загрузка...

4.1. Синтез расширяющейся композиции на основе доломитов 4.1.1. Изучение влияния температуры и добавок на возможность регулирования расширения композиции

С целью определения возможности использования доломитов различного состава в качестве расширяющейся добавки к портландцементу определяли их гидратационную активность.

Основными факторами, влияющими на гидратационную активность оксидов магния и кальция, являются размеры их кристаллов, завершенность структуры, наличие защитных пленок из новообразований на поверхности и присутствие электролитов, снижающих растворимость оксидов магния и кальция при гидратации [106].

СаО и MgO получали обжигом доломита при разных температурах, в связи с этим важен анализ свойств доломитовой извести и не только скорость гашения, т.е. момент достижения максимальной температуры, но и последовательное развитие гидратации. Особенностью гашения доломитовой извести является весьма медленное понижение температуры во времени и фиксирование температуры в каждый момент гашения, что вызвано замедленной гидратацией магнезиальной составляющей. Последнее обстоятельство обусловлено структурой MgO, формирующейся при температуре декарбонизации доломита, значительно превышающей температуру диссоциации MgC03.

На рис. 4.1. представлены данные гидратационной активности доломитизированной извести, полученной при обжиге Ковровского доломита при 600, 800, 900°С, и влияние добавки Na2C03 (3 %), введенной перед обжигом при тех же температурах с выдержкой 30 мин. 1 б 3 Максимальную гидратационную

активность обнаружила известь без добавок, полученная обжигом при 900°С.

я

20 30 40 Время, тн

Рис.4.1. Зависимость гидратационной активности доломитовой извести от температуры обжига без добавки (а) и при добавлении 3% Na2C03 (б) 1-600; 2-700; 3 - 800; 4 - 900°С.

Водопотребность определяли как отношение массы воды к массе порошка, при котором полученная суспензия обладала пластичностью. Процесс гашения при В/Т = 1 завершается в течение 3 мин с разогревом массы до 98°С (рис. 4.1.; кривая 4 а). Гидратационная активность извести с

добавкой Na2C03 (В/Т = 0,5) значительно понижена (рис.4.1., кривая 4 б) по сравнению с гидратационной активностью извести без добавки. Характерным является снижение водопотребности доломитовой извести с добавкой Na2C03, полученной обжигом при 900°С. Гашение продолжается в течение 27 мин с разогревом массы до 33°С. В результате установили, что добавка Na2C03

активизирует тепловыделение доломитовой извести при 600, 800°С, увеличение температуры обжига до 900°С приводит к снижению тепловыделения при гашении.

Гидратационная активность доломитовой извести, полученной обжигом при 900°С с добавлением Na2C03, значительно снижается, что, вероятно, объясняется образованием защитной пленки, созданной расплавом (Na2Ca(C03)2 и Ыа2С03) из новообразований, обволакивающей поверхность кристаллов оксидов магния и кальция и тормозящих проникновение воды к поверхности оксида, способного гаситься.

Следовательно, добавка способствует образованию медленно гасящейся извести, формирующейся при пониженной температуре обжига 900°С.

Наиболее характерными и важными физико-механическими свойствами расширяющейся композиции являются свободное линейное расширение и самонапряжение. Кроме величины свободного линейного расширения и самонапряжения большое значение имеет динамика развития деформаций во

времени.

Рис.4.2. Измерение свободного расширения

1 - индикатор линейного расширения; 2 - крышка кольца; 3 - набор колец; 4 - основание.

добавкой Na2C03 (3 %).

Пользуясь методикой, разработанной Шереметьевым Ю.Г. [129], с помощью индикатора линейного расширения часового типа, определили изменения пустотности при свободном

расширении системы. Наблюдения вели за продуктом обжига доломита Липецкого месторождения.

Для удобства замеров кольце - форму составляли из небольшого количества колец (3- 5). Индикатор линейного расширения располагали так, чтобы его щуп касался середины верхней части крышки кольце - формы (рис. 4.2.).

Расширяющаяся композиция (РК) получена обжигом при температуре 950°С доломита с На рис. 4.3. представлена кинетика свободного расширения РК при температуре 20°С. Из рисунка видно, что расширение начинается через 15 мин. с момента затворения, интенсивно протекает в течение 6 часов, после чего замедляется. Расширение, постепенно затухая, продолжалось весь период наблюдения; через 24 часа эксперимент прекратили, т.к. при сильном расширении точность измерений снижается ввиду нарушения соосности колец и смещения щупа индикатора относительно центра крышки (Рис.4.4.).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Время, час

Рис. 4.3. Кинетика свободного расширения.

Рис.4.4. Расширение РК в кольце-форме.

Установлено, что при отсутствии внешнего ограничения РК свободное расширение составило 94 % через 24 часа.

Введение пластифицирующей добавки JICT (отход целлюлозно-бумажной промышленности лигносульфонат) повлияло на объемные деформации РК, на рис. 4.5. представлена кинетика расширения РК, содержащей J1CT (0,3 %), за восемь суток.

Следовательно, кинетика расширения РК зависит не только от добавки №2СОз, но и от содержания JICT. Свободное расширение составило 90 % через 8 суток. Изменяя содержание пластификатора в составе РК можно воздействовать на скорость расширения, без ущерба основному показателю - расширяющему усилию.

Полученные данные свидетельствует о том, что образующиеся в результате гидратации MgO и СаО кристаллы Mg(OH)2 и Са(ОН)2 не стремятся заполнить поровое пространство, а напротив располагаются так, чтобы объем пор увеличивался, следовательно, в случае жесткого противодействия расширению системы кристаллы гидроксидов магния и кальция могут развить значительное давление. и S X

о а s

3 о я» CL

100 80 60 40 20 0 -4 ? ? —? f '? у 1 2 3 4 5 6 7

Время, сутки

Рис. 4.5. Влияние J1CT на кинетику свободного расширения

С целью определения влияния некоторых химических добавок в смеси на гидратационную активность доломитовой извести обжигали Липецкий доломит с добавками (табл. 4.1.).

Таблица 4.1.

Влияние температуры обжига и добавок на активность Липецкой доломитовой

извести. № Добавки, % Активность, %, при температуре обжига, °С 700 800 900 1000 1 Без добавки 21,29 23,9 30,76 43,58 2 МпС12 • 4Н20 - 3 27,17 26,05 37,45 43,42 3 FeS04-7H20-3 33,61 34,73 34,77 37,81 4 Na2C03 - 3 29,41 40,05 34,45 31,97 Смеси для исследований готовили следующим образом: в доломит, предварительно высушенный и прошедший через сито №008, добавляли добавку, предварительно растертую и пропущенную через сито №008. Смесь усредняли в 'Ь ступке резиновым пестиком. Из приготовленных смесей формовали образцы в виде таблеток 0 20 мм, массой 10 г, под давлением 20 МПа. Образцы обжигали при 700 - 1000°С с выдержкой 1 час. После обжига определяли активность ъ доломитовой извести. Для образования твердых растворов химические элементы обычно находятся в одной подгруппе периодической системы химических элементов или в одном периоде, причем, как правило, в соседних подгруппах (Г.Б. Бокий [130]). Существует три правила, необходимые для образования твердых растворов. 1.

Оба металла должны принадлежать к одному структурному типу. 2.

Величины отклонений атомных радиусов обоих компонентов не должны превышать 10- 12 %. 3.

Оба элемента должны быть химически близкими друг к другу.

Добавки солей Fe и Мп вводили, рассчитывая, что двухвалентные ионы

марганца и железа (ионные радиусы по Белову - Бокию соответственно 0.80 и 0,91 А) имеют весьма близкий ионный радиус с ионом магния (0.74 А). Последнее позволяло рассчитывать на большую вероятность образования твердых растворов между добавкой и карбонатом магния.

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что в интервале температур 700 - 800°С введение добавок солей способствует ускорению декарбонизации, что и вызывает увеличение активности извести. Дальнейшее повышение температуры обжига понижает активность извести.

Визуальный осмотр гранул с добавкой ЫагСОз после обжига показал, что образцы до обжига имеют серый цвет с белым налетом. При обжиге, начиная с 500°С, гранула имела мелкие поры, при 700°С на грануле наблюдается сеть трещин, сердцевина пористая, заметны белые вкрапления, при 900°С гранула светлая и имела трещины. У доломитовой извести, обожженной при температуре 1000°С, определяли температуру тепловыделения (по разности между температурой смеси и воды) при гидратации в зависимости от количества добавки введенной перед обжигом. Температура воды для гашения составляла 20±2°С. Полученные результаты приведены на рис 4.6 - 4.8.

Рис. 4.6. Влияние изменения концентрации добавки Na2C03 на

5 10 15 20 25 Продолжительность гидратации, мин

тепловыделение при гашении доломитовой извести: 1 - без добавки; с добавками: 2 - Na2C03 -1%; 3 - Na2C03- 3%; 4 - Na2C03 - 6%. 30 20

0

50

а

р 40

я а о с S 1) н

V

К

я

g 10

in

s 1

л 2.5 5 10 15 20 25 30 35

Продолжительность гидратации, мин

Рис. 4.7. Влияние изменения концентрации добавки Fe2S04 • 7Н20 на тепловыделение при гашении доломитовой извести:

1 - без добавки; с добавками: 2 - Fe2 S04 • 7Н20 - 1% ; 3 - Fe? S04 ? 7Н20 - 3% ; 4 - Fe2 S04 • 7H20 - 6%.

Продолжительность гидратации, мин

Рис. 4.8. Влияние изменения концентрации добавки МпС12 • 4Н20 на тепловыделение при гашении доломитовой извести:

1 - без добавки; с добавками: 2 - МпС12 • 4Н20 - 1% ; 3 - МпС12 • 4Н20 - 3% ; 4 - МпС12 • 4Н20 - 6% .

Максимальная величина тепловыделения смещается с 2,5 мин до 5... 10 мин. Все исследуемые добавки понижают температуру гашения и тепловыделения доломитовой извести и ее активность, увеличение концентрации добавки значительно уменьшает активность извести и понижает тепловыделение при гидратации.

С целью определения влияния щелочных соединений на диссоциацию доломита Липецкого месторождения вели обжиги с добавкой Li2C03 (3 %) при температуре 700, 950°С, с выдержкой 30 мин. Включение в число добавок весьма

редкого и дорогого реактива было вызвано следующим: во - первых ионный

+ 0 2+ 0 радиус Li равен 0,68 А весьма близок ионному радиусу Mg" 0,74 - 0,76 А, во -

вторых в нашем распоряжении был карбонат лития и, следовательно, можно

было рассчитывать на образование анионного комплекса Li2Mg(C03)2 в виде

двойного карбоната, в-третьих, согласно закономерности, установленной

Ферсманом А.Е., в природе элементы чаще образуют твердые растворы и

двойные соли, если расположены в периодической системе Д.И. Менделеева по

диагонали [130].

Термическая активность при гидратации (В/Т=0.7) доломитовой извести, обожженной при 700°С, представлена на рисунке (4.9.). о. 4 а

u j

с z

s ,

s 1

О

и s я <и S3 о S

м

S

о -•-1 - J— ^ ? 1 2 3 4 5 10 15 25 35

Продолжительность гидратации, мин Рис. 4.9. Термическая активность доломитовой извести 1- без добавок, 2 -

Li2C03(3%).

Визуальный осмотр гранул в процессе обжига показал, что до обжига гранула имела светло-серый цвет. При температуре обжига 500°С поверхность гранулы светлая, хотя сердцевина гранулы оставалась серой и имела относительно крупные поры, при температуре 700°С вся гранула имела белый цвет с пористой, мягкой сердцевиной, при 950°С сердцевина приобрела светло- розовый оттенок.

Термическая активность при гашении доломитовой извести, обожженной при 950°С, представлена на рисунке (4.10.). 40

<5

и

4> 5 X

и

X

5

^ 50

л а

Р 40

03

а

и

30 20 10 0 —П— 2 — о—= —?— ЕЗ о ? Я 2 3 4 5 10

Продолжительность гидратации, мин.

20 Рисунок 4.10. Термическая активность при гашении доломитовой извести обожженной при 950°С, 1 - без добавки, 2 - Li2C03 (3 %). Анализируя данные, можно заключить, что влияние исследуемых реагентов (Li2C03 - 3 %) на свойства доломитовой извести сводится главным образом к изменению скорости гидратации расширяющихся фаз MgO и СаО и, как результат этого, к изменению характера развития деформаций расширения.

Нами также были изучены составы с Li2C03 - 4 % и Na2C03 - 4 %, добавленных перед обжигом к липецкому доломиту. Обжигали смеси при температуре 500, 700, 900°С выдержка 30 мин. Визуальный осмотр гранул до и в процессе обжига показал, что до обжига гранулы имели серый цвет с белым

in

о a>

о

D

.0 ф

*

Jf

?л-ir-

W ? *

Рис.4.11. Характерные визуальные изменения липецкого доломита при нагревании

I - без добавок, II - с Na2CO 3 - 4 %, III - с Li2C03 - 4 %

А - без обжига, Б - обожженного, °С: 500, В - 700, Г - 900.

налетом. При температуре обжига 500°С и выдержке 30 мин., гранулы приобрели светлый ближе к белому цвет, отмечалось появление трещин, сердцевина пористая. При 700°С гранулы белые, сердцевина мягкая, при 900°С пористость увеличилась, цвет не изменился. Результаты микроскопического исследования продуктов обжига позволили по фотографиям построить схему (рис.4.11.) диссоциации липецкого доломита без добавок и с добавками (Na2C03 - 4 % и Li2C03 - 4 %). Продукты обжига после измельчения рассматривали в иммерсионных препаратах в проходящем свете на оптическом микроскопе.

При температуре 500°С на контакте доломита и щелочных соединений (Li2C03 и Na2C03), наблюдались изменения в виде мелких округлых новообразований.

Можно предположить, что добавка Li2C03, аналогично Na2C03, образует двойные соли с выделением MgO. Повышение температуры до 700°С, вероятно, вызывает плавление предполагаемого двойного карбоната, кристаллы становятся непрозрачными.

Образующиеся зоны микрорасплава, по-видимому, способны вновь 9 реагировать, "разъедая" поверхность кристаллов СаСОз в местах взаимного ,4 контакта. В результате карбонат кальция растворяется в расплаве двойного карбоната. Расплав оставляет шлейф сросшихся кристаллов, что отражают микрофотографии негашеной доломитовой извести. Дальнейшее увеличение температуры до 900°С ускоряет процесс.

Для сравнения результатов были получены кривые (рис.4.12.) дифференциально-термического анализа (ДТА) липецкого доломита без добавок и при введении добавок (Na2C03 - 4 % и Li2C03 - 4 %). а)

то б)

TG С)

TG ито \ DTG "N^ /" DTG V fiootft 400 с Л Л

DTA / \ I \\

800'С \

92д'С DTA / 38(

70°c: /Л] Vi / V / 5S0°C W

/ 840"С DTA \Д/ \ I

/ 6oo°c \\

T / 840"C Рис.4.12. Результаты термического анализа Липецкого доломита а) без добавок 6)Na2C034% c)Li2C034%. Результаты ДТА свидетельствуют о снижении температуры начала диссоциации доломита в присутствие исследуемых добавок и скорости декарбонизации. Добавки Na2C03 и Li2C03 снижают температуру начала выделения С02 вследствие химического взаимодействия с доломитом, это проявляется на термограмме уменьшением «глубины» эндотермического >s эффекта, вызванного декарбонизацией доломита, и смещением в область низких температур. В присутствии добавок последовательность превращений представляется следующей. Относительно низкотемпературное разложение СаМ§(СОз)2, вероятно, обусловлено образованием двойных солей, что с повышением температуры сопровождается выделением оксида магния. Для идентификации тепловых эффектов проведен рентгенофазовый анализ промежуточных продуктов обжига, полученных при 500, 700, 900°С и выдержке 30 мин (рис.4.13, 4.14, 4.15.).

Можно предположить, что последовательность изменений в системе CaMg(C03)2 с Li2C03 (4 %) аналогична наблюдаемым в системе CaMg(C03)2 с Na2C03 (4 %). Сопоставление рентгенограмм продуктов обжига с Li2C03 показали, что изменения в доломите в присутствии добавок начинались при более низкой температуре в сравнении с CaMg(C03)2 без добавок. Следует обратить внимание на тот факт, что в присутствии Li2C03, Na2C03 при 500°С происходит разложение доломита, фиксируются отражения СаС03, четко проявляется MgO с основным максимумом 2,103 А. На рентгенограммах доломита с Li2C03 (рис. 4.14. - 1,2.) отражения Li2C03 слабо выражены, кроме того, имеются максимумы (2,92; 2,81 А) которые перекрываются сильными отражениями доломита. Таким образом, в присутствии Li2C03 в обжигаемой смеси можно предположить образование двойного карбоната Li2Mg(C03)2, который обеспечивает относительно низкотемпературное разложение магнезиальной части доломита.

Результаты микроскопического исследования совместно с данными ДТА и рентгенофазовым анализами при соответствующих температурах позволили установить, что исследуемые щелочные соли взаимодействуют до начала декарбонизации доломита. За счет низкотемпературных взаимодействий добавок с доломитом при 500°С появляется MgO, при 700°С появляется СаО. Основная масса СаС03 разлагается при температуре 840°С.

Проведенные исследования показывают возможность использования исследуемых соединений как добавок к доломитам, введенным перед обжигом, для снижения активности получаемой доломитовой извести, при низкотемпературном обжиге. A CaMg(C03)2 © CaC03 О MgO

G СаО

©

У ? ? © ©О © © pS

00 « -о ires о\ LAJ л. CN~ Рис. 4.13. Превращения в Липецком доломите при нагревании,°С: 1 - без обжига; 2 - 500; 3 - 700; 4 - 900°С. A CaMg(Ca)2 • 1Л2СОз ? MgCCb XX СаСОз о MgO * © СаО

Рис. 4.14. Превращения в Липецком доломите с добавкой 1л2СОз 4 % при нагревании, °С: 1 - без обжига, 2 - 500,3 - 700,4 - 900.

a CaMg(C03)2 о Na2C03 ? MgC03

И CaC03 О MgO е СаО

X N8203(003), J WW

Рис. 4.15. Превращения в Липецком доломите с добавкой №2СОз - 4 % при нагревании, °С: 1 - без обжига; 2 - 500; 3 - 700; 4 - 900.

Большой интерес представляет исследование свойств РК, полученной на основе техногенных продуктов, заменяя кальцинированную соду отходами. В качестве такой щелочной добавки использовали щелочной сток производства капролактама (ЩСПК) в пересчете на адипинат натрия (NaOOC(CH2)4COONa). Влияние щелочных соединений на диссоциацию доломита проверяли на волосовском и ковровском доломитах с добавкой адипината натрия 1 и 6 %, при 900°С с выдержкой при максимальной температуре 1 час. ЩСПК вводили в смесь в виде водного раствора, применяемого для грануляции доломита. Концентрации раствора ЩСПК подбирали таким образом, чтобы содержание адипината натрия в сырьевой смеси составляло 1 и 6 мае. %. Основной составляющей ЩСПК является адипинат натрия (АН). При 300...500°С адипинат натрия окисляется и образуется карбонат натрия.

В полученных после обжига композициях определяли температуру гашения при В/Т=0,5. Результаты определения тепловыделения доломитовой извести полученной из Волосовского и Ковровского доломитов с разным содержанием АН представлены на рис.4.16-4.17.

Рис. 4.16 . Термическая активность при гашении Волосовской доломитовой

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Продолжение гашения, мин и 80 3 а. 70 >, 60 н я о.

и 50 с S о 40 н и 30 s X

о 20 I « 5 10 м К 0 извести обожженной при 900°С, 1 - без добавки, 2-е добавкой, %: АН 1 %, 3 -

АН 6 %.

Рис. 4.17. Термическая активность при гашении Ковровской доломитовой извести обожженной при 950°С, 1 - без добавки, 2 -с добавкой, %: АН 1,3 - АН 6.

Продолжительность гашения, мин.

С целью визуального наблюдения процесса гидратации и расширения, небольшое количество исследуемых смесей (3 г.) при В/Т = 0,7 заливали в стеклянные пробирки, наружный диаметр 11 мм., с толщиной стенки 1 мм.

Суспензия в пробирке схватывалась, твердела, затем начинала развивать давление, вследствие которого пробирка разрушалась рис.4.18.

Рис.4.18. Разрушение пробирки заполненной РК

Расширение смеси на основе Волосовского доломита с АН (1 %) вызвало разрушение пробирки через 40 часов, увеличение содержания АН до 6 % вызвало трещину в пробирке через 72 часа.

Композиция на основе Волосовского доломита обладает большим эффектом напряжения.

Таким образом, из исследуемых минерализующих добавок карбонат натрия оказывает ускоряющее действие на декарбонизацию доломита и в то же время замедляет гидратацию извести.

Очередным этапом работы явилось изучение влияния добавок NaF, К2СОз, введенных перед обжигом на скорость гашения извести.

Для проведения экспериментов использовали Ковровский и Волосовский доломиты с вводом в них добавок. После чего смеси обжигали при 900°С с выдержкой 60 мин. Полученную известь измельчали до полного прохождения через сито №008.

Для гашения брали навеску 2 г. затворяли водой В/Т = 0,5. Результаты изменения температуры при гашении представлены на Рис. 4.19.

Рис. 4.19. Термическая активность при гашении Волосовской доломитовой извести обожженной при 900°С,1 - без добавки,2 - с добавкой, %:NaF 2 ,3- NaF 3.

0.5 2.5 5 7.5 10

=4 80

§,70

?60

&50

! 40

(D

н 30

V

§20

12.5 15 17.5 22.5 25 27.5 30 Продолжительность гашения, мин.

ё 10

17.5 20 22.5 25 27.5 30 Продолжительность гашения, мин.

Рис. 4.20. Термическая активность при гашении Ковровской доломитовой извести обожженной при 900°С, 1 - без добавки, 2-е добавкой, %:NaF 2,3- NaF 3.

Как следует из рис. 4.20, добавка NaF по-разному влияет на гидратацию извести, полученную из разных доломитов. Сопоставляя химический состав использованных известняков с результатами исследований, представленных в главе 4 можно заключить, что термическая активность РК зависит в большей мере от содержания MgO и СаО в известняке. Повышенную термическую активность волосовской доломитизированной извести, можно объяснить повышенным содержанием СаО, согласно представленному химическому составу (Глава 2.. табл. 2.1).

Влияние изменения концентрации добавки К2С03, добавленной в доломит перед обжигом, на термическую активность при гашении доломитовой извести представлены на рис.4.21 - 4.22. Ионный радиус калия (1,33 А) больше, чем кальция и магния, К2С03 вводили, рассчитывая на вероятность образования твердых растворов между добавкой и карбонатом магния и кальция.

Продолжительность гашения, мин.

Рис. 4.21. Термическая активность при гашении Волосовской доломитовой извести обожженной при 900°С. 1 - без добавки, 2-е добавкой, %: К2С03 2, 3 - К2С03 3. 4)

I 10

со

S

о

и

°3 60 о,

^ 50 а

1 40

Рис. 4.22. Термическая активность при гашении Ковровской доломитовой извести, обожженной при 900°С. 1 - без добавки, 2-е добавкой, %: К2СОз 2, 3 - К2С03 3.

Продолжительность гашения, мин.

Как показывают результаты испытаний, добавка К2С03 также снижает химическую активность полученной извести при гашении.

Проведенные исследования показывают возможность использования натриевых и калиевых соединений как добавок к доломитам для снижения химической активности получаемой извести при низкотемпературном обжиге.

Косвенную оценку извести на расширение производили визуально. Для этого навеска 2 г. затворялась водой В/Т= 0,4, полученная смесь заливалась в стеклянную пробирку 0 11 мм, толщина стенки 1 мм. Результаты показали, что материал, полученный при обжиге Волосовского доломита, в который введена добавка Na2C03 - 3 %, обладает самонапряжением разрушающим пробирку через 24 часа.

Экспериментально установлено, что наиболее интенсивно расширяются смеси на основе Ковровского доломита с добавкой Na2C03 (3 %), разрушение произошло через 17 час с момента затворения.

Очередным этапом работы явилось изучение влияния Na2C03 10 %, добавленных в Ковровский доломит перед обжигом, на скорость гашения извести. Полученные данные приведены на рис. 4.23.

Продолжительность гашения, мин. Рис. 4.23. Термическая активность при гашении Ковровской доломитовой извести, обожженной при 900°С: 1 - без добавки, 2 - с добавкой, %: Na2C03 10.

Рис. 4.24. Изменения поверхности кристаллов Ковровского доломита: а-без обжига; б-900°С; в- добавка 10% №гС03 - обжиг 900 °С. Прох. Свет. Увел.500

Карбонат натрия представляет наибольший интерес, так как именно эта добавка образует двойные соединения Na2Ca(C03)2 при обжиге

доломита и вызывает максимальное влияние на гидравлическую активность доломитовой извести.

На Рис. 4.24. приведены микрофотографии Ковровского доломита без обжига (рис. 4.24. а) и доломитовой извести без добавок и содержащей карбонат натрия 10 % (рис. 4.24. б, в), обожженной при 900°С с выдержкой 30 мин. Продукты обжига после измельчения рассматривали в иммерсии в проходящем свете оптического микроскопа.

Петрографический анализ при 500 - кратном

увеличении, позволил увидеть различия в продуктах обжига. Введение карбоната натрия вызывает крупнозернистую кристаллизацию оксидов, образование сросшихся кристаллов, что отражает

микрофотография.

А Са(ОН) О Mg(OH) О MgO П СаСОз

Д. Са(ОН), О Mg(OH)2 О MgO в СаО

X Na^a^O,), И СаСОз О Na,C03

00 CN А о;-

г- (N Г^ 1 Л СО х\

СО / / /X

! (N 0

г-

VO 00 1 о СО 1 1 m СО "fr I СО

Рис. 4.25. Продукты гашения Ковровской доломитовой извести: а - без добавки; б - добавка Иа2СОз - 10%. Данные, полученные с помощью РФА, показали, что продукты гашения Ковровской доломитовой извести после двух часов гидратации отличаются от модифицированной извести, полученной обжигом доломита с добавкой Na2C03 - 10 % (рис. 4.25). Интенсивность отражений MgO в доломитовой извести, модифицированной Ыа2СОз -10 %, увеличены и интенсивность отражения (2,62 А) характеризующего гидроксид кальция, полученный гидратацией модифицированной доломитовой извести, понизилась. В продуктах гашения, согласно РФА, присутствуют отражения Na2Ca(C03)2 и Na2C03. Повидимому, расплав этих новообразований при обжиге доломита образовал защитную пленку, которая обволакивает поверхность кристаллов оксидов магния и кальция и сдерживает проникновение воды к поверхности оксидов, способных гаситься.

Методами рентгенофазового и кристаллооптического анализов установлено, что в присутствии Na2C03 в доломите при низкотемпературном обжиге полностью проходит диссоциация с образованием MgO при 500°С, СаО при 700°С, появившийся Ыа2СОз после разложения Ка2Са(СОз)2, в местах контакта с СаС03 формирует новые количества двойного карбоната Na2Ca(C03)2. Плавление последнего способствует появлению сросшихся кристаллов MgO и СаО.

Следовательно, для получения РК по низкотемпературной технологии оптимальный состав добавки, введенной перед обжигом к доломиту следует выбирать опытным путем в зависимости от требований к свойствам РК (термическая активность, время в течение, которого происходит расширение).

<< | >>
Источник: Черкасов, Андрей Викторович. Малоэнергоемкая технология вяжущих композиций с управляемым расширением на основе магнийсодержащих материалов / Дис. канд. техн. Наук / Белгород. 2006

Еще по теме 4.1. Синтез расширяющейся композиции на основе доломитов 4.1.1. Изучение влияния температуры и добавок на возможность регулирования расширения композиции:

  1. 4.2. Синтез расширяющейся магнезиальной добавки на основе брусита 4.2.1. Изучение влияния температуры и фракционного состава брусита на возможность регулирования расширения магнезиальной добавкой
  2. 4.1.2. Изучение влияния расширяющейся композиции на свойства твердеющего цемента
  3. Черкасов, Андрей Викторович. Малоэнергоемкая технология вяжущих композиций с управляемым расширением на основе магнийсодержащих материалов / Дис. канд. техн. Наук / Белгород, 2006
  4. Анализ композиции Общее понятие композиции
  5. 4.1.3. Возможность применения принципа регулирования процесса расширения в силикатной технологии
  6. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО ОМОНОЛИЧИВАНИЯ СИЛИКАТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ. СТРУКТУРА СИЛИКАТНГО КАМНЯ И КРИТЕРИИ ЕЕ ОЦЕНКИ
  7. 4.2.2. Изучение влияния количества вводимой добавки на свойства цемента нормированного расширения
  8. Глава I ОТ ПОРОХА ДО ЭНЕРГОВЫДЕЛЯШЩИХ композиций
  9. Типы композиции
  10. КОМПОЗИЦИЯ СЮЖЕТА
  11. 1.11. ЭНЕРГОВЫДЕЛЯШЩИЕ КОМПОЗИЦИИ
  12. Композиция образной системы
  13. КОМПОЗИЦИЯ СЮЖЕТА