Для студентов обучающихся по специальности «Производство строительных изделий и конструкций»

Минеральные вяжущие вещества

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Алит — важнейший клинкерный минерал-силикат, определяющий высокую прочность, быстроту твердения и ряд других свойств портландцемента. В клинкере он содержится обычно в количестве 45—60%. Алит рассматривают как твердый раствор трехкальциевого силиката и небольшого количества MgO, A1203) P2O5, Сг203 и др. Хотя содержание этих примесей в трехкальциевом силикате и небольшое (2—4%), но они определенным образом влияют на его структуру и свойства. Таким образом, следует различать трехкальциевыи силикат, получаемый в лабораторных условиях из химически чистых компонентов, и алит, образующийся в цементном клинкере.

Трехкальциевыи силикат встречается в трех полиморфных модификациях. Чистый C3S обычно кристаллизуется в триклинной форме, примеси же переводят структуру в моноклинную (в цементах), а иногда в триго-налыгую.

Кристаллы алита имеют шестигранную или прямоугольную форму, которая хорошо просматривается в полированных шлифах клинкера и отраженном свете. В проходящем свете кристаллы алита бесцветны и имеют слабое двухпреломлеиие с показателями светопреломления Ng=l,723 и Np= 1,1717.и неясно выраженную спайность в одном направлении. Его истинная плотность 3,15 г/см3.

Чистый C3S устойчив в интервале температур от 1200—1250 до 1900—2070 °С. Ниже указанных температур C3S разлагается на C2S и СаО, а выше 2070 °С плавится. Практическое значение имеет нижняя температурная область, так как после обжига клинкер, охлаждаясь, находится некоторое время при 1200—1250°С, что может вызвать его разложение, и, следовательно, ухудшение качества. При обычных температурах возможность его разложения резко уменьшается вследствие большого переохлаждения.

На прочность и другие свойства портландцемента значительно влияют форма кристаллов алита в клинкере, их размеры, распределение по величине, степень закристаллизованности и др. Петрографические исследования показали, что клинкеры цемента марок 600—700 характеризуются разными размерами кристаллов алита с преимущественным содержанием мелких кристаллов величиной 3—20 мкм. При этом важно преобладание кристаллов правильной призматической или гексагональной. формы. По данным Е. Гжимека, цементы приобретают тем большую прочность и скорость твердения, чем выше отношение длинной оси шестигранных кристаллов алита к короткой.

Н. А. Торопов, С. Д. Окороков, Ю. М. Бутт, В. В. Ти-машев, М. М. Сычев, Л. Д. Ершов и др. установили положительное влияние на прочность портлаидцементов малых количеств CaS04, CaF2, P2O5, Ti02) Cr203, содержащихся в сырье или специально вводимых в сырьевые смеси соединений. Присутствие их в обжигаемых смесях (0,1—0,5%) оказывает легирующее действие на алит и позволяет получать цементы с повышенной активностью. Однако механизм их действия изучен недостаточно. Можно полагать, что такие вещества в процессе обжига способствуют образованию в клинкере кристаллов элита с наиболее благоприятной структурой и размерами и одновременно затрудняют возникновение других клинкерных минералов, например С3А, отличающихся пониженной прочностью.