|
Все клинкерные минералы кроме алита образуются в результате твердофазовых взаимодействий. Содержащиеся в кристаллических решетках сырья Н2О, ОН, СО2 при нагревании материала удаляются. Появляются вакантные места, обусловливающие высокую активность кристаллических решеток. С повышением температуры материала происходит интенсивное тепловое движение структурных элементов кристаллов, которое сопровождается «обменом мест». В начале это приводит к исправлению дефектов строения монокристаллов, а затем к взаимодействию кристаллов различных компонентов друг с другом. Результатом этого явления является укрупнение кристаллов существующих фаз и образование кристаллов новых химических соединений между ними
При протекании твердофазовых реакций наиболее активным («покрывающим») компонентом является СаО, а при отсутствии оксида кальция «покрывающим» компонентом служит более легкоплавкий.
В портландцементных сырьевых смесях твердофазовые реакции протекают в температурном интервале 400-1250оС; при более высоких температурах появляется жидкая фаза. Вследствие микронеоднородности состава сырьевой смеси отдельные частицы расплава появляются уже при 500-700оС.
При реакциях в твердой фазе происходят: дегидратация глинистых минералов, декарбонизация карбонатов кальция и магния, образование промежуточных продуктов взаимодействия СаО с кислотными оксидами - СS, C2F, C3S2 , C2AS , C5A3 и др. и формирование основного количества клинкерных минералов - С2S, С3А, С4АF, и частично С3S. В температурном интервале 600-800оС происходит образование C2S, C3S2, C2AS, C5A3, C3MS2 и др.
При температурах 850-1050оС низкоосновные силикаты и алюминаты кальция насыщаются до более высокоосновных. Образуются также промежуточные соединения CMS, CMS2, C3MS2, C3MS2 и др.
Экзотермические реакции образования клинкерных минералов протекают в интервале температур 1050-1250оС. К моменту появления расплава в портландцементном клинкере присутствуют образовавшиеся в результате твердофазовых реакций C2S, C5A3, C3A, C4AF, 10-15% C3S, периклаз и несвязанная СаО.
При дальнейшем повышении температуры в обжигаемом материале появляется расплав - жидкая фаза.
|
