Технология сульфатсодержащего цемента на низкоалюминатном сырье

• Автор: Бакеев, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 190 с.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Фазовый состав, особенности обжига, гидратации и твердения сульфоалюминатного цемента

1.1.1 Обжиг сульфоалюминатного клинкера

1.1.2 Гидратация и твердение сульфоалюминатного цемента

1.1.3 Свойства сульфоалюминатных цементов, их современное промышленное производство и использование в композиционных вяжущих
1.2 Фазовый состав, особенности обжига, гидратации и твердения сульфоалюминатного сульфатсодержащего цемента на основе низкоалюминатных сырьевых материалов
1.3 Выводы

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика использованных материалов

2.2. Методы исследования

3. СИНТЕЗ С У ЛЬФ АТ СОДЕРЖАЩЕГО КЛИНКЕРА

3.1 Анализ и выбор методики расчета сырьевой смеси для получения сульфатсодержащих клинкеров
3.2 Минералообразование при обжиге сульфатсодержащего клинкера
3.3 Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ С У ЛЬФАТСО ДЕРЖАЩЕГО ЦЕМЕНТА
4.1 Г идратация и твердение сульфатсодержащего цемента
4.2 Синтез и сравнительное изучение свойств спеков С2Б и СгЗДСЗ
4.3 Изучение процессов гидратации и твердения сульфатсодержащего цемента с добавкой двуводного гипса
4.4 Исследование коррозионной стойкости сульфатсодержащих це
ментов
4.5 Влияние термовлажностной обработки на свойства сульфатсодержащего цемента
4.6 Выводы
5. КОМПОЗИЦИОННЫЕ ВЯЖУЩИЕ НА ОСНОВЕ СУЛЬФАТСОДЕРЖАЩЕГО И ПОРТЛАИДСКОГО ЦЕМЕНТОВ
5.1 Гидратация и твердение композиционного вяжущего
5.2 Исследование коррозионной стойкости композиционных вяжущих
5.3 Влияние термовлажностной обработки на свойства композиционного вяжущего
5.4 Выводы
6 ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА СУЛЬФАТСОДЕРЖАЩЕГО ЦЕМЕНТА И КОМПОЗИЦИОННОГО ВЯЖУЩЕГО НА ЕГО ОСНОВЕ
6.1 Влияние добавок пластификаторов на свойства сульфатсодержащего цемента и композиционного вяжущего на его основе
6.2 Влияние добавок замедлителей схватывания на свойства сульфатсодержащего цемента и композиционного вяжущего на его основе
6.3 Влияние водоудерживающей добавки на свойства сульфатсодержащего цемента и композиционного вяжущего на его основе
6.4 Выводы
7 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
8 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


В структуре наблюдаются вытянутые кристаллогидраты, сросшиеся с частицами С3А3С8 и гелеобразной массой гидроксида алюминия. Интересным является факт установления трубчатого строения кристаллов ТГСАК. Внешний диаметр трубки кристалла ТГСАК составляет 0,,8 мкм, а толщина стенки 0,0, мкм. По этим трубкам обеспечивается поступление раствора, тем самым создаются условия для образования новых кристаллов эттрингита и их дальнейшего роста 1. Электромикросконические исследования морфологических форм эттрингита из С3А3С показали, что в первые 6 часов гидратации образуются призматические кристаллы эттрингита, растущие из гелеобразной массы гидрооксида алюминия. В образцах суточного возраста наблюдается расщепление призматических кристаллов с образованием игольчатых, в трех суточном возрасте игольчатые кристаллы расщепляются до волокнистых . Расщепление кристаллов в процессе роста, как утверждается в работе , вызывается неоднородностью кристалла. Неоднородность кристаллов эттрингита возникает за счет движения питательного раствора, поступающего на боковые поверхности кристалла через гелеобразную массу гидроксида алюминия из которой растет кристалл, в результате чего утолщение кристалла происходит лишь от новых слоев, зарождающихся у его основания . В системе А известны два основных гидрата моногидросульфоалюминат кальция МГСАК I3, где п . МГСАК кристаллизуется в виде гексагональных пластинчатых кристаллов, отвечающих химическому составу 3. Р. Гурричиани считает, что при относительной влажности более он кристаллизуется с молекулами Н, а при 0С с 7 молекулами Н. В. Дош, X. Келлер и X. ЦурШтрассен получили гидромоносульфоалюминат кальция с И, температура реакционной среды при этом была равна С. Они показали, что при комнатной температуре и относительной влажности МГСАК дегидратируется с образованием гидрата с молекулами Н, который стабилен при относительной влажности в пределах . Снижение относительной влажности ниже вызывает дальнейшую дегидратацию и образование МГСАК с Н. Превращение с образованием 3. С. По данным П. Мета, возможен гидрат с молекулами Н , . МГСАК некоторые исследователи относят к метастабильному соединению . Считается, что оно образовано замещением гидроксильных групп ОН
сульфатным ионом 4 в соединении ЗСа0А0зСа0Н2П или 4СаОА Н . МГСАК относят к фазам гидроапюминатам, гидроалюмоферритам и гидроферритам кальция. Получаются они при упорядоченном замещении в структуре СаОН2 одного иона Са2т на ион А или 3 . Са2АН6. Са4хН. Сложенные таким образом главные слои чередуются с промежуточными, содержащими анионы и молекулы Н2Э . Трехсульфатная форма гидросульфоалюмината кальция ТГСАК соответствует формуле ЗСа0. А0зЗСа4Н, но по данным многочисленных исследований содержание кристаллизационной воды может меняться в зависимости от условий окружающей среды. Эттрингит относят к А1Чфазе, представляющей собой твердые растворы
или смешанные кристаллы в ряду от С3А. С8зН до СзГСН. Состав эттрингита, формирующегося в цементе, очень часто в зависимости от примесей отличается от состава чистой фазы ЗСаОАОз. ЗСа4Н. Алюминий в ТГСАК может быть замещен Тр, Сг3, Мп3 и Ге3. СаО может быть замещен 8гО. Группа может быть замещена Сг С2, ОН, , СГ, Ы, СЮ3, СбН3СОО. Ион БР замещает не только А, но и . При нагревании образца в сухих условиях э ттрингит стабилен до С, а во влажных даже до С. Количество кристаллизационной воды в эттрингите не меняется в пределах относительной влажности, а при ее снижении менее теряется молекул Н, что сопровождается разрушением структуры эттрингита. При повторной гидратации структура ЗСа0. АЗСа4Н восстанавливается. По данным К. Г. Красильникова в состав кристаллической структуры эттрингита входит не более Н. Обезвоживание кристаллов эттрингита идет через образование промежуточных гидратов, а также фаз переменного состава. При дегидратации до п кристаллическая структура эттрингита сохраняется, дальнейшее уменьшение воды в его структуре приводит к исчезновению регулярной кристаллической структуры. А1ОН3, который адсорбирует ионы Са и .