Meniu Închide

Clujba de ciment Portland: calculul Bogue

Fotografie de cub de beton cu fundal negru și text: Probleme de rezistență a betonului? Faceți clic pe cub pentru 27 de răspunsuri.

Calculul Bogue este utilizat pentru a calcula proporțiile aproximative ale celor patru minerale principale din clincherul de ciment Portland.
Calculul Bogue standard se referă la clincherul de ciment, mai degrabă decât la ciment, dar poate fi ajustat pentru a fi utilizat cu ciment. Deși rezultatul este doar aproximativ, calculul este un calcul extrem de util și utilizat pe scară largă în industria cimentului.

Calculul presupune că cele patru minerale principale de clincher sunt minerale pure cu compozițiile:

Alita: C3S, sau silicat tricalcic

Belită: C2S, sau silicat dicalcic

Faza aluminat: C3A, sau aluminat tricalcic

Faza ferită: C4AF, sau aluminoferită tetracalcică

Este important de reținut că aceste compoziții presupuse sunt doar aproximări ale compozițiilor reale ale mineralelor.

Clinkerul se obține prin combinarea varului și a siliciului și, de asemenea, a varului cu alumină și fier. Dacă o parte din var rămâne necombinată, (ceea ce va fi aproape sigur), trebuie să o scădem din conținutul total de var înainte de a face calculele pentru a obține cea mai bună estimare a proporțiilor celor patru minerale principale prezente în clinker. Din acest motiv, o analiză a clincherului oferă în mod normal o cifră pentru varul liber necombinat.
(NB: Dacă se dorește doar să se calculeze proporțiile potențiale ale mineralelor dintr-un clincher, corecția pentru varul liber necombinat poate fi ignorată; calculul va da atunci proporțiile mineralelor din clincher presupunând că tot varul s-a combinat).
Calculul este simplu în principiu:

În primul rând, conform compozițiilor minerale presupuse, faza ferită este singurul mineral care conține fier. Prin urmare, conținutul de fier din clincher fixează conținutul de ferită.

În al doilea rând, conținutul de aluminat este fixat de conținutul total de alumină din clincher, minus alumina din faza de ferită. Aceasta poate fi calculată acum, deoarece cantitatea de fază de ferită a fost calculată.

În al treilea rând, se presupune că toată silicea este prezentă sub formă de belită, iar următorul calcul determină cât var este necesar pentru a forma belită din conținutul total de silice din clincher. Va exista un excedent de var.

În al patrulea rând, excedentul de var este alocat belitei, transformând o parte din ea în alită.

În practică, procesul de mai sus de alocare a oxizilor poate fi redus la următoarele ecuații, în care oxizii reprezintă procentele de greutate ale oxizilor din clincher:

CALCULUL DE BOGĂ

C3S=4.0710CaO-7.6024SiO2-1.4297Fe2O3-6.7187Al2O3

C2S=8.6024SiO2+1.0785Fe2O3+5.0683Al2O3-3.0710CaO

C3A=2.6504Al2O3-1.6920Fe2O3

C4AF=3.0432Fe2O3

Clinkeranalysis
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 LOI IR Total
21.5 5.2 2.8 66.6 1.0 0.6 0.2 1.0 1.5 0.5 98.9
Freelime = 1.0% CaO

Worked example of a Bogue calculation:

Using the above analysis, the calculation is as follows:

Combined CaO = (66.6% – 1.0% free lime) = 65.6%

This is the figure we use for CaO in the calculation.

From the analysis, we have:

CaO=65.6%; SiO2=21.5%; Al2O3=5.2% and Fe2O3=2.8%

The Bogue calculation is therefore:

C3S=4.0710CaO-7.6024SiO2-1.4297Fe2O3-6.7187Al2O3

C2S=8.6024SiO2+1.1Fe2O3+5.0683Al2O3-3.0710CaO

C3A=2.6504Al2O3-1.6920Fe2O3

C4AF=3.0432Fe2O3

Therefore:

C3S=(4.0710 x 65.6)-(7.6024 x 21.5)-(1.4297 x 2.8)-(6.718 x 5.2)

C2S=(8.6024 x 21.5)+(1.0785 x 2.8)+(5.0683 x 5.2)-(3.0710 x 65.6)

C3A=(2.6504 x 5.2)-(1.6920 x 2.8)

C4AF=3.0432 x 2.8

Deci:

C3S=64,7%

C2S=12,9%

C3A=9,0%

C4AF=8,5%

Ar trebui subliniat faptul că calculul lui Bogue nu oferă cantitățile „adevărate” ale celor patru faze principale de clincher prezente, deși acest lucru este uneori uitat. Rezultatele calculului Bogue diferă de cantitățile „adevărate” (adesea numite proporțiile fazelor) în principal pentru că compozițiile minerale reale diferă – adesea doar puțin, dar ocazional mai mult și în special în cazul fazei de ferită, de compozițiile fazelor pure presupuse în calcul.

Pentru a ajusta calculul pentru utilizarea cu ciment Portland, este necesar să se ia în considerare mai întâi ce alte materiale pot fi prezente în ciment. Dacă cimentul este un amestec de clinker și ghips numai, calciul legat cu ghipsul poate fi luat în considerare aproximativ prin deducerea (0,7 x SO3) din totalul de CaO. Rețineți că acest lucru nu ține cont de niciun sulfat de clincher prezent sub formă de sulfat de potasiu sau de sodiu și, prin urmare, se va introduce o mică eroare.

O ajustare similară poate fi efectuată pentru calcar; conținutul de calcar poate fi estimat prin determinarea conținutului de CO2 al cimentului și prin calcularea CaO corespunzător. Dacă este prezentă zgura sau cenușa zburătoare, în principiu, formula ar putea fi ajustată pentru a le lua în considerare, dar compoziția zgurii sau a cenușii ar trebui să fie cunoscută cu exactitate și, în practică, aceasta nu este o ajustare efectuată în mod normal.

Înțelegeți mai bine cimentul

Articole ca acesta pot furniza o mulțime de materiale utile. Cu toate acestea, citirea unui articol sau două nu este poate cea mai bună modalitate de a obține o imagine clară a unui proces complex precum producția de ciment. Pentru a obține o înțelegere mai completă și mai integrată a modului în care se produce cimentul, aruncați o privire la cartea sau ebook-ul Understanding Cement. This easy-to-read and concise book also contains much more detail on concrete chemistry and deleterious processes in concrete compared with the website.

Click here for more information

You are in The Bogue calculation:
The following pages have more details on clinker composition, reactions in the kiln and cement milling:

Cement notation/Clinker compositional parameters/Combinability/Reactions in the kiln/Cement milling

Check the Article Directory for more articles on this or related topics

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *