Термодинамический анализ гидратации трехкальциевого силиката

Abstract

Термодинамический анализ процессов гидратации трехкальциевого силиката 3CaO·SiO2 затруднен из-за ненадежности исходных данных для продуктов гидратации. К тому же имеются разногласия по поводу основности гидратных фаз (3CaO·SiO2·3Н2О либо 2CaO·SiO2·2Н2О). Для последнего в справочной литературе нет свободной энергии образования. Отсутствуют также данные по растворимости в воде этих гидросиликатов кальция. Предложены величины ∆G0298 для этих гидросиликатов, равные 1064,3 и 639,7, а также энтальпии образования (∆Н0298), равные 1157,2 и 696,9 ккал/моль соответственно. Дальнейшие термодинамические расчеты выполнены с использованием этих величин. С целью расчета состава жидкой фазы использован упрощенный цикл Борна-Габера. Величины расчетного тепловыделения трехкальциевого силиката с образованием C3S2H3 и C2SH2, полученные с использованием предложенных значений энтальпий, мало отличаются друг от друга и близки к экспериментальным данным. Расчетная растворимость C3S2H3 равна 0,7 г/л CaO, а C2SH2 – 0,92 г/л CaO. Так как растворимость C3S2H3 намного ниже, чем у Ca(OH)2 (портландита), который образуется при гидратации трехкальциевого силиката в большом количестве, C3S2H3 неустойчив в этих условиях и его основность повышается. Высказано предположение, что C3S2H3 является основным продуктом гидратации ЦЕМIII и других цементов с высоким содержанием активных минеральных добавок, а C2SH2 – ЦЕМ I и ЦЕМ II.