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Tricalciumアルミン酸塩

Tricalciumアルミン酸塩 (3CaO.Al₂O₃)の基本はある カルシウムアルミン酸塩. それは実際のところ起こらないが、重要なミネラル段階である ポートランドセメント.

特性

純粋なtricalciumアルミン酸塩は良分けられたカルシウム酸化物そして酸化アルミニウムの適切な割合が1300°C.の上で一緒に熱されるとき形作られる。 鉱物は単位格子次元1.5263 nmと立方、である^[1] そして密度を3064 kg.m持っている^-3. それは1542°C.で分解と溶ける。

ポートランドセメント クリンカー、tricalciumアルミン酸塩は溶解から結晶する「間質性段階として」起こる。 クリンカーのその存在は望ましいケイ酸塩段階の形成を促進する温度(1400-1450°C)を処理するピーク炉で液体を得る必要性のためにもっぱらそうなったものである。 この利点から離れて、セメントの特性に対する効果は大抵望ましくない。 それはケイ素および鉄とと溶解のアルカリの酸化物の供給によってカルシウムを取替えられる、アルミニウム原子の15-20%の取り替えるアルカリ金属原子の可変的な量の不潔な堅実なソリューション段階を、形作る。 不潔な形態に少なくとも4つの多形がある:

典型的な化学成分は次のとおりである:

セメントの特性に対する効果

高い塩基度に応じて、tricalciumアルミン酸塩はall theカルシウムアルミン酸塩の水と最も強く反応し、またポートランドクリンカー段階の反応である。 形態カリフォルニアの段階へのその水和₂AlO₃(オハイオ州) .nH₂Oは「置かれる」フラッシュの現象を(即時セット)もたらし、多量の熱は発生する。 これを避けるためには、ポートランドタイプセメントはカルシウム硫酸塩(普通4-8%)の小さい付加を含んでいる。 解決の硫酸塩イオンはettringite (3CaO.Alの不溶解性の層の形成をもたらす₂O₃.3CaSO₄.32H₂O) それらを不動態化するアルミン酸塩水晶の表面に。 アルミン酸塩はそれからAFm段階3CaO.Alを形作るためにゆっくり反応する₂O₃.CaSO₄.12H₂O. これらの水和物は強さの開発に少しを貢献する。

Tricalciumアルミン酸塩はコンクリートの耐久性を減らすことができる3つの重要な効果と関連付けられる:

• コンクリートの大きい固まりで自発に過熱することを引き起こすことができる熱解放。 必要一方、この効果を制御するためにtricalciumアルミン酸塩レベルが減る。
• コンクリートがさらされる硫酸塩の解決が形態のettringiteにAFm段階と反応する硫酸塩の攻撃。 この反作用は膨張性、成長したコンクリートを破壊できる。 コンクリートがどこにと接触して硫酸塩荷を積んだ地下水、例えば置かれる、べきであるか、どちらかは「硫酸塩抵抗の」セメント(tricalciumアルミン酸塩の低水準と)、または使用される スラグ セメントまたは具体的な組合せに加えられる。 スラグは十分なettringiteの形成を抑制するためにアルミニウムを貢献する。
• コンクリートがettringiteの分解の温度の上の温度で治る遅らせられたettringiteの形成、(65°Cについて)。 冷却で、膨張性のettringiteの形成は起こる。

それらがさらにもっと基本的であるので、アルカリ荷を積まれた多形は相応じて反応である。 セメントの相当な>量(1%)は一定制御を困難にし、セメントは過度に吸湿性になる。 セメントの粉の流動性は減り、固まりを形作りがちである空気置いた。 それらは偽セットをもたらすセメントの貯蔵のギプスからの水を撤回する。 従って、形成は可能な限り避ける。 それはナトリウムおよびカリウムのためにより精力的に好ましいの硫酸塩そして塩化物を形作るために 炉、しかし不十分な硫酸塩イオンがあれば、どの残りのアルカリでもアルミン酸塩段階に集まる。 炉システムの供給そして燃料はできればバランスで硫酸塩およびアルカリを保つために化学的に制御される。 但し、この化学量論は炉の大気に相当な残りの酸素があればその時だけ維持される: 「条件」を減らすことが置いたら、硫黄はそうとして失われる₂、反応アルミン酸塩は形作り始め。 これは時間に時間の基礎のクリンカーの硫酸塩のレベルの追跡によって容易に監察される。

参照

1. ^ H F Wテイラー、 セメント化学、学術出版物1990年、 ISBN 0-12-683900-X、PP 23