Синтез алюминатных и алюмоферритных клинкеров в печи плазменного типа

• Автор: Бурлов, Иван Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Виды специальных клинкеров и их фазовый состав.

1.2. Последовательность и механизм образования минералов при твердофазном спекании и в расплаве.

1.3. Влияние режимов охлаждения на состав и структуру минералов

и их гидратационную активность

1.4. Разработка способов получения клинкеров

1.5. Выводы и направления исследований

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристика исходных материалов.

2.2. Методы исследований
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНАТНЫ X
И АЛЮМОФЕРРИТНЫХ КЛИНКЕРОВ МЕТОДОМ СПЕКАНИЯ .
3.1. Кинетика минералообразования при различных режимах
обжига клинкеров
3.2. Влияние микропримесей сырья на фазовый состав клинкеров
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СИНТЕЗА АЛЮМИНАТНЫХ
И ЖЕЛЕЗИСТЫХ КЛИНКЕРОВ ПЛАВЛЕНИЕМ.
4.1. Лабораторная плазменная установка
4.2. Влияние состава расплава на процесс минералообразования клинкеров.
4.3. Влияние режима охлаждения расплава на состав и свойства клинкеров
4.4. Размалываемость и физикомеханические свойства
клинкеров и цементов
4.5. Гидратациопная активность моно и полиминеральных цементов . . .
5. ПОЛУЧЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ КЛИНКЕРОВ МЕТОДОМ ПЛАВЛЕНИЯ В ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Технологические параметры получения плавленых клинкеров
5.2. Выпуск опытнопромышленных партий плавленых
клинкеров и цементов
5.3. Технические свойства цементов па основе
плавленых клинкеров.
6. РАЗРАБОТКА НОРМАТИВНОТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ И ВЫПУСК ПРОМЫШЛЕННЫХ ПАРТИЙ КЛИНКЕРОВ И ЦЕМЕНТОВ.
6.1. Разработка технологического регламента.
6.2. Составление исходных данных на проектирование технологической линии получения клинкера
методом плавления.
7. ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В системе СаО - Ре3, изученной Филлипсом и Мыоэном [], имеются три соединения: С2Р, СР и СР2. Первые два соединения были найдены Сосманом и Мервиным [], а третье было обнаружено Та-вашем []. В дальнейших исследованиях соединению СР2 не уделялось внимание. Кристаллическая структура СР2 состоит из слоев Ре, соединенных со слоями, образованными тетраэдрами Ре, атомами Са, расположенными между слоями. Гак появились сульфоферритные клинкеры. Фазовый состав сульфоферритного клинкера (СФК) представлен соединениями C2F-CS или CF0,3CS и C2S. Получение таких клинкеров предопределилось наличием сырья на любом цементном заводе, т. СФК используются те же материалы (известняк, огарки, гипс), которые используются при производстве портландцемента. Наличие C2F CS или CF 0,3CS зависит от соотношения С/F в сырьевой смеси. Вышеупомянутыми авторами показано, что для получения расширяющихся и напрягающих цементов более предпочтительно получать клинкер, содержащий C2FCS, который обеспечивает большую величину расширения и са-монапряжения в сравнении с клинкером, содержащим CF0,3CS. В развитие этих работ Кривобородовым Ю. Р. и Самченко С. В. разработаны сульфоалюмоферритные клинкеры [,]. В их составе основной фазой являются алюмоферриты кальция, модифицированные сульфатом кальция. Алюмоферриты кальция образуются при обжиге смеси, содержащей СаО, А0з и FC2O3. Они представляют собой твердые растворы в ряду C2F-C2A (гипотетический). В зависимости от соотношения оксидов в системе СаО-АОз-Ре2Оз возможно образование минералов: CgA3F, СбА2Р,С4АК, CoAF2. Наиболее известным из этого ряда является C4AF (в литературе часто называемый браунмилле-ритом), химический состав которого представлен (%): СаО - ,1; А0з - ,3 и Fe3 - ,9. Плавится при °С. Его способность образовывать твердые растворы с C2F снижает температуру плавления. C4AF может взаимодействовать с С3А и С|2А7. Видимо этим объясняется наличие других алюмоферрит-ных фаз. Непрерывный ряд твердых растворов наглядно характеризуется изменением размеров решетки основных составляющих ряда (табл. М.Регур и А. Гинье [1] считают, что при образовании алюмоферритной фазы ионы алюминия распределяются как между тетраэдрическими, так и октаэдрическими позициями. Напротив, в работах [6,] отмечается, что при образовании ачюмоферритов ионы А1 + вначале распределяются в решетке С2Р статически, а в дальнейшем постоянно перемещаются в тетраэдрические положения. Таблица 1. Изменения параметров решетки алюмоферритного ряда. Способность алюмоферритов кальция включать в свой состав различные примеси позволила автору [] модифицировать их сульфатами. Были получены соединения СбАР2(С§)о,з, С4ЛР2(С§)о,4, С6А2Р2(С5)о,5. Разработана технология получения таких клинкеров, содержащих выше перечисленные минералы, а сами клинкера названы сульфоалюмоферритными. Второй по количеству фазой таких клинкеров является С2Б. В зависимости от коэффициента насыщения сырьевой смеси в клинкере может присутствовать небольшое количество СзБ. Гидратация фаз специальных клинкеров. При гидратации алюминатов кальция образуются А1(ОН)3, САНю, С2АП8, С3АН6, С4АН. Обзор работ, посвященных составам продуктов гидратации глиноземистых цементов дан в работах [,], температурные и другие условия процесса гидратации опубликованы во многих исследованиях [,], уточнения некоторых деталей процесса гидратации этих цементов приведены в трудах 9 и Международных конгрессов [,]. При гидратации алюминатных минералов первоначально выделяется А1(ОН)3 в виде геля, со временем кристаллизующегося с образованием бемита и гидр-^аргиллита []. Гидроксид алюминия в виде геля присутствует при pH среды менее ,5. При рН>,5 он переходит в А1(ОН)4, а при рН>,2 ионы алюминия присутствуют в виде АЮ 2 []. САНю кристаллизуется в виде игл, вытянутых пластинок, способных образовывать дендригы и объединяться в пространственные устойчивые структуры []. С3АН6 - наиболее стабильный гидрат из всех ранее рассмотренных гидратов, кристаллизуется в виде кубов, икосаэдров, ромбических додекаэдров. ГАН. Т < х V ' ' .