Задание 2. Приготовление аншлифа

ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА.

ДОПУСК______________________

ВЫПОЛНЕНИЕ________________

ЗАЩИТА______________________

Цель работы: освоить методику петрографического анализа клинкеров в отраженном свете, определить расчетный и фактический фазовые составы и коэффициент насыщения клинкера, описать микроструктуру клинкера.

Минералогический состав портландцементного клинкера.

Портландцементный клинкер – продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной смеси, состоящей из карбонатной и глинистой пород и корректирующих добавок, обеспечивающей преобладание в клинкере высокоосновных силикатов кальция (70-80%), алюминатной и алюмоферритной фаз.

Содержание клинкерных минералов в портландцементном клинкере колеблется в следующих пределах, %:

трехкальциевый силикат (алит) 3CaO∙SiО₂ (C₃S) – 45…70:

двухкальциевый силикат (белит) 2CaO∙ SiО₂ (C2S) – 10…30;

трехкальциевый алюминат 3CaO∙Al2O3 (C3A) – 3…15;

четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO∙Al2O3∙Fe2O3 (C4AF) – 10…20.

Алит – важнейший клинкерный материал, твердеющий быстро и набирающий высокую прочность в начальные сроки твердения.

Двухкальциевый силикат схватывается и твердеет медленно, набирая высокую прочность при длительном твердении (примерно к году).

Трехкальциевый алюминат схватывается быстро, в сочетании с другими составляющими клинкера способствует быстрому росту прочности в первые сутки твердения.

Алюмоферриты кальция – в отдаленные сроки продукты их гидратации способствуют упрочнению цементного камня.

Качество клинкера может быть охарактеризовано:

- численными значениями коэффициента насыщения модулей;

- микроструктурой клинкера;

- размерами и конфигурацией кристаллов минералов;

- содержанием основных клинкерных минералов.

Микроструктура – строение поверхностных слоев твердых тел, наблюдаемое при увеличениях в 10 и более раз в оптических микроскопах.

Различают два основных типа микроструктуры клинкера:

гломеробластическая (неравномерно зернистая) – распределение кристаллов алита и белита в виде чередующихся групповых скоплений разной величины;

монадобластическая (равномерно зернистая) – равномерное распределение поодиночке кристаллов алита и белита по объему зерна без образования скоплений и агрегатов.

Микроструктура клинкера изучается петрографическом методом (микроскопическом анализом).

Для проведения петрографического анализа используется шлиф – препарат, изготовленный из исследуемого вещества для изучения под микроскопом.

Различают шлифы прозрачные – для исследования в проходящем свете с помощью поляризационного микроскопа и шлифы полированные (аншлифы), предназначенные для изучения на металлографическом микроскопе в отраженном свете.

Приборы и реактивы

Исследуемый клинкер; металлический круг; диск, покрытый фетром; крупно- и мелкозернистые абразивные порошки; оксид хрома; пипетка или стеклянная палочка; фильтрованная бумага; реактив Стрелкова; дистиллированная вода; этиловый спирт; объект - микрометр; предметное стекло; ручной прессик; пластилин; металлографический микроскоп.

Порядок выполнения работы.

Задание 1. Расчет минералогического состава клинкера по

Химическому составу сырьевой смеси.

Вычисляем химический состав клинкера, умножая содержание каждого оксида сырьевой смеси на пересчетный коэффициент К:

Рассчитываем коэффициент насыщения и минералогический состав клинкера по формулам, подставляя процентное содержание оксидов в клинкере:

C₃S = 4,07∙CaO – 7,6∙SiO₂ – 6,72∙Al2O3-1,42∙Fe2O3, %

C₂S = 8,6∙SiO₂ + 5,07∙Al₂O₃ + 1,07∙Fe₂O₃ – 3,07∙CaO, %

C₂А = 2,65∙Al₂O₃ – 1,07∙Fe₂O₃, %

C₄AF =3,04∙Fe₂O₃ , %

Задание 2. Приготовление аншлифа.

При изготовлении аншлифа из цементных клинкеров необходимо создавать следующие условия:

1) поверхность аншлифа должна быть совершенно плоской, без «завалов» к краям. Площадь поверхности – не менее 1 см²;

2) полированная поверхность не должна иметь царапин или выщербин (быть зеркально блестящей);

3) на полированной поверхности не должно остаться следов абразивов или жидкостей.

Для более чёткого определения границ кристаллов отдельных фаз (минералов) аншлиф подвергается травлению соответствующими травителями.

Протравленный аншлиф кусочком пластилина укрепляют на предметном стекле полированной поверхностью вверх, а затем прижимают его специальным прессиком, добиваясь этим строго горизонтального положения плоскости аншлифа.

Приготовленный таким образом препарат исследуют под микроскопом.