Aluminoferit vápenatý - Calcium aluminoferrite
Aluminoferit vápenatý (Ca.
2(Al, Fe)
2Ó
5) Ca2(Al, Fe)2Ó5) je tmavě hnědá krystalická fáze běžně se vyskytující v cementy. V cementářském průmyslu se to nazývá ferit. V přírodě také existuje jako vzácný minerál brownmillerit.
Vlastnosti čisté fáze
Při absenci jiných prvků než vápník, hliník, žehlička a kyslík, tvoří aluminoferit vápenatý a pevný roztok řada vzorce Ca2(AlXFe1 − x)2Ó5 pro všechny hodnoty x v rozsahu 0–0,7.[1]:28–32Kompozice s x> 0,7 při běžných tlacích neexistují (viz hlinitan vápenatý ). Krystal je ortorombický, a je obvykle lištový. Své hustota se pohybuje od 4026 kg⋅m−3 (x = 0) až 3614 kg⋅m−3 (x = 0,7). Všechny skladby tát inkongruentně v rozmezí 1400 - 1450 ° C. Oni jsou feromagnetický, postupně tak, jak se zvyšuje obsah železa. Tyto fáze se snadno připravují z oxidy.
Fáze v portlandském cementovém slínku
v portlandský cement slínku „aluminoferit vápenatý se vyskytuje jako„ intersticiální fáze “, krystalizace z taveniny. Jeho přítomnost ve slínku je pouze kvůli potřebě získat kapalinu na vrcholu pec teplota zpracování (1400 - 1450 ° C), což usnadňuje tvorbu požadovaných silikátových fází. Kromě této výhody jsou její účinky na vlastnosti cementu o něco více než účinky a ředící. Vytváří nečistý pevný roztok, který se výrazně liší ve složení od jednoduchého chemický vzorec. Fáze aluminoferit vápenatý působí jako úložiště pro mnoho vedlejších prvků ve slínku. Většina přechodné prvky v cementu se nacházejí zejména ve feritové fázi titan, mangan a zinek. Existuje také značné množství hořčík a křemík, a proto oxidy jiné než CaO, Al2Ó3 a Fe2Ó3 často tvoří 15% hmotnosti aluminoferitanu vápenatého. Tato substituce snižuje teplotu tání na přibližně 1350 ° C.
Typické chemické složení pro různé množství slínku Fe2Ó3 obsah je:[1]:10[2]:160
| Kysličník | Hmotnost % | Hmotnost % | Hmotnost % |
|---|---|---|---|
| Fe2Ó3 ve slínku | 0.29 | 2.88 | 4.87 |
| SiO2 | 4.0 | 2.6 | 6.1 |
| Al2Ó3 | 20.2 | 20.8 | 17.0 |
| Fe2Ó3 | 24.5 | 23.9 | 27.7 |
| CaO | 44.6 | 46.4 | 40.2 |
| MgO | 3.7 | 3.1 | 4.9 |
| Na2Ó | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| K.2Ó | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| TiO2 | 1.9 | 2.7 | 1.7 |
| Mn2Ó3 | 0.1 | 0.3 | 1.5 |
| ZnO | 1.1 | 0.1 | 0.9 |
Chování v cementech
Aluminoferit vápenatý má malý vliv na fyzikální vlastnosti cementu. Na hydratace tvoří se[1]:175 4CaO⋅Al2Ó3HnH2O a hydratovaný oxid železitý gel. V zásadě se jedná o rychlou a energickou reakci, ale srážení nerozpustné vrstvy hydratovaného oxidu železa na povrchu krystalu aluminoferitanu vápenatého tvoří bariéru další reakce. V případě portlandský cement, následná pomalá reakce s rozpuštěným síranem tvoří an AFm fáze, který má zanedbatelné pevnostní vlastnosti. V případě cementy na bázi hlinitanu vápenatého,[2]:726 situace je méně jednoznačná, ale k počáteční síle přispívá jen málo. Aluminoferit vápenatý je také přítomen v cementech sulfoaluminátu a opět nepřispívá žádnou silou.