ПЕРИКЛАЗ
Оксид магния MgO, как было показано ранее, играет заметную роль в формировании основных клинкерных материалов. В присутствии 2—3 % MgO процессы минералообразовання протекают более интенсивно в результате увеличения количества расплава и снижения его вязкости под воздействием катиона Mg2+. Ионы магния вследствие большей электроотрицательности по сравнению с ионамн кальция ослабляют анионный каркас расплава, при этом вязкость снижается тем сильнее, чем больше введено оксида магния. Отмечено также положительное влияние оксида магния на процессы минералообразовання в щелочесодержащих сырьевых смесях.
При наличии оксида магния до 1,5 % по массе практически весь он связывается в составе алита и алюмоферритов кальция. Однако чрезмерное содержание MgO в сырьевой смеси приводит к формированию в клинкере кристаллов свободного MgO — периклаза.
Магний в нериклазе имеет шестерную координацию и образует правильные октаэдрические группировки MgO. Периклаз в виде изоморфных примесей может содержать FeO, MgO, ZnO, причем растворимость первого в MgO неограничена.
В клинкере периклаз обычно наблюдается в виде небольших кристаллов (~ 10 мкм) угловатой формы, заключенных в промежуточное вещество, а также в виде округлых зерен, входящих в кристаллы алита и белита. Под микроскопом периклаз отчетливо различается благодаря высокому коэффициенту преломления и высокому рельефу кристаллов.
Медленно гидратирующийся периклаз способен, вследствие увеличения в объеме, вызывать в затвердевшем цементном камне напряжения, приводящие к деформациям и даже разрушению последнего. На возникающие напряжения существенно влияют размеры и локализация кристаллов пернклаза.
Формирование кристаллов периклаза во многом определяется природой соединений, вносящих оксид магния в сырьевую смесь. Если оксид магния содержится в сырье в виде силикатов магния, то получается клинкер с мелкой кристаллизацией равномерно распределенного периклаза. Клинкер, полученный с применением сырья, в котором оксид магния представлен доломитом и магнезитом, содержит укрупненные кристаллы пернклаза. На форму и размеры кристаллов периклаза существенное влияние оказывает также состав и количество промежуточного вещества, а также скорость охлаждения клинкера. Рост скорости охлаждения клинкера, а также повышение содержания Fe2О3 снижает способность оксида магния к кристаллизации в виде периклаза, увеличивает долю MgO в стекловидной фазе. Однако следует отметить, что понижение глиноземистого модуля в магнезиальных клинкерах не приводит к повышению качества цемента.
По многочисленным данным высокое (более 3 %) содержание оксида магния в клинкерах вызывает неравномерное распределение клинкерных минералов и снижение гидравлической активности цемента. При этом увеличивается фактическое содержание алита и алюмоферритной фазы в клинкере и уменьшается количество белита и трехкальциевого алюмината.
В клинкере, содержащем более 5 % по массе MgO, возможно появление в качестве конечных фаз шпинели, монтичеллита, окерманита, мелилита и ряда других магнезиальных соединений. Требованиями ГОСТ 10178—76 ограничивается содержание MgO в клинкере до 5 %. Вместе с тем, работами Лугининой и Барбанягрэ показано, что специальными технологическими приемами можно добиться получения качественного клинкера даже при содержании MgO до 10 %.