Головна
Безпека життєдіяльності та охорона праці || Хімічні науки || Бізнес і заробіток || Гірничо-геологічна галузь || Природничі науки || Зарубіжна література || Інформатика, обчислювальна техніка та управління || Мистецтво. Культура || Історія || Літературознавство. Фольклор || Міжнародні відносини та політичні дисципліни || Науки про Землю || Загальноосвітні дисципліни || Психологія || Релігієзнавство || Соціологія || Техніка || Філологія || Філософські науки || Екологія || Економіка || Юридичні дисципліни
ГоловнаХімічні наукиТехнологія силікатних і тугоплавких неметалічних матеріалів → 
« Попередня Наступна »
Черкасов, Андрій Вікторович. Малоенергоємних технологія в'яжучих композицій з керованим розширенням на основі магнийсодержащих матеріалів / Дис. канд. техн. Наук / Білгород, 2006 - перейти до змісту підручника

4.1. Синтез розширюється композиції на основі доломіту 4.1.1. Вивчення впливу температури і добавок на можливість регулювання розширення композиції

З метою визначення можливості використання доломітів різного складу в якості розширюється добавки до портландцементу визначали їх гідратаціонную активність.

Основними факторами, що впливають на гідратаціонную активність оксидів магнію і кальцію, є розміри їх кристалів, завершеність структури, наявність захисних плівок з новоутворень на поверхні і присутність електролітів, що знижують розчинність оксидів магнію і кальцію при гідратації [106 ].

СаО і MgO отримували випаленням доломіту при різних температурах, у зв'язку з цим важливим є аналіз властивостей доломітового вапна і не тільки швидкість гасіння, тобто момент досягнення максимальної температури, а й послідовний розвиток гідратації. Особливістю гасіння доломітового вапна є досить повільне зниження температури в часі і фіксування температури в кожен момент гасіння, що викликано сповільненій гідратацією магнезіальній складової. Остання обставина зумовлено структурою MgO, що формується при температурі декарбонізації доломіту, що значно перевищує температуру дисоціації MgC03.

На рис. 4.1. представлені дані гідратаціонной активності доломітизовані вапна, отриманої при випалюванні Ковровського доломіту при 600, 800, 900 ° С, і вплив добавки Na2C03 (3%), введеної перед випалюванням при тих же температурах з витримкою 30 хв. 1 б 3 Максимальну гідратаціонную

активність виявила вапно без добавок, отримана випалюванням при 900 ° С.

я

20 30 40 Час, тн

Рис.4.1. Залежність гідратаціонной активності доломітового вапна від температури випалу без добавки (а) і при додаванні 3% Na2C03 (б) 1-600; 2-700; 3 - 800, 4 - 900 ° С.

Водопотреба визначали як відношення маси води до маси порошку, при якому отримана суспензія володіла пластичністю. Процес гасіння при В / Т = 1 завершується протягом 3 хв з розігрівом маси до 98 ° С (рис. 4.1.; Крива 4 а). Гідратаційна активність вапна з

добавкою Na2C03 (В / Т = 0,5) значно знижена (рис.4.1., Крива 4 б) в порівнянні з гідратаціонной активністю вапна без добавки. Характерним є зниження водопотребности доломітового вапна з добавкою Na2C03, отриманої випалюванням при 900 ° С. Гасіння триває протягом 27 хв з розігрівом маси до 33 ° С. У результаті встановили, що добавка Na2C03

активізує тепловиділення доломітового вапна при 600, 800 ° С, збільшення температури випалу до 900 ° С призводить до зниження тепловиділення при гасінні.

Гідратаціонной активність доломітового вапна, отриманої випалюванням при 900 ° С з додаванням Na2C03, значно знижується, що, ймовірно, пояснюється утворенням захисної плівки, створеної розплавом (Na2Ca (C03) 2 і Иа2С03) з новоутворень, обволікаючої поверхню кристалів оксидів магнію і кальцію і гальмують проникнення води до поверхні оксиду, здатного гаситися.

Отже, добавка сприяє утворенню повільно гасячи вапна, що формується при зниженій температурі випалу 900 ° С.

Найбільш характерними і важливими фізико-механічними властивостями розширюється композиції є вільне лінійне розширення і самонапруження. Крім величини вільного лінійного розширення і самонапруження велике значення має динаміка розвитку деформацій у

часу.

Рис.4.2. Вимірювання вільного розширення

1 - індикатор лінійного розширення; 2 - кришка кільця; 3 - набір кілець; 4 - підстава.

Добавкою Na2C03 (3%).

Користуючись методикою, розробленою Шереметьєвим Ю.Г. [129], за допомогою індикатора лінійного розширення годинного типу, визначили зміни пустотности при вільному

розширенні системи. Спостереження вели за продуктом випалювання доломіту Липецького родовища.

Для зручності вимірів кільці - форму становили з невеликої кількості кілець (3 - 5). Індикатор лінійного розширення розташовували так, щоб його щуп стосувався середини верхній частині кришки кільці - форми (рис. 4.2.).

Расширяющаяся композиція (РК) отримана випалюванням при температурі 950 ° С доломіту з На рис. 4.3. представлена ??кінетика вільного розширення РК при температурі 20 ° С. З малюнка видно, що розширення починається через 15 хв. з моменту замішування, інтенсивно протікає протягом 6 годин, після чого сповільнюється. Розширення, поступово затухаючи, продовжувався весь період спостереження; через 24 години експеримент припинили, тому що при сильному розширенні точність вимірювань знижується зважаючи на порушення співвісності кілець і зміщення щупа індикатора щодо центру кришки (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

Час, годину

Рис. 4.3. Кінетика вільного розширення.

Рис.4.4. Розширення РК в кільці-формі.

Встановлено, що за відсутності зовнішнього обмеження РК вільне розширення склало 94% через 24 години.

Введення пластифицирующей добавки JICT (відхід целюлозно-паперової промисловості лігносульфонат) вплинуло на об'ємні деформації РК, на рис. 4.5. представлена ??кінетика розширення РК, що містить J1CT (0,3%), за вісім діб.

Отже, кінетика розширення РК залежить не тільки від добавки № 2СОз, але і від вмісту JICT. Вільне розширення склало 90% через 8 діб. Змінюючи зміст пластифікатора в складі РК можна впливати на швидкість розширення, без шкоди основним показником - розширювальному зусиллю.

Отримані дані свідчить про те, що утворюються в результаті гідратації MgO і СаО кристали Mg (OH) 2 і Са (ОН) 2 не прагнуть заповнити поровий простір, а навпроти розташовуються так, щоб обсяг пір збільшувався , отже, в разі жорсткої протидії розширенню системи кристали гідроксидів магнію і кальцію можуть розвинути значний тиск. і SX

про а s

3 про я »CL

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

Час, добу

Рис. 4.5. Вплив J1CT на кінетику вільного розширення

З метою визначення впливу деяких хімічних добавок в суміші на гідратаціонную активність доломітового вапна обпалювали Липецький доломіт з добавками (табл. 4.1.).

Таблиця 4.1.

Вплив температури випалу та добавок на активність Липецької доломітового

вапна. № Добавки,% Активність,%, при температурі випалу, ° 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 Суміші для досліджень готували таким чином: у доломіт, попередньо висушений і пройшов через сито № 008, додавали добавку, попередньо розтерту і пропущену через сито № 008. Суміш усереднювати в 'Ь ступці гумовим товкачем. З приготованих сумішей формовали зразки у вигляді таблеток 0 20 мм, масою 10 г, під тиском 20 МПа. Зразки обпалювали при 700 - 1000 ° С з витримкою 1 годину. Після випалу визначали активність ь доломітового вапна. Для утворення твердих розчинів хімічні елементи зазвичай знаходяться в одній підгрупі періодичної системи хімічних елементів або в одному періоді, причому, як правило, в сусідніх підгрупах (Г.Б. Бокий [130]). Існує три правила, необхідні для утворення твердих розчинів. 1.

Обидва металу повинні належати до одного структурному типу. 2.

Величини відхилень атомних радіусів обох компонентів не повинні перевищувати 10 - 12%. 3.

Обидва елементи повинні бути хімічно близькими один до одного.

Добавки солей Fe і Мп вводили, розраховуючи, що двовалентні іони

марганцю і заліза (іонні радіуси по Бєлову - Бокию відповідно 0.80 і 0,91 А) мають вельми близький іонний радіус з іоном магнію (0.74 А). Останнє дозволяло розраховувати на велику ймовірність утворення твердих розчинів між добавкою і карбонатом магнію.

Аналізуючи отримані результати, можна зробити висновок, що в інтервалі температур 700 - 800 ° С введення добавок солей сприяє прискоренню декарбонізації, що і викликає збільшення активності вапна. Подальше підвищення температури випалу знижує активність вапна.

Візуальний огляд гранул з добавкою ИагСОз після випалу показав, що зразки до випалу мають сірий колір з білим нальотом. При випалюванні, починаючи з 500 ° С, гранула мала дрібні пори, при 700 ° С на гранулі спостерігається мережу тріщин, серцевина пориста, помітні білі вкраплення, при 900 ° С гранула світла і мала тріщини. У доломітового вапна, обпаленої при температурі 1000 ° С, визначали температуру тепловиділення (по різниці між температурою суміші і води) при гідратації в залежності від кількості добавки введеної перед випалюванням. Температура води для гасіння становила 20 ± 2 ° С. Отримані результати наведені на рис 4.6 - 4.8.

Рис. 4.6. Вплив зміни концентрації добавки Na2C03 на

5 10 15 20 25 Тривалість гідратації, хв

тепловиділення при гасінні доломітового вапна: 1 - без добавки; з добавками: 2 - Na2C03 -1%; 3 - Na2C03-3%; 4 - Na2C03 - 6%.

30 20

0

50

а

р 40

я а про з S 1) н

V

К

я

g 10

in

s 1

л 2.5 5 10 15 20 25 30 35

Тривалість гідратації, хв

Рис. 4.7. Вплив зміни концентрації добавки Fe2S04 - 7Н20 на тепловиділення при гасінні доломітового вапна:

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

Тривалість гідратації, хв

Рис. 4.8. Вплив зміни концентрації добавки МпС12 - 4Н20 на тепловиділення при гасінні доломітового вапна:

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

Максимальна величина тепловиділення зміщується з 2,5 хв до 5 ... 10 хв. Всі досліджувані добавки знижують температуру гасіння та тепловиділення доломітового вапна та її активність, збільшення концентрації добавки значно зменшує активність вапна і знижує тепловиділення при гідратації.

З метою визначення впливу лужних сполук на дисоціацію доломіту Липецького родовища вели випали з добавкою Li2C03 (3%) при температурі 700, 950 ° С, з витримкою 30 хв. Включення в число добавок вельми

рідкісного і дорогого реактиву було викликане наступним: по - перше іонний

+ 0 2 + 0 радіус Li дорівнює 0,68 А вельми близький ионному радіусу Mg "0,74 - 0,76 А, по -

другого в нашому розпорядженні був карбонат літію і, отже, можна

було розраховувати на освіту аніонного комплексу Li2Mg (C03) 2 у вигляді

подвійного карбонату, по-третє, згідно закономірності, встановленої

Ферсманом А.Є., в природі елементи частіше утворюють тверді розчини і

подвійні солі, якщо розташовані в періодичній системі Д.І. Менделєєва по

діагоналі [130]. ??

Термічна активність при гідратації (В / Т = 0.7) доломітового вапна, обпаленої при 700 ° С, представлена ??на малюнку (4.9.). о. 4 а

uj

з z

s,

s 1

О

і s я <і S3 про S

м

S

про - - -1 - J-^? 1 2 3 4 5 10 15 25 35

Тривалість гідратації, хв Рис. 4.9. Термічна активність доломітового вапна 1 - без добавок, 2 -

Li2C03 (3%).

Візуальний огляд гранул в процесі випалу показав, що до випалу гранула мала світло-сірий колір. При температурі випалу 500 ° С поверхню гранули світла, хоча серцевина гранули залишалася сіркою і мала відносно великі пори, при температурі 700 ° С вся гранула мала білий колір з пористої, м'якою серцевиною, при 950 ° С серцевина придбала світло-рожевий відтінок.

Термічна активність при гасінні доломітового вапна, обпаленої при 950 ° С, представлена ??на малюнку (4.10.). 40

<5

и

4> 5 X

и

X

5

^ 50

л а

Р 40

03

а

и

30 20 10 0 Попереднє-П-2 - о-= -? - ЕЗ о? Я 2 3 4 5 жовтня

Тривалість гідратації, хв .

20 Малюнок 4.10. Термічна активність при гасінні доломітового вапна обпаленої при 950 ° С, 1 - без добавки, 2 - Li2C03 (3%). Аналізуючи дані, можна зробити висновок, що вплив досліджуваних реагентів ( Li2C03 - 3%) на властивості доломітового вапна зводиться головним чином до зміни швидкості гідратації розширюються фаз MgO і СаО і, як результат цього, до зміни характеру розвитку деформацій розширення.

 Нами також були вивчені склади з Li2C03 - 4% і Na2C03 - 4%, доданих перед випалюванням до липецькому доломіту. Обпалювали суміші при температурі 500, 700, 900 ° С витримка 30 хв. Візуальний огляд гранул до і в процесі випалу показав, що до випалу гранули мали сірий колір з білим 

 in 

 про a> 

о

D

 .0 Ф 

*

 Jf 

 ? Л-ir- 

 W? * 

 Рис.4.11. Характерні візуальні зміни ліпецького доломіту при нагріванні 

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

 А - без випалу, Б - обпаленого, ° С: 500, В - 700, Г - 900. 

 нальотом. При температурі випалу 500 ° С і витримці 30 хв., Гранули придбали світлий ближче до білого колір, зазначалося поява тріщин, серцевина пориста. При 700 ° С гранули білі, серцевина м'яка, при 900 ° С пористість збільшилася, колір не змінився. Результати мікроскопічного дослідження продуктів випалу дозволили по фотографіях побудувати схему (рис.4.11.) Дисоціації ліпецького доломіту без добавок і з добавками (Na2C03 - 4% і Li2C03 - 4%). Продукти випалу після подрібнення розглядали в іммерсійних препаратах в світлі, що на оптичному мікроскопі. 

 При температурі 500 ° С на контакті доломіту і лужних сполук (Li2C03 і Na2C03), спостерігалися зміни у вигляді дрібних округлих новоутворень. Можна припустити, що добавка Li2C03, аналогічно Na2C03, утворює подвійні солі з виділенням MgO. Підвищення температури до 700 ° С, ймовірно, викликає плавлення передбачуваного подвійного карбонату, кристали стають непрозорими. 

 Утворені зони мікрорасплава, мабуть, здатні знову 9 реагувати, "роз'їдаючи" поверхня кристалів СаСОз в місцях взаємного, 4 контакту. В результаті карбонат кальцію розчиняється в розплаві подвійного карбонату. Розплав залишає шлейф зрощених кристалів, що відображають мікрофотографії негашеного доломітового вапна. Подальше збільшення температури до 900 ° С прискорює процес. 

 Для порівняння результатів були отримані криві (рис.4.12.) Диференційно-термічного аналізу (ДТА) ліпецького доломіту без добавок і при введенні добавок (Na2C03 - 4% і Li2C03 - 4%). а) 

 то б) 

 TG С) 

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

 DTA / \ I \ \ 

 800'С \ 

 92д'С DTA / 38 ( 

 70 ° c: / Л] Vi / V / 5S0 ° C W 

 / 840 "З DTA \ Д / \ I 

 / 6oo ° c \ \ 

 T / 840 "C Рис.4.12. Результати термічного аналізу Липецького доломіту а) без добавок 6) Na2C034% c) Li2C034%. Результати ДТА свідчать про зниження температури початку дисоціації доломіту в присутність досліджуваних добавок і швидкості декарбонізації. Добавки Na2C03 і Li2C03 знижують температуру початку виділення С02 внаслідок хімічної взаємодії з доломітом, це проявляється на термограмме зменшенням «глибини» ендотермічного> s ефекту, викликаного декарбонізацією доломіту, і зміщенням в область низьких температур. У присутності добавок послідовність перетворень представляється наступної. Щодо низькотемпературне розкладання СаМ § (СОз) 2, ймовірно, обумовлено утворенням подвійних солей, що з підвищенням температури супроводжується виділенням оксиду магнію. Для ідентифікації теплових ефектів проведено рентгенофазового аналіз проміжних продуктів випалу, отриманих при 500, 700, 900 ° С і витримці 30 хв (рис.4.13, 4.14, 4.15.). 

 Можна припустити, що послідовність змін у системі CaMg (C03) 2 з Li2C03 (4%) аналогічна спостережуваним в системі CaMg (C03) 2 з Na2C03 (4%). Зіставлення рентгенограм продуктів випалу з Li2C03 показали, що зміни в доломіті у присутності добавок починалися при більш низькій температурі в порівнянні з CaMg (C03) 2 без добавок. Слід звернути увагу на той факт, що в присутності Li2C03, Na2C03 при 500 ° С відбувається розкладання доломіту, фіксуються відображення Сас03, чітко проявляється MgO з основним максимумом 2,103 А. На рентгенограмах доломіту з Li2C03 (рис. 4.14. - 1,2.) відображення Li2C03 слабо виражені, крім того, є максимуми (2,92; 2,81 А) які перекриваються сильними відображеннями доломіту. Таким чином, у присутності Li2C03 в обжигаемой суміші можна припустити утворення подвійного карбонату Li2Mg (C03) 2, який забезпечує відносно низькотемпературне розкладання магнезіальній частини доломіту. 

 Результати мікроскопічного дослідження спільно з даними ДТА і рентгенофазового аналізу при відповідних температурах дозволили встановити, що досліджувані лужні солі взаємодіють до початку декарбонізації доломіту. За рахунок низькотемпературних взаємодій добавок з доломітом при 500 ° С з'являється MgO, при 700 ° С з'являється СаО. Основна маса Сас03 розкладається при температурі 840 ° С. 

 Проведені дослідження показують можливість використання досліджуваних сполук як добавок до доломіту, введеним перед випалюванням, для зниження активності одержуваної доломітового вапна, при низькотемпературному випалюванні. A CaMg (C03) 2 © CaC03 Про MgO 

 G СаО 

©

 У ? ? © © Про © © pS 

 00 « -О ires о \ LAJ л. CN ~ Рис. 4.13. Перетворення в Липецькому доломіті при нагріванні, ° С: 1 - без випалу; 2 - 500, 3 - 700, 4 - 900 ° С. A CaMg (Ca) 2 - 1Л2СОз? MgCCb XX СаСОз про MgO * © СаО 

  Рис. 4.14. Перетворення в Липецькому доломіті з добавкою 1л2СОз 4% при нагріванні, ° С: 1 - без випалу, 2 - 500,3 - 700,4 - 900. 

 a CaMg (C03) 2 про Na2C03? MgC03 

 І CaC03 Про MgO е СаО 

 X N8203 (003), J WW 

 Рис. 4.15. Перетворення в Липецькому доломіті з добавкою № 2СОз - 4% при нагріванні, ° С: 1 - без випалу; 2 - 500, 3 - 700, 4 - 900. 

 Великий інтерес представляє дослідження властивостей РК, отриманої на основі техногенних продуктів, замінюючи кальциновану соду відходами.

 В якості такої лужної добавки використовували лужний стік виробництва капролактаму (ЩСПК) в перерахунку на адипінат натрію (NaOOC (CH2) 4COONa). Вплив лужних сполук на дисоціацію доломіту перевіряли на Волосовської і Ковровському доломітах з добавкою адипінат натрію 1 і 6%, при 900 ° С з витримкою при максимальній температурі 1 годину. ЩСПК вводили в суміш у вигляді водного розчину, застосовуваного для грануляції доломіту. Концентрації розчину ЩСПК підбирали таким чином, щоб зміст адипінат натрію у сировинній суміші становило 1 і 6 травні. %. Основною складовою ЩСПК є адипінат натрію (АН). При 300 ... 500 ° С адипінат натрію окислюється і утворюється карбонат натрію. 

 В отриманих після випалу композиціях визначали температуру гасіння при В / Т = 0,5. Результати визначення тепловиділення доломітового вапна отриманої з Волосовского і Ковровського доломітів з різним вмістом АН представлені на рис.4.16-4.17. 

 Рис. 4.16. Термічна активність при гасінні Волосовської доломітового 

 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Продовження гасіння, хв і 80 3 а. 70 >, 60 н я о. 

 і 50 з S про 40 н і 30 s X 

 про 20 I «5 10 м До 0 вапна обпаленої при 900 ° С, 1 - без добавки, 2-е добавкою,%: АН 1%, 3 - 

 АН 6%. 

 Рис. 4.17. Термічна активність при гасінні ковровского доломітового вапна обпаленої при 950 ° С, 1 - без добавки, 2-з добавкою,%: АН 1,3 - АН 6. 

 Тривалість гасіння, хв. 

 З метою візуального спостереження процесу гідратації і розширення, невелика кількість досліджуваних сумішей (3 р.) при В / Т = 0,7 заливали в скляні пробірки, зовнішній діаметр 11 мм., З товщиною стінки 1 мм. 

 Суспензія в пробірці схоплює, тверділа, потім починала розвивати тиск, внаслідок якого пробірка руйнувалася рис.4.18. 

 Рис.4.18. Руйнування пробірки заповненої РК 

 Розширення суміші на основі Волосовского доломіту з АН (1%) викликало руйнування пробірки через 40 годин, збільшення вмісту АН до 6% викликало тріщину в пробірці через 72 години. 

 Композиція на основі Волосовского доломіту володіє великим ефектом напруги. 

 Таким чином, з досліджуваних минерализующих добавок карбонат натрію надає ускоряющее дію на декарбонізація доломіту і в той же час уповільнює гідратацію вапна. 

 Черговим етапом роботи стало вивчення впливу добавок NaF, К2СОз, введених перед випалюванням на швидкість гасіння вапна. 

 Для проведення експериментів використовували Ковровський і Волосовський доломіт з введенням в них добавок. Після чого суміші обпалювали при 900 ° С з витримкою 60 хв. Отриману вапно подрібнювали до повного проходження через сито № 008. 

 Для гасіння брали наважку 2 м. зачиняли водою В / Т = 0,5. Результати зміни температури при гасінні представлені на Рис. 4.19. 

 Рис. 4.19. Термічна активність при гасінні Волосовської доломітового вапна обпаленої при 900 ° С, 1 - без добавки, 2 - з добавкою,%: 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 Тривалість гасіння, хв. 

 е 10 

 17.5 20 22.5 25 27.5 30 Тривалість гасіння, хв. 

 Рис. 4.20. Термічна активність при гасінні ковровского доломітового вапна обпаленої при 900 ° С, 1 - без добавки, 2-е добавкою,%: NaF 2,3 - NaF 3. 

 Як випливає з рис. 4.20, добавка NaF по-різному впливає на гідратацію вапна, отриману з різних доломітів. Зіставляючи хімічний склад використаних вапняків з результатами досліджень, представлених в розділі 4 можна зробити висновок, що термічна активність РК залежить більшою мірою від змісту MgO і СаО у вапняку. Підвищену термічну активність Волосовської доломітизовані вапна, можна пояснити підвищеним вмістом СаО, відповідно до представленого хімічним складом (Глава 2 .. табл. 2.1). 

 Вплив зміни концентрації добавки К2С03, доданої в доломіт перед випалюванням, на термічну активність при гасінні доломітового вапна представлені на рис.4.21 - 4.22. Іонний радіус калію (1,33 А) більше, ніж кальцію і магнію, К2С03 вводили, розраховуючи на ймовірність утворення твердих розчинів між добавкою і карбонатом магнію і кальцію. 

 Тривалість гасіння, хв. 

 Рис. 4.21. Термічна активність при гасінні Волосовської доломітового вапна обпаленої при 900 ° С. 1 - без добавки, 2-е добавкою,%: К2С03 2, 3 - К2С03 3. 4) 

 I 10 

 зі 

S

о

и

 ° 3 60 о, 

 ^ 50 а 

 1 40 

 Рис. 4.22. Термічна активність при гасінні ковровского доломітового вапна, обпаленої при 900 ° С. 1 - без добавки, 2-е добавкою,%: К2СОз 2, 3 - К2С03 3. 

 Тривалість гасіння, хв. 

  Як показують результати випробувань, добавка К2С03 також знижує хімічну активність отриманої вапна при гасінні. 

 Проведені дослідження показують можливість використання натрієвих і калієвих сполук як добавок до доломіту для зниження хімічної активності одержуваної вапна при низькотемпературному випалюванні. 

 Непряму оцінку вапна на розширення виробляли візуально. Для цього навішування 2 м. зачинялися водою В / Т = 0,4, отримана суміш заливалася в скляну пробірку 0 11 мм, товщина стінки 1 мм. Результати показали, що матеріал, отриманий при випалюванні Волосовского доломіту, в який введена добавка Na2C03 - 3%, володіє самонапруження руйнуючим пробірку через 24 години. 

 Експериментально встановлено, що найбільш інтенсивно розширюються суміші на основі Ковровського доломіту з добавкою Na2C03 (3%), руйнування сталося через 17 годину з моменту замішування. 

 Черговим етапом роботи стало вивчення впливу Na2C03 10%, доданих в Ковровський доломіт перед випалюванням, на швидкість гасіння вапна. Отримані дані наведені на рис. 4.23. 

 Тривалість гасіння, хв. Рис. 4.23. Термічна активність при гасінні ковровского доломітового вапна, обпаленої при 900 ° С: 1 - без добавки, 2 - з добавкою,%: Na2C03 10. 

 Рис. 4.24. Зміни поверхні кристалів Ковровського доломіту: а-без випалу; б-900 ° С; в-добавка 10% № гС03 - випал 900 ° С. Прох. Світ. Увел.500 

 Карбонат натрію становить найбільший інтерес, оскільки саме ця добавка утворює подвійні сполуки Na2Ca (C03) 2 при випалюванні 

 доломіту і викликає максимальний вплив на гідравлічну активність доломітового вапна. 

 На Рис. 4.24. наведені мікрофотографії Ковровського доломіту без випалу (рис. 4.24. а) і доломітового вапна без добавок і містить карбонат натрію 10% (рис. 4.24. б, в), обпаленої при 900 ° С з витримкою 30 хв. Продукти випалу після подрібнення розглядали в імерсії в світлі, що оптичного мікроскопа. 

 Петрографический аналіз при 500 - кратному 

 збільшенні, дозволив побачити відмінності в продуктах випалу. Введення карбонату натрію викликає крупнозернисту кристалізацію оксидів, освіта зрощених кристалів, що відображає 

 мікрофотографія. 

 А Са (ОН) Про Mg (OH) Про MgO П СаСОз 

 Д. Са (ОН), Про Mg (OH) 2 Про MgO в СаО 

 X Na ^ a ^ O,), І СаСОз Про Na, C03 

 00 CN А о; - 

 г- (N Г ^ 1 Л СО х \ 

 СО / / / X 

 ! (N 0 

 г- 

 VO 00 1 про СО 1 1 m СО "Fr I СО 

 Рис. 4.25. Продукти гасіння ковровского доломітового вапна: а - без добавки; б - добавка Іа2СОз - 10%. Дані, отримані за допомогою РФА, показали, що продукти гасіння ковровского доломітового вапна після двох годин гідратації відрізняються від модифікованої вапна, отриманої випалюванням доломіту з добавкою Na2C03 - 10% (рис. 4.25). Інтенсивність відображень MgO в доломітового вапна, модифікованої Иа2СОз -10%, збільшені і інтенсивність відбиття (2,62 А) характеризує гідроксид кальцію, отриманий гідратацією модифікованої доломітового вапна, знизилася. У продуктах гасіння, згідно РФА, присутні відображення Na2Ca (C03) 2 і Na2C03. Повідомимо, розплав цих новоутворень при випалюванні доломіту утворив захисну плівку, яка обволікає поверхню кристалів оксидів магнію і кальцію і стримує проникнення води до поверхні оксидів, здатних гаситися. 

 Методами рентгенофазового і кристалооптичних аналізів встановлено, що в присутності Na2C03 в доломіті при низькотемпературному випалюванні повністю проходить дисоціація з утворенням MgO при 500 ° С, СаО при 700 ° С, що з'явився Иа2СОз після розкладання Ка2Са (СОз) 2, в місцях контакту з Сас03 формує нові кількості подвійного карбонату Na2Ca (C03) 2. Плавлення останнього сприяє появі зрощених кристалів MgO і СаО. 

 Отже, для отримання РК по низькотемпературної технології оптимальний склад добавки, введеної перед випалюванням до доломіту слід вибирати досвідченим шляхом залежно від вимог до властивостей РК (термічна активність, час протягом, якого відбувається розширення). 

 « Попередня  Наступна »
 = Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "4.1. Синтез розширюється композиції на основі доломіту 4.1.1. Вивчення впливу температури і добавок на можливість регулювання розширення композиції "
  1.  1.4. Мета і завдання дослідження
      синтезу на основі доломіту розширюється добавки до цементу; - вивчення гідратації цементу з розширюється добавкою з визначенням міцності і об'ємних характеристик; - підбір лужних солей для зниження температури дисоціації доломіту та отримання гідратаціонной активного оксиду магнію для нейтралізації його негативного впливу при отриманні силікатної цегли; визначення
  2.  Актуальність роботи.
      синтезу на основі доломіту розширюється добавки до цементу; - вивчення гідратації цементу з розширюється добавкою з визначенням міцності і об'ємних характеристик; - підбір лужних солей для зниження температури дисоціації доломіту та отримання гідратаціонной активного оксиду магнію для нейтралізації його негативного впливу при отриманні силікатної цегли; визначення
  3.  4.1.4. Висновки 1.
      розширюється композиції використовували оксиди магнію і кальцію, отримані шляхом випалу доломіту і доломітизованого вапняку. Гідратація цих оксидів, за певних умов, супроводжується збільшенням обсягу. 2. Встановлено, що використання в складі розширюється композиції оксиду магнію та кальцію з доломітового вапна, потребує зниженні їх гідратаціонной активності з метою
  4.  ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 1.
      розширюється композиції оксиду магнію і кальцію з доломіту потребує зниженні їх гідратаціонной активності, з метою гальмування реакцій гідратації, що викликають об'ємні деформації. У роботі вивчено вплив на властивості доломітового вапна добавок солей, О 4 - центральний іон яких має радіус близький до іону Са. Із збільшенням концентрації добавок до доломіту (1-6%) знижується термічна
  5.  Наукова новизна роботи.
      розширюється композиції, що полягає у зниженні температури декарбонізації доломіту і освіти щелочесодержащіх розплаву з підвищеною реакційною здатністю, що модифікує оксиди магнію і кальцію іонами лужних металів. На основі встановленого механізму розроблена технологія розширюється добавки з доломіту, яка внаслідок гальмування гідратації лужноземельних оксидів
  6.  3.1. Дисоціація різних доломітів при нагріванні
      доломітизовані [74], тому необхідно вивчити дисоціацію вапняків, що містять карбонат магнію. До цих пір немає точно встановлених даних, при яких в доломіті закінчується дисоціація карбонату магнію і починається розкладання карбонату кальцію [80]. За одними даними, до температури 850 ° С при атмосферному тиску дисоціює в доломіті карбонат магнію, а молекула СаСОз тільки
  7.  3.4. Висновки
      доломіту з Na2C03. Встановлено, що наявність Na2C03 (3%) знижує температуру дисоціації доломіту. У присутності Na2C03 утворюється подвійний карбонат Na2Ca (C03) 2 який утворюється після 450 ° С, сприяє розкладанню MgC03 і знижує температуру появи оксиду магнію. З підвищенням температури до 600 ° С карбонат натрію здатний реагувати з Сас03, утворюється подвійний натріевокальціевий карбонат
  8.  ВСТУП
      розширюються безусадочние і напружують цементи. Для них характерно рівномірний, що відбувається в ранні терміни, розширення, яке може компенсувати подальшу усадку. Це дозволяє вирішити одну з найскладніших проблем в галузі використання цементу - запобігти появі усадочних деформацій. Отримання розширюються і безусадочних цементів на основі оксиду магнію не отримало
  9.  4.1.2. Вивчення впливу розширюється композиції на властивості тверднучого цементу
      синтезу РК. Присутність розширюються речовин в цементі викликає набухання розчину, перешкоджає утворенню тріщин усадки в перші години твердіння. Надмірно високий вміст вапна, вільної магнезії, гіпсу може викликати серйозні дефекти. В останні роки в промислове виробництво в ряді країн швидко впроваджуються розширюються цементи двох типів, здатні або компенсувати
  10.  1.3 Висновки
      розширюються цементов, деформації розширення у більшості таких цементів викликаються освітою і зростанням при твердінні кристалів гідросульфоалюміната кальцію. Для цієї мети використовується значно рідше дешевий спосіб отримання розширення при гідратації оксиду кальцію або оксиду магнію. Аналіз літературних даних показав, що більшість дослідників, і це знайшло застосування у
  11.  4.2. Синтез розширюється магнезіальній добавки на основі брусита 4.2.1. Вивчення впливу температури і фракційного складу брусита на можливість регулювання розширення магнезіальній добавкою
      розширюються і безусадочних цементів на основі оксиду магнію не набуло поширення внаслідок слабкої вивченості явища. У даній роботі перевіряється можливість використання природного брусита (ріс.4.37.), Мінералу підкласу гідроксидів Mg (OH) 2, в якості добавки до клінкеру та отримання безусадочних цементів на ВАТ "Теплоозерскій цемент". Додавати брусит до клінкеру припускали з
  12.  3.2 Вплив добавки Na2C03 на інтенсивність дисоціації доломітів
      підстави утворюють стійкі з'єднання з сильними кислотами, а слабкі підстави - зі слабкими кислотами. У нашому випадку сильним підставою є Na, а сильною кислотою Mg, так як різниця електронегативності між цими іонами максимальна. Можна припустити, що в системі Сас03 - MgC03 - Na2C03, утворюються Na2Mg (C03) 2 і Na2Ca (C03) 2. Виходячи з вищеописаних міркувань можна
  13.  2.1. Методи дослідження
      розширюються добавок визначали в посудині Дьюара при температурі 20 ± 0,2 ° С, але метод вимірювання змінений: при використанні розширюється речовини можливе руйнування термометра, тому використовували термопару. Враховуючи, що в лабораторних умовах кількість отриманих цементів обмежена, фізико-механічні випробування виконували на малих зразках-призмах (10x10x60 мм) визначаючи міцність