Алинитовый цемент

Подробности: Создано 09.05.2011 17:26; Обновлено 27.03.2012 22:24; Автор: Admin

Во второй половине двадцатого столетия интересное открытие было сделано советскими учеными в области физической химии, которое позволяет получать высокомарочные цементы по нетрадиционной технологии.

Суть открытия состоит в следующем. Как известно, основой портландцемента является минерал алит. Алиту присущи высокая скорость твердения, большая прочность и морозостойкость, а также большое тепловыделение при твердении.

Новый цементный клинкер на 80 % состоит из «новорожденного» минерала «алинита», созданного на основе обнаруженного явления. Заслуга открытия состоит в том, что оно опровергло классическое представление, по которому образование высокоосновных силикатов кальция считалось возможным лишь при температуре обжига сырья 1400-1500 °С.

Ученые Ташкентского научно-исследовательского института строительных материалов Б. И. Нудельман, И. Я. Бикбау, П. Г. Шишкин, П. Я. Табачников и др. создали условия, при которых для образования высокоосновного хлоркальциевого силиката, названного алинитом, достаточно 1 100-1 200 °С. Ученые считают, что эта температура может быть еще больше снижена.

В сырьевом «пироге» алинитового цемента в отличие от портландского содержится добавка хлористого кальция 10-20 % от массы декарбонизированной шихты. Именно введение хлоридов в состав шихты предопределяет образование высокоосновного хлорсиликата кальция (алинита), который составляет основу этого вида цемента. Его химический состав можно представить в виде общей формулы типа nCaO·mSiО₂·qCaCl₂.
Анализ рентгеноструктурных, термографических и микроскопических исследований, проведенных в Ташкентском НИИСТРОМПРОЕКТе, позволил установить кристаллохимическую структуру минерала алинита, в котором присутствуют связи смешанного типа из анионов О и Сl₂ в отличие от портландцемента, где связи обусловлены анионами О. Кристаллические связи смешанного типа не являются равноценными по их энергетике, что служит причиной более высокой способности к измельчению клинкера и обусловливает большую гидравлическую активность. В клинкере алинитового цемента помимо основной составляющей высокоосновного хлорсиликата кальция (алинита) содержатся также ортосиликат, хлоралюмосиликат, хлоралюмоферрит, хлорферрит, алит, белит и др., содержание которых колеблется от 20 до 40 %.

Значительный интерес представляет и новая технология производства цемента. Она приводит к существенному снижению затрат топлива и энергии. Кроме того, до недавнего времени промышленные отходы, содержащие хлор и его соединения, не находили широкого применения, за исключением противоморозных добавок при бетонировании. Использование же хлоридов в качестве каталитической добавки и привело к получению высококачественного строительного материала, обладающего новыми свойствами.

Клинкер алинитового цемента сравнительно мягок, и на его помол затрачивается меньше времени, а производительность труда на шаровых мельницах повышается в два раза. Прочность бетона на алинитовом цементе достигает 100 МПа и более. В настоящее время не все свойства этого цемента в достаточной мере изучены, поэтому в различных источниках имеются разночтения, особенно в материалах, опубликованных в интернете. Некоторые исследователи полагают, что этот цемент благодаря своим свойствам займет в перспективе ведущее место в ряду гидравлических вяжущих.