Институт нефти и газа


Скачать 4.63 Mb.
Название Институт нефти и газа
страница 4/37
Тип Документы
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   37

1.4 Клинкер и его химический состав


Портландцементный клинкер обычно получают в виде спекшихся мелких и более крупных гранул и кусков размером до 50-60 мм в зависимости: от типа печи, режима обжига и т.д.

По микроструктуре клинкер, представляет собой сложную тонкозернистую смесь кристаллических фаз и небольшого количества стекловидной фазы.

Химический состав клинкера колеблется в широких пределах. Главными окислами цементного клинкера является окись кальция CaO, двуокись кремния SiО2, окись алюминия Аl2O3 и окись железа Fe2O3, суммарное содержание которых достигает обычно 95-97%. Кроме них имеются примеси окиси магния MgО, серный ангидрит SO3, двуокись титана ТiО2, окись хрома Сг2O3 окись марганца Мn2O3, щелочи Na2O и K2O,. фосфорный ангидрит P2O5 и др.[2, 3]

Ориентировочно химический состав портландцемента выглядит следующим образом:

CaO 63-66% SO3 0,3-1%

SiО2 21-24 % Na2O и K2O 0,4-1 %

Аl2O3 4-8% ТiО2 и Сг2O3 0,2-0,5%

Fe2O3 2-4% P2O5 0,1-0,3%

MgО 0,5-5%

В литературе принято СаО обозначать - С, SiO2–S, Аl2O3–A, Fe2O3–F.

Повышенное содержание окиси кальция обуславливает обычно повышенную скорость твердения раствора на основе такого портландцемента, высокую начальную прочность формирующегося камня и его несколько пониженную коррозионную стойкость.

Растворы на основе цемента с повышенным содержанием кремнезема в составе клинкера обладают пониженной скоростью твердения в начальные сроки, а формирующийся камень достаточно интенсивном нарастании прочности в длительные сроки и повышенной коррозионной стойкостью.

При повышенном количестве Аl2O3 цементы приобретают способность к ускоренному твердению.

Соединения окиси железа способствуют снижению температуры спекания клинкера. Цементы, богатые окисью железа, при низком содержании глинозема ведут себя аналогично высококремнеземистым - относительно медленно схватываясь и твердея в начальные сроки, они в дальнейшем достигают высокой прочности.

Повышенное содержание в клинкере окиси магния, вызывает неравномерность изменение объема, цемента при твердении. Содержание MgO не должно превышать 5 %.

Серный ангидрид SO3 необходим для регулирования сроков схватывания. Содержание его должно быть 1,5 - 3,5 %. Более высокое содержание может вызвать также неравномерное изменение объема.

Двуокись титана входит в клинкер с глинистым компонентом сырьевой смеси в количестве 0,1 - 0,5 %. При таком содержании она способствует лучшей кристаллизации клинкерных минералов. При содержании ТiО2 2 - 4 %, она, замещая часть кремнезема, способствует повышению прочности камня, а сверх этого снижает прочность.

Фосфорный ангидрид и окись хрома в небольшом количестве оказывают легирующее действие, увеличивая интенсивность твердения в первые сроки и повышая его конечную прочность. При повышенном содержании 1 - 2 % оказывает обратное действие.

Щелочи, при их содержании более 1 % вызывают непостоянство сроков схватывания цемента, приводят к опасным, деформациям.

Количество окиси марганца в клинкере обычно не превышает 1 - 2 % и существенно не влияет на физико-механические свойства цемента

1.5 Минералогический (фазовый) состав портландцементного клинкера


Образующийся в результате обжига сырьевой смеси клинкер, имеет достаточно сложный минералогический состав. Основную роль в нем играют четыре минерала.

Трехкальциевый силикат Ca3SiO4 3S) или 3CaOSiO2.

Трехкальциевый получают в лабораторных условиях из химически чистых компонентов. При производстве клинкера, трехкальциевый силикат содержит некоторое количество примесей MgO, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, которые влияют на его структуру и свойства. Его называют алитом. Содержание алита в клинкере наибольшее, составляет порядка 40-55%. При рассмотрении процессов гидратации цементов примесями, входящими в трехкальциевый силикат, как правило, пренебрегают, и все расчеты ведутся на чистую систему 3CaOSiO2. При формировании цементного камня алит обеспечивает набор прочности камня в ранние сроки твердения (от нескольких дней до 3х - месяцев).

Кристаллы алита имеют обычно шестигранную или прямоугольную форму, которая хорошо просматривается в шлифах клинкера в отраженном свете.

Двухкальциевый силикат Ca2SiO4 (C2S) или 2CaO∙SiO2 - в портландцементном клинкере присутствует в  - модификации, называемой белитом. Количество его в клинкере составляет порядка 20 - 30%. Белит имеет меньшую гидравлическую активность, по сравнению с алитом и обеспечивает рост прочности цементного камня в более поздних стадиях твердения. Белит, как и алит представляет собой твердой раствор  - двухкальциевого силиката ( - 2СаOSiO2) и небольшого количества (1-3 %) таких примесей как Аl2O3, Fе2O3, С2О3 и др. Гидравлическая активность белита также зависит от строения кристаллов. Цементы, в которых белит представлен округлыми плотными кристаллами с зазубренными краями со средним размером 20  50 мкм формируют камень с повышенной прочностью. Расщепление кристаллов способствует повышению ее гидравлической активности.

Алюминаты кальция обычно встречаются в клинкере в виде трехкальциевого алюмината С3Аl2O6 или 3CaO∙Al2O33А) кристаллизуется в кубической системе в виде очень мелких шестиугольников и прямоугольников. Содержится в цементном клинкере в количестве до 15 %. Это наиболее химически активный минерал клинкера и именно его гидратация определяет сроки схватывания цементных растворов.

Алюмоферритная фаза представляет собой твердый раствор алюмоферритов кальция разного состава, который в свою очередь зависит от состава сырьевых смесей, условий обжига и т.п. При этом возможно образование серии твердых растворов между С6А2F, С4АF, C6AF2 и С2F. В клинкере алюмоферритная фаза по своему составу близка к четырехкальциевому алюмоферриту.

Четырехкальциевый алюмоферрит Ca4(Al2O5)∙(Fe2O5) или 4CaO∙AI2O3∙ Fe2O3 (C4AF) - железосодержащий минерал обладающий достаточно высокой скоростью гидратации и обеспечивающий рост прочности системы в первые часы твердения. В портландцементах его количество находится в пределах 10 - 20%.

Кроме указанных минералов в состав клинкера входит стекловидная фаза, содержащая в своем составе незакристаллизованные ферриты, алюминаты, оксид магния, щелочные соединения и др. При резком охлаждении цементного клинкера стеклофаза, покрывая поверхность минералов, предотвращает фазовые превращения из одной модификации в другую. Стеклофаза имеет вид изотропных прожилок между кристаллами алита и белита или мелких зерен неправильной формы. Стекло отличается переменным составом со значительным содержанием Аl2O3 и Fе2O3.

Окись кальция CaOсвоб обнаруживается в свежеобоженном клинкере в виде бесцветных изотропных зерен. Ее должно быть не больше 0,5  1 %. При более высоком содержании СаОсвоб возможно неравномерное изменение объема камня при твердении, вследствии перехода в Са(ОН)2.

Щелочесодержащие соединения при взаимодействии с СаО в температурном интервале 700-1200 0С разлагаются. Часть выделяющихся К2О и Nа2О улетучивается, а другая часть остается в составе клинкера, образуя различные соединения: К2SO4, Na2SO4, K2O∙23CaO∙12SiO2, 8CaO∙ Nа2О∙3 Аl2O3.

В первую очередь образуются К2SO4 и Na2SO4 и только их избыток будет давать другие щелочесодержащие соединения. Щелочесодержащие соединения в портландцементном клинкере могут встречаться и в составе стекловидной фазы, а также в виде твердого раствора с другими соединениями клинкера.

Установлено существование в клинкере и серосодержащих соединений: сульфоалюминатов – С3А∙ СаSO4 и 3Са∙СаSO4, а так же сульфосиликатов – 2С2S∙СаSО4 и 3С2S∙СаSО4.

Окись магния MgO находится в клинкере в виде: а) минерала периклаза; б) твердого раствора в стеклофазе или в трехкальциевом силикате; в) в клинкерном стекле. Вредное влияние MgO, при содержании ее более 5% сказывается на равномерности изменения объема цементного камня проявляется в том случае, когда она присутствует в виде кристаллов периклаза, медленно реагирующих с водой в уже затвердевшем цементе и способствующих образованию Mg(ОН)2, характеризующийся увеличенным, удельным объемом.

Для регулирования сроков схватывания цемента при помоле клинкера вводится 3-5 % двуводного гипса (СаSО4∙2Н2О). Кроме этого портландцемент может содержать до 15 % кремнеземосодержаших компонентов, в качестве которых могут использоваться молотый песок, шлаки, золы от сжигания твердых топлив. Введением добавок достигается два преимущества: во-первых, цемент стоит дешевле т.к. портландцементный клинкер дороже любой добавки; во-вторых, добавками можно регулировать свойства раствора и камня. Для придания специальных качеств цементу при его помоле вводятся гидрофобизаторы, пластификаторы и др. вещества.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   37

Похожие:

Институт нефти и газа icon Институт нефти и газа методические указания
Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета
Институт нефти и газа icon Институт нефти и газа методические указания
Систематические консультации в течение семестра позволяют выполнить проект на достаточно высоком уровне и представить его к защите...
Институт нефти и газа icon Институт нефти и газа
Физико-химические процессы твердения, работа в скважине и коррозия цементного камня: Учеб пособие для вузов. –Тюмень: Изд-во «Нефтегазовый...
Институт нефти и газа icon Реферат по дисциплине “Геология, поиск и разведка нгм” на тему: «Залежи...
Классификация запасов месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов в России
Институт нефти и газа icon Институт нефти и газа
Методические указания устанавливают общие положения к выполнению дипломного проекта (ДП) по специальности 090800 «Бурение нефтяных...
Институт нефти и газа icon Ежеквартальный отчет открытое акционерное общество по геологии, поискам,...
Открытое акционерное общество по геологии, поискам, разведке и добыче нефти и газа «Печоранефть»
Институт нефти и газа icon Трубопроводы магистральные и промысловые для нефти и газа. Строительство...
Роительство в условиях вечной мерзлоты и контроль выполнения работ распространяется на магистральные и промысловые стальные трубопроводы...
Институт нефти и газа icon Пояснительная записка настоящая программа предназначена для подготовки...
Программа предназначена для подготовки и переподготовки (повышения квалификации) рабочих по профессии «Оператор по добыче нефти и...
Институт нефти и газа icon Инновационные технологии обеспечения экологической и промышленной безопасности в нгк
Тивности и охраны труда ООО «Газпром вниигаз», доцента кафедры газовых технологий и подземного хранения газа ргу нефти и газа им....
Институт нефти и газа icon Национальный стандарт российской федерации
Подготовлен обществом с ограниченной ответственностью «Национальный институт нефти и газа» (ооо «нинг») и Обществом с ограниченной...
Институт нефти и газа icon Техническое задание на техническое обслуживание сикн ктк в Российской...
Сикн), блоков качества нефти систем обнаружения утечек (бкк соу), узлов учёта газа и проведения измерений параметров нефти в товарных...
Институт нефти и газа icon Российский государственный университет нефти и газа
«Безопасность технологических процессов и производств нефтяной и газвой промышленности»
Институт нефти и газа icon Профессиональный стандарт
Инженерное сопровождение технологических процессов при всех способах добычи нефти, газа и газового конденсата
Институт нефти и газа icon Руководство пользователя Введение
Он применяется для обнаружения утечек горючего газа и обеспечения личной и имущественной безопасности в местах, где возможна утечка...
Институт нефти и газа icon Организация строительно-монтажных работ с использованием труб с заводским изоляционным покрытием
Документ разработан открытым акционерным обществом «Акционерная компания по транспорту нефти «Транснефть» (оао «ак «Транснефть»),...
Институт нефти и газа icon Программа учебной практики по бурению
Специализации: Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых; Геология нефти и газа

Руководство, инструкция по применению




При копировании материала укажите ссылку © 2024
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск