О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ ЦЕМЕНТНЫХ КЛИНКЕРОВ

УДК 666.942.3

И.С.Семериков, Н.Н.Башкатов, С.А.Шадрин, М.З.Магасумов
Уральский государственный технический Университет — УПИ

О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВОВ ЦЕМЕНТНЫХ КЛИНКЕРОВНа сегодняшний день известно о применении электрофизических методов для ускоренного определения прочности портландцементов. Исходя из сущности этого метода, можно предположить, что его возможно применить для ускоренного определения фазового либо химического составов цементов.

Для проверки этого предположения на кафедре «Технологии вяжущих материалов и строительных изделий» УГТУ-УПИ были проведены исследования, сущность которых заключалась в построении калибровочных графических зависимостей КН=¦(R); n=¦(R); р=¦(R), получаемых путем синтеза различных цементных смесей на чистых материалах и сравнение с ними электросопротивлений заводских цементов с реальными модулями.

Всего было приготовлено три группы цементных смесей:

— с КН от 0,8 до 0,95; n= 1,7; р=1,0; — с n от 1,7 до 3,5; КН=0,9; р=1,0; — с р от 1,0 до 3,0; КН=0,9; n= 1,7.

Обжиг смесей проводили в лабораторных печах с изотермической выдержкой 15 мин. Измерителем служил мост переменного тока типа Р-38, электросопротивление суспензии при Т/К=0,007 измеряли в зависимости от состава, времени и температуры гидратации. Использовалась дистиллированная вода с начальным электросопротивлением 8×104Ом, что позволило существенно расширить пределы измерений. Сопротивления измеряли, начиная с 5 секунд от момента засыпки вещества в воду и до 250 минут при температурах  293-368К.

Зависимость электросопротивления суспензии клинкера от температуры обжига и различных  КН после обжига при температуре 1450оС

Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что электросопротивление суспензий зависит от состава цементного клинкера, увеличиваясь при увеличении коэффициента  насыщения и уменьшаясь при увеличении силикатного и глиноземного модулей. Ход кривых довольно точно описывает процессы, протекающие при обжиге материала, так как на всех графиках видны перегибы, свидетельствующие о возникновении жидкой фазы (рис 1а; 2а; 3а).

Зависимость электросопротивления суспензии клинкера от температуры обжига и различных  n после обжига при температуре 1450о

Зависимость электросопротивления суспензии клинкера от температуры обжига и различных р после обжига при температуре 1450оС

Полученные в результате экспериментов зависимости, приведенные на рис 1б; 2б и 3б описываются квадратными уравнениями, что позволит, зная значение электросопротивления, без проведения химического анализа определить модульные характеристики получившегося цемента, однако при сопоставлении данных зависимостей с электросопротивлением заводских цементов, которые обозначены на рисунках как контрольные, (в данном случае использовались портландцементы Сухоложского цементного завода) с известным химическим составом, а, следовательно, и с известными модульными характеристиками, установлено, что наибольшей достоверностью обладает только зависимость, представленная на рис.1а. Возможно, это связанно с наличием в этих цементах активных минеральных добавок, поправка на которые проведена не была.

Таким образом, из представленных данных можно сделать вывод, что электросопротивление суспензий связано с вещественным составом цемента и изменяется при изменении его модульных характеристик, однако для точного определения модульных характеристик с помощью этого метода необходимо учитывать так же наличие всех добавок (гипса, активных  и неактивных доменных шлаков), которые затрудняют построение реальных калибровочных графиков.

Приведенные значения электросопротивлений суспензий клинкера в дистиллированной воде определяются гидратацией и гидролизом основных клинкерных минералов. Повышение коэффициента насыщения приводит к увеличению содержания алита – C3S, образование которого требует большего количества СаО, но в растворе содержание ионов Са2+ снижается, электросопротивление возрастает. Повышение силикатного и глиноземистого модулей ведет к снижению электросопротивления, что можно связать с процессами, протекающими при образовании и гидратации белита и трехкальциевого алюмината.