Formation, Stability, and Crystallinity of Various Tricalcium Aluminate Polymorphs
Loading...
Date
2024-02-03
0000-0002-8451-1822Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MDPI
Altmetrics
Abstract
Tricalcium aluminate is an important phase of Portland clinker. In this paper, three polymorphs of C3A were prepared by means of the solid-state synthesis method using intensive milling of the raw material mixture which was doped with various amounts of Na2O and sintered at a temperature of 1300 °C for 2 h. The final products were evaluated through X-ray diffraction using Rietveld analysis. The effect of the Na dopant content on the change in the crystalline structure of tricalcium aluminate was studied. It was proven that the given preparation procedure, which differed from other studies, was close to the real conditions of the formation of Portland clinker, and it was possible to prepare a mixture of different polymorphs of calcium aluminate. Fundamental changes in the crystal structure occurred in the range of 3–4% Na, when the cubic structure changes to orthorhombic. At a dosage of Na dopant above 4%, the orthorhombic structure changes to a monoclinic structure. There are no clearly defined boundaries for the existence of individual C3A phases; these phases arise at the same time and overlap each other in the areas of their formation at different Na doses.
Hlinitan vápenatý je důležitou fází portlandského slínku. V tomto článku byly připraveny tři polymorfy C3A metodou syntézy v pevné fázi za použití intenzivního mletí směsi surovin, která byla dotována různým množstvím Na2O a slinována při teplotě 1300 °C po dobu 2 hodin. Finální produkty byly hodnoceny pomocí rentgenové difrakce za použití Rietveldovy analýzy. Byl studován vliv obsahu dopantu Na na změnu krystalické struktury hlinitanu vápenatého. Bylo prokázáno, že daný postup přípravy, který se lišil od jiných studií, se blížil reálným podmínkám vzniku portlandského slínku a bylo možné připravit směs různých polymorfů hlinitanu vápenatého. K zásadním změnám krystalové struktury došlo v rozmezí 3–4 % Na, kdy se kubická struktura mění na ortorombickou. Při dávce dopantu Na nad 4 % se ortorombická struktura mění na monoklinickou strukturu. Pro existenci jednotlivých fází C3A neexistují jasně definované hranice; tyto fáze vznikají současně a vzájemně se překrývají v oblastech jejich vzniku při různých dávkách Na.
Hlinitan vápenatý je důležitou fází portlandského slínku. V tomto článku byly připraveny tři polymorfy C3A metodou syntézy v pevné fázi za použití intenzivního mletí směsi surovin, která byla dotována různým množstvím Na2O a slinována při teplotě 1300 °C po dobu 2 hodin. Finální produkty byly hodnoceny pomocí rentgenové difrakce za použití Rietveldovy analýzy. Byl studován vliv obsahu dopantu Na na změnu krystalické struktury hlinitanu vápenatého. Bylo prokázáno, že daný postup přípravy, který se lišil od jiných studií, se blížil reálným podmínkám vzniku portlandského slínku a bylo možné připravit směs různých polymorfů hlinitanu vápenatého. K zásadním změnám krystalové struktury došlo v rozmezí 3–4 % Na, kdy se kubická struktura mění na ortorombickou. Při dávce dopantu Na nad 4 % se ortorombická struktura mění na monoklinickou strukturu. Pro existenci jednotlivých fází C3A neexistují jasně definované hranice; tyto fáze vznikají současně a vzájemně se překrývají v oblastech jejich vzniku při různých dávkách Na.
Description
Citation
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en