实验九综合热分析--实验十热分析应用_图文

导读:差热分析也是一种相当有效的方法,所以用差热分析的方法,研究结硬过程已成为差热分析具体应用的一个重要方面,应该从原材料、设备以及生产条件等各方面综合考虑,但差热分析在选择工艺参数时,如果利用差热分析,然后进行差热分析,图10-6几种晶型转变的差热曲线Ⅰ-石英;Ⅱ-γ-C2S;Ⅲ-β-C2S图10-7高炉矿渣差热曲线2、放热效应产生放热效应的原因,可举例如下:(1)非晶态物质转变为结晶物质例如图1

实验九综合热分析--实验十热分析应用_图文

图10-6 几种晶型转变的差热曲线

Ⅰ-石英;Ⅱ-γ-C2S;Ⅲ-β-C2

S

图10-7 高炉矿渣差热曲线

2、放热效应

产生放热效应的原因,可举例如下:

(1)非晶态物质转变为结晶物质

例如图10-7中,在900℃左右的放热峰是由于玻璃态矿渣析晶的结果。

图10-8是经蒸养后的矿渣水泥试件的差热曲线。图中379℃处是凝胶结晶所产生的放热峰。而850℃处则是黄长石结晶的放热峰。

(2)熔融态转变为晶态

例如图10-7中熔融的高炉矿渣,当冷却时,在1300℃左右析晶产生放热峰。

(3)晶型转变

粘土矿物中常存在不同形态的氧化铁。例如纤铁矿是含水的Fe2O3,在加热脱水后先变为强磁性的γ-Fe2O3(图10-9约300℃处),然后再进一步的加热,于430℃转变为α-Fe2O3即赤铁矿,这一晶型转变引起放热效应。

图10-8 蒸养后矿渣水泥试件差热曲线

(4)矿物中含有变价元素

矿物中含有变价元素在高温情况下发生氧化,由低价元素变为高价元素而放出热量,在差热曲线上表现为放热峰。例如Fe2+变成Fe3+,在340~450℃之间伴随有放热效应

图10-9 铁矿的差热曲线图 10-10 CSH(I)的差热曲线

此外,有些硅酸钙水化产物在加热时也会产生放热效应。例如,CSH(I)在830~860℃范围内会出现它的放热特征峰(图10-10)。

(三)水化速度的测定

各种熟料单矿物和水泥的水化速度,除了用结合水、水化热或水化浓度等方法来测定外,差热分析也是一种相当有效的方法。例如图10-11,I为C2S水化三天后的差热曲线。图中138℃是水化硅酸钙的脱水吸热峰,696℃是CaCO3的分解吸热峰。Ⅱ则为C3S水化三天后的差热曲线。图中151℃是水化硅酸钙脱水峰,517℃是Ca(OH)2分解峰,757℃是CaCO3分解峰。比较两条曲线可知,C2S和C3S在水化三天后具有基本相同的水化产物。但在相同的水化时间里,C2S水化后的差热曲线上所出现的吸热峰极为微弱,而C3S水化后的差热曲线上则具有较宽和较深的吸热峰,而且水化后有较为明显的Ca(OH)2峰。这说明了C3S水化产物的数量远远大于C2S。所以用差热分析的方法,同样也得出C3S的水化速度比C2S快得多的结论。其它单矿物和水泥的水化速度也可用类似的方法测定。由于操作不太复杂,测定时间也不太长。所以测定水化速度,研究结硬过程已成为差热分析具体应用的一个重要方面。

图10-11 Ⅰ C2S水化三天后的差热曲线

Ⅱ C3S水化三天后的差热曲线

(四)某些工艺参数的确定

在胶凝材料的生产中,锻烧温度等工艺参数的确定是提高产、质量的重要问题。各种工艺参数的选择,应该从原材料、设备以及生产条件等各方面综合考虑,但差热分析在选择工艺参数时,也能发挥一定的作用。

例如,菱镁矿(MgCO3)和白云石(CaMg[CO3]2)是镁质胶凝材料的原料,它们经煅烧后所生成的菱苦土(MgO),调以MgCl2等溶液后,能产生相当的胶凝能力,所制成的各种制品可以广泛代替木材。其中以白云石的矿藏更

多,采用它作为原料更有普遍意义。但用白云石生产镁质胶凝材料时,合适的煅烧温度和气氛的选择是生产中的一个关键问题。要求在煅烧过程中即保证所含MgCO3全部分解成MgO,又要使白云石中CaCO3基本不分解,以尽量减少CaO等不利成份的产生。在这方面,如果利用差热分析,可以较方便地提供基本数据,作为选择这些工艺参数的依据。

将白云石在各种温度下煅烧后再水化,然后进行差热分析,可得图24-12中所示的一种差热曲线。我们知道,白云石在730℃左右要分解为MgCO3和CaCO3,与此同时,MgCO3立即分解为MgO和CO2,而CaCO3的分解温度则在900℃左右。

由图10-12(a)可见,在曲线1上,只有730℃和900℃两处分别出现白云石和CaCO3的吸热峰,说明在500℃煅烧半小时后,白云石尚未分解。曲线2中730℃处白云石峰有所减小,同时在405℃出现Mg(OH)2吸热峰,说明在600℃煅烧1小时后,白云石已分解,生成MgO,故水化后有Mg(OH2)存在。曲线3和曲线2基本类似,不过Mg(OH)2峰更大,白云石峰较小,也就是说,在650℃煅烧1小时后,已有更多的MgO生成。曲线4上在510℃处产生Ca(OH)2的吸热峰,说明在700℃煅烧1小时后,部份CaCO3已分解为CaO,所以水化后有Ca(OH)2出现。曲线5上的Ca(OH)2峰更大,说明更多的CaCO3已分解。所以煅烧不足时,在730℃处有白云石峰,过烧时将出现较大的Ca(OH)2峰,而煅烧适当时是Mg(OH)2、CaCO3和微量Ca(OH)2峰同时共存。试验表明,为了获得锻烧适宜的镁质胶凝材料,应选择650~700℃的煅烧温度较宜。另外,为了加速白云石的分解,又在CO2的气氛中进行类似的试验,所得的差热曲线如图10-12(b)所示。由图可知,锻烧温度能扩大至650~750℃。还可看出,甚至在800℃煅烧1小时后,也无Ca(OH)2发现。因此,在CO2的气氛下,能够扩大煅烧温度范围,有利于生产控制。

五星文库wxphp.com包含总结汇报、文档下载、党团工作、考试资料、外语学习、工作范文、IT计算机、行业论文、专业文献、教学教材、教学研究、资格考试以及实验九综合热分析--实验十热分析应用_图文等内容。

本文共4页1234