Home › Archivio Multilingue Indice › Alluminato tricalcico

Alluminato tricalcico

Alluminato tricalcico (3CaO.Al₂O₃) è il più fondamentale del alluminati del calcio. Non si presenta in natura, ma è una fase minerale importante dentro Cemento di Portland.

Proprietà

L'alluminato tricalcico puro è formato quando le proporzioni adatte dell'ossido di calcio fine-diviso e dell'ossido di alluminio sono riscaldate insieme sopra 1300°C. Il minerale è cubico, con la dimensione 1.5263 nanometro delle cellule dell'unità^[1] ed ha densità 3064 kg.m^-3. Si fonde con la decomposizione a 1542°C.

In cemento di Portland clinker, l'alluminato tricalcico si presenta come “fase interstiziale„, cristallizzantesi dalla fusione. La relativa presenza in clinker è solamente dovuto la necessità di ottenere il liquido al forno peak che procede la temperatura (1400-1450°C), facilitante la formazione delle fasi volute del silicato. Oltre a questo beneficio, i relativi effetti sulle proprietà del cemento sono principalmente indesiderabili. Forma una fase solida impura della soluzione, con 15-20% degli atomi dell'alluminio sostituiti da silicone e da ferro e con gli importi variabili degli atomi alcalini-metallici che sostituiscono il calcio, dipendendo dalla disponibilità degli ossidi dell'alcali nella fusione. La forma impura ha almeno quattro polimorfi:

Le composizioni chimiche tipiche sono:

Effetto sulle proprietà del cemento

In armonia con la relativa alta basicità, l'alluminato tricalcico reagisce il più fortemente con acqua di tutti gli alluminati del calcio ed è inoltre il più reattivo delle fasi del clinker de Portland. La relativa idratazione alle fasi della forma CA₂AlO₃(L'OH) .nH₂La O conduce al fenomeno “del flash regolato„ (insieme istantaneo) e una grande quantità di calore è generata. Per evitare questo, il Portland-tipo cementi include una piccola aggiunta del solfato di calcio (in genere 4-8%). Gli ioni del solfato in soluzione conducono alla formazione di uno strato insolubile di ettringite (3CaO.Al₂O₃.3CaSO₄.32H₂O) sopra la superficie dei cristalli dell'alluminato, passivante li. L'alluminato allora reagisce lentamente per formare la fase 3CaO.Al del AFm₂O₃.CaSO₄.12H₂O. Questi idrati contribuiscono piccolo a sviluppo di resistenza.

L'alluminato tricalcico è associato con tre effetti importanti che possono ridurre la durevolezza di calcestruzzo:

• riscaldi il rilascio, che può causare il surriscaldamento spontaneo nelle masse grandi di calcestruzzo. Ove necessario, i livelli tricalcici dell'alluminato sono ridotti per controllare questo effetto.
• attacco del solfato, in cui le soluzioni del solfato a cui il calcestruzzo è esposto reagiscono con la fase del AFm all'ettringite della forma. Questa reazione è espansiva e può interrompere il calcestruzzo maturo. Dove il calcestruzzo deve essere disposto in contatto con, per esempio, acque sotterranee solfato-cariche, uno un cemento “diresistenza„ (con i bassi livelli dell'alluminato tricalcico) è usato, o scorie è aggiunto al cemento o alla miscela di calcestruzzo. Le scorie contribuiscono l'alluminio sufficiente per sopprimere la formazione di ettringite.
• formazione in ritardo dell'ettringite, dove il calcestruzzo si cura alle temperature sopra la temperatura di decomposizione di ettringite (circa 65°C). Sul raffreddamento, la formazione espansiva dell'ettringite avviene.

Poiché sono ancor più fondamentali, i polimorfi alcali-caricati sono corrispondentemente più reattivi. Gli importi apprezzabili (>1%) in cemento rendono il controllo stabilito difficile ed il cemento diventa eccessivamente igroscopico. La fluidità della polvere del cemento è ridotta e aria-ha regolato i grumi tende a formare. Ritirano l'acqua da gesso in deposito del cemento, conducente all'insieme falso. Per questo motivo, la loro formazione è evitata ove possibile. È più energico favorevole affinchè sodio ed il potassio formi i solfati ed i cloruri in forno, ma se lo ione insufficiente del solfato è presente, tutti gli alcali surplus congregate nella fase dell'alluminato. L'alimentazione ed il combustibile nel sistema del forno sono controllati preferibilmente chimicamente per mantenere il solfato e gli alcali nell'equilibrio. Tuttavia, questa stechiometria è effettuata soltanto se ci è ossigeno surplus notevole nell'atmosfera del forno: se “ridurre le circostanze„ si regolasse dentro, allora lo zolfo è perso come COSÌ₂ed inizio reattivo degli alluminati alla forma. Ciò è controllata prontamente rintracciando il livello del solfato del clinker su una base di ora--ora.

Riferimenti

1. ^ H F W Taylor, Chimica del cemento, Edizione accademica, 1990, ISBN 0-12-683900-X, pp 23