3.3.4. Механизмы реакций

Химия цемента - X. Тейлор

Механизмы реакций в цементных сырьевых смесях [205, 207, 544] и
известковосиликатных композитах [1261] исследовались с помощью световой и
электронной микроскопии, рентгеновской и высокотемпературной рентгеновской
дифракции, высокотемпературной световой микроскопии, рентгеноспектрального
микроанализа и термического анализа, а также путем определения свободной
извести. При температуре ниже примерно 1200°С реакции протекают в основном в
твердой фазе, причем первым визуально заметным эффектом в цементных сырьевых
смесях является появление реакционных колец вокруг крупных зерен кварца,
которые позднее превращаются в кластеры кристаллов белита. Хроми [205] нашел,
что кольца состоят из зон кристобалита, изотропного вещества с показателем
светопреломления 1,515-1,525 и затем белита. При 1200°С толщина слоя белита
достигала 2-3 мкм, а изотропное вещество, образующее более тонкий слой, имело
тенденцию прерываться и создавать перешейки, соединяющие соседние зерна
кварца. Изотропное вещество содержало кальций и кремний при отношении Са/Б1 < 1,0 и давало диффузный максимум на рентгенограмме при
0,37 нм; вероятно, это вещество было стеклом. Рентгеновское и микроскопическое
исследование показали также присутствие волластонита и небольшого количества
тридимита; в образцах, охлажденных от 1280°С, оба эти соединения могут быть
обнаружены оптически в виде иголок, диспергированных в аморфном веществе, и в
виде кристаллов на границе с кварцем соответственно. Волластонит образуется
преимущественно из а-СЭ при охлаждении.

Высокотемпературная световая микроскопия при 1200-1300°С показывала
перемещение сердцевины кремнезема и присутствие кристаллов СЭ; аморфное
вещество размягчалось. Там, где оболочка белита разрушалась, кластеры
кристаллов белита с порами в центре обычно заменяли первичные зерна кварца; но
там, где этого не происходило, эти кластеры появлялись лишь при более высокой
температуре и были более плотными, с очень небольшим количеством промежуточного
материала. Результаты, полученные при более высоких температурах, описаны в
разд. 3.4.4.

Вперед