогический состав портландцементного клинкера (Оригинал таблицы)
Трехкальциевый силикат (алит) 3CaO*SiO2C3S
Двухкальциевый силикат (белит) 2CaO*SiO2C2S
Трехкальциевый алюминат }Al2O3 ≥ Fe2O3 { 3CaO • Al2O3
4CaO • Al2O3 • Fe2O3
C3A
Четырехкальциевый алюмоферритC3AF
Алюмоферрит кальция (смешанно-кристалическая фаза)Al2O3 < Fe2O32CaO(Al2O3, Fe2O3)C2(A, F)
Свободная известь CaO -
Свободная окись магния (периклаз) MgO -
Щелочесодержащий алюминат}K2O + Na2O > SO3{(K, Na)2O*8CaOX3Al2O3(K, N)C8A3
Сульфат щелочного металла }K2O+Na2O< SO3 {(K, Na)2SO4 CaSO4 -
Сульфат кальция -

При дальнейшем медленном охлаждении из β-C2S может образоваться стабильная ɣ-форма. Этот процесс протекает с увеличением объема на 10% и при определенных условиях может привести к рассыпанию клинкера. Быстрое охлаждение клинкера и наличие примесей препятствует переходу белита в гидравлически инертную ɣ-фазу, снижающую его качество.

Белит твердеет значительно медленнее алита, но в конце кондов достигает такой же прочности, как алит.

Если в клинкере глинозема содержится меньше, чем оксида железа (в молях), то оба компонента, вступая в соединение с известью, образуют алюмоферрит кальция (см, табл. 1.5.2.) —смешанно-кристаллическую фазу с конечным членом 2CaO•Fe2O3, где Fe может непрерывно замещаться Al. Этот смешанно-кристаллический ряд сохраняет стабильность до молярного отношения Al2O3:Fe2O3=2:1; однако в портланд-цементном клинкере, содержащем только соединения, богатые известью, ряд завершается уже при отношении 1:1. Если в клинкере преобладает глинозем, то его избыток сверх указанного отношения (как это имеет место в формуле 4CaO•Al2O3•Fe2O3) образует трехкальцисвый алюминат, богатый известью.

Трехкальциевый алюминат очень легко вступает в реакцию с водой, однако не имеет ясно выраженных гидравлических свойств и совместно с силикатами повышает начальную прочность цемента. Алюмоферрит кальция мало способствует гидравлическому твердению цемента.

Как уже указывалось щелочи только тогда попадают в клинкерные фазы, когда количество SO3, содержащееся в клинкере, недостаточно для полного образования щелочных сульфатов. Щелочи входят в состав всех клинкерных фаз, однако преимущественно содержатся в алюмииатной фазе в виде смешанных кристаллов, причем состав, указанный в формуле табл. 1.5.2, может быть получен только в присутствии SiO2.