Абзаев Ю.А.

УДК: 669.24’ 783:539.389.1

АБЗАЕВ ЮРИЙ АФАНАСЬЕВИЧ, докт. физ.-мат. наук, профессор,

аbzaev@tsuab.ru

САРКИСОВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

yu-s-sarkisov@yandex.ru

ГОРЛЕНКО НИКОЛАЙ ПЕТРОВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

gorlen52@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

АФАНАСЬЕВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, аспирант,

a.dmitri.86@gmail.com

Томский государственный университет,

634050, г. Томск, пр. Ленина, 36

КЛОПОТОВ АНАТОЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ, докт. физ.-мат. наук,

профессор,

klopotovaa@sibmail.com

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная,2,

Томский государственный университет,

634050, г. Томск, пр. Ленина, 36

КЛОПОТОВ ВЛАДИМИР ДМИТРИЕВИЧ, канд. техн. наук, доцент,

vklopotov@mail2000.ru

Томский политехнический университет,

634050, г. Томск, ул. Ленина, 30

АНАЛИЗ  СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО  СОСТОЯНИЯ  МОНОАЛЮМИНАТА  КАЛЬЦИЯ*

В работе приведены результаты анализа количественного рентгеноструктурного анализа минерала CA на основе метода Ритвельда. Установлено, что модельный моноалюминат кальция CaOAl2O3, является высокостабильной фазой, энергия смешения которой равна –16214,10 эВ. На основе расчетов из первых принципов и уточнения параметров методом Ритвельда определено структурное состояние CaOAl2O3. Представлено распределение 118 атомов в моделируемой элементарной ячейке. Показано, что, по крайней мере, часть аморфной фазы находится в микрокристаллическом состоянии. Соотношение аморфной и кристаллической фаз определяет активность моноалюмината кальция.

Методом структурного моделирования показано, что только строго определенные соотношения между кристаллической и аморфной фазами определяют стабильность к существованию различных форм алюминатов кальция.

* Работа выполнена при частичной поддержке гранта «Программы повышения конкурентоспособности ТГУ».

Исследования проводились при финансовой поддержке проекта Министерством образования и науки РФ.

Ключевые слова: цементный минерал; метод Ритвельда; параметры решетки; кристаллическое строение; моделирование аморфной фазы; энергия смешения; моноалюминат кальция CaOAl2O3.

Библиографический список

  1. Тейлор, Х. Химия цемента / Х. Тейлор; [пер. с англ.]. – М. : МИР, 1996. – 560 с.
  2. Full phase analyses of Portland clincer by penetrating synchrotron powder diffraction / A. Torre, A. Cabeza, A. Calventa, S. Bruque, M. Aranda // Anal. Chem. – 2001. – М. 73. – № 2. – P. 151–156.
  3. Основы рентгеноструктурного анализа в материаловедении / А.А Клопотов, Ю.А. Абзаев, А.И. Потекаев, О.Г. Волокитин. – Томск : ТГАСУ, 2012. – 275 с.
  4. Особенности структурно-фазового состояния моноалюмината кальция / Ю.А. Абзаев, Ю.С. Саркисов, М.В. Федорищева, Д.А. Афанасьев, А.А. Клопотов, В.Д. Клопотов // Труды 16 Международной конференции «Порядок, беспорядок и свойства оксидов». – 2013. – Т. 1. – Ростов-на-Дону ; Туапсе, Россия. – С. 180–183.
  5. Полнопрофильный рентгеноструктурный анализ клинкерного минерала С4AF / Ю.А. Абзаев, Ю.С. Саркисов, А.А. Клопотов, В.Д. Клопотов, Д.А. Афанасьев // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2012. – № 6. – С. 200–209.
  6. Условия доступа : www.crystallography.net
  7. Абзаев, Ю.А. Первопринципные расчеты концентрационной зависимости упругих параметров в монокристаллах Ni3(Ge1-x,Alx) / Ю.А. Абзаев, М.Д. Старостенков, А.А. Клопотов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. – 2014. – Т. 11. – № 1. – С. 56–62.
  8. Whitfield, P.S. Quantitative Rietveld analyses of the amorphous content in cements and clincers / P.S. Whitfield // Journal of Material Science. – 2003. – V. 38. – № 21. – P. 4415–4421.
  9. Dai, W. Molecular dynamics simulation on structure and characteristics of cement hydration products / W. Dai,P. Hu // Journal of software. – 2011. – V. 6. – № 11. – P. 2184–2188.

 ______________________________

YURII A. ABZAEV, DSc, Professor,

аbzaev@tsuab.ru

YURII S. SARKISOV, DSc, Professor,

yu-s-sarkisov@yandex.ru

NIKOLAY P. GORLENKO, DSc, Professor,

gorlen52@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

DMITRIY A. AFANASEV, Research Assistant,

a.dmitri.86@gmail.com

Tomsk State University,

36, Lenin Avenue, 634050, Tomsk, Russia

ANATOLIIY A. KLOPOTOV, DSc, Professor,

klopotovaa@sibmail.com

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

Tomsk State University,

36 Lenin Avenue, 634050, Tomsk, Russia

VLADIMIR D. KLOPOTOV, PhD, A/Professor,

vklopotov@mail2000.ru

Tomsk Polytechnic University,

30, Lenin Ave., 634050, Tomsk, Russia

THE  QUANTITATIVE  PHASE  ANALYSIS  OF  CALCIUM MONO-ALUMINATE

The paper presents results of the Rietveld refinement method in X-ray diffraction quantitative phase analysis of calcium mono-aluminate, the mineral. It has been stated that the theoretical calcium mono-aluminate CaO·Al2O3 is a high-stable phase, mixing energy of which is equal to 16214,10 eV. Ab-initio calculations and Rietveld refinement method were used to identify the structural state of CaO·Al2O3. It is assumed that at least some fraction of the amorphous phase isconverted to the microcrystallinestate. Abinitiocalculationswereperformed formixing energy to determine a phase stability of the system CaO·Al2O3.

Keywords: Rietveld refinement method; lattice parameters; crystallinity; amorphous phase; mixing energy.

References

  1. TaylorH. Cement chemistry. Moscow : Mir, 1996. 560 p. (transl. from Engl.)
  2. Torre A., Cabeza A., Calventa A., Bruque S., Aranda M. Full phase analyses of Portland clinker by penetrating synchrotron powder diffraction. Anal. Chem. 2001. No. 2. Pp. 151–156.
  3. Klopotov A.A., Abzaev Yu.A., Potekaev A.I., Volokitin O.G. Osnovy rentgenostrukturnogo analiza v materialovedenii [Principles of X-ray diffraction analysis in material science]. Tomsk: TSUAB Publishing House. 2012. 275 p. (rus)
  4. Abzaev Yu.A., Sarkisov Yu.S., Fedorishcheva M.V., Afanas'ev D.A., Klopotov A.A., Klopotov V.D. Osobennosti strukturno-fazovogo sostoyaniya monoalyuminata kal'tsiya [Structural-phase state of calcium monoaluminate]. Proc. 16th Int. Sci. Conf. ‘Poryadok, besporyadok i svoistva oksidov [Order, disorder, and properties of oxides] 2013. V.1. Rostov-on-Don, Pp. 180–183. (rus)
  5. Abzaev Yu.A., Sarkisov Yu.S., Klopotov A.A., Klopotov V.D., Afanas'ev D.A. Polnoprofil'nyi rentgenostrukturnyi analiz klinkernogo minerala C4AF [X-ray diffraction analysis of C4AF clinker mineral]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2012. No. 6. Pp. 200–209. (rus)
  6. Information onwww.crystallography.net
  7. Abzaev Yu.A., Starostenkov M.D., Klopotov A.A. Pervoprintsipnye raschety kontsentratsionnoi zavisimosti uprugikh parametrov v monokristallakh Ni3(Ge1–x, Alx) [Ab-initio calculations of concentration dependences of elastic parameters in monocrystals Ni3(Ge1–x, Alx)]. Basic Problems of Material Science. 2014. No. 1. Pp. 56–62. (rus)
  8. Whitfield P.S. Quantitative Rietveld analyses of the amorphous content in cements and clinkers. J. Material Science. 2003. No. 21. Pp. 4415–4421.
  9. Dai W., Hu P. Molecular dynamics simulation on structure and characteristics of cement hydration products. JournalofSoftware, 2011. No. 11. Pp. 2184–2188.

Статья | (519 Кб)