Влияние фторидов.
Главная | СНиПы | Контакты
 Справочник строительных материалов

Навигация: Главная Портландцемент Влияние фторидов.

Главное меню
Последние материалы
Влияние фторидов.

Соли фтористоводородной кислоты (CaF2 , MgF2, NaF, KF, AlF3, BaF2) и соли кремнефтористоводородной кислоты (Na2SiF6, CaSiF6, MgSiF6) и многие другие фторсодержащие соединения являются эффектиными катализаторами процессов клинкерообразования .

Фтор является наиболее электроотрицательным из всех элементов. Благодаря этому фториды влияют на все виды материалов. При повышенных температурах их действие усиливается. Ионы F содержатся практически во всех слоистых силикатах: в гидрослюдах от 0,1 до 0,5 , в слюдах 0,1-0,2, в монтмориллоните около 0,03%. Известковые породы содержат фтор в виде флюорита или фторапатита.

Фторсодержащие минерализаторы действуют практически на все стадии минералообразования. На подготовительной стадии и стадии белитообразования они способствуют ускорению полиморфных превращений, разрушению кристаллической решетки отдельных минералов, ускоряя протекание реакций в твердой фазе. На стадии жидкофазового спекания они обеспечивают появления жидкой фазы при более низких температурах, уменьшают вязкость, увеличивают электропроводимость, интенсифицируют диффузионные процессы.

Активизирующее действие фторидов объясняется тем, что в присутствии водяного пара они образуют фтористо­ водородную кислоту, разрушающую решетку SiO2 с выделением SiF4. Не исключается также и непосредственная реакция между фторидами и SiO2 по схеме:
2MeF2 + SiO2 → 2MeO + SiF4

Повышенная по отношению к СаО реакционная способность кварца достигается при более низкой температуре. Так по данным М.М. Сычева, за 30 минут в смеси 2СаО - SiO2 при 1100оС кварц связывает 10%, а кристобалит – примерно 35% извести.

Фториды ускоряют процессы диссоциации СаСО3. В присутствии NaF эндотермический эффект разложения СаСО3 наблюдается уже при 690 оС . При этом выделяется комплексное соединение СаО ּ3NaF, распадающееся при температуре 1100 оС, что дает активный СаО к моменту наиболее интенсивного

образования силикатов кальция. В смеси СаСО3 и Na2SiF6

реакции протекают уже при низких температурах и практически
заканчиваются при 600-700оС. Один из наиболее часто

применяемых минерализаторов - СаF2 - в присутствии водяного пара во вращающейся печи гидролизуется с образованием активного СаО и HF, последней взаимодействует с СаСО3, образуя СаF2. Таким образом, происходит частичный круговорот фтора в смеси.

Разложение глинистых минералов в присутствии фтора наступает при более низких температурах, происходит аморфизация продуктов разложения этих минералов, выделение
кремниевой кислоты и глинозема в весьма активной форме, что способствует ускорению реакций образования силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция.. На рентгенограммах сырьевых смесей, содержащих 0,5% СаF2, линии двухкальциевого силиката возникают уже при 600оС, а при 800оС C2S появляется значительно быстрее. В присутствии СаF2 при 850оС образуется комплексное соединение спуррит 2S
ּСаСО3, распадающееся при 950оС на активные СО2, СаО и С2S. С2S и СаО в момент выделения соединяются в С3S. Таким образом, спуррит играет роль промежуточной фазы, ускоряющей возникновение алита в период твердофазовых реакций.

Спуррит впервые был открыт и идентифицирован завкафедрой ХТВМ Казахского химико-технологического института (г. Шымкент) доктором технических наук, профессором И.Г.Лугининой в 1968г.

В интервале 950-1200оС образуется также фторсодержащий алит состава С19S7* 2 СаF2, распадающийся при 1185оС. Однако иногда фторсодержащий алит остается в клинкере и его слабая гидравлическая активность обусловливает уменьшение механической прочности, что может наблюдаться при

содержании более 0,5-0,6% фтора. СаF2 также несколько активизирует процесс образования алюминатов. Так, в присутствии 1% СаF2 температура появления однокальциевого алюмината снижается на 80оС.

В период твердофазовых реакций в присутствии минерализаторов образуются отдельные области микрорасплава. Жидкая фаза появляется при более низкой температуре.

Температура образования основного эвтектического состава снижается на 80-150оС. Фториды также изменяют фазовый состав цементного клинкера. В их присутствии трехкальциевый алюминат разлагается на С12А7 и СаО. С12А7 образует с СаF2 комплексное соединение С12А(СаF2)х ( где х < 1). На практике фторсодержащие клинкера содержат С3А, С11А7 ∙ СаF2, а также фторсодержащие С12А7. Из выделяющейся свободной извести образуется дополнительное количество алита. В жидкой фазе в присутствии минерализаторов растворяется большое количество двухкальциевого силиката и СаО. Растворение происходит интенсивнее, что, в свою очередь, вызывает более интенсивную кристаллизацию алита. Температура образования алита снижается на 150-200оС.

Для устранения отрицательного влияния фтора на механическую прочность цемента содержание фторидов должно быть не более 0,5-0,6% по фтору.

Введение 0,6% плавикового шпата в сырьевую смесь позволяет снизить удельный расход топлива на 4%,

повысить производительность вращающихся печей на 4% и прочностные показатели цемента на 2,5% МПа. Аналогичные результаты достигаются при введении в шихты 0,2% Na2SiF6. Процесс получения клинкера интенсифицируется при введении в шихты 1-3% фторапатита, около 10% фосфорфтористого шлака, фтористогипсовых и других фторсодержащих отходов.

 
     
© 2010 - 2016 stroy-tip.ru