Belgorod, Russian Federation
employee
Belgorod, Russian Federation
Russian Federation
UDK 666.948.2 Глиноземистый цемент, полученный спеканием
The article considers the possibility of using carbonate rocks of limestone, marl and chalk in the synthesis of calcium-aluminoferrite clinker (CAFC). The analysis of the structure of carbonate rocks, as well as their influence on the physico-chemical processes occurring during the synthesis of calcium-aluminoferrite clinker, is given. Phase formation has been studied in the temperature ranges 900-1000 °C and 1100-1200 °C with an isothermal exposure of 20 minutes. The heat treatment mode has been selected to obtain the basic phase composition of calcium-aluminoferrite clinker. The dynamics of changes in the qualitative phase composition of firing products at various temperatures, ranging from 900 °C to the clinker sintering temperature of 1200 ° C, as well as quantitative characteristics of the intensity of formation of the main clinker phases are presented. It was found that during the firing of CAFC in the temperature range of 900-1000 °C, raw materials mixtures gradually undergo a number of physico–chemical transformations, the main of which are thermal dissociation of CaCO3, the formation of intermediate phases (CS, CF, Al2O3•4SiO2, Al2O3•SiO2), as a result of decomposition of accompanying minerals and solid-phase interactions, as well as the beginning of the formation of clinker compounds CA, C2AS and C2F. It is proposed to use for the limestone-bauxite composition a temperature of 1150 °C with an exposure of 40-60 minutes, marl-bauxite - 1100 °C with an exposure of 30-40 minutes and chalk-bauxite- 1100 °C with an exposure of 30-40 minutes.
limestone, marl, chalk, bauxite, calcium-aluminoferrite clinker, calcium monoaluminate, gelenite, calcium oxide, calcium carbonate
Введение. Цементная индустрия является одной из важнейших отраслей промышленности, которая играет важную роль в развитии экономики и инфраструктуры страны [1–2]. С каждым днем она становится все более востребованной и активно развивается, обеспечивая строительство различных объектов и сооружений.
При возведении технических сооружений часто возникает необходимость в использовании специальных видов цемента [3]. Это связано с тем, что рядовой цемент не всегда обладает необходимыми свойствами для создания прочных и долговечных конструкций. Такие цементы могут иметь различные составы и свойства, которые позволяют им применяться в различных условиях и для различных целей. Например, для возведения зданий и сооружений в условиях, где воздействуют кислые или соленые воды необходимо использовать цемент с высокой стойкостью к агрессивным средам [4–6]. А для строительства водохранилищ и гидротехнических сооружений требуется цемент с высокой водостойкостью [7–8]; для возведения массивных бетонных сооружений и при монтаже железобетонных конструкций, цементы, которые с оптимальными показателями расширения [9–12] позволяют компенсировать усадку бетона и предотвратить появление разрушений [13–16].
Любое вяжущее специальное или общестроительное – сложная многокомпонентная система, которая характеризуется фазовым составом и свойствами, а регулируется условиями производства и областью применения. Технологический процесс производства зависит от множества факторов, включая природу используемых сырьевых компонентов [17]. Важным аспектом является структура и дисперсность этих компонентов. Качество и свойства клинкера также зависят от условий обжига и охлаждения, и использования различного рода модифицирующих добавок.
При производстве специального цемента могут быть использованы почти все разновидности карбонатных пород. Но при этом стоит принимать во внимание, что в зависимости от условий образования и структуры они могут отличаться реакционной способностью и оказывать влияние на формирование фазового состава в процессе синтеза.
Целью данной работы было изучить возможность применения различных видов карбонатных компонентов (известняк, мергель, мел) при синтезе кальциево-алюмоферритового цемента. Основными задачами исследования были рассмотреть структуру карбонатных пород, а также их влияние на физико-химические процессы, протекающие при синтезе кальциево-алюмоферритового клинкера; изучить фазообразование в температурных интервалах 900–1000 °С и
1100–1200 °С с изотермической выдержкой 20 мин; подобрать режим термической обработки для получения основного фазового состава.
Методы, оборудование, материалы. В настоящей работе в качестве исходных сырьевых компонентов использовались: известняк (Свердловская область), мергель (Краснодарский край), мел (Белгородская область) и боксит (Республика Коми). Химический состав сырьевых компонентов установлен при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра серии ARL 9900 WorkStation со встроенной системой дифракции и представлен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав исходных сырьевых компонентов
|
Компонент |
Содержание оксидов, % |
|||||||||
|
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
R2O |
TiO2 |
Пр. |
ППП |
|
|
Известняк |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
55,0 |
0,6 |
0,01 |
0,1 |
- |
0,1 |
43,8 |
|
Мергель |
3,2 |
0,8 |
0,2 |
51,1 |
3,7 |
0,02 |
0,4 |
0,02 |
0,2 |
40,4 |
|
Мел |
1,2 |
0,4 |
0,1 |
55,5 |
0,2 |
0,01 |
0,1 |
0,01 |
0,3 |
42,1 |
|
Боксит |
10,6 |
52,2 |
21,3 |
0,2 |
0,7 |
0,01 |
0,3 |
2,2 |
0,8 |
11,7 |
Определение минералогического и фазового состава сырьевых компонентов, кальциево-алюмоферритового клинкера проводили на рентгеновском дифрактометре ARL X’TRA Thermo Fisher Scientific, в интервале двойных углов отражения 2θ – 4…64°. Рентгенограммы сырьевых материалов приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Рентгенограммы сырьевых компонентов:
а – боксит; б – известняк; в – мергель; г – мел
По полученным результатам рентгенографического анализа с использованием Международной базы данных ICDD (программ Search-Match и Match! 3, и указателя Финка) в используемых сырьевых компонентах наблюдаются следующие минеральные составляющие: для известняка, мергеля и мела – основной минерал кальцит, небольшое количество β-кварц и следы доломита; для боксита – преимущественное содержание бемита и каолинита, а также присутствуют гематит, β-кварц и анатаз.
Изучение строения и микроструктуры карбонатных компонентов (известняка, мергеля и мела) проводили на электронном микроскопе высокого разрешения TESCAN MIRA 3 LMU (рис. 2).
Термический анализ сырьевых компонентов и смесей в среде аргона проводили на приборе синхронного термического анализа STA 449 F5 фирмы NETZSCH.
Для исследования фазообразования в системе карбонатный – алюминатный компонент были приготовлены 3 сырьевые смеси, химический состав представлен в таблице 2, где IИБ, IIМерБ, IIIМБ – кальциево-алюмоферритовый состав смесей, состоящие из известняка-боксита, мергеля-боксита и мела-боксита в соотношении 1:1.
Таблица 2
Химический состав сырьевых смесей
|
Идентификатор смесей |
Содержание оксидов, % |
C/A |
|||||||||
|
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
R2O |
TiO2 |
Пр. |
ППП |
||
|
IИБ |
5,42 |
26,16 |
10,68 |
27,59 |
0,65 |
0,01 |
0,18 |
1,12 |
0,43 |
27,78 |
1.05 |
|
IIМерБ |
6,92 |
26,50 |
10,72 |
25,65 |
2,19 |
0,02 |
0,35 |
1,13 |
0,48 |
26,07 |
0.97 |
|
IIIМБ |
5,92 |
26,28 |
10,71 |
27,84 |
0,46 |
0,01 |
0,19 |
1,54 |
0,75 |
26,94 |
1.06 |
Для получения кальциево–алюмоферритовой смеси сырье предварительно высушивали при температуре 100(±5) °C, время сушки 24 часа, измельчали до содержания фракции ≤ 80 мкм – 95(±2%). После смешивания и гомогенизации компонентов были получены образцы в виде цилиндрических таблеток массой навески 2,5 г, Ø 20 мм, h 3 мм.
Условия эксперимента: лабораторная печь с нагревателями из карбид кремния, температура синтеза 900–1200 °С (интервал 50 °С), изотермическая выдержка 20 мин, охлаждение воздушное, резкое.
Процесс усвоения оксида кальция оценивали этилово-глицератным методом и с помощью рентгенофазового анализа.
Основная часть. Анализ карбонатных пород.
Известняк месторождения Свердловская область («Михайловский карьер») представляет собой образец светло-серого цвета. Потери при прокаливании породы составляют 43,8 %, содержание CaO – 55,0 %, согласно результатам XRF анализа. В минералогическом составе преобладает карбонат кальция 98,8 %, прочих минеральных составляющих 1,2 %.
Электронно-микроскопический анализ, показал (рис. 2), что известняк по структуре среднекристаллический, частицы хорошо закристаллизованы, дефектны и неоднородны. Наблюдаются поровые пространства размером менее 2 мкм.
Рис. 2. Микроструктура известняка
Мергель месторождения Краснодарского края представляет собой плотные куски породы темно-серого цвета, высокого титра. Потери при прокаливании составляют 40,4 % и содержание СаО 51,1 % (табл. 1). Из примесных соединений в наличии β - кварц в количестве 3,2 %. По данным РФА (рис.1, в) основным минералом является кальцит - СаСО3, его содержание 88,0 %, прочих 4,5 %, имеется различия в микроструктуре породы с другими карбонатными видами сырья, ввиду разных условий образования.
На электронной фотографии (рис. 3) наблюдается, что мергель мелкокристаллический, имеет смешенную структуру, состоящую из разрушенных коколитов и их частиц, а также кристаллического вида кальцита. Много кристаллов неправильной формы, представляющих собой сростки или мелкие чешуйчатые кристаллы, размером не более 2 мкм.
Мел месторождения Белгородской области, образцы породы белого цвета. Потери при прокаливании составили 42,1 %, содержание СаО – 55,5 % (табл. 1).
При анализе электронных фотографий скола (рис. 4) установлено, что мел на 97,6 % состоит из карбоната кальция (CaCO3) в виде коколитов и пластин, из которых образуются кокколитофориды - крошечные одноклеточные водоросли, а также из большого количества разрушенных кокколитов и их обломков разной формы, а их размеры не более 5–6 мкм.
По данным дифференциально-термического анализа (рис. 5), температура начала декарбонизации при для известняка составляет 630,8 °С, для мергеля 620,7 °С и мела – 623,7 °С. Эндотермический эффект разложения карбоната кальция в известняке наблюдается при температуре 830,8 °С, для мергеля – 823,8 °С и для мела – 827,7 °С.
Температура окончания процесса декарбонизации для известняка составляет 860,8 °С, для мергеля – 848,8 °С и мела – 851,7 °С. Для карбонатных пород последовательность протекания процесса декарбонизации следующая мергель - мел - известняк (по убыванию).
Рис. 5. Термограммы карбонатных пород
На основании полученных результатов, все виды исследуемых карбонатных пород могут быть использованы при синтезе кальциево-алюмоферритового цемента. Отличительной особенностью пород является химический состав и структура минерала, так, например, мергель содержит в составе нежелательный оксид при синтезе КАФЦ – SiO2 в количестве 3,2 %.
Особое внимание было оказано термическому процессу разложения карбоната кальция, так как от того, в какой температурной области происходит начало/конец образования СаО, и какой будет структура, зависит весь сложный физико-химический процесс фазообразования.
Для дальнейшего исследования физико-химических реакций, протекающих при нагревании сырьевых смесей на основе разных видов карбонатного сырья, температурные промежутки синтеза условно разделили на две зоны: 1) низкотемпературную, где происходит образование промежуточных (низкоосновных) соединений, за счет, преимущественно твердофазовых реакций; 2) высокотемпературную, где формируется непосредственно основной клинкерный состав кальциево-алюмоферритового цемента.
Фазообразование при нагревании исследуемых сырьевых смесей при температурах 900–1000 °С. Рентгенофазовый анализ образцов, полученных в результате обжига сырьевых смесей в интервале температур 900–1000 °С с шагом в 50 °С, позволяет проследить изменения, протекающие в фазовом составе смесей при нагревании в низкотемпературной области (рис. 6). И способствует представлению механизма формирования промежуточного состава клинкера при температуре 1000 °С.
Рис. 6. Фазообразование в температурном интервале 900–1000 °С:
а) IИБ; б) IIМерБ; в) IIIМБ
Для оценки влияния структуры карбонатных компонентов на формирование фазового состава были рассмотрены 3 фактора. Первым фактором является образование или усвоение оксида кальция, которое было изучено с помощью аналитических дифракционных отражений d = 2,41; 1,70Å. Второй фактор – образование основных клинкерных фаз моноалюмината кальция СА (d = 2,97 Å) и других алюминатных фаз (С3А и С12А7). И, наконец, третий фактор -– образование вторичных фаз, таких как C2AS (d = 2,85; 1,76 Å), C2F (d = 7,40; 2,69; 1,93; 1,84 Å) и C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,40; 2,69; 2,65; 1,93; 1,84 Å).
Так, при 900 °С в составах IИБ и IIМерБ наблюдается большое количество СаО, которое увеличивается до температуры 950 °С, а при температуре 1000 °С начинает снижаться (рис. 7). Это связано с тем, что в некоторых составах начинаются физико-химические реакции фазообразования промежуточных соединений CS, CF и частично наблюдаются дифракционные максимумы основных и второстепенных соединений – CA, C2AS, C2F.
Рис. 7. Интенсивность образования/усвоения СаО
Полученные показатели относительного содержания оксида кальция характеризуют процесс полного разложения карбоната кальция. Так, в составах IИБ и IIМерБ при 950 °С, в IIIМБ при 900 °С. Результаты исследования при ДТА и РФА показали, что температуры диссоциации карбонатов в составах IИБ, IIМерБ и IIIМБ различаются на Δ89,2 °С, Δ101,2 °С и Δ48,3 °С соответственно. Эти отличия связаны с наличием в смесях других оксидов (Fe2O3, R2O и др.), которые могут оказывать влияние на скорость процесса декарбонизации.
Начало образования СА (рис. 8) наблюдается в составе IIМерБ при 900 °С, интенсивность отражения d = 2.97 Å составляется 93 имп/сек, в составах IИБ и IIIМБ при 950 °С.
Дифракционный максимум d = 2.95 Å соответствует фазе метасиликата кальция, который наблюдается на рентгенограмме при 900 °С в составах IИБ, IIIМБ, и последующих температурах 950-1000 °С в составе IИБ. Образование геленита C2AS происходит при 900 °С во всех составах, наибольшее содержание в IIМерБ – 275 имп/сек. Ферритная фаза C2F (d = 7,44; 2,70; 2,52; 1,94; 1,84 Å) отмечается в составах IIМерБ, IIIМБ (рис. 6) при 900 °С, а в составе IИБ низкоосновная ферритная фаза CF (d = 2,69; 2,52; 1,84 Å).
Рис. 9. Рентгенограммы фазового состава клинкеров в области 1000 °С
С повышением температуры до 1000 °С (рис. 9) первичный фазовый состав представлен: IИБ СаО (d = 2,78; 2,41; 1,70 Å), C2F (d = 7,28; 2,69; 2,52; 1,93; 1,84 Å), C2AS (d = 3,68; 3,06; 2,85; 1,76 Å); СА (d = 2,97; 2,20 Å), CS (d = 3,25; 2,97 Å); IIМерБ СаО (d = 2,78; 2,41; 1,70 Å),C2F (d = 7,41; 2,69; 2,52; 1,94; 1,84 Å),C2AS (d = 3,72; 3,07; 2,85; 1,76 Å), СА (d = 5,52; 3,83; 2,97; 2,30; 2,19 Å); IIIМБ СаО (d = 2,79; 2,41; 1,70 Å), C2F (d = 7,41; 2,68; 2,52; 1,94; 1,85 Å), C2AS (d = 3,68; 3,06; 2,86; 1,76 Å), СА (d = 3,83; 2,98; 2,30; 2,19; 2,05 Å).
Интенсивнее процесс синтеза СА, C2AS, C2F идет в составах с мергелем и мелом. Это связано с дефектностью и не плотной структурой минерала карбоната кальция и образованием при термической обработке более реакционноспособного оксида кальция.
Реакция образования клинкерных фаз СА, СF, C2F протекают через твердофазовые взаимодействия, так как в при температурах
900–950 °С наличие жидкой фазы невозможно. А образование фазы алюмосиликата С2AS, предположительно, происходит через 2 реакции взаимодействия: (1) реакция метасиликата (CS) с моноалюминатом кальция (CA); (2) реакция метакаолинита(Al2O3·4SiO2) и/или силлиманита (Al2O3·SiO2) с оксидом кальция. Так, дифракционные отражения соединения CS наблюдаются в составах с известняком при 900–950–1000 °С и с мергелем 900–950 °С. При этом прослеживается характерные изменения интенсивности геленита (рис. 8).
Проследить наличие метакаолинита и силлиманита на рентгенограммах во всех составах составляет трудности, так как данная фаза ввиду низкого количества каолинита 22,8 % в бокситах и слабой кристалличности, сложно идентифицировать.
Но по результатам ДТА (рис. 10) видно, что при нагревании боксита происходят две эндотермических реакции: частичное удаление кристаллизационной воды из гидроаргиллита, с последующим образованием бемита (рис. 1, а) и полная дегидратация бемита и каолинита. А продуктами реакции разложении каолинита и являются метакаолинит (Al2O3·4SiO2) и силлиманит (Al2O3·SiO2).
Таким образом, в процессе обжига КАФК в интервале температур 900–1000 °С, сырьевые смеси поэтапно претерпевают ряд физико-химических превращений, основными из которых являются термическая диссоциация СаСО3, образование промежуточных фаз (CS, CF, Al2O3·4SiO2, Al2O3·SiO2), в результате разложение сопутствующих минералов и твердофазных взаимодействий, а также начало образования клинкерных соединений СА, С2AS и C2F, которые и представляют основной фазовый состав кальциево-алюмоферритового клинкера в области температур 1100–1200 °С.
Рис. 10. Термограмма боксита
Фазообразование при нагревании исследуемых сырьевых смесей при температуре 1100 – 1200 °С. Высокотемпературная зона обжига – это зона, где происходит формирование основного клинкерного состава. Например, для портландцементного клинкера высокотемпературной областью считается интервал температур 1200–1450 °С. Для кальциево-алюмоферритного клинкера ввиду низкой температуры плавкости системы данный промежуток температур составляет 1100–1200 °С. В данном исследовании последующий нагрев сырьевых смесей показал, что при температуре 1250 °С смеси частично начинают оплавляться, что не соответствовало поставленным целям и задачам эксперимента. Низкая температура плавкости смеси оказывает неблагоприятное влияние на технологический процесс обжига, в особенности, если в качестве обжигового агрегата используется вращающаяся печи [18].
На рисунке 11 представлены рентгенограммы с фазовым составом, полученные в области температур 1100-1200°С.
Рис. 11. Фазообразование в интервале температур 1100– 1200°С:
а) IИБ; б) IIМерБ; в) IIIМБ
Как видно, на рис.11 при температуре
1100 °С идет активное усвоение оксида кальция. Наблюдается образование фазы С12А7 (d = 4,91 Å) во всех составах.
Увеличивается содержание моноалюмината кальция в составах IИБ и IIIМБ – 325 имп/сек и 533 имп/сек, соответственно, что на 25,5 % выше для состава IИБ и на 108,2 % для состава IIIМБ, относительно температуры 1000 °С. И на 37,1 % (IИБ) и на 125 % (IIIМБ) относительно состава IIМерБ при температуре 1100 °С.
Также активно формируется фаза С2AS, наибольшее содержание при 1100 °С наблюдается в составах IИБ и IIIМБ, 576 имп/сек и 714 имп/сек, соответственно.
Результаты сравнительного анализа относительного содержания фаз СА и С2AS представлены на рис. 12.
Рис. 12. Относительное содержание фаз СА и С2AS при температуре 1100 °С
При температуре 1150 °С основными физико-химическими превращениями является усвоение оксида кальция и увеличение содержания каждой из фаз клинкера. На рис. 10 видно, что весь имеющийся в системе СаО идет на образование инертного соединения С2AS, при дальнейшем увеличение температуры до 1200 °С, это четко наблюдается в составах IIМерБ и IIIМБ (рис. 13).
Рис. 13. Относительное содержание С2AS при температурах 1150–1200°С
А в составе IИБ наблюдается обратная ситуация снижения фазы геленита на 9,94 % при температуре 1200 °С. При температурах 1100-1150 °С отмечена фаза С3А (d = 2,70; 1,91 Å) в составе IIМерБ и при температуре 1200°С в составе IIIМБ. В области температур 1150-1200 °С в составе С, также наблюдается формирование фазы алюмоферрита кальция C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,41; 2,71; 2,66; 1,93 Å), а в составах IИБ и IIМерБ только при температуре 1200 °С.
Существенные изменения фазового состава при температуре 1200 °С наблюдаются во всех составах IИБ, IIМерБ и IIIМБ. Происходит снижение интенсивности фазы СА, результаты сравнительного анализа приведены на рис. 14.
Рис. 14. Относительное содержание СA при температурах 1150 - 1200 °С
В составе IИБ количество СА снижается на 22,7 %, в IIМерБ на 36,5 % и в IIIМБ на 33,7 %. При температуре 1200 °С (рис. 10) сформированный фазовый состав представлен: IИБ СаО (d = 2,41; 1,70 Å), C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,37; 2,71; 2,67; 1,93; 1,82 Å), C2AS (d = 3,73; 3,08; 2,86; 1,76 Å), СА (d = 5,54; 4,69; 2,97; 2,54; 2,44 Å), C12А7 (d = 4,91 Å); IIМерБ C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,38; 2,71; 2,67; 1,93; 1,82 Å), C2AS(d = 3,73; 3,08; 2,86; 1,76 Å),СА (d = 5,49; 3,83; 2,98; 2,55; 2,44Å); IIIМБ C2(Al,Fe)2O5 (d = 7,38; 2,70; 2,67; 1,93; 1,82 Å), C2AS (d = 3,72; 3,08; 2,86; 1,76 Å), СА (d = 2,98; 2,53; 2,44; 2,41 Å), С3А (d = 2,70; 1,91 Å).
В составе IИБ в результате более медленного разложения СаСО3 и формировании СаО все физико-химические превращения протекают значительно медленнее, чем в иных составах. Количественное содержание СаО во всех составах при температурах 1100–1200 °С представлено на рис. 15.
Рис. 15. Содержание СаОсв при температурах 1100–1200 °С
Для состава IIIМБ характерно почти полное усвоение СаО. Предположительно, приближение к температуре расплава 1250 °С приводит к увеличению скорости всех физико-химических реакции и формированию фазы C2AS (рис. 13).
На основании полученных результатов можно сделать выводы, во-первых, единый для всех составов режим термообработки нецелесообразно применять. Следуют рассматривать последующий обжиг при разных температурах и изотермических выдержках. Так, рекомендуемый температурный режим для состава IИБ составляет 1150 °С с выдержкой 40–60 мин, для состава IIМерБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 мин и IIIМБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 мин. Это связано с тем, что процесс разложения СаСО3, скорость реакции формирования, структура и свойства СаО, при нагревании исследуемых компонентов известняк, мергель и мел имеют отличительные особенности и следуют обратить на это особое внимание. Это является важным фактором в технологическом процессе.
Во-вторых, процесс усвоения СаО оказывает неблагоприятное влияние на процесс формирования фазового состава кальциево-алюмоферритового клинкера, в сравнении с обжигом портландцементного клинкера, где весь образовавшийся СаО усваивается в основной клинкерной фазе С3S. Для кальциево-алюмоферритного клинкера соединение С2AS является инертной фазой, и того, какое количество будет образовано, зависит гидратационная активность цемента. Так как алюмосиликат кальция не обладает вяжущими свойствами.
Выводы.
1. Карбонатный компонент сырьевой смеси, отличающийся своей структурой, может оказывать влияние на физико-химические реакции при нагревании.
2. Известняк по структуре среднекристаллический, частицы хорошо закристаллизованы, дефектны и неоднородны.
3. Мергель мелкокристаллический, имеет смешенную структуру, состоящую из разрушенных коколитов и их частиц, а также кристаллического вида кальцита.
4. Мел на 97,6 % состоит из карбоната кальция (CaCO3) в виде коколитов и пластин, из которых образуются кокколитофориды - крошечные одноклеточные водоросли, а также из большого количества разрушенных кокколитов и их обломков разной формы.
5. В процессе обжига КАФК в интервале температур 900–1000 °С сырьевые смеси поэтапно претерпевают ряд физико-химических превращений, основными из которых являются термическая диссоциация СаСО3, образование промежуточных фаз (CS,CF,Al2O3·4SiO2, Al2O3·SiO2), в результате разложения сопутствующих минералов и твердофазных взаимодействий, а также начало образования клинкерных соединений СА, С2AS и C2F.
6. Повышение температуре до 1200 °С не приводит к образованию качественного фазового состава кальциево-алюмоферритового клинкера. Так как приближение к температуре расплава 1250 °С приводит к увеличению скорости всех физико-химических реакций, особенно заметно это влияет на формирование фазы C2AS.
7. Единый режим термообработки нецелесообразно применять для всех составов, поэтому необходимо рассматривать различные температуры и изотермические выдержки. Для состава IИБ рекомендуется использовать температуру 1150 °С с выдержкой 40–60 минут, для состава IIМерБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 минут, а для IIIМБ – 1100 °С с выдержкой 30–40 минут.
8. При синтезе кальциево-алюмоферритового цемента, возможно использовать карбонатные породы, такие как известняк, мергель и мел. Однако необходимо учитывать структуру данных пород и физико-химические превращения, которые происходят при их нагревании. Только при соблюдении этих условий можно достичь желаемого результата и получить качественный цемент.
1. Badola A. Cement industry of India as a component of a closed cycle of production and consumption [Cementnaya promyshlennost' Indii kak sostavlyayushchaya zamknutogo cikla proizvodstva i potrebleniya]. Cement and its application. 2022. No. 6. Pp. 44-47. (rus)
2. Vasilik G.Yu., Eremina E.M. Cement industry of Russia in 2019 [Cementnaya promyshlennost' Rossii v 2019 godu]. Cement and its application. 2019. No. 6. Pp. 20-31. (rus)
3. Krivoborodov Yu.R., Thet Naing M. Theoretical prerequisites for the creation of composite building materials based on special cements [Teoreticheskie predposylki sozdaniya kompozicionnyh stroitel'nyh materialov na osnove special'nyh cementov]. Technique and technology of silicates. 2022. Vol. 29. No. 2. Pp. 179-188. (rus)
4. Zatyaeva D.A., Potapova E.N., Burlov I.Y. Investigation of the properties of sulfate-resistant cements in aggressive media Advances in chemistry and chemical technology [Issledovanie svojstv sul'fatostojkih cementov v agressivnyh sredah]. Advances in chemistry and chemical technology. 2021. Vol. 35. No. 14(249). Pp. 16-18. (rus)
5. Grebenyuk A.A., Smal D.V., Davidyuk A.S., Ponomareva P.S. Obtaining mixed composite cements based on ferritic clinker [Poluchenie smeshannyh kompozicionnyh cementov na osnove ferritnogo klinkera]. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2023. No. 1. Pp. 89-101. DOI :0.34031/2071-7318-2022-8-1-89-101. (rus)
6. Samchenko S.V. Corrosion-resistant cements based on sulfated clinkers [Korrozionnostojkie cementy na osnove sul'fatirovannyh klinkerov]. Dry building mixes. 2013. No. 2. Pp. 26-27. (rus)
7. Erdman S.V., Postnikova A.N. Waterproof mixed magnesian binders [Vodostojkie smeshannye magnezial'nye vyazhushchie]. Fundamental research. 2013. No. 8-3. Pp. 773-778. (rus)
8. Lotov V.A., Mitina N.A. Magnesia cement of increased water resistance [Magnezial'nyj cement povyshennoj vodostojkosti]. Bulletin of Siberian Science. 2011. No. 1(1). Pp. 673-676. (rus)
9. Min H.H., Potapova E.N. Obtaining sulfoaluminate cement and the study of its properties [Poluchenie sul'foalyuminatnogo cementa i issledovanie ego svojstv]. ALITinform: Cement. Concrete. Dry mixes. 2023. No. 3(72). Pp. 2-9. (rus)
10. Zhuo M.M., Min H.H., Potapova E.N., Burlov I.Y. Obtaining sulfoaluminate clinker based on industrial waste [Poluchenie sul'foalyuminatnogo klinkera na osnove promyshlennyh othodov]. Advances in chemistry and chemical technology. 2022. Vol. 36. No. 3(252). Pp. 144-146. (rus)
11. Hargis K.V., Lotenbach B., Muller K.J., Winnefeld F. Additional information about the expansion of sulfoaluminate cement [Dopolnitel'nye svedeniya o rasshirenii sul'foalyuminatnogo cementa]. Cement and its application. 2021. No. 4. Pp. 42-54. (rus)
12. Myasnikov A.K., Sycheva L.I. Synthesis of sulfoaluminate cement and research of its properties [Sintez sul'foalyuminatnogo cementa i issledovanie ego svojstv]. Advances in chemistry and chemical technology. 2021. Vol. 35. No. 4(239). Pp. 70-72. (rus)
13. Elenova A.A., Krivoborodov Yu.R. Synthesis of an expanding additive to eliminate shrinkage of cement stone [Sintez rasshiryayushchej dobavki dlya ustraneniya usadki cementnogo kamnya]. Bulletin of the MGSU. 2017. Vol. 12. No. 3(102). Pp. 326-333. DOIhttps://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.3.326-333. (rus)
14. Borisov I.N., Grebenyuk A.A. Features of hydration and strength gain of sulfoferrite clinkers and special cements based on them [Osobennosti gidratacii i nabora prochnosti sul'foferritnyh klinkerov i special'nyh cementov na ih osnove]. Cement and its application. 2019. No. 3. Pp. 88-91. (rus)
15. Borisov I.N., Mandrikova O.S., Semin A.N. An expanding additive based on sulfated and ferritic waste for the production of special cements [Rasshiryayushchayasya dobavka na osnove sul'fatirovannogo i ferritnogo othodov dlya polucheniya special'nyh cementov]. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2012. No. 1. Pp. 125-128. (rus)
16. Grebenyuk A.A., Borisov I.N. Study of the possibility of obtaining an expanding additive based on ferritic waste with a high content of β-quartz [Izuchenie vozmozhnosti polucheniya rasshiryayushchejsya dobavki na osnove ferritnogo othoda s vysokim soderzhaniem β-kvarc]. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2016. No. 7. Pp. 152-158. (rus)
17. Potapova E.N., Sulimenko L.M. The influence of the nature of cement raw materials on the processes of structure formation during clinker firing [Vliyanie prirody cementnogo syr'ya na processy strukturoobrazovaniya pri obzhige klinkera]. Cement and its application. 2010. No. 1. Pp. 182-186. (rus)
18. Kuznetsova T.V. Alumina cement. [Glinozemistyj cement]. M.: Stroyizdat, 1988.272 p. (rus)
