QReferate - referate pentru educatia ta.
Referatele noastre - sursa ta de inspiratie! Referate oferite gratuit, lucrari si proiecte cu imagini si grafice. Fiecare referat, proiect sau comentariu il poti downloada rapid si il poti folosi pentru temele tale de acasa.



AdministratieAlimentatieArta culturaAsistenta socialaAstronomie
BiologieChimieComunicareConstructiiCosmetica
DesenDiverseDreptEconomieEngleza
FilozofieFizicaFrancezaGeografieGermana
InformaticaIstorieLatinaManagementMarketing
MatematicaMecanicaMedicinaPedagogiePsihologie
RomanaStiinte politiceTransporturiTurism
Esti aici: Qreferat » Referate chimie

Sisteme de echilibru termic la clincherele de ciment portland








Sisteme de echilibru termic la clincherele de ciment portland

Daca se iau in consideratie componentii oxidici principali ai clincherului de ciment portland, acesta din urma se poate incadra in sistemul cuaternar CaO—A12O3—Fe2O3—SiO2, din care un interes particular pentru chi­mia cimentului portland il prezinta sistemele binare CaO—SiO2, CaO—A1203, CaO—Fe2O3 si sistemul ternar CaO—A12O3—SiO2.

 Sistemul CaO-SiO2




Diagrama de echilibru pentru acest sistem este prezentata in fig. I.1 [8]. In sistemul binar CaO— SiO2 se formeaza patru componenti: metasilicatul de calciu (wollastonit) CS, pirosilicatul de calciu (rankinit) C3S2, ortosilicatul de calciu C2S, silicatul tricalcic C3S. Doi din acesti constitu­enti C3S2 si C3S se topesc incongruent; in acelasi timp este important sa se mentioneze ca silicatul tricalcic se descompune si in stare solida, la temperaturi sub l.250°C. Orto si metasilicatul de calciu sunt compusi congruenti; prezinta forme polimorfe diferite: ortosilicatul de calciu 4 forme (α, ά, β si γ) si metasilicatul de calciu 2 forme (α si β).

Sistemul se imparte in cinci campuri de cristalizare, Campul I si II formeaza de fapt un sistem binar cu compus incongruent, ca si campurile III si IV. Campul V prezinta un eutectic si se caracterizeaza prin prezenta a numeroase transformari polimorfe atat ale SiO2 cat si ale CS. Totodata se mentioneaza existenta unei zone largi de lichide nemiscibile.

Pentru chimia cimentului portland cel mai mare interes il prezinta campul II in care apar drept compusi de cristalizare silicatul tricalcic (cel mai valoros component din clincher) si ortosilicatul de calciu. Din examina­rea diagramei rezulta conditiile in care se poate stabiliza C3S si formele de temperatura inalta ale C2S cu proprietati hidraulice, indeosebi β-C2S.


26000C

 

                        10      20     30    40    50      60     70     80     90   100

        SiO2                             CS  C3S2 C2S          CaO

Fig. I.1. Sistemul CaO-SiO2


            Sistemul CaO—Al2O3

Sistemul CaO—A12O3 se caracterizeaza prin existenta unui numar mare de componenti, ceea ce-i imprima un caracter complex. In acest sistem, a carui diagrama este reprezentata in fig. I.2 [24,25], se cunosc cinci compusi: aluminatul tricalcic (C3A); trialuminatul pentacalcic (C5A3 sau C12A7); aluminatul monocalcic (CA); dialuminatul monocalcic (CA2) si hexaaluminatul monocalcic (CA6); ultimul compus, ca si aluminatul tricalcic se topeste in­congruent. In legatura cu caracterul topirii CA si CA2 exista informatii contradictorii. In sistemul la care ne referim sunt sase campuri de cristalizare; cea mai mare importanta pentru chimia cimentului portland o are campul II, unde apar aluminatul tricalcic si compusul C12A7 (C5A3).



Fig. I.2 Sistemul CaO–Al2O3

                                        Sistemul CaO— Fe2O3

In sistemul CaO—Fe2O3, in conformitate cu cercetarile lui Philips si Muan[26], se cunosc trei compusi binari: feritul bicalcic (C2F) caracte­ristic clincherelor de ciment portland, feritul monocalcic (CF) si diferitul monocalcic (CF2,). Existenta acestuia din urma este mai greu de pus in evidenta,deoarece, in acest domeniu, au loc schimbari de valenta ale fierului, ceea ce determina modificari in relatiile de echilibru termic ce se stabilesc.
I
n fig. I.3, a este prezentata diagrama sistemului CaO–Fe2O3, din care rezulta actiunea puternic fondanta a Fe2O3. Fondantii ferici se caracteriza printr-o reducere usoara: Fe2O3FeO. La ardere reducatoare actiunea fondanta se accentueaza. Acest fapt este pus in evidenta de diagrama de echilibru a sistemului CaO – FeO prezentata in fig. I.3, b (in timp ce  in sistemul CaO—Fe2O3 faza lichida apare la temperaturi de aproximativ l.200 0 C, in sistemul CaOFeO se constata aparitia fazei lichide chiar la tem­peraturi de 1.100 0 C). In sistemul CaOFeO este probabila existenta unui singur compus binar CaO∙2FeO; se

1600

 
remarca totodata prezenta unor complexe relatii de izomorfism[24].

Magnetit

ss

Hermatiss

 


Fig.I.3 Sistemul CaO-FexOy

a – sistemul CaO-Fe2O3 ; b - sistemul CaO-FeO

  Sistemul CaO-Al2O3-SiO2

Sistemul SiO2A12O3CaO prezinta cel mai mare interes pentru chimia cimentului portland, liant al carui continut in silicati si aluminati de calciu depaseste de obicei 85 - 90%, tinzand, pentru cimenturile albe, la 97- 98%.

In sistemul SiO2Al2O3CaO, in afara silicatilor si aluminatilor de calciu, se remarca compusul binar incongruent 3Al2O3∙2SiO2, (mulit), cum si compusii ternari: CaO ∙Al2O32SiO2 (anortitul) care cristalizeaza in sistemul triclinic si se topeste congruent la 1.550 0C; 2 CaO∙Al2O∙SiO2 (ghehlenitul), compus congruent cu punct de topire 1.590 0C, care cristalizeaza in forme cristaline patratice ; 2 CaO∙Al2O3∙2 SiO2 (granitul), incongruent in stare solida, cristalizeaza cubic ; 3CaO∙Al2O3.∙SiO2 (aluminosilicatul tricalcic), incongruent in stare solida (se descompune la 1.335 0 C), cristalizeaza sub forma de fibre. Ultimii doi compusi ternari, din cauza  incongruentei in stare solida, nu apar ca si componenti de echi­libru, in prezenta fazei lichide, in diagrama sistemului ternar.





In fig. I.4 este prezentata diagrama sistemului CaOA12O3SiO2, ea include modificarile aduse diagramei clasice a lui Rankin si Wright, ca urmare a cercetarilor ulterioare referitoare la relatiile de echilibru in sistemele CaOSiO2, si CaOAl2O3, la campul de faza al C3S, la existenta CA6, la determinarea campurilor mulit-corindon.

2040

 


Diagrama se imparte in 14 subsisteme de echilibru termic. Pentru chi­mia liantilor prezinta interes indeosebi subsistemele I-VI si XII-XIV, ultimele subsisteme corespund zgurilor metalurgice ; subsistemul I cuprinde varul aerian si varul hidraulic; subsistemele IV si VI prezinta interes pen­tru cimenturile aluminoase; pentru chimia cimentului portland o deosebita importanta are subsistemul II, in care drept component ele cristalizare apare silicatul tricalcir. Din punctul de vedere al cimenturilor portland este utila examinarea grupului complex de subsisteme I-III care cuprinde doi compusi incongruenti C3S si C3A. Masele din aceste subsisteme asculta de peritecticele G1 si G2 si eutecticul E3 care au punctele de de topire la l.470 0C, 1.455 0C si respectiv 1.335 0C; se vede rolul fondant al SiO2, in cantitati mici asupra maselor din sistemul CaOAl2O3. Trebuie mentionat insa ca si CaO si Al2O3 se comporta ca  fondanti asupra maselor SiO2 Al2O3  respectiv CaOSiO2.


CaO

 
         



Fig.  I.4. Sistemul CaO-Al2O3-SiO2.

               Sistemul CaO— Al2O3— Fe2O3

Pentru sistemul CaO—Al2O3—Fe2O3, Solacolu[16] semnealeaza, pe langa cei 8 compusi binari care au fost examinati odata cu sistemele binare constituente, si prezenta a trei compusi ternari: brownminilleritul (4CaO∙Al2O3∙Fe2O3), care de fapt reprezinta o faza intermediara in seria de solutii solide feritaluminatice; diferitaliminatul monocalcic (compusul lui Tavasci) CaO∙Al2O3∙2Fe2O3; compusul 15CaO∙Al2O3∙10Fe2O3 semnalat nu demult si a carei existenta este nesigura.

CaO∙Al2O3

 

 


  “C3F”             2CaO∙Fe2O3

 

60

 

CaO

 


                           CaO                                      40                  60                 „C3F”       2CaO∙Fe2O3

Fig. I.5. Sistemul  CaO - Al2O3  - Fe2O3

Solutiile solide feritaluminatice (in care se inscrie si brownmilleritul), se gasesc, ca si constituenti importanti, in clincherul de ciment portland.

Diagrama de echilibru a sistemului CaO—A12O3—Fe2O3, in portiunea sa cea mai studiata este reprezentata in fig. I.5[27] sunt prezente, in acest domeniu 5 campuri de cristalizare primara: CaO; C3A; C12A7; CA; solutii solide alu­minatferitice; se remarca, totodata, din examinarea diagramei si faptul ca aluminatii (C3A, C12A7, CA) pot include ca solutii solide anumite cantitati de oxid feric (ferit de calciu, ferit aluminat de calciu).







          Sistemul CaO—Al2O3— Fe2O3— SiO2

Din acest sistem, este studiata mai bine portiunea care priveste chimia cimentului portland. In anul 1934, Lea si Parker[28]  au cercetat amanuntit sistemul CaOC2SC5A3C4AF in conformitate cu studiul lor, in sistemul amintit nu exista nici un compus cuaternar. Rezultatele obtinute de Lea si Parker, modificate pe baza ultimelor cercetari sunt prezentate in fig.I.6.

Sistemul examinat se  imparte  in  trei subsisteme de echilibru termic :

CaO—C3S—C3A—C4AF, caruia  ii corespunde peritect icul γ1 ;

C3S—C2S—C3A―C4AF, caruia ii corespunde eutecticul ε2 ;

C2S—C3A—„C5A3”—C4AF,  caruia ii corespunde  eutecticul  ε3;

Suprafata

C2SC12A7

“C5A3

 


CaO

 



       

Fig.  I.6. Subsistemul cuaternar CaO—C2S—„C5A3'—C4AF.

In tot sistemul cuaternar CaO—C2S—C5A3(C12A7)—C4AF se semnaleaza prezenta a 4 compusi binari, dintre care doi incongruenti. Faza feritica, luata in consideratie in cercetarile lui Lea si Parker prin C4AF, este socotita de Swayze [29] de compozitie variabila, in seria solutiilor solide 2CaO∙Fe2O36CaO∙2Al2O3∙Fe2O3. El studiaza, ca urmare relatiile de echilibru ter­mic care se stabilesc in sistemul cuaternar CaOC2SC12A7—C2F. in fig. I .7 este prezentata diagrama acestui sistem, modificata in conformitate cu ultimile cercetari. Diagrama mentionata este asemanatoare cu cea obtinuta de Lea si Parker. Se deosebesc in acest caz trei subsisteme de echilibru termic:

CaO—C3S—C3A—C2F cu peritecticul γ1 (care corespunde temperaturii de l.342°C, spre deosebire de diagrama stabilita de Lea si Parker in care se indica 1.341 0C)

C3SC2S—C3A—C2F cu eutecticul ε2 (corespunde temperaturii de 1.338 0C ca si in diagrama stabilita de Lea si Parker);

C2S—C3A—C12A7—C2F cu eutecticul ε3 (la  l 280°C).

In acest sistem exista 5 compusi binari, dintre care 3 incongruenti (C3S, C3A, C2F). Se pune in evidenta totodata si seria izomorfa C2F—C6A2F. Din examinarea diagramei din fig. I.7 rezulta ca, in sistemul considerat, C6A2F nu poate exista ca faza stabila a maselor de clincher de ciment portland, obtinute in conditii de echilibru (punctele invariante γ1 si ε2 nu sunt cuprinse in sistemul C3S—C2S—C3A—C6A2F. Totusi faze aluminatferitice bogate in alumina pot fi prezente in clinchere de ciment portland. Astfel se constata ca, in masele corespunzatoare sistemului examinat, cu 5% MgO, C6A2F devine stabil din punct de vedere termodinamic; la o racire lenta, in clincherele bogate in alumina, Toropov[4,23] a pus in evidenta prezenta unei faze de compozitie C8A2F.


In diagramele de echilibru termic ale sistemelor cuaternar CaO—C2SC5A3C4AF (C2F) apare ca element caracteristic fasia ingusta a campului de cristalizare primara a silicatului tricalcic. Topiturile din acest spatiu  sunt in echilibru cu C3S, insolubil in aceste topituri. Sunt, de asemenea puse in  evidenta  inca  cinci campuri  de  cristalizare primara


CaO                                                                                           1395  C2F

 


corespunzatoare solutiilor solide ferit aluminatice, silicatul bicalcic C2S, aluminatul tricalcic C3A si trialuminatul pentacalcic C5A3 (CI2A7).[7]

Fig. I.7. Subsistemul cuaternar CaOC2S—„C5A3”—C2F


loading...




{ Politica de confidentialitate } Nu se poate descarca referatul
Acest referat nu se poate descarca

E posibil sa te intereseze alte referate despre:


Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate QReferat.ro Folositi referatele, proiectele sau lucrarile afisate ca sursa de inspiratie. Va recomandam sa nu copiati textul, ci sa compuneti propriul referat pe baza referatelor de pe site.
{ Home } { Contact } { Termeni si conditii }

Referate similare:





loading...



Cauta referat