Файл: Физико-химические методы исследования цементов учеб. пособие.pdf

Гндрссульфоалюминат.кальция существует в двух формах::

«о, что при взаимодействии сульфата кальция с С3А и С5А3 об­ разуются совместно высокосульфатная и ннзкосульфатная. формы гидросульфоалюмимата кальция. При .взаимодействии С3А с двуводным или полуводным гипсом образуется преиму­ щественно высокосульфатная форма C3ACs3H3b а при взаимо­ действии гипса с С5А3 — низкосульфа-тная форма C3ACsH|2-

Низкосульфатный ЗСаО • А Ь03 CaSC4 ■12Н-0

(рис. 71 г) характеризуется следующими эндотермическими, эффектами: большим при 200—230°С и меньшими при 100—200, 300—320, 500 и 600°С, а также небольшим экзотермическим эффектом при 800°С-

Высокссульфатный ЗСаО • А120 3■SCaSO., • 31Н20

(рис. 71 д) характеризуется двумя эндотермическими эффек­ тами: при 160—170°С и при 260—270°С.

С помощью ДТА установлено, что моиосульфатная форма гидросульфоалюмината кальция устойчива в интервале 50— 200“С, в то Еремя как трехсульфатная ферма в интервале 125—175°С разлагается на монссульфатную и ангидридДе­ гидратация начинается при 30°С, а при 40—45°С резко сни­ жается содержание кристаллизационной воды до 12 молекул, которые полностью удаляются в интервале 500—600°С. Изме­ нение термохимических показателей в процессе фазовых пре­ вращений гидросульфоалю.минатов кальция приведены на схе­ ме: . , . ...

Зная константу пропорциональности К, можно по форму­ ле соотношения площадей вещества п эталона (2) определить весовое количество исследуемого вещества.

При количественных определениях необходимо учитывать, что площади термических эффектов на термограммах обусло­ влены изменением внутренней энергии взятого для исследо­ вания образца: чем больше взято вещества, тем сильнее бу­ дет выражен термический эффект, а следовательно, тем боль­ шей должна быть площадь эффекта. Поэтому при количест­ венных определениях необходимо 'строго соблюдать условия ведения анализа. Удобно пользоваться калибровочной -кривой, выражающей зависимость величины площади эффекта от количества взятого для исследования вещества.

Площади термических эффектов на -дифференциальной кривой обычно измеряются планиметромОднако в некоторых случаях более удобной может оказаться линейная палетка. На листе прозрачной бумаги проводят попеременно черной и крас­ ной тушью на равных расстояниях (2,5 мм) линииПри нало­ жении палетки на термограмму пик отсечет отрезки линий разной длины. Половина полученной суммарной длины (см) и дает искомую площадь. Измерение суммарной длины отрез­ ков производится циркулем - измерителем-

Погрешность измерений -с помощью палетки составляет десятые доли процента измеряемой площади.

где h — расстояние между линиями палетки, s — измеряемая площадь,

п — число ее пересечений (получается делением высоты площади на h).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ

Портландцемент получают путем обжига до спекания известняка н глины в определенном соотношении. Спекание же характеризуется частичным расплавлением материала, по­ явлением жидкости, которая, застывая, сваривает твердые со­ ставные части клинкера в.плотные и прочные гранулы-

Температура начала спекания, при которой начинается ча­ стичное плавление сырьевой смеси, определяется в основном химическим составом смеси. Например, если систем а СаО— АіОг начинает плавиться при температуре 2065°С, СаО— —А120 3—Si02 — уже при 1455°С, а сгагема СаО—АІ?.03— —Ре20 3 — при 1338СС и т- д. Количество жидкой фазы в порт­ ландцементе может быть подсчитано по определенным эмпи­ рическим формулам [1] в зависимости от химического состава сырья и температуры обжига. В портландцементе содержится 30% жидкой фазыХимический состав жидкой фазы можно найти по номограммам Н. А. Торонова [1].

Частичное плавление цементного клинкера в процессе его обжига значительно ускоряет реакции образования отдельных химических соединений, входящих в его состав. Наибольшее ускорение наблюдается при главнейшей реакции — образова­ нии трехкальциевого силиката, протекающей со значительной скоростью лишь при наличии жидкой фазыПроцесс образо­ вания трехкальциевого силиката в основном происходит пу­ тем растворения при повышенных температурах ранее образо­ вавшихся кристаллов 2СаО ■АМА, и СаО в жидкой фазе и выделения из этого расплава (менее растворимых) кристал­ лов. Для более глубокого представления о сущности реакций, протекающих в клинкерном расплаве, и влиянии таких факто­ ров, как изменение температуры, введение минерализаторов и т. п., необходимо ознакомиться с современными общими взгля­ дами на строение силикатных расплавов.

Основной характеристикой всякого расплава прежде все­ го является его вязкость, иначе называемая внутренним тре­ нием. Последнее определяет собой в конечном счете и скорость

никновение вязкости связано как с движением самих молекул, так и с наличием -молекулярного взаимодействия между ни­ ми, и зависит от формы и размеров молекул. Межмолекуляр­ ные силы взаимодействия особенно велики в вязких жидкос­ тях. Основной закон вязкого течения жидкостей, установлен­ ный Ньютоном в 1687 г-, выражается следующим уравнением:

щадь взаимодействия указанных слоев жидкости; ц — коэф­ фициент внутреннего трения, пли вязкость.

Отсюда вязкость численно равна тангенциальной силе, не­ обходимой для поддержания разности скоростей, равной еди­ нице, между двумя параллельными соприкасающимися слоя­ ми жидкости, расстояние между которыми также равно едини­ це. В метрической системе вязкость измеряется в пуазах

{дина ■сек/см2 или г/см ■сск).

Часто наряду с динамическим коэффициентом вязкости применяют так называемый кинематический коэффициент вяз­ кости у, получаемый делением динамического коэффициента вязкости жидкости на плотность этой же жидкости при соот­ ветствующих температурных условиях.

Т)

и = — см-ісек. cl

' 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОЙ ФАЗЫ КЛИНКЕРА

Для определения вязкости жидких фаз клинкеров исполь­ зуют различные типы вискозиметров: синхронные ротационные и вибрационные вискозиметры; вискозиметры ГОИ, работаю­ щие по принципу измерения угла закручивания упругой нити подвеса; вискозиметры Маргулеса-Воларовича, работающие по принципу измерения .нагрузки, которую необходимо прило­ жить для вращения центральной оси в вязкой массе.

Наиболее простым в эксплуатации является вибрацион­ ный вискозиметрНа рис. 73 приведена установка для опреде­ ления вязкости жидких фаз, включающая в себя внбрацпон-