химический анализ

Строительный портландцемент долгое время изготовлялся на основе прак­тического опыта, накопленного в процессе производства. При сравнении результатов химического анализа строительного портландцемента было установлено, что имеется определенная связь между про­центным содержанием извести, с одной стороны, и кремнезема, глинозема и оксида железа - с другой. Эта взаимосвязь ок­сидов определяется гидравлическим модулем.

Гидравлический .

Строительные цементы хорошего качества имеют гидравлический модуль, примерно равный 2. Строительные цементы с Я7И<1,7 обычно имеют недо­статочную прочность. Строительные цементы с НМ=2,4 и более, чаще всего не обладают постоянством объема.

Обычно НМ находит­ся в пределах 1,7-2,3. Установлено, что с увеличением НМ тре­буется больше тепла для обжига клинкера, возрастают проч­ность цемента (особенно начальная) и теплота гидратации и снижается химическая стойкость. Гидравлический модуль ис­пользуют еще и сейчас. Позднее для лучшей оценки цемента ввели силикатный и глиноземный модули, которые до некоторой степени дополняют гидравлический модуль.

 Силикатный модуль в строительстве представляет собой отношение по массе Si0₂ к сумме А1₂0₃ и Fe₂0₃. Силикатный модуль обычно находится в пределах 1,9 - 3,2. Наиболее благоприятные значения силикатного модуля расположены в интервале 2,2-2,6. Также встречаются и более высокие значения силикатного модуля, например 3-5, а иног­да и выше; такие модули характерны для строительных цементов с высоким содержанием кремнезема и для белых цементов. Наряду с этим встречаются и низкие значения силикатного модуля, например 2-1,5. С ростом силикатного модуля ухудшается способность клинкера к обжигу при снижении содержания жидкой фазы. Вероятность образования обмазки в печи незначительна. Кроме того, рост силикатного модуля является причиной замедления схватывания и твердения цемента. При уменьшении силикатно­го модуля возрастает содержание жидкой фазы; это обуслов­ливает хорошую «обжигаемость» клинкера и образование об­мазки   в   печи.

 Кремнеземный модуль. Отношение Si0₂/Al₂0₃ названо Мусгнугом кремнеземным модулем. При обжиге клинкера во вращающихся печах в зоне спекания создаются благоприятные условия для образования обмазки, когда указанное отношение находится в пределах 2,5-3,5 и одновременно величина глино­земного модуля лежит в интервале 1,8-2,3. Кремнеземный мо­дуль нельзя смешивать с силикатным модулем, рассмотренным выше.

Глиноземный модуль характеризует строительный цемент с помощью массового отношения глинозема к оксиду железа

Обычно глиноземный модуль находится в пределах 1,5-2,5. Цементы с высоким содержанием глинозема имеют ТМ, равный 2,5 и более. Глиноземный модуль цементов с низким содержа­нием глинозема не превышает 1,5 (так называемые ферроце-менты). Глиноземный модуль имеет решающее    значение при определении содержания жидкой фазы в клинкере. Выдерживается молекулярное соотношение между обоими оксидами и в клинкере может образоваться только четырех кальциевый алюмоферрит. Поэтому, по расчету, клинкер не может содержать трехкальциевого алюмина­та. Такой случай имеет место в так называемом це­менте Феррари, который отличается низкой теплотой гидрата­ции, медленным схватыванием и малой усадкой. Высокий гли­ноземный модуль при низком силикатном модуле характерен для быстросхватывающихся цементов, в которые приходится до­бавлять значительное количество гипса для регулирования сроков   схватывания.

 Формулы для определения содержания извести в проектах строительства домов.

 Коэффициент насыщения известью по В. А. Кинду.

В СССР при применении формулы Кинда исходят из того, что неполное насыщение известью обусловлено только непол­ным связыванием извести с кремнеземом.

В клинкерах, богатых оксидами железа , глино­зем связан только в смешанно-кристаллической фазе. А максимальное количество извести и степень насыщения клин­кера определяются по уравнениям указанным в строительном проекте.

Степень насыщения известью. При рассмотрении коэф­фициента насыщения известью, так же как и при расчете состава минералов по методу Богга, при­нята предпосылка, что охлаждение клинкера сразу после дости­жения температуры спекания происходит столь медленно, что во время кристаллизации жидкие фазы находятся в равновесии с твердыми.

Этот случай не относится к клинкерам, содержащим С₃А. При температуре спекания около 1450°С свободная известь еще не выделяется из силикатных минералов C₃S и C2S, а ми­нералы С₃А и C₄AF уже плавятся. Однако эти расплавы содер­жат меньше извести, чем должно быть в соответствии с долей СзА, и могут получить недостающую известь только путем ее экстрагирования из твердых фаз - свободной СаО и C2S. При быстром производственном охлаждении клинкера эти про­цессы не успевают протекать и практически расплав алюмината не может связать больше извести, чем он успел абсорбировать при температуре спекания. Экспериментальные исследования показали, что наиболее богатые известью алюминатные расплавы практически связыва­ют две молекулы СаО на каждую молекулу АЬ0₃. Это и есть достижимый предел насыщения известью, определяемый техни­ческими условиями как «стандартное насыщение известью». В эту формулу входят такие же коэффициенты, как при опре­делении насыщения известью.

Этот коэффициент в дальнейшем обозначен KSTI, чтобы отли­чать его от более точного, основанного на исследовании системы из четырех компонентов СаО-SiCb-А1₂0з-F₂0₃:

Изменившиеся коэффициенты получены в результате более точ­ных исследований, при которых установлено, что в расплаве на каждую молекулу AI2O3 приходится 2,15 молекулы СаО, и для получения соответствующего расчету соединения с Fe20₃ оста­ются только молекулы.

Недавно предложено дальнейшее уточнение формулы Кюля для определения стандартного насыщения известью с учетом со­держания MgO.

В уточненную формулу строительного проекта подставляется содержание MgO, не превышающее 2%, так как при большем содержании MgO вы­ступает в форме периклаза.

Обычно для практических нужд применяют величину KSTII. Полученное значение соответствует английскому «коэффи­циенту связывания известивLSF, который отличается от приня­той в ФРГ степени насыщения известью K$G.