Белгородская область, Россия
сотрудник
Белгородская область, Россия
Россия
УДК 666.948.2 Глиноземистый цемент, полученный спеканием
В статье рассматривается возможность использования карбонатных пород известняка, мергеля и мела при синтезе кальциево-алюмоферритного клинкера (КАФК). Приводится анализ структуры карбонатных пород, а также их влияние на физико-химические процессы, протекающие при синтезе кальциево-алюмоферритового клинкера. Изучено фазообразование в температурных интервалах 900-1000°С и 1100-1200°С с изотермической выдержкой 20 мин. Подобран режим термической обработки для получения основного фазового состава кальциево-алюмоферритового клинкера. Приводится динамика изменения качественного фазового состава продуктов обжига при различных температурах, начиная от 900ºС и до температуры спекания клинкера 1200ºС, а также количественная характеристика интенсивности образования основных клинкерных фаз. Установлено, что в процессе обжига КАФК в интервале температур 900 – 1000 °С, сырьевые смеси поэтапно претерпевают ряд физико-химических превращений, основными из которых являются термическая диссоциация СаСО3, образование промежуточных фаз (CS,CF, Al2O3•4SiO2, Al2O3•SiO2), в результате разложение сопутствующих минералов и твердофазных взаимодействий, а также начало образования клинкерных соединений СА, С2AS и C2F. Предложено использовать для состава известняк-боксит температуру 1150°С с выдержкой 40-60 минут, мергель-боксит - 1100°С с выдержкой 30-40 минут и мел -боксит- 1100°С с выдержкой 30-40 минут.
известняк, мергель, мел, боксит, кальциево-алюмоферритный клинкер, моноалюминат кальция, геленит, оксид кальция, карбоната кальция
Введение. Цементная индустрия является одной из важнейших отраслей промышленности, которая играет важную роль в развитии экономики и инфраструктуры страны [1–2]. С каждым днем она становится все более востребованной и активно развивается, обеспечивая строительство различных объектов и сооружений.
При возведении технических сооружений часто возникает необходимость в использовании специальных видов цемента [3]. Это связано с тем, что рядовой цемент не всегда обладает необходимыми свойствами для создания прочных и долговечных конструкций. Такие цементы могут иметь различные составы и свойства, которые позволяют им применяться в различных условиях и для различных целей. Например, для возведения зданий и сооружений в условиях, где воздействуют кислые или соленые воды необходимо использовать цемент с высокой стойкостью к агрессивным средам [4–6]. А для строительства водохранилищ и гидротехнических сооружений требуется цемент с высокой водостойкостью [7–8]; для возведения массивных бетонных сооружений и при монтаже железобетонных конструкций, цементы, которые с оптимальными показателями расширения [9–12] позволяют компенсировать усадку бетона и предотвратить появление разрушений [13–16].
Любое вяжущее специальное или общестроительное – сложная многокомпонентная система, которая характеризуется фазовым составом и свойствами, а регулируется условиями производства и областью применения. Технологический процесс производства зависит от множества факторов, включая природу используемых сырьевых компонентов [17]. Важным аспектом является структура и дисперсность этих компонентов. Качество и свойства клинкера также зависят от условий обжига и охлаждения, и использования различного рода модифицирующих добавок.
При производстве специального цемента могут быть использованы почти все разновидности карбонатных пород. Но при этом стоит принимать во внимание, что в зависимости от условий образования и структуры они могут отличаться реакционной способностью и оказывать влияние на формирование фазового состава в процессе синтеза.
Целью данной работы было изучить возможность применения различных видов карбонатных компонентов (известняк, мергель, мел) при синтезе кальциево-алюмоферритового цемента. Основными задачами исследования были рассмотреть структуру карбонатных пород, а также их влияние на физико-химические процессы, протекающие при синтезе кальциево-алюмоферритового клинкера; изучить фазообразование в температурных интервалах 900–1000 °С и
1100–1200 °С с изотермической выдержкой 20 мин; подобрать режим термической обработки для получения основного фазового состава.
Методы, оборудование, материалы. В настоящей работе в качестве исходных сырьевых компонентов использовались: известняк (Свердловская область), мергель (Краснодарский край), мел (Белгородская область) и боксит (Республика Коми). Химический состав сырьевых компонентов установлен при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра серии ARL 9900 WorkStation со встроенной системой дифракции и представлен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав исходных сырьевых компонентов
|
Компонент |
Содержание оксидов, % |
|||||||||
|
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
R2O |
TiO2 |
Пр. |
ППП |
|
|
Известняк |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
55,0 |
0,6 |
0,01 |
0,1 |
- |
0,1 |
43,8 |
|
Мергель |
3,2 |
0,8 |
0,2 |
51,1 |
3,7 |
0,02 |
0,4 |
0,02 |
0,2 |
40,4 |
|
Мел |
1,2 |
0,4 |
0,1 |
55,5 |
0,2 |
0,01 |
0,1 |
0,01 |
0,3 |
42,1 |
|
Боксит |
10,6 |
52,2 |
21,3 |
0,2 |
0,7 |
0,01 |
0,3 |
2,2 |
0,8 |
11,7 |
Определение минералогического и фазового состава сырьевых компонентов, кальциево-алюмоферритового клинкера проводили на рентгеновском дифрактометре ARL X’TRA Thermo Fisher Scientific, в интервале двойных углов отражения 2θ – 4…64°. Рентгенограммы сырьевых материалов приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Рентгенограммы сырьевых компонентов:
а – боксит; б – известняк; в – мергель; г – мел
По полученным результатам рентгенографического анализа с использованием Международной базы данных ICDD (программ Search-Match и Match! 3, и указателя Финка) в используемых сырьевых компонентах наблюдаются следующие минеральные составляющие: для известняка, мергеля и мела – основной минерал кальцит, небольшое количество β-кварц и следы доломита; для боксита – преимущественное содержание бемита и каолинита, а также присутствуют гематит, β-кварц и анатаз.
Изучение строения и микроструктуры карбонатных компонентов (известняка, мергеля и мела) проводили на электронном микроскопе высокого разрешения TESCAN MIRA 3 LMU (рис. 2).
Термический анализ сырьевых компонентов и смесей в среде аргона проводили на приборе синхронного термического анализа STA 449 F5 фирмы NETZSCH.
Для исследования фазообразования в системе карбонатный – алюминатный компонент были приготовлены 3 сырьевые смеси, химический состав представлен в таблице 2, где IИБ, IIМерБ, IIIМБ – кальциево-алюмоферритовый состав смесей, состоящие из известняка-боксита, мергеля-боксита и мела-боксита в соотношении 1:1.
Таблица 2
Химический состав сырьевых смесей
|
Идентификатор смесей |
Содержание оксидов, % |
C/A |
|||||||||
|
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
R2O |
TiO2 |
Пр. |
ППП |
||
|
IИБ |
5,42 |
26,16 |
10,68 |
27,59 |
0,65 |
0,01 |
0,18 |
1,12 |
0,43 |
27,78 |
1.05 |
|
IIМерБ |
6,92 |
26,50 |
10,72 |
25,65 |
2,19 |
0,02 |
0,35 |
1,13 |
0,48 |
26,07 |
0.97 |
|
IIIМБ |
5,92 |
26,28 |
10,71 |
27,84 |
0,46 |
0,01 |
0,19 |
1,54 |
0,75 |
26,94 |
1.06 |
Для получения кальциево–алюмоферритовой смеси сырье предварительно высушивали при температуре 100(±5) °C, время сушки 24 часа, измельчали до содержания фракции ≤ 80 мкм – 95(±2%). После смешивания и гомогенизации компонентов были получены образцы в виде цилиндрических таблеток массой навески 2,5 г, Ø 20 мм, h 3 мм.
Условия эксперимента: лабораторная печь с нагревателями из карбид кремния, температура синтеза 900–1200 °С (интервал 50 °С), изотермическая выдержка 20 мин, охлаждение воздушное, резкое.
Процесс усвоения оксида кальция оценивали этилово-глицератным методом и с помощью рентгенофазового анализа.
Основная часть. Анализ карбонатных пород.
Известняк месторождения Свердловская область («Михайловский карьер») представляет собой образец светло-серого цвета. Потери при прокаливании породы составляют 43,8 %, содержание CaO – 55,0 %, согласно результатам XRF анализа. В минералогическом составе преобладает карбонат кальция 98,8 %, прочих минеральных составляющих 1,2 %.
Электронно-микроскопический анализ, показал (рис. 2), что известняк по структуре среднекристаллический, частицы хорошо закристаллизованы, дефектны и неоднородны. Наблюдаются поровые пространства размером менее 2 мкм.
Рис. 2. Микроструктура известняка
Мергель месторождения Краснодарского края представляет собой плотные куски породы темно-серого цвета, высокого титра. Потери при прокаливании составляют 40,4 % и содержание СаО 51,1 % (табл. 1). Из примесных соединений в наличии β - кварц в количестве 3,2 %. По данным РФА (рис.1, в) основным минералом является кальцит - СаСО3, его содержание 88,0 %, прочих 4,5 %, имеется различия в микроструктуре породы с другими карбонатными видами сырья, ввиду разных условий образования.
На электронной фотографии (рис. 3) наблюдается, что мергель мелкокристаллический, имеет смешенную структуру, состоящую из разрушенных коколитов и их частиц, а также кристаллического вида кальцита. Много кристаллов неправильной формы, представляющих собой сростки или мелкие чешуйчатые кристаллы, размером не более 2 мкм.
Мел месторождения Белгородской области, образцы породы белого цвета. Потери при прокаливании составили 42,1 %, содержание СаО – 55,5 % (табл. 1).
При анализе электронных фотографий скола (рис. 4) установлено, что мел на 97,6 % состоит из карбоната кальция (CaCO3) в виде коколитов и пластин, из которых образуются кокколитофориды - крошечные одноклеточные водоросли, а также из большого количества разрушенных кокколитов и их обломков разной формы, а их размеры не более 5–6 мкм.
По данным дифференциально-термического анализа (рис. 5), температура начала декарбонизации при для известняка составляет 630,8 °С, для мергеля 620,7 °С и мела – 623,7 °С. Эндотермический эффект разложения карбоната кальция в известняке наблюдается при температуре 830,8 °С, для мергеля – 823,8 °С и для мела – 827,7 °С.
Температура окончания процесса декарбонизации для известняка составляет 860,8 °С, для мергеля – 848,8 °С и мела – 851,7 °С. Для карбонатных пород последовательность протекания процесса декарбонизации следующая мергель - мел - известняк (по убыванию).
Рис. 5. Термограммы карбонатных пород
На основании полученных результатов, все виды исследуемых карбонатных пород могут быть использованы при синтезе кальциево-алюмоферритового цемента. Отличительной особенностью пород является химический состав и структура минерала, так, например, мергель содержит в составе нежелательный оксид при синтезе КАФЦ – SiO2 в количестве 3,2 %.
Особое внимание было оказано термическому процессу разложения карбоната кальция, так как от того, в какой температурной области происходит начало/конец образования СаО, и какой будет структура, зависит весь сложный физико-химический процесс фазообразования.
Для дальнейшего исследования физико-химических реакций, протекающих при нагревании сырьевых смесей на основе разных видов карбонатного сырья, температурные промежутки синтеза условно разделили на две зоны: 1) низкотемпературную, где происходит образование промежуточных (низкоосновных) соединений, за счет, преимущественно твердофазовых реакций; 2) высокотемпературную, где формируется непосредственно основной клинкерный состав кальциево-алюмоферритового цемента.
Фазообразование при нагревании исследуемых сырьевых смесей при температурах 900–1000 °С. Рентгенофазовый анализ образцов, полученных в результате обжига сырьевых смесей в интервале температур 900–1000 °С с шагом в 50 °С, позволяет проследить изменения, протекающие в фазовом составе смесей при нагревании в низкотемпературной области (рис. 6). И способствует представлению механизма формирования промежуточного состава клинкера при температуре 1000 °С.
Рис. 6. Фазообразование в температурном интервале 900–1000 °С:
а) IИБ; б) IIМерБ; в) IIIМБ
Для оценки влияния структуры карбонатных компонентов на формирование фазового состава были рассмотрены 3 фактора. Первым фактором является образование или усвоение оксида кальция, которое было изучено с помощью аналитических дифракционных отражений d = 2,41; 1,70Å. Второй фактор – образование основных клинкерных фаз моноалюмината кальция СА (d = 2,97 Å) и других алюминатных фаз (С3А и С12А7). И, наконец, третий фактор -– образование вторичных фаз, таких как C2AS (d = 2,85; 1,76 Å), C2F (d = 7,40; 2,69; 1,93; 1,84 Å) и C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,40; 2,69; 2,65; 1,93; 1,84 Å).
Так, при 900 °С в составах IИБ и IIМерБ наблюдается большое количество СаО, которое увеличивается до температуры 950 °С, а при температуре 1000 °С начинает снижаться (рис. 7). Это связано с тем, что в некоторых составах начинаются физико-химические реакции фазообразования промежуточных соединений CS, CF и частично наблюдаются дифракционные максимумы основных и второстепенных соединений – CA, C2AS, C2F.
Рис. 7. Интенсивность образования/усвоения СаО
Полученные показатели относительного содержания оксида кальция характеризуют процесс полного разложения карбоната кальция. Так, в составах IИБ и IIМерБ при 950 °С, в IIIМБ при 900 °С. Результаты исследования при ДТА и РФА показали, что температуры диссоциации карбонатов в составах IИБ, IIМерБ и IIIМБ различаются на Δ89,2 °С, Δ101,2 °С и Δ48,3 °С соответственно. Эти отличия связаны с наличием в смесях других оксидов (Fe2O3, R2O и др.), которые могут оказывать влияние на скорость процесса декарбонизации.
Начало образования СА (рис. 8) наблюдается в составе IIМерБ при 900 °С, интенсивность отражения d = 2.97 Å составляется 93 имп/сек, в составах IИБ и IIIМБ при 950 °С.
Дифракционный максимум d = 2.95 Å соответствует фазе метасиликата кальция, который наблюдается на рентгенограмме при 900 °С в составах IИБ, IIIМБ, и последующих температурах 950-1000 °С в составе IИБ. Образование геленита C2AS происходит при 900 °С во всех составах, наибольшее содержание в IIМерБ – 275 имп/сек. Ферритная фаза C2F (d = 7,44; 2,70; 2,52; 1,94; 1,84 Å) отмечается в составах IIМерБ, IIIМБ (рис. 6) при 900 °С, а в составе IИБ низкоосновная ферритная фаза CF (d = 2,69; 2,52; 1,84 Å).
Рис. 9. Рентгенограммы фазового состава клинкеров в области 1000 °С
С повышением температуры до 1000 °С (рис. 9) первичный фазовый состав представлен: IИБ СаО (d = 2,78; 2,41; 1,70 Å), C2F (d = 7,28; 2,69; 2,52; 1,93; 1,84 Å), C2AS (d = 3,68; 3,06; 2,85; 1,76 Å); СА (d = 2,97; 2,20 Å), CS (d = 3,25; 2,97 Å); IIМерБ СаО (d = 2,78; 2,41; 1,70 Å),C2F (d = 7,41; 2,69; 2,52; 1,94; 1,84 Å),C2AS (d = 3,72; 3,07; 2,85; 1,76 Å), СА (d = 5,52; 3,83; 2,97; 2,30; 2,19 Å); IIIМБ СаО (d = 2,79; 2,41; 1,70 Å), C2F (d = 7,41; 2,68; 2,52; 1,94; 1,85 Å), C2AS (d = 3,68; 3,06; 2,86; 1,76 Å), СА (d = 3,83; 2,98; 2,30; 2,19; 2,05 Å).
Интенсивнее процесс синтеза СА, C2AS, C2F идет в составах с мергелем и мелом. Это связано с дефектностью и не плотной структурой минерала карбоната кальция и образованием при термической обработке более реакционноспособного оксида кальция.
Реакция образования клинкерных фаз СА, СF, C2F протекают через твердофазовые взаимодействия, так как в при температурах
900–950 °С наличие жидкой фазы невозможно. А образование фазы алюмосиликата С2AS, предположительно, происходит через 2 реакции взаимодействия: (1) реакция метасиликата (CS) с моноалюминатом кальция (CA); (2) реакция метакаолинита(Al2O3·4SiO2) и/или силлиманита (Al2O3·SiO2) с оксидом кальция. Так, дифракционные отражения соединения CS наблюдаются в составах с известняком при 900–950–1000 °С и с мергелем 900–950 °С. При этом прослеживается характерные изменения интенсивности геленита (рис. 8).
Проследить наличие метакаолинита и силлиманита на рентгенограммах во всех составах составляет трудности, так как данная фаза ввиду низкого количества каолинита 22,8 % в бокситах и слабой кристалличности, сложно идентифицировать.
Но по результатам ДТА (рис. 10) видно, что при нагревании боксита происходят две эндотермических реакции: частичное удаление кристаллизационной воды из гидроаргиллита, с последующим образованием бемита (рис. 1, а) и полная дегидратация бемита и каолинита. А продуктами реакции разложении каолинита и являются метакаолинит (Al2O3·4SiO2) и силлиманит (Al2O3·SiO2).
Таким образом, в процессе обжига КАФК в интервале температур 900–1000 °С, сырьевые смеси поэтапно претерпевают ряд физико-химических превращений, основными из которых являются термическая диссоциация СаСО3, образование промежуточных фаз (CS, CF, Al2O3·4SiO2, Al2O3·SiO2), в результате разложение сопутствующих минералов и твердофазных взаимодействий, а также начало образования клинкерных соединений СА, С2AS и C2F, которые и представляют основной фазовый состав кальциево-алюмоферритового клинкера в области температур 1100–1200 °С.
Рис. 10. Термограмма боксита
Фазообразование при нагревании исследуемых сырьевых смесей при температуре 1100 – 1200 °С. Высокотемпературная зона обжига – это зона, где происходит формирование основного клинкерного состава. Например, для портландцементного клинкера высокотемпературной областью считается интервал температур 1200–1450 °С. Для кальциево-алюмоферритного клинкера ввиду низкой температуры плавкости системы данный промежуток температур составляет 1100–1200 °С. В данном исследовании последующий нагрев сырьевых смесей показал, что при температуре 1250 °С смеси частично начинают оплавляться, что не соответствовало поставленным целям и задачам эксперимента. Низкая температура плавкости смеси оказывает неблагоприятное влияние на технологический процесс обжига, в особенности, если в качестве обжигового агрегата используется вращающаяся печи [18].
На рисунке 11 представлены рентгенограммы с фазовым составом, полученные в области температур 1100-1200°С.
Рис. 11. Фазообразование в интервале температур 1100– 1200°С:
а) IИБ; б) IIМерБ; в) IIIМБ
Как видно, на рис.11 при температуре
1100 °С идет активное усвоение оксида кальция. Наблюдается образование фазы С12А7 (d = 4,91 Å) во всех составах.
Увеличивается содержание моноалюмината кальция в составах IИБ и IIIМБ – 325 имп/сек и 533 имп/сек, соответственно, что на 25,5 % выше для состава IИБ и на 108,2 % для состава IIIМБ, относительно температуры 1000 °С. И на 37,1 % (IИБ) и на 125 % (IIIМБ) относительно состава IIМерБ при температуре 1100 °С.
Также активно формируется фаза С2AS, наибольшее содержание при 1100 °С наблюдается в составах IИБ и IIIМБ, 576 имп/сек и 714 имп/сек, соответственно.
Результаты сравнительного анализа относительного содержания фаз СА и С2AS представлены на рис. 12.
Рис. 12. Относительное содержание фаз СА и С2AS при температуре 1100 °С
При температуре 1150 °С основными физико-химическими превращениями является усвоение оксида кальция и увеличение содержания каждой из фаз клинкера. На рис. 10 видно, что весь имеющийся в системе СаО идет на образование инертного соединения С2AS, при дальнейшем увеличение температуры до 1200 °С, это четко наблюдается в составах IIМерБ и IIIМБ (рис. 13).
Рис. 13. Относительное содержание С2AS при температурах 1150–1200°С
А в составе IИБ наблюдается обратная ситуация снижения фазы геленита на 9,94 % при температуре 1200 °С. При температурах 1100-1150 °С отмечена фаза С3А (d = 2,70; 1,91 Å) в составе IIМерБ и при температуре 1200°С в составе IIIМБ. В области температур 1150-1200 °С в составе С, также наблюдается формирование фазы алюмоферрита кальция C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,41; 2,71; 2,66; 1,93 Å), а в составах IИБ и IIМерБ только при температуре 1200 °С.
Существенные изменения фазового состава при температуре 1200 °С наблюдаются во всех составах IИБ, IIМерБ и IIIМБ. Происходит снижение интенсивности фазы СА, результаты сравнительного анализа приведены на рис. 14.
Рис. 14. Относительное содержание СA при температурах 1150 - 1200 °С
В составе IИБ количество СА снижается на 22,7 %, в IIМерБ на 36,5 % и в IIIМБ на 33,7 %. При температуре 1200 °С (рис. 10) сформированный фазовый состав представлен: IИБ СаО (d = 2,41; 1,70 Å), C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,37; 2,71; 2,67; 1,93; 1,82 Å), C2AS (d = 3,73; 3,08; 2,86; 1,76 Å), СА (d = 5,54; 4,69; 2,97; 2,54; 2,44 Å), C12А7 (d = 4,91 Å); IIМерБ C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,38; 2,71; 2,67; 1,93; 1,82 Å), C2AS(d = 3,73; 3,08; 2,86; 1,76 Å),СА (d = 5,49; 3,83; 2,98; 2,55; 2,44Å); IIIМБ C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,38; 2,70; 2,67; 1,93; 1,82 Å), C2AS (d = 3,72; 3,08; 2,86; 1,76 Å), СА (d = 2,98; 2,53; 2,44; 2,41 Å), С3А (d = 2,70; 1,91 Å).
В составе IИБ в результате более медленного разложения СаСО3 и формировании СаО все физико-химические превращения протекают значительно медленнее, чем в иных составах. Количественное содержание СаО во всех составах при температурах 1100–1200 °С представлено на рис. 15.
Рис. 15. Содержание СаОсв при температурах 1100–1200 °С
Для состава IIIМБ характерно почти полное усвоение СаО. Предположительно, приближение к температуре расплава 1250 °С приводит к увеличению скорости всех физико-химических реакции и формированию фазы C2AS (рис. 13).
На основании полученных результатов можно сделать выводы, во-первых, единый для всех составов режим термообработки нецелесообразно применять. Следуют рассматривать последующий обжиг при разных температурах и изотермических выдержках. Так, рекомендуемый температурный режим для состава IИБ составляет 1150 °С с выдержкой 40–60 мин, для состава IIМерБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 мин и IIIМБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 мин. Это связано с тем, что процесс разложения СаСО3, скорость реакции формирования, структура и свойства СаО, при нагревании исследуемых компонентов известняк, мергель и мел имеют отличительные особенности и следуют обратить на это особое внимание. Это является важным фактором в технологическом процессе.
Во-вторых, процесс усвоения СаО оказывает неблагоприятное влияние на процесс формирования фазового состава кальциево-алюмоферритового клинкера, в сравнении с обжигом портландцементного клинкера, где весь образовавшийся СаО усваивается в основной клинкерной фазе С3S. Для кальциево-алюмоферритного клинкера соединение С2AS является инертной фазой, и того, какое количество будет образовано, зависит гидратационная активность цемента. Так как алюмосиликат кальция не обладает вяжущими свойствами.
Выводы.
1. Карбонатный компонент сырьевой смеси, отличающийся своей структурой, может оказывать влияние на физико-химические реакции при нагревании.
2. Известняк по структуре среднекристаллический, частицы хорошо закристаллизованы, дефектны и неоднородны.
3. Мергель мелкокристаллический, имеет смешенную структуру, состоящую из разрушенных коколитов и их частиц, а также кристаллического вида кальцита.
4. Мел на 97,6 % состоит из карбоната кальция (CaCO3) в виде коколитов и пластин, из которых образуются кокколитофориды - крошечные одноклеточные водоросли, а также из большого количества разрушенных кокколитов и их обломков разной формы.
5. В процессе обжига КАФК в интервале температур 900–1000 °С сырьевые смеси поэтапно претерпевают ряд физико-химических превращений, основными из которых являются термическая диссоциация СаСО3, образование промежуточных фаз (CS,CF,Al2O3·4SiO2, Al2O3·SiO2), в результате разложения сопутствующих минералов и твердофазных взаимодействий, а также начало образования клинкерных соединений СА, С2AS и C2F.
6. Повышение температуре до 1200 °С не приводит к образованию качественного фазового состава кальциево-алюмоферритового клинкера. Так как приближение к температуре расплава 1250 °С приводит к увеличению скорости всех физико-химических реакций, особенно заметно это влияет на формирование фазы C2AS.
7. Единый режим термообработки нецелесообразно применять для всех составов, поэтому необходимо рассматривать различные температуры и изотермические выдержки. Для состава IИБ рекомендуется использовать температуру 1150 °С с выдержкой 40–60 минут, для состава IIМерБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 минут, а для IIIМБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 минут.
8. При синтезе кальциево-алюмоферритового цемента, возможно использовать карбонатные породы, такие как известняк, мергель и мел. Однако необходимо учитывать структуру данных пород и физико-химические превращения, которые происходят при их нагревании. Только при соблюдении этих условий можно достичь желаемого результата и получить качественный цемент.
1. Бадола А. Цементная промышленность Индии как составляющая замкнутого цикла производства и потребления // Цемент и его применение. 2022. № 6. С. 44-47.
2. Василик Г. Ю., Еремина Е.М. Цементная промышленность России в 2019 году // Цемент и его применение. 2019. № 6. С. 20-31.
3. Кривобородов Ю.Р., Тхет Наинг М. Теоретические предпосылки создания композиционных строительных материалов на основе специальных цементов // Техника и технология силикатов. 2022. Т. 29. № 2. С. 179-188.
4. Затяева Д.А., Потапова Е.Н., Бурлов И.Ю. Исследование свойств сульфатостойких цементов в агрессивных средах Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. 35. № 14(249). С. 16-18.
5. Гребенюк А.А., Смаль Д.В., Давидюк А.С., Пономарева П.С. Получение смешанных композиционных цементов на основе ферритного клинкера // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2023. № 1. С. 89-101. DOI:https://doi.org/10.34031/2071-7318-2022-8-1-89-101.
6. Самченко С.В. Коррозионностойкие цементы на основе сульфатированных клинкеров // Сухие строительные смеси. 2013. № 2. С. 26-27.
7. Эрдман С.В., Постникова А.Н. Водостойкие смешанные магнезиальные вяжущие // Фундаментальные исследования. 2013. № 8-3. С. 773-778.
8. Лотов В.А., Митина Н.А. Магнезиальный цемент повышенной водостойкости // Вестник науки Сибири. 2011. № 1(1). С. 673-676.
9. Мин Х.Х., Потапова Е.Н. Получение сульфоалюминатного цемента и исследование его свойств // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2023. № 3(72). С. 2-9.
10. Чжо М.М., Мин Х.Х., Потапова Е.Н., Бурлов И.Ю. Получение сульфоалюминатного клинкера на основе промышленных отходов // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 36. № 3(252). С. 144-146.
11. Харгис К.В., Лотенбах Б., Мюллер К.Й., Виннефельд Ф. Дополнительные сведения о расширении сульфоалюминатного цемента // Цемент и его применение. 2021. № 4. С. 42-54.
12. Мясников А.К., Сычева Л.И. Синтез сульфоалюминатного цемента и исследование его свойств // Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. 35. № 4(239). С. 70-72.
13. Еленова А.А., Кривобородов Ю.Р. Синтез расширяющей добавки для устранения усадки цементного камня // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 3(102). С. 326-333. DOI:https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.3.326-333.
14. Борисов И.Н., Гребенюк А.А. Особенности гидратации и набора прочности сульфоферритных клинкеров и специальных цементов на их основе // Цемент и его применение. 2019. № 3. С. 88-91.
15. Борисов И.Н., Мандрикова О.С., Семин А.Н. Расширяющаяся добавка на основе сульфатированного и ферритного отходов для получения специальных цементов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2012. № 1. С. 125-128.
16. Гребенюк А.А., Борисов И.Н. Изучение возможности получения расширяющейся добавки на основе ферритного отхода с высоким содержанием β-кварца // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. № 7. С. 152-158.
17. Потапова Е.Н., Сулименко Л.М. Влияние природы цементного сырья на процессы структурообразования при обжиге клинкера // Цемент и его применение. 2010. № 1. С. 182-186.
18. Кузнецова Т.В. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988. 272 с.
