ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы декарбонизации из "Физическая химия вяжущих материалов" При получении известковых и магнезиальных вяжущих веществ исходные сырьевые материалы (известняк, мел, доломит, магнезит и др.) подвергают сильному нагреванию, чтобы обеспечить разложение карбонатов. При получении портландцементного клинкера также происходит диссоциация карбонатов, входящих в состав сырьевой смеси. [c.195] Карбонатные породы, используемые в технологии вяжущих материалов, представлены различными минералами. Карбонат кальция представлен в основном кальцитом и аргонитом. [c.195] Кальцит кристаллизуется в гексагональной системе, плотность его 2600—2800 кг/м , твердость 3 по шкале Мооса. Элементарная ячейка кальцита включает две молекулы СаСОз. Параметры элементарной ячейки =0,663 нм, а=46°. Кислородные атомы группы СОз в элементарной ячейке расположены в вершинах треугольника, плоскость которого перпендикулярна тройной оси. Расстояние 0—0 равно 0,124-10 нм. Каждая группа СО3 окружена шестью атомами кальция. [c.195] Коэффициент термического расширения кристаллов кальцита вдоль главной оси 2,58-10 , перпендикулярно главной оси 0,54-10- . Кристаллы кальцита имеют совершенную спайность. [c.196] Кальцит — одноосный минерал, имеет два показателя преломления 1,658, Л/р= 1,486. Хорошо разлагается слабой соляной кислотой. [c.196] Арагонит кристаллизуется в ромбической сингонии, плотность его 1900—3000 кг/м , твердость 3,5—4. [c.196] Основными литологическими разновидностями известняков, выделяемыми по структурным признакам, являются известняки кристаллические, органогенные, обломочные и смешанной структуры. [c.196] Кристаллические известняки сложены кристаллами кальцита различных размеров. Органогенные известняки — это скелетные остатки животных (зоогенные) или растительных (фитогенные) организмов, состоящие из кальцита или арагонита и цементирующей их массы — пелитоморфного (микрокристаллического) кальцита. Обломочные известняки представляют собой обломки ранее сформировавшихся известняков и кальцитового цемента. Известняки со смешанной структурой являются переходными разновидностями между кристаллическими, органогенными и обломочными известняками. Эти виды известняков широко распространены. Литологической разновидностью известняков является мел, который представляет собой рыхлую слабосцементированную тонкозернистую породу, состоящую из тонкого органогенного и пелитоморфного кальцита. Существуют и другие разновидности известняков — солитовые известняки, известняковые туфы. [c.196] Известняковые горные породы обычно содержат различные примеси, главным образом, глинистых веществ, доломита, кварца, оксидов железа и т. д. Количество примесей колеблется в довольно значительных размерах. Даже сравнительно чистые известняки содержат 2—3% примесей. В технологии вяжущих веществ наиболее широко применяют плотные известняки и мел. [c.196] Предел прочности при сжатии кристаллических зернистых и плотных известняков равен 20—120 МПа при объемной массе 2400— 2500 кг/м . Прочность некоторых сортов мрамора достигает 300 МПа. Оолитовые известняки, известняковые туфы, мел и ракушечники имеют предел прочности 0,5—50 МПа при объемной массе 100—1800 кг/м . [c.196] В котором АВ — какой-либо карбонат, оксид или другое вещество А — соответственно оксид или металл В—диоксид углерода, кислорода и т. п. [c.196] При рассмотрении процесса следует различать три случая. В простейшем из них оба твердых вещества практически нерастворимы друг в друге и представляют собой две самостоятельные фазы постоянного состава. Количественные соотношения становятся сложнее во втором случае, когда реагенты АВ и А образуют твердый раствор. Наконец, не менее важен и третий случай — растворение АВ и А в каком-либо ином веществе Р. [c.197] Очевидно, что для систем, состояние которых описывается точками области. , АС 0, т. е. самопроизвольным процессом будет не диссоциация, а ассоциация. [c.198] Изотермический характер ассоциации соответствует вертикальной прямой ааь При этом постоянство температуры должно поддер-.живаться непрерывным отводом теплоты, выделяющейся при реакции. В том случае, когда количество вещества А достаточно для уменьшения давления газа В до величины, отвечающей точке С), в системе будут существовать вещества А, АВ и В, величина АО будет равна нулю. В противном случае дальнейшее течение ассоциации станет невозможным, и вещество АВ образует с В вполне устойчивую систему. [c.198] Последнее обусловлено тем, что новая система, в которой невозможны процессы диссоциации и ассоциации, состоит из двух фаз и обладает, следовательно, при том же числе компонентов не одной, а двумя степенями свободы. Другими словами, она может находиться Б устойчивом состоянии в любых условиях области I. [c.198] Если поддерживать постоянным давление ръ и препятствовать отводу теплоты, то ассоциация будет происходить изобарически и изобразится на рис. 7.4 прямой ась параллельной оси абсцисс. Ко-.нечная точка сг соответствует такому повышению температуры за счет теплоты ассоциации, при котором равновесное давление рв становится равным начальному, а А0=0. Во всех промежуточных случаях, где не сохраняются условия либо изотермичности, либо изобаричности, переход системы из начальных условий к равно весным будет описываться более сложной кривой (например,асз) Таким образом, все точки области I соответствуют условиям су ществования неустойчивого вещества А (например, оксида) и ус тойчивого вещества АВ (соответственно карбоната или оксида) В области И соб[людается обратное соотношение р в рв. По этому вещество АВ, помещенное в эти условия, неустойчиво и в системе возможна реакция диссоциации, течение которой сопровождается, согласно уравнению изотермы Вант-Гоффа, понижением энергии Гиббса (АО). [c.198] Такие значения рв принято называть давлениями диссоциации вещества АВ. Если при повышении температуры раньше всего достигается точка плавления вещества А, то обе системы АВ(тв) — —А(тв)—В(г) иАВ(тв)—А(ж) — В (г) при этой температуре Га имеют одно и то же давление диссоциации, так как А(тв) находится в равновесии с А (ж). Однако тепловые эффекты АЯ(тв) и АН (ж) этих реакций будут различны они отличаются друг от друга на величину АН — теплоту плавления вещества А. [c.199] Термодинамические характеристики соединений, участвующих в процессе декарбонизации при получении вяжущих веществ, представлены в табл. 7.7. [c.199] Вернуться к основной статье