CaO– Fe
2
O - Silikat materiallar va nodir, kamyob metallar texnologiyasi

160
Kalsiy monoferrit (CF) 1216 °C haroratda 2CaO
· Fe
2
O
3
va suyuq faza hosil
qilish bilan parchalanadi. CaO
· 2Fe
2
O
3
inkongruent tarzda 1226 °C haroratda eriydi.
Ikki kalsiyli ferrit 1438 °C haroratda inkongruent tarzda erishi bilan tavsiflanadi. Na
monoferrit, na diferrit va na ikki kalsiyli ferrit portlandsementlarda uchramaydi. Ikki
kalsiyli ferrit yuqori temirli sementlarda (Ferrari sementlari) mavjud bo‘lishi
mumkin.
Suv bilan aralashtirilganda ikki kalsiyli ferrit tez tishlashishadi va qotadi,
ammo bunda issiqlik ajralishi u qadar sezilmaydi. Tishlashuvchi material suvda
mustahkamligini tez yo‘qotadi va parchalanadi, bu esa birikmani gidravlik bog‘lovchi
moddalarga taalluqli deb hisoblashga asos bo‘la olmaydi.
Oxirgi yillarda, yuqori
temirli ruda konsentratlarining qumoqlashib qolishi muammosi mavjudligi sababli,
kalsiy ferriti va alyumoferritli asosidagi yuqori temirli sementlarga yuqori darajada
qiziqish paydo bo‘ldi.
Portlandsement klinkerining alyumoferritli tashkil etuvchisi.
CaO – Al
2
O
3
– Fe
2
O
3
sistemasida tarkibiga ushbu
uch xil oksid kiruvchi bir
qator qattiq eritmalar hosil bo‘ladi. Bunday birikmalar kalsiy alyumoferritlari bo‘lib,
ular portlandsement klinkerining muhim tashkil etuvchisi bo‘lib hisoblanadi va
uchkalsiyli alyuminat asosidagi qattiq eritmalar bilan klinkerning «oraliq faza» deb
yuritiluvchi fazasini hosil qiladi. Klinkerlarning alyumoferritli tashkil etuvchisining
miqdori klinkerlar tarkibiga bog‘liq ravishda 8–18 % oraliqda o‘zgaradi.
Alyumoferritlarning qattiq eritmalari 2CaO
· Fe
2
O
3
– ikki kalsiyli ferritdagi Fe
3+
atomlarini Al
3+
atomlariga izomorf tarzda almashinishidan hosil bo‘ladi,
va ushbu
almashinish oxirigacha davom etganda edi, ushbu qatorning oxirgi tarkibi 2CaO
·
Fe
2
O
3
formulaga javob berishi kerak bo‘lar edi. Biroq CaO
· Fe
2
O
3
sistemasida
normal sharoitlarda bunday faza hosil bo‘lmaydi va alyumoferritli fazaning
chegaraviy tarkibi A.I.Baykova bergan ma’lumotlariga ko‘ra 8CaO
· 3A
l2
O
3
· Fe
2
O
3
formulaga mos keladi (21-rasm).
161
21-Rasm. CaO-CA- C
2
F sistemasi
1-fazalar chegarasi, 2-tarkiblar uchburchaklari, 3-qattiq eritmalar, 4-gipotetik
chiziq
Alyumoferritli fazalarning
kristall strukturasida Mg
2+
, Si
4+
, Ti
4
+, Mn
3+
, Cr
3+
,
Cr
6+
va boshqa ionlar mavjud bo‘lishi mumkin. O‘rin almashinish kristall panjaraning
kation struktura tashkil etuvchilari bo‘yicha bo‘lgani kabi anion struktura tashkil
etuvchi bo‘yicha ham bo‘lishi mumkin. Jumladan Mg
2+
Fe
3+
va Ca
a+
o‘rnini oladi va
shuningdek tugunchalararo joylashishi mumkin. Hosil bo‘lgan qattiq eritmalarning
tarkibi Ca
2
(Fe1–2x/3Mgn)
2
O
5
formula bo‘yicha, bunda, 1400 °C haroratda 0 < x <
0,023
· (1-tur), va (Ca1-x/5
· Mgx/5)2
· , bunda 1400 °C haroratdax = 0,049, R = Fe
3+
,
Al
3+
(II tur), Si
4+
, Ti
4+
, Mn
3+
, Cr
3+
va Fe
3+
va Al
2?3
+kabi almashinadi.
Klinkerning oraliq fazasi teksturasi C
3
A va C
2
(A, F) kabilarning o‘zaro o‘sib
boruvchi kristallari orqali tashkil topadi va termik
kelib chiqishi va kimyoviy
tarkibiga kuchli ravishda bog‘liq bo‘ladi. Tez sovutilgan klinkerlarda oraliq faza
qisman shishasimon holatda qayd qilinadi. Shishasimon fazaning tarkibi odatda 2–12
% miqdordan oshmaydi.
Braunmilleritning strukturasi 4CaO
· Al
2
O
3
· Fe
2
O
3
quyidagi [Fe
2
O
6
]-
-9
va [AlO
6
]
-
9
oktaedrlari hamda [FeO
4
]
–5
va [AlO
4
]
–5
tetraedrlaridan hosil bo‘ladi. Kalsiy
ionlarining koordinatsiyasi muntazam emas, kalsiy atomlari
ettita kislorod atomlari
bilan o‘ralgan Ca-O bog‘ o‘rtacha 2,461A
°
masofani tashkil etadi. O‘rtacha masofa
[Fe, Al] – O oktaedrlarda 2,001A ° va [Fe, Al] – O tetraedrlarda 1,797A °
162
masofalarni tashkil etadi. Kalsiy alyumoferritlarining qattiq eritmalarining hosil
bo‘lishi avval tetraedrik koordinatsiyalangan Fe
3
ionlarini
Al
3
+ionlariga
almashinishidan, so‘ngra esa oktaedrik va tetraedrik pozitsiyalarda bir xil nisbatdagi
Fe
3+
almashinishi sodir bo‘ladi. Portlandsement klinkerlarining
alyumoferrit tashkil
etuvchilarining tarkibi ulardagi A/F (giltuproq modulining) nisbati miqdoriga,
termoishlov rejimiga va sovutish shart- sharoitlariga bog‘liqdir. C
4
AF tez gidratlanadi
C
3
A singari u qadar yuqori bo‘lmagan mustahkamlik oladi. C
4
AF va
gidratatsiyalanish chog‘ida issiqlik ajralishi C
3
A bilan bo‘lganiga qaraganda kamroq
sekinlik bilan sodir bo‘ladi. Klinkerning pishish jarayonida alyumoferrit tashkil
etuvchisi alyuminat tashkil etuvchi bilan bir qatorda, kalsiy oksidini qumtuproq bilan
bog‘lanish jarayonini jadallashtirgan holda erituvchi – minerallar sifatida rol o‘ynaydi
va silikat minerallari hosil bo‘ladi.