Development of Crystallinity of Triclinic Polymorph of Tricalcium Silicate

Loading...
Thumbnail Image
Date
2020-08-24
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MDPI
Altmetrics
Abstract
Tricalcium silicate phase is one of the main components of modern Portland cements. One of the major industrial challenges in the field of cement production is mapping the influence of individual clinker minerals and their polymorphs on the properties of industrially produced clinkers. The primary goal of this work is to improve the fundamental knowledge of understanding the process of alite formation and development from a crystallographic point of view. This study focuses on the observation of the crystallization process of triclinic alite during the firing process, which to date has not been thoroughly described. The effects of a wide range of temperatures and sintering periods on crystallinity were assessed on samples fired in platinum crucibles in a laboratory furnace. X-ray analysis—together with calculation of crystallinity using Scherrer’s equation—was used for observing the crystallite size changes of T1 alite polymorph. According to the acquired results, among the most technologically and economically advantageous regimes of production of a high-quality triclinic alite is the temperature of 1450 °C and sintering time of two hours. The most significant changes in the crystallite size occurred within the first hour of sintering for the whole investigated temperature range.
Trikalciumsilikátová fáze je jednou z hlavních složek moderních portlandských cementů. Jednou z hlavních průmyslových výzev v oblasti výroby cementu je zmapování vlivu jednotlivých slínkových minerálů a jejich polymorfů na vlastnosti průmyslově vyráběných slínků. Hlavním cílem této práce je zlepšit základní znalosti porozumění procesu tvorby a vývoje alitu z krystalografického hlediska. Tato studie se zaměřuje na pozorování krystalizačního procesu triklinického alitu během vypalovacího procesu, který dosud nebyl podrobně popsán. Účinky širokého rozsahu teplot a období slinování na krystalinitu byly hodnoceny na vzorcích vypalovaných v platinových kelímcích v laboratorní peci. Rentgenová analýza - spolu s výpočtem krystalinity pomocí Scherrerovy rovnice - byla použita pro pozorování změn velikosti krystalitů polymorfu alite T1. Dle získaných výsledků patří mezi technologicky a ekonomicky nejvýhodnější režimy výroby kvalitního triklinického alitu teplota 1450 ° C a doba slinování dvě hodiny. K nejvýznamnějším změnám ve velikosti krystalitů došlo během první hodiny sintrování pro celé zkoumané teplotní rozmezí.
Description
Citation
Materials . 2020, vol. 13, issue 17, p. 10-21.
https://www.mdpi.com/1996-1944/13/17/3734
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Citace PRO