Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Состав клинкера: Что такое цементный клинкер? Состав и использование

Содержание

Клинкер и его химический и минералогический состав

Портландцементный клинкер обычно получают в виде спекшихся мелких и более крупных гранул и кусков размером до 10—20 или до 50—60 мм в зависимости от типа печи.
По микроструктуре клинкер, получаемый спеканием, представляет собой сложную тонкозернистую смесь многих кристаллических фаз и небольшого количества стекловидной фазы.
Химический состав клинкера колеблется в сравнительно широких пределах. Главными окислами цементного клинкера являются окись кальция СаО, двуокись кремния Si02, окись алюминия А1203 и окись железа Fe203, суммарное содержание которых достигает обычно 95— 97%. Кроме них в состав клинкера в виде различных соединений в небольших количествах могут входить окись магния MgO, серный ангидрид S03, двуокись титана ТЮ2, окись хрома Сг203, окись марганца Мп203, щелочи Na20 и К20, фосфорный ангидрид P2Os и др.
Обычно содержание этих окислов в клинкере колеблется в следующих пределах (в %):
СаО 63—66 MgO 0,5—5
Si02 21—24 S03 0,3—1
Al2Os 4-8 Na20+K20 . . 0,4—1
Fe203 2-4 Ti02+Cr203 . 0,2—0,5
P205 0,1—0,3
Химический анализ клинкера проводят по методике, регламентированной ГОСТ 5382—65. При этом определяют обычно общее процентное содержание окиси кальция, как связанной, так и находящейся в свободном состоянии; двуокиси кремния Si02; полуторных окислов Fe203 и А1203; окиси магния MgO; серного ангидрида S03; окислов щелочных металлов Na20 и K20; P2Os; Mn203; Ti02; Cr203, а также нерастворимого остатка и потерь при прокаливании.
Повышенное содержание окиси кальция (при условии обязательного связывания в химические соединения с кислотными окислами) обусловливает обычно повышенную скорость твердения портландцемента, его высокую конечную прочность, но несколько пониженную водостойкость.
Цементы с повышенным содержанием кремнезема в составе клинкерной части характеризуются пониженной скоростью твердения в начальные сроки при достаточно интенсивном нарастании прочности в длительные сроки; они отличаются повышенными водо- и сульфатостой-костью.
При повышенном количестве А1203, а следовательно, и алюминатов в составе цементов последние приобретают способность к ускоренному твердению в начальные сроки. Цемент при повышенном содержании глинозема характеризуется меньшими водостойкостью, сульфато-стойкостью и морозостойкостью.

Страниц: 1 2 3 4 5 6 7

Самое читаемое

Минералогический состав клинкера

Сайт строителя

Химический анализ позволяет установить состав оксидов, входящих в клиикер и цемент. P. X. Богг разработал метод расчета, по которому на основе данных химического анализа может быть рассчитано содержание клинкерных минералов, прежде всего C3S, C2S, С3А и C4AF. Необходимо отметить, что Богг назвал состав клинкера, определенный с помощью этого метода, «потенциальным» (расчетным) составом. Здесь понятие «расчетный» подразумевает возможный, но не фактический состав, и поэтому расчетный состав, найденный по методу Богга, не идентичен фактическому минералогическому составу клинкера.

Применение расчетного метода Богга получило широкое распространение благодаря наглядности при определении состава клинкера и возможности предсказания свойств цемента. Этот метод расчета уже включен в стандарты на цемент, действующие в США, СССР и многих других странах. Однако стандарты на цемент в США содержат указание, согласно которому ограничения, накладываемые на расчетное содержание соединений, не требуют, чтобы присутствующие оксиды полностью входили в состав этих соединений.

Если содержания оксидов CaO, Si02, Al203, Fe203 обозначить буквами а, 6, с, d, а соединений C3S, C2S; С3А, C4AF — буквами w, x, у, z то можно провести соответствующие расчеты. Но прежде необходимо отметить, что C3S содержит 73,69% СаО и 26,31% Si02, a C2S содержит 65,12% СаО и 34,88% Si02. Составы С3А и C4AF приведены в табл. 1.6.1.

Таблица 1. 6.1. Составы С3А и C4AF.
Символ Формула C3S(ω) C2S(x) C3A(y) C1AF(z)
a CaO 0,7369 0,6512 0,6227 0,4616
b SiO2 0,2631 0,3488
c Al2O3 0,3773 0,2098
d Fe2o3 0,3286

Теперь с учетом табл. 1.6.1 можно сказать, что в смеси из четырех соединений количество СаО в C3S равно 0,7369 процентного содержания C3S; количество СаО в C2S равно 0,6512 процентного содержания C2S и т. д. Общее количество СаО равно сумме этих значений:

а = 0,7369ω + 0,6512x + 0,6227у + 0,4616z; Ь = 0,2631ω +0,3488X; c = 0,3773y + 0,2098z; z = 0,3286z. ω = 4,071a — 7,600b — 6,718c — 1,430d; x = 8,602b + 5,068c — 3,071a + 1,078d; y = 2,650c + 1,692d; z = 3,043d. C3s = 4,071 CaO — 7,600 SiO2 — 6,718 Al2O3 — 1,430Fe2O3; C2s = 8,602 SiO2 + 5,068Al2O3 + 1,078Fe2O3 — 3,071CaO = 2,867SiO2 — 0,7544C3S; C3A = 2,650Al2O3 — 1,692Fe2O3; C4AF = 3,043Fe2O3.

Соединения в других системах могут рассчитаны аналогичным образом. Практически встречаются следующие клинкерные фазы:

  • № 1 — обыкновенный цемент ……………………………….C3S + C2S + C3A + C4AF
  • № 2 — цемент, богатый окислами железа ………………..C3S + C2S + C4AF + C2F
  • № 3 — цемент, богатый известью …………………. ………CaO + C3S + C3A + C4AF
  • № 4 — цемент, богатый известью и окислами железа .. CaO + C3S + C4AF + C2F

Формула Кинда

Так же существует другой способ расчета минералогического состава на основе формулы Кинда, определяющий насыщение известью.

Браун в работе по исследованию свойств цемента определил с помощью микроскопии минералогический состав различных клинкеров и одновременно произвел расчеты по методу Богга. В табл. 1.6.2 приведены расхождения в результатах определения минералогического состава клинкеров, полученных Брауном.

Таблица 1.6.2. Содержание клинкерных минералов, определенное с помощью микроскопии и расчетным путем.
№ клинкера C3S C2S C3A C4AF
M B M B M B M B
M — значение получено с помощью микроскопии;
B — значение рассчитано по методу P. X. Богга.
11 57,7 55,1 12,8 19,4 5,4 12,6 2,8 7,3
18 60,3 48,9 16,9 26,3 6,3 14,0 3,9 6,6
33 70,2 63,5 4,2 12,4 10,0 11,2 4,3 7,9
51 39,6 46,7 44,5 36,5 1,0 4,0 6,3 9,8

Однако имеющийся опыт позволяет сделать вывод, что классификация цементов на основе расчетного содержания клинкерных минералов дает достаточно хорошие результаты. В СССР разработай химический метод анализа мокрым способом для непосредственного количественного определения C3S, C2S и С3А. Этот метод основан на различной растворимости минералов в борной и уксусной кислотах.

Книга Вальтера Дуды «Цемент».

Состав портландцемента, его взаимодействие с водой, производство

Портландцемент часто называется просто цементом – это важнейшее минеральное вяжущее вещество. Порошкообразный материал, содержащий искусственные минералы, большинство которых в природе не встречаются или встречаются крайне редко. Эти минералы обладают высокой химической активностью и способны взаимодействовать с водой. Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера с гипсом и другими специальными добавками. Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины, кремнезёма. Гипс вводится с целью регулирования, скорости схватывания и некоторых других свойств. Клинкерный порошок без гипса при смешивании с водой быстро схватывается и затвердевает в цементный камень с пониженными прочностными свойствами. Согласно ГОСТ 1581-96 в портландцемент разрешается вводить при помоле до 15 % активных минеральных добавок. При этом, название, цемента не меняется. Свойства портландцемента определяются, прежде всего, качеством клинкера.

Считается, что портландцемент был изобретен в Англии каменщиком Джозефом Аспдином, который получил патент в 1824 году на изготовление вяжущего вещества из смеси извести с глиной обжигом её до полного удаления углекислоты. Это вяжущее он назвал портландцементом. Однако в России, портландцемент был получен несколько ранее, в 1817 году начальником военно-рабочей команды Е. Г. Челиевым. В 1825 году им была: издана книга о получении вяжущего вещества, аналогичного по составу применяемому ныне портландцементу.

Историческая справка

Портландцементный клинкер и его химический состав

Портландцементный клинкер обычно получают в виде спёкшихся мелких и более крупных гранул и кусков размером до 10-20 или до 50-60 мм в зависимости: от типа печи. По микроструктуре клинкер, получаемый спеканием, представляет собой сложную тонкозернистую смесь кристаллических фаз и небольшого количества стекловидной фазы. Химический состав клинкера колеблется в широких пределах. Главными окислами цементного клинкера является окись кальция CaO, двуокись кремния SiО2, окись алюминия Аl2O3 и окись железа Fe2O3, суммарное содержание которых достигает обычно 95-97%. Кроме них имеются примеси окиси магния MgО, серный ангидрит SO3, двуокись титана ТiО2, окись хрома Cr2O3, окись марганца Мn2O3, щёлочи Na2O и K2O, фосфорный ангидрит P2O5 и др. Ориентировочно химический состав портландцемента выглядит следующим образом: CaO 63-66%; SiО2 21-24%; Аl2O3 4-8%; Fe2O3 2-4%; MgО 0,5-5%; SO3 0,3-1%; Na2O и K2O 0,4-1%; ТiО2 и Сг2O 0,2-0,5%; P2O5 0,1-0,3%.

Минералогический состав портландцементного клинкера

Образующийся в результате обжига сырьевой смеси клинкер, имеет достаточно сложный минералогический состав. Основную роль в нем играют четыре минерала.
Трёхкальциевый силикат Ca3SiO5 или 3CaO•SiO2 (C3S). Образующийся в портландцементном клинкере трёхкальциевый силикат содержит некоторое количество примесей MgO, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, которые влияют на его структуру и свойства. Эта разновидность называется алитом и обозначается С3S. Содержание алита в клинкере наибольшее и составляет 40-55%. При рассмотрении процессов гидратации цементов примесями, входящими в трёхкальциевый силикат, как правило, пренебрегают, и все расчёты ведутся на чистую систему 3CaO•SiO2. В портландцементе алит обеспечивает набор точности камня в ранние сроки твердения (от нескольких дней до 3-х месяцев). Трёхкальциевый силикат получают в лабораторных условиях из химически чистых компонентов. Кристаллы алита имеют обычно шестигранную или прямоугольную форму, которая хорошо просматривается в шлифах клинкера в отраженном свете.
Двухкальциевый силикат Ca2SiO4 или 2CaO•SiO2 (C2S). В портландцементном клинкере присутствует в бета — модификации, называемой белитом. Количество его в клинкере составляет 20 — 30%. Белит имеет меньшую гидравлическую активность, по сравнению с алитом и обеспечивает рост прочности цементного камня на поздних стадиях твердения. Белит, как и алит представляет собой твёрдый раствор бета — двухкальциевого силиката (бета — 2СаO•SiO2) и небольшого количества (1-3) таких примесей как Аl2O3, Fе2O3, Сr2О3 и др. Гидравлическая активность белита также зависит от строения кристаллов. Цементы, в которых белит представлен округлыми плотными кристаллами с зазубренными краями со средним размером 20-50 мкм характеризуются повышенной прочностью. Расщепление кристаллов способствует повышению её гидравлической активности. Промежуточное вещество, расположенное между кристаллами алита белита включает алюмоферритную и алюминатную фазу. 
Алюминаты кальция обычно встречаются в клинкере в виде трёхкальциевого алюмината С3Аl2O6 или 3CaO•Al2O33А). С3А кристаллизуется в кубической системе в виде очень мелких шестиугольников и прямоугольников. Содержится в цементном клинкере в количестве до 15%. Это наиболее химически активный минерал клинкера и именно его гидратация определяет сроки схватывания цементных растворов. Его присутствие в больших количествах ускоряет схватывание  и твердение портландцементного раствора при низких температурах. При повышенном содержании трехкальциевого алюмината ослабляется устойчивость цементного камня в средах, содержащих сульфаты и сероводород. Алюмоферритная фаза представляет собой твердый раствор алюмоферритов кальция разного состава, который в свою очередь зависит от состава сырьевых смесей, условий обжига и т.п. При этом возможно образование серии твердых растворов между С6А2F, С4АF, C6AF2 и С2F. В клинкере алюмоферритная фаза по своему составу близка к четырёхкальциевому алюмоферриту.
Четырёхкальциевый алюмоферрит Ca4•Al2O5•Fe2O5 или 4CaO•AI2O3•Fe2O3 (C4AF) (браунмиллерит) — железосодержащий минерал обладающий достаточно высокой скоростью гидратации и обеспечивающий рост прочности системы в первые часы твердения. В портландцементах его количество находится в пределах 10-20%. Скорости процессов гидратации — примерно равны.

Кроме указанных минералов в состав клинкера входит стекловидная фаза, содержащая в своем составе незакристаллизованные ферриты, алюминаты, оксид магния, щелочные соединения и др. При резком охлаждении цементного клинкера стеклофаза, покрывая поверхность минералов, предотвращает фазовые переход. Окись магния находится в клинкере в виде: а) минерала периклаза; б) твердого раствора в алюмоферитной  фазе или в трехкальциевом силикате; в) в клинкерном стекле. Вредное влияние MgO при содержании более 5% на равномерность изменения объема цемента проявляется в том случае, когда она присутствует в виде кристаллов периклаза, медленно реагирующих с водой в уже затвердевшем цементе и дающих Mg(ОН)2 характеризующийся увеличенным, удельным объемом. Щелочи: натрий и калий присутствуют в клинкере в виде сульфатов, а также входят в алюминатную и алюмоферритную фазу.

Для регулирования сроков схватывания цемента при помоле клинкера вводится 3-5% двуводного гипса. Кроме этого портландцемент может содержать до 15% кремнезёмосодержаших компонентов, в качестве которых могут использоваться молотый песок, шлаки, золы от сжигания твёрдых топлив. Введением добавок достигается два преимущества: во-первых, цемент стоит дешевле т.к. портландцементный клинкер дороже любой добавки; во-вторых, добавками можно регулировать свойства раствора и камня. Для придания специальных качеств цементу при его помоле вводятся гидрофобизаторы, пластификаторы и другие вещества.

Твердение портландцемента

При смешении цемента с водой на начальных стадиях твердения в реакцию гидратации интенсивно вступают алюминаты и алюмоферриты кальция, благодаря более высокой константе скорости растворения по сравнению с алитом и белитом. Раствор становится пересыщенным по отношению к конечному продукту и из него на поверхности зёрен клинкера и в объёме раствора образуются иглообразные кристаллы гидроалюминатов и гидроферритов кальция различного состава. В общем, виде их состав можно обозначить xCaO•yAI2O3•mН2О и xСаО•yFe2O3•mН2O. Значения коэффициентов x, y, m изменяются в различных соотношениях и зависят, главным образом, от термодинамических условий процессов гидратации. Через некоторое время (3-6 часов) в системе накапливается достаточно много кристаллогидратов и образуются «стеснённые» условия, приводящие к образованию коагуляционной структуры, которая по мере накопления гидроалюминатов переходит в кристаллизационную. Через 6 — 10 часов весь объём между постепенно уменьшающимися зёрнами цемента заполняется скелетом иглообразных кристаллов — продуктов гидратации алюминатных составляющих клинкера. Эта структура иногда называется алюминатной. Цементный раствор, бывший до этого пластичным, начинает терять подвижность и набирать прочность.

В оставшемся объёме одновременно с алюминатной, но со значительно меньшей скоростью, возникают продукты гидратации силикатных клинкерных минералов алита и белита. Последние образуют чрезвычайно тонко пористый ворс из очень малых кристаллов, так называемую силикатную структуру. Влияние этой структуры на прочность твердеющего цементного камня со временем всё более увеличивается. Она уже является собственно носителем прочности цементного камня и приблизительно через 1 сутки начинает преобладать над алюминатной. К месячному сроку в цементном камне обнаруживается практически только силикатная структура. К этому времени процесс гидратации не заканчивается и в ряде случаев может продолжаться годами за счёт неиспользованного клинкерного фонда цемента.

Структура цементного камня

Для полной гидратации цементного зерна необходимо наличие 0,4 кратного количества воды от его массы. При этом только 60% её (т.е. 0,25 от массы цемента) связывается химически, остальные (40 % исходной воды) остаются в порах цементного геля в слабосвязанном состоянии. Размер, гелевых пор около 3•10-8 см. Они неизбежны и служат причиной тонкопористого строения гелевой массы. При химическом связывании вода претерпевает объёмную контракцию, которая составляет около 1/4 её первоначального объёма. Поэтому плотный объём геля (без пор) на такую же величину меньше суммы объёмов исходных компонентов цемента и воды. Этот процесс называют усадкой, а освобождавшийся в цементном камне объём — объёмом усадки. При твердении цементного камня в водной среде или при высокой влажности рассмотренный объём пор заполняется водой. Таким образом, при полной гидратации цемента получается гель, объём которого примерно на 30% состоит из пор. 

Рассмотренный случай является идеальным и на практике практически никогда не встречается. Если количество воды будет меньше 0,4 от массы цемента, то её будет недостаточно для полной гидратации цементных зёрен, и в цементном камне останутся непрореагировавшие зёрна цемента. При избыточном количестве воды часть её не участвует в процессе гидратации и образует в камне капиллярные поры диаметром около 10-4 см, которые на несколько порядков больше гелевых пор. Примерно таких же размеров достигают и пустоты, возникающие в результате уже упомянутой усадки. Таким образом, водоцементное отношение (В/Ц) в значительной мере определяет структуру цементного камня и его физико-механические свойства. Суммарная пористость камня возрастает с увеличением В/Ц.

Производство портландцемента

Производство портландцемента может быть разделено на два комплекса операций. Первый из них включает изготовление клинкера, второй — получение портландцемента измельчением клинкера совместно с гипсом, активными минеральными и другими добавками. Получение клинкера — наиболее сложный и энергоёмкий процесс, заключающийся в добыче сырья, его смешении и обжиге. В настоящее время применяют два основных способа подготовки сырьевой смеси из исходных компонентов: «мокрый», при котором помол и смешение сырья осуществляется в водной среде, и «сухой», когда материалы измельчаются и смешивается в сухом виде. Каждый из этих способов имеет свои положительные и отрицательные стороны. В водной среде облегчается измельчение материалов, при их совместном помоле быстро достигается высокая однородность смеси, но расход топлива на обжиг в 1,5-2 раза больше чем при сухом.  Сухой способ, несмотря на его технико-экономические преимущества по сравнению с мокрым, длительное время находил ограниченное применение из-за пониженного качества получаемого клинкера, однако, успехи в технике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных, портландцементов и по сухому способу. Применение находит и третий, так называемый, комбинированный способ. Сущность его заключается в том, что подготовка сырьевой смеси осуществляется по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных установках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20-30% снижает расход топлива по сравнению с мокрым, но при этом возрастает трудоёмкость производства и расход электроэнергии.

Обжиг сырьевой смеси осуществляется во вращающихся печах. Длина современных, вращающихся печей достигает 150-185 м и более, а диаметр 4-7 м. Скорость вращения печи составляет 0,5-1,2 об/мин. Шлам, проходя через печь и подвергаясь воздействию газов всё более высокой температуры, претерпевает ряд физических и физико-химических превращений. При температурах же 1300-1500 °С материал спекается, причём образуются клинкерные зерна размером до 15-20 мм и больше. Пройдя зону высоких температур, клинкер начинает охлаждаться потоками более холодного воздуха. Из печи он выходит с температурой 1000-1100 °С и направляется в колосниковый холодильник, где охлаждается до 30-50 °С. Охлаждённый клинкер поступает на склад. В процессе движения шлама по печи протекают следующие физико-химические процессы. В той части печи, где температура составляет 300-600 °С начинается энергичное испарение воды, которое сопровождается постепенным загустеванием шлама. Образуются крупные комья. Затем, три температуре 400-500 °С из материала выгорают органические пpимеси; начинается дегидратация каолинита, и других глинистых минералов с образованием, в частности; каолинитового ангидрида. Удаление из глины гидратной воды сопровождается потерей пластичности и связующих свойств, что приводит к распаду образовавшихся ранее комьев материала в подвижный порошок. Участок печи, где вода испаряется, и материал высыхает, называется зоной сушки. Следующая зона, где происходит дегидратация глины и идет дальнейшее нагревание до 700-800 °С, называется зоной подогрева. Эти две зоны занимают до 50 — 55% длины печи. При температурах 750-800 °С и выше в материале начинаются реакции в твердом состояний между его составляющими. Вначале они едва заметны, однако с повышением температуры материала до 1000 °С и более интенсивность их резко возрастает. Сначала в реакции вступают оксиды алюминия и железа. Они присоединяют к себе оксид кальция и образуются однокальциевый алюминат и однокальциевый феррит. В чистом виде эти соединения не существуют, а образуют твёрдый раствор, растворяются друг в друге. Количество присоединённого оксида кальция увеличивается с ростом температуры. При 900-1000 °С резко усиливается разложение карбоната кальция с образованием окиси кальция в свободном виде и углекислого газа СО2. Этот участок печи называют зоной кальцинирования. В этой зоне вследствие того, что разложение СаСО3 идёт с поглощением тепла потребление последнего наибольшее. На участке печи, где температура материала достигает 1000-1100 °С и где основная масса СaСO3 уже превратилась в свободную окись кальция здесь резко возрастает интенсивность реакций в твёрдом состоянии. Раствор алюмината и феррита кальция связывает всё большее количество оксида кальция и уже образуются двухкальциевый алюминат и феррит кальция. Этот твёрдый раствор содержит равное количество оксида алюминия и оксида кальция. Этот раствор имеет состав 4CaO•AI2O3•Fe2O3. В сырьевой смеси оксида алюминия содержится больше чем оксида железа, поэтому оставшийся алюминат кальция продолжает связывать оксид кальция с образованием трехкальциевого алюмината. Его образование заканчивается при температуре 1200 °С. Присоединение оксида кальция к оксиду кремния начинается при 600 °С, но достаточно быстро происходит при температуре 900-1100 °С. Реакции образования силикатов, алюминатов и ферритов кальция являются экзотермическими, что приводит к интенсивному повышению температуры материала на 150-200 °С на коротком участке печи в несколько метров. Этот участок печи получил название экзотермической зоны. К концу экзотермической зоны температура материала достигает, примерно, 1300 °С. При температуре 1250 °С заканчивается образование двухкальциевого силиката. Поскольку сырьевая смесь содержит больше оксида кальция чем это нужно для образования С2S, С4АF, С3А, то остальное количество СаО идёт на образование трехкальциевого силиката. При температуре 1300 °С начинается спекание материала вследствие образования в нём расплава в количестве 20-30% объёма начавшей спекаться массы. В начальный момент спекания в расплав переходят С3А, С4АF, и СаО, в дальнейшем в нём начинает растворяться и двухкальциевый силикат C2S. При этом в жидкой фазе создаются благоприятные условия для образования основного минерала портландцемента — трехкальциевого силиката C3S из C2S и СаО. Это соединение плохо растворимо в расплаве, вследствие чего оно выделяется из него в виде мелких кристаллов, которые в последующем могут значительно увеличиваться в размерах. Выделение из расплава C3S сопровождается понижением в нём концентрации: C2S и окиси кальция, что приводит к переходу в расплав новых порций этих веществ, оставшихся в твёрдом состоянии в общей массе материала. Это в свою очередь обуславливает дальнейший ход процесса образования в расплаве и выделения из него С3S до почти полного связывания свободной окиси кальция с С2S. Трехкальциевый силикат выделяется из расплава вместе с небольшими количествами Al2O3 и MgO, образуя с ними твёрдый раствор, который называют алитом. Участок печи, где проходит спекание материала, и образование алита называется зоной спекания. Здесь материалы нагревается примерно от 1300 до 1450 °С, что способствует более быстрому усвоению окиси кальция двухкальциевым силикатом и образованию алита. После зоны спекания обжигаемый материал переходит в зону охлаждения. До температуры примерно 1300 °С в нём ещё присутствует жидкая фаза и продолжается реакция усвоения окиси кальция и образования C3S. Затем жидкая фаза застывает и спекание заканчивается. Последний участок печи, где полученный клинкер охлаждается воздухом от 1300 °С до температуры при которой выходит из печи (1000-1100 °С) называется зоной охлаждения. Обычно при охлаждении клинкера с 1450 до 1300 °С и ниже жидкая фаза в нём застывает частично в виде стекла, частично при этом происходит кристаллизация из расплава С3A, C4AF, а также MgO. Степень закристаллизованности расплава зависит от скорости охлаждения материала после его выхода из зоны спекания. Охлажденный клинкер в основном состоит из кристаллов минералов — силикатов (алита и белита) и промежуточного вещества, в которое входит стекло, минералы плавки (С4АF, C3A, С3А3), а также окись кальция и магния (в виде кристаллов).

Состав цемента: характеристики и свойства цемента

Цемент – распространенный строительный материал, используемый чаще всего в качестве вяжущего в строительных смесях и растворах. Представляет собой мелкодисперсный порошок серого цвета с зеленоватым или другим оттенком. После взаимодействия с водой цемент и продукты на его основе образуют пластичную массу, которая при твердении трансформируется в искусственный камень.

Сырье для изготовления цемента

Сырьем для производства цемента являются горные породы, добываемые открытым способом:

  • Карбонатные – мел, известняки, известняки-ракушечники, доломит, мергель, туф. В промышленном производстве используются в основном известняки. Точное количество компонента зависит от его свойств и минерального состава. Чем больше в составе породы веществ с кристаллической структурой, тем выше температура плавления.
  • Глинистые – глина, глинистые сланцы, лесс, суглинки, монтмориллонит. Этот компонент осадочного происхождения разбухает при контакте с водой. Цель применения глинистых веществ – повышение пластичности смесей и растворов на базе цементного вяжущего.
  • Добавки. Их перечень определяется в зависимости от свойств, которые необходимо получить. Обычно добавки содержать глинозем, железо, кремний. Для их изготовления используют различные производственные отходы – доменную пыль и другие.

Единой формулы химического состава цемента не существует, так как производители предлагают большое количество разновидностей этого строительного материала с различными эксплуатационными характеристиками.

Наиболее распространен в строительстве портландцемент – без минеральных добавок и с минеральными добавками.

 

Существуют определенные ограничения по минимально допустимым ических соединений, из которых состоит портландцемент:

  • CaO – 62%;
  • SiO2 – 20%;
  • Al2O3 – 4%;
  • Fe2O3 – 2%;
  • MgO – 1%.

Химические составы в процентах некоторых типов цементов







Химический состав, % Характеристика
CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Другие оксиды
Портландцемент
63…66 21…24 4…8 2…4 3…5 Нормально твердеющий
Глиноземистый цемент
35…43 5…10 39…47 2…15 1,5…2,5 Быстро твердеющий

Что такое цементный клинкер?

Основной компонент производства цемента – клинкер. Это промежуточный полуфабрикат, получаемый обжигом смеси известняка (мела, мергеля или других пород) в количестве 75% и 25% глины. Сырьевые компоненты плавятся с образованием гранул. Клинкер перемалывают и соединяют с молотыми добавками.

Весь процесс изготовления цементного вяжущего можно условно разделить на 3 этапа:

  • изготовление клинкера обжигом – основной процесс, наиболее затратный и трудоемкий;
  • помол клинкера до образования тонкодисперсного порошка;
  • смешивание клинкерного порошка с порошкообразными добавками.

Изготовление клинкера делится на следующие этапы:

  • доставка сырья для клинкера на цементный завод;
  • измельчение сырьевых компонентов;
  • смешивание компонентов в пропорциях, указанных в техдокументации, для последующего обжига.

Технологии производства цемента

Существует несколько технологий производства цемента.

Конкретный вид производства определяется тем, из чего делают цемент:

  • Мокрый. Клинкер изготавливается из мела, глины и воды. К измельченным компонентам добавляют воду. Влажную смесь (шлам) отправляют на обжиг. Полученный после обжига продукт транспортируют в холодильник. После охлаждения его измельчают, смешивают с добавками для получения необходимых свойств вяжущего. Эта технология требует финансовых затрат, поэтому производители в основном применяют другие. Но при необходимости получения цемента с прекрасными эксплуатационными свойствами применяют именно этот способ, позволяющий тонко корректировать состав сырья. Корректировка состава осуществляется в специальных бассейнах при температуре 1000°C.
  • Сухой. Все компоненты – известняк, глина, добавки дробятся в сухом виде. Готовые порошки смешиваются в закрытых боксах с помощью подачи воздуха. Эта методика часто используется производителями, благодаря простоте реализации и относительно невысоким затратам. При производстве нет водяных испарений. Такой способ требует небольших затрат энергоносителей. Он оптимален для однородных сырьевых компонентов.
  • Комбинированный. Эта технология сочетает элементы сухого и мокрого способов. Одна из этих технологий является основной, а вторая дополнительной. Если основной является мокрая методика, то сначала изготавливают сырьевой шлам, корректируют его состав, затем его обезвоживают и обжигают в печи, предназначенной для сухой технологии.

Цемент, независимо от того, из чего он состоит и каким способом приготовлен, складируется в специальных башнях – силосах, в которых, благодаря проветриванию, материал не слеживается, сохраняя рабочие характеристики.

К потребителю цемент поступает навалом или расфасованным в бумажные мешки.

Производство бесклинкерного цемента

Сырьем для бесклинкерного цемента являются доменный или гидравлические шлаки, активаторы и другие дополнительные компоненты. Смесь из подготовленных и взятых в нужных пропорциях компонентов, дробят и перемалывают до мелкодисперсного со стояния. Для бесклинкерного цемента характерны:

  • устойчивость к различным воздействиям окружающей среды;
  • экономичность производства, благодаря невысоким энергозатратам;
  • утилизация отходов металлургических и других производств, что положительно влияет на состояние окружающей среды;
  • различные цвета и свойства конечного продукта, которые можно получать без изменения основных этапов технологического процесса и привлечения дополнительного оборудования.

Основное оборудование для изготовления цемента

При производстве вяжущего используются следующие основные виды оборудования:

  • техника для добычи сырья и его транспортировки к месту изготовления;
  • линия дробления сырья;
  • печи для высокотемпературной обработки;
  • линия дробления полученного клинкера, дозирования и смешивания молотого клинкера с добавками;
  • оборудование для фасовки готового продукта в бумажные мешки.

Типы цемента и сферы их использования

Выпускается множество разновидностей вяжущего с разными эксплуатационными и декоративными характеристиками. Основные виды:

  • Портландцемент. Этот тонкодисперсный порошок серого цвета с зеленоватым оттенком является наиболее распространенным строительным материалом, широко используемым в индивидуальном, масштабном жилищном и промышленном строительстве. Отдельно не применяется. Выступает компонентом строительных смесей и растворов. В сочетании с песком и щебнем используется при производстве бетонных смесей. Из цемента и песка изготавливают сухие строительные смеси, поступающие в продажу фасованными в мешки, или пластичные цементно-песчаные растворы, доставляемые на строительную площадку в виде, готовом к применению. Пластифицирующие добавки регулируют время схватывания раствора и другие характеристики конечного продукта. 
  • Сульфатостойкий. Устойчив к химически активным средам. Применяется для бетонирования подземных и подводных конструкций.
  • Глиноземный. В состав добавляют гипс и глиноземистый шлак, благодаря котором вяжущее быстро схватывается и приобретает марочную прочность. Глиноземный цемент используется при строительстве конструкций, работающих в условиях высокой влажности.
  • Кислотоупорный. При его производстве используются кварцевый песок и кремнефтористый натрий. В качестве жидкости для затворения используется не вода, а жидкое стекло.
  • Шлакопортландцемент. В состав этого вяжущего добавляют гранулы шлака (примерно 25%). Материал применяется в крупномасштабном строительстве.

3. Химический и минеральный состав клинкера портландцемента.

Клинкер
получают в печах обжига (1500 ºС) сырьевой
смеси, он представляет собой зерна от
10 до 60 мм. Клинкер оценивают по нескольким
показателям: 1) химический состав
клинкера- содержание в нем отдельных
оксидов.
-64-66%;-21-24%;-4-8%;-2-4%;-до
5%;-до
1%;-до2%;и-до
0.3-0.5%. В процессе обжига, доводимого до
спекания, главные оксиды образуют
силикаты алюминаты и алюмофириты кальция
в виде минералов в виде кристаллической
структуры, а некоторая часть их входит
в стекловидную фазу, 2) минералогический
состав клинкера. Оснавными минералами
клинкера являются: алит, белит,
трехкальцевый алюминат, алюмоферит
кальция. Алит(или)-
самый важный минерал клинкера, определяющий
быстроту твердения, прочность и другие
свойства портландцемента; содержится
в клинкере в количестве 45-60%. Белит(или)-
второй по важности и содержанию (20-30%)
силикатный минерал клинкера. Он медленно
твердеет, но достигает высокой прочности
при длительном твердении портландцемента.
Трехкальцевый алюминат ()—
содержится в количестве 4-12%- самый
активный клинкерный минерал, быстро
взаимодействует с водой. Является
причиной сульфатной коррозии бетона,
поэтому в сульфатостойком цементе
содержаниеограничено 5%. Четырехкальцевый алюмоферит
().
Изменяя минеральный состав цемента
можно варьировать его качество. Цементы
высоких марок и быстротвердеющие
изготовляют с повышенным содержанием
трёхкальциевого селиката (алитовые
цементы). Цементы с высоким содержанием
белита (белитове) медленно твердеют,
однако прочность и нарастает в течение
длительного времени и в возрасте
нескольких лет может оказаться достаточно
высокой.

В
1887 году Ле-Шателье предложил кристаллическую
теорию твердения. В 1893 году Михаэлс
предложил коллоидную теорию твердения.
В 1923 году Байкой предложил свою теорию,
в которую объединил тории Ле-Шателье и
Михаэлиса. По этой теории схватывание
и твердение цементного камня можно
разбить на 3 периода: 1) растворение
минералов до образования насыщенного
раствора, в растворе идёт взаимодействие
образование гидратных соединений; 2)
коллоидация или схватывание, прямое
присоединение воды минералом минуя
раствор, с образование на поверхности
частиц геля или коллоида; 3) образование
кристаллического сростка, сращивание
кристаллов с образованием сростка –
обеспечивает прочность.

4.Тхнология и свойства бетонов с дисперсным армированием.

При
замесе необходимо обеспечивать
равномерное распределение волокон в
смеси. Бетонная смесь с фибрами склонна
к комкованию, а волокна могут спутываться
в «ежи». Подобное явление наблюдается
в тех случаях, когда содержание фибры
превышает 2% по объёму, при слишком
высоком отношение длины волокон к
диаметру (фибра: d=0,3мм, l=25мм), чрезмерно
продолжительным перемешиванием смеси,
а также при высоком содержание крупного
заполнителя (его крупность не должна
превышать 10мм). Для качественного
приготовления фибробетонной смеси
используют различные приёмы: вводят
фибру в последнюю очередь непосредственно
в бетоносмеситель, или смешивают сначала
заполнители и волокна, а затем добавляют
цемент и воду. Вибрирование, главным
образом на виброплощадке, может привести
к ориентации волокон (в некоторых случаях
именно этого и добиваются). Иногда
используют одновременный набрызг
волокна и мелкозернистого бетона.
Эффективность влияния различных видов
волокон на свойства бетона зависит от
соотношения модулей упругостей армирующих
волокон и бетона. При отношение
возможно получение фибробетона с
повышенной прочностью на растяжение и
трещеностойкость. Приповышается ударная прочность, вязкость
бетона и сопротивление материала
истираемости. На способность волокон
останавливать трещеннообразоание
влияют такие факторы как длина волокон,
их содержание в смеси и расстояние между
ними.

Химический и минералогический состав клинкера и портландцемента

Качество клинкера зависит от его химического и минералогического состава. Химический состав сырья и клинкера портландцемента характеризуется следующим процентным содержанием основных оксидов, %:

кальция СаО ..….. 60…70, кремнезём SiO2   … 20…24, глинозём Al2O ….… 4…8, железа Fе2О3  ……… 2…4.

В небольших количествах в виде различных соединений могут

входить MgO, SiO2, Na2O, K2O, TiO2, Cr2O3, SO3, P2O5, Cl.

 

Цементный клинкер представляет собой систему из нескольких искусственных минералов, образовавшихся в результате обжига сырьевой смеси. Рассмотрение шлифов цементного клинкера под микроскопом (рис. 8) показывает, что он состоит преимущественно из кристаллов минералов-силикатов, между которыми размещается так называемое промежуточное вещество. Последнее, в свою очередь, включает в себя алюминаты и алюмоферриты кальция в кристаллическом виде, а также стекловидную фазу. В табл. 7 дан примерный минералогический состав портландцементного клинкера.

Рис. 8. Структура цементного клинкера

В клинкере, как уже отмечалось, не должно быть свободного оксида кальция, но иногда он встречается, что указывает на неполный обжиг клинкера (допускается не более 1% СаОсв – свободного оксида кальция).

Таблица 7

Название минерала

Формула

Сокращенное обозначение

Примерное содержание в клинкере, %

Трехкальциевый силикат (алит)

3СаО·SiO2

C3S

40…65

Двухкальциевый силикат (белит)

2СаО·SiO2

C2S

15…40

Трехкальциевый

алюминат

ЗСаО·Al2O3

C3A

5…15

Четырехкальциевый алюмоферрит

4СаО·Al2O3·

Fе2О3

C4AF

10…20

В клинкере может присутствовать в небольших количествах, (но не более 5%) оксид магния МgО. Это нежелательная, но почти всегда неизбежная примесь, так как обычно известняк, применяемый при изготовлении портландцемента, наряду с карбонатом кальция содержит и некоторое количество углекислого магния.

Минералогический состав портландцемента отличается от минералогического состава исходного клинкера тем, что портландцемент содержит еще и добавки, вводимые при помоле: двуводный гипс СаSO4·2Н2О до 5%, а также при необходимости активные минеральные добавки диатомит, трепел, опоку, доменные гранулированные шлаки до 20%.

Основной минералогический состав, количественное содержание основных минералов существенно влияют на свойства цемента. В зависимости от содержания основных минералов клинкер и, соответственно, портландцемент получают особые названия (табл.8). Как же влияет состав портландцемента на его свойства? Для ответа на этот вопрос следует изучить свойства каждого минерала портландцементного клинкера.

Таблица 8

Клинкер

(цемента)

Содержание минералов, %

3СаО·SiO2

2СаО·SiO2

ЗСаО·Al2O3

4СаО·Al2O3·Fе2О

3

Алитовый

> 60

< 15

Нормальный алитовый

60

…37,5

15

…37,5

Белитовый

< 37,5

37,5

Алюминатный

> 15

< 10

Нормальный алюминатный

15…7

10…18

Алюмоферритный (целитовый)

< 7

> 18

Материал взят из книги Минеральные вяжущие вещества (Т. Н. Акимова)

Клинкер — Справочник химика 21





    Совместный тонкий помол высушенного доменного гранулированного шлака и гипса (с добавкой портландцементного клинкера или извести) [c.278]

    Основные направления использования фосфогипса [3] — химическая мелиорация солонцовых почв интенсификация производства портландцемента производство строительного гипса и высокопрочного гипсового вяжущего производство серной кислоты и цементного клинкера. [c.230]








    Минералогический состав портландцементного клинкера [c.274]

    Пример 16. Составить материальный баланс обжиговой печи в производстве цементного клинкера для портландцемента (на 1 т клинкера), если в состав шихты входит 20% строительной глины и 80% известняка. Состав сырья, % (масс.) строительная глина — Si02 — 72,0 AI2O3—16,0 РегОз — 7,0 К2О—1,7 ЫагО — 3,3 известняк — СаСОз — 95,0, примеси — 5,0.[c.18]

    Источник пылегазового выброса — вращающаяся печь обжига цементного клинкера. Уловленный материал в сухом виде [c.65]

    Чем больще цепей будет в печи, тем больщую долю тепла газов можно использовать. Но чем больще цепей, тем выще сопротивление движению газов и сильнее пылеобразование. Чтобы газу было удобнее двигаться, цепей не должно быть вообще. А чтобы теплу удобнее переходить от газа к цементному клинкеру, все пространство печи должно быть заполнено цепями. Четко выраженное техническое противоречие Как его преодолеть  [c.83]

    В январе 1984 г. я получил письмо от участника одного из семинаров, на котором задача 5.7 рассматривалась как учебная. Недавно еще раз убедился в неодолимости законов развития технических систем,— говорилось в письме.— Обратите внимание на а. с. 1084257, выданное на расплавно-термический обжиг клинкера , и посмотрите статью об этом способе в журнале Цемент , № 11, 1984 г. Авторское свидетельство и статью посмотрел. Приятно было видеть рисунки, как две капли воды похожие на те, что когда-то были на доске в учебной аудитории. [c.84]

    Гидроокись алюминия в виде клинкера или шлама, као- [c.62]

    Никель (2,4%) на носителе (клинкер следующего состава, мас.% 81,6 MgO. [c.187]

    Химико-минералогическая характеристика портландцементного клинкера [c.274]

    Энергетическое использование сланцев может быть повышено, если их сжигать по методу, разработанному ЭНИН имени Г. М. Кржижановского, при котором благодаря высокой температуре в топочной камере (1900—2000° С) можно из минеральной части получить как попутный продукт клинкер. На электростанции мощностью 1,5 млн. кет количество клинкера может составить 4 -5 млн. т в год. Из этого клинкера может быть получен дешевый цемент марки 500—600, естественно, при этом стоимость электроэнергии на ГРЭС снижается. Кроме этого, сланцевую золу можно использовать как нейтрализатор почвенной кислотности. [c.143]

    Состав шихты, % Состав клинкера. кг Состав клинкера, % (масс.) [c.19]

    Расход сырья для получения 1 т клинкера  [c.19]

    Масса диоксида углерода, образовавшегося на 1 т клинкера  [c.19]

    ГОСТ ного клинкера, до- пускается замена ча-  [c.272]

    Содержание SO3 в цементе не должно превышать 3,5%, MgO в клинкере — 5% [c.273]

    Добавка к портланд-цементному клинкеру прн помоле [c.284]

    Минералы клинкера 3 суток 7 суток 28 суток 3 месяца Полная гидратация [c.275]

    Слушатели работали у доски, а я думал хорошо, что хитрые бразерсы не увидели возможности производства цемента в оловянной ванне. А ведь почти полная аналогия В одном случае — роликовый конвейер, непомерно усложненный из-за предельного измелу1ения роликов. В другом — трубный конвейер, тоже непомерно усложненный из-за предельного увеличения трубы. В обоих случаях нужно раздробить объект на атомы, т. е. расплавить металл. Стекло и цементный клинкер родственны по химическому составу, значит, годится все та же оловянная ванна. Вот только температура для обработки клинкера требуется более высокая — до полутора тысяч градусов. Впрочем, это облегчает выбор металла-носителя можно использовать металлы с высокой температурой плавления, например чугун. [c.83]

    Шлак 80-85, гипс 10—15, клинкер 5, известь 2 [c.278]

    Аппараты этой группы предназначены для проведения таких практически важных процессов, как обжиг клинкера в производстве цемента, обжиг известняка, гипса и соды, газификация кокса и других видов твердого топлива, обжиг пирита (серного колчедана) в производстве серной кислоты. В последнее время два последних процесса потеряли свою значимость вследствие замены исходного сырья (например пирит в производстве серной кислоты заменен элементарной серой). [c.276]

    Задача 5,6, Современная цементная печь — гигантская вращающаяся труба (длина до 250 м, диаметр до 7 м). Расположена труба наклонно, и вдоль нее медленно передвигается поток сырья — цементного клинкера, Над сырьем несутся раскаленные газы. Даже неспециалист может представить, насколько трудн о передать тепло от газа к сырью ведь газ соприкасается только с поверхностью сырьевого потока. Чтобы улучшить условия теплопередачи (от этого зависят производительность и экономичность), давно было предложено навешивать внутри печи цепные завесы. MeтaлJ ичe киe цепи помогают переносу тепла от газа к сырью.., и увеличивают пылеобразование, размалывая обжигаемое сырье. После изобретения цепных завес наступила пауза, тянувшаяся десятки лет. Если хотели улучшить теплопередачу, просто навешивали дополнительные цепи. В современной печи общий вес цепей превышает 100 тонн. Естественно, появился поток мельчайших изобретений на тему повесим цепи не так, а так … Цепная завеса выпол- [c.82]

    Портландцемент — продукт тонкого измельчения портландцемептного клинкера, получаемого обжигом до спекания сырьевой смеси соответствующего состава, содержащего силикаты кальция. Чаще всего обжигаемая шихта состоит из 75% известняка и 25% глины. [c.191]

    Состав клинкера нортлаидцемента характеризуется соотношением между оксидами, которое выражается модулями и коэффициентом насыщения. [c.191]

    Силикатные цементы синтезируют обжигом (при 1400—1600°С) до спекания тонкоизмельченной смеси известняка и богатой 5102 глины. При этом частично разрушаются связи 5 — О — 5 и А1 — О — А1, образуются относительно простые по структуре силикаты и алкминаты кальция и выделяется СОг. Тонко измельченный цементный рлинкер, будучи замешан сводой в тестообразную массу, постепенно твердеет. Этот переход (схватывание цемента) обусловливается сложными процессами гидратации и поликонденсации составных частей клинкера,, приводящими к образованию высокомолекулярных силикатов и алюминатов кальция. [c.483]








    Нейтрализованные кислые гудроны можно использовать в качестве интенсификаторов процесса клинкерообразования в производстве цемента. Наибольший эффект в процессе клинкерообразования достигается при добавлении к топливу 9—15% продукта нейтрализации кислого гудрона. Количество свободного оксида кальция при этом не превышает допустимых пределов, удельный расход тепла на обжиг клинкера (полупродукт, получаемый в виде гранул при обжиге известняка с глиной) низкий, сгорание топлива в факеле происходит устойчиво. Ин-тенсификатор процесса клинкерообразования можно получить и на основе нефтяного шлама — наиболее распространенного отхода нефтепереработки. [c.141]

    Из оксида кальция, песка и глины образуется цементный клинкер. Продукты содержащие диоксид серы газы, цема1тный клинкер. [c.250]

    Содержание SO i в цементе не должно превышать 3%. MgO в клинкере — 4,5%. Потери при прокаливании — не выше 5% Содержание SO3 в цементе не должно превышать 3,5%, MgO в клинкере 5% ЗСаО Si02-50- -60%, ЗСа0-А120з-8 14% [c.271]

    ЗСаО AI2O3 в клинкере— 10%, сульфитно-спиртовой барды — [c.273]

    Содержание MgO в клинкере не должно превышать 10%, SOa в цементе — 3,5%. Потери при прокаливапии — не выше 5% [c.273]

    Совместный тонкий помол портландцементного клинкера, гнпса и активных минеральных добавок  [c.276]

    Тонкий помол сплава или клинкера, полученных расплавлением и обжигом до спекания сырьевой смеси. Состав последней должен обеспечивать преобладание в готовом продукте низкоос-новных алюминатов кальция [c.280]

    Совместный помол Бысокоглиноземистого клинкера и ангидрита или тщательное смешение тех же материалов, измельченных раздельно Тщательное смешение глиноземистого цемента (ие ниже марки 400 ), строительного полуподного гипса и изнести-пушонки [c.280]





Химия для поступающих в вузы 1985 (1985) — [

c.220



]

Химия для поступающих в вузы 1993 (1993) — [

c.264



]

Пособие по химии для поступающих в вузы 1972 (1972) — [

c.270



]

Химия (1978) — [

c.535



]

Химия твердого тела Теория и приложения Ч.2 (1988) — [

c.2


,


c.142


,


c.235



]

Общая химическая технология (1964) — [

c.354


,


c.362


,


c.370


,


c.371


,


c.373



]

Общая химическая технология (1969) — [

c.229


,


c.241



]

Общая химия (1964) — [

c.509



]

Курс неорганической химии (1963) — [

c.556



]

Общая химия и неорганическая химия издание 5 (1952) — [

c.295



]

Химическая технология вяжущих материалов (1980) — [

c.114


,


c.202



]

Общая химическая технология (1970) — [

c.406


,


c.408



]

Учебник общей химии 1963 (0) — [

c.330



]

Химия (1985) — [

c.185



]

Общая химия Издание 4 (1965) — [

c.254



]

Общая химия (1974) — [

c.566



]

Химия (1982) — [

c.149



]

Технология минеральных удобрений (1974) — [

c.40



]

Технология минеральных удобрений и солей (1956) — [

c.37



]

Технология минеральных удобрений Издание 3 (1965) — [

c.42


,


c.157


,


c.213



]

Основы общей химической технологии (1963) — [

c.149


,


c.152



]

Химия Издание 2 (1988) — [

c.221



]

Справочник строителя промышленных печей Издание 2 (1952) — [

c.118



]

Общая химическая технология Том 2 (1959) — [

c.64


,


c.80


,


c.81


,


c.82



]

Полярографический анализ (1959) — [

c.0



]

Основы общей химии Том 2 (1967) — [

c.199



]

Основы общей химии Том 2 Издание 3 (1973) — [

c.42



]

Курс неорганической химии (1972) — [

c.498



]


Определение клинкера Merriam-Webster

клин · кер

| \ ˈKliŋ-kər

\

1

: кирпич, слишком сильно обожженный в печи.

2

: каменистое вещество, сплавленное вместе : шлак

чокнуться · эээ

| \ ˈKliŋ-kər

\

1
Британский

: что-то первоклассное

: неправильное примечание

б

: серьезная ошибка или ошибка : промах

c

: полный провал : провал

d

: что-то плохого качества

Снижение клинкерного фактора — Часть 1

Достижение целей цементной промышленности по сокращению выбросов углерода

Производители цемента взяли на себя обязательство сократить выбросы CO 2 , связанные с их продуктом, но они часто сталкиваются с ограничениями из-за оборудования, используемого при производстве цемента, и стандартизированного химического состава обычного портландцемента.Американская стартап-компания Solidia Technologies объединила усилия с лидерами отрасли, правительства и академических кругов для индустриализации инновационной технологии, которая могла бы уменьшить воздействие цемента на окружающую среду при производстве сборного железобетона, одновременно снижая затраты на производство бетона и улучшая характеристики строительных материалов на основе бетона.

Производство цемента и бетона готово к остановке. Но привнесение устойчивых инноваций на рынок, который существует 2000 лет назад и последней крупной инновационной продукцией которого стала разработка портландцемента в начале 19 годов, — задача не из легких.Перед Solidia стоит задача не только разработать экологически безопасную технологию, но и облегчить внедрение этой технологии в отрасли.

С этой целью запатентованные Solidia процессы производства экологически безопасного цемента и бетона используют существующую в отрасли инфраструктуру, сырье, рецептуры, методы производства и спецификации.

Мотивация рынка

Уменьшение клинкерного фактора в цементных продуктах имеет двоякий стимул. Основная цель — снизить потребление энергии и выбросы CO 2 , связанные с производством цементного клинкера во вращающихся печах.Принято считать, что при производстве 1 т обычного портландцемента (OPC) образуется более 800 кг CO 2 . Вторая причина — снизить воздействие на окружающую среду побочных промышленных продуктов, таких как летучая зола, шлак и пары кремнезема.

Стратегия, применяемая для достижения этих целей, заключается в замене части цементного клинкера, используемого в производстве цемента, на промышленные побочные продукты без отрицательного воздействия на характеристики цемента.

Использование запатентованных процессов Solidia для производства бетона не снижает фактор клинкера как таковой, а, скорее, помогает сделать производство и использование клинкера более привлекательным с точки зрения выбросов углерода и потребления энергии.

Новый класс экологически безопасного цемента и новейшая технология отверждения CO2

Solidia разработала новый класс устойчивого цемента, который вступает в реакцию с газообразным CO 2 , а не с водой, с образованием Solidia Concrete ™. Solidia Cement ™, производимый с использованием негидравлического, низкоэнергетического и низкоэмиссионного химикатов, более экологичен, чем обычный портландцемент (OPC). Запатентованная технология позволяет снизить выбросы CO 2 в процессе производства цемента и предполагает использование CO 2 в качестве отвердителя при производстве сборного железобетона.

Цемент

Solidia Cement состоит из семейства «зеленых» фаз силиката кальция с низким содержанием извести, аналогичных, но не идентичных химическому составу OPC. В результате его можно производить в существующих цементных печах, используя то же сырье, которое используется для производства обычного портландцемента, хотя и в других пропорциях. Solidia Cement производится с использованием меньшего количества известняка и при более низких температурах, чем это необходимо для портландцемента. Эти факторы приводят к сокращению выбросов CO 2 при производстве цемента с 816 кг / т клинкера OPC до 570 кг / т клинкера Solidia Cement.Одно только это различие эквивалентно снижению клинкерного фактора на 30%.

Для создания бетонных изделий Solidia Concrete вода, заполнители и Solidia Cement смешиваются, формуются в желаемую форму и затем вступают в реакцию с газообразным CO. 2 для получения прочной связующей матрицы. В процессе отверждения расходуется до 300 кг CO 2 на тонну используемого цемента. CO 2 постоянно и безопасно хранится в твердой карбонатной форме внутри бетона. Эта разница эквивалентна дополнительному снижению клинкерного фактора на 37%.

Общий объем выбросов CO 2 , связанных с производством и использованием цемента, можно сократить до 70%. ; Преимущества, полученные в бетонной промышленности, включают сокращение расхода материалов и воды, более короткое время отверждения и повышенную долговечность продукта.

Solidia Concrete может производиться производителями традиционных бетонов и может быть спроектирован для решения любых задач из сборного железобетона. Эти продукты, в том числе брусчатка, бетонные блоки, пустотные плиты, железнодорожные шпалы (шпалы), черепица и проницаемый бетон, соответствуют свойствам и характеристикам бетонных изделий, изготовленных с использованием OPC, или превосходят их.Кроме того, Solidia Concrete затвердевает менее чем за 24 часа по сравнению с 28 днями, необходимыми для достижения полной прочности традиционных бетонных изделий. Поскольку вода не расходуется в процессе отверждения CO 2 , ее можно собирать и повторно использовать со степенью рециркуляции от 60 до 80%.

Это первая часть статьи из трех частей, написанной доктором Николасом ДеКристофаро, Solidia Technologies, США, для сентябрьского номера World Cement и сокращенная для веб-сайта. Подписчики могут прочитать полную версию проблемы, войдя в систему, а также могут узнавать о ней на ходу с помощью нашего нового приложения для Apple и Android.Не подписчики могут получить доступ к предварительной версии сентябрьского номера 2015 года здесь.

Прочтите статью в Интернете по адресу: https://www.worldcement.com/special-reports/04092015/recting-the-clinker-factor-part-1-495/

ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ СУЛЬФАТА В ФАЗЕ КЛИНКЕРА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СУПЕРПЛАСТИКАННЫХ БЕТОНОВ

Портландцемент содержит соединения серы из фазы клинкера и добавленного сульфата кальция (например,g., гипс), который действует как регулятор схватывания. Целью данного исследования было изучение влияния содержания сульфата в клинкерной фазе на характеристики суперпластифицированных бетонных смесей с точки зрения начального уровня осадки при заданном водоцементном соотношении (0,45), скорости потери осадки и прочности на сжатие. в раннем и более позднем возрасте. Были изучены две партии (A и B) клинкера из одной печи-источника, основное различие заключалось в содержании сульфата (SO3) в клинкере (0,72% и 1,40% соответственно).Различное процентное содержание природного гипса в качестве влажного регулятора измельчали ​​на лабораторной мельнице для производства портландцементов: A1, A2, A3 из клинкера A и B1, B2, B3 из клинкера B. Три уровня общего содержания сульфатов в пересчете на SO3. были установлены: 3,0% в портландцементах А1 и В1; 3,5% — портландцементы А2 и В2; 4,0% в портландцементах A3 и B3. При заданном содержании сульфата в портландцементе, чем ниже содержание сульфата клинкера, тем более эффективно увеличение осадки бетона, вызванное добавлением суперпластификатора.Более того, чем ниже содержание клинкерного сульфата, тем ниже скорость потери осадки суперпластифицированной бетонной смеси. Наконец, при данном водоцементном соотношении наблюдается снижение прочности на сжатие в раннем возрасте (

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 00753830
  • Тип записи:
    Публикация
  • Номера отчетов / статей: SP 179-17
  • Файлы: TRIS
  • Дата создания:
    14 сентября 1998 00:00

Решение дилеммы клинкера с помощью гибридного распределения на основе выпуска

В этом разделе исследуются некоторые вопросы реализации гибридного OBA с использованием EU ETS в качестве примера.Сначала мы сравниваем OBA с распределением ex ante , текущей схемой распределения EU ETS, в подразделе 5.1. Затем мы сосредоточимся на особенностях гибридного дизайна в подразделе 5.2.

Эта оценка основана на информации, полученной в ходе интервью как с руководителями предприятий всех основных цементных компаний в Европе, так и с политиками (как на уровне ЕС, так и на уровне государств-членов). Полуструктурированные телефонные интервью продолжительностью около часа каждое были проведены с 11 людьми в 7 разных странах ЕС в период с мая по июль 2015 года.Обсуждения в ходе интервью были сформулированы вокруг вопросов о гибридном распределении на основе выпуска, смягчении последствий в цементном секторе и распределении в цементном секторе в целом. Хотя объективность ответов респондентов оценить невозможно, мы не ожидаем сильного стратегического поведения, учитывая академический характер этого исследования, о котором было сказано заранее. Выводы, полученные в ходе интервью, дали нам информацию, но не повлияли на нашу оценку.

Проблемы реализации при переходе от распределения

ex ante к OBA

Мониторинг, отчетность и проверка

При OBA власти должны ежегодно собирать производственные данные на уровне установки для расчета распределения.Для этого им нужно будет установить методы учета, а затем собрать, проверить и обработать данные. Помимо первоначальных затрат, затраты на последующую проверку будут пропорциональны количеству установок. Следовательно, если ограничиться несколькими секторами с небольшим количеством установок, текущие затраты MRV будут достаточно низкими.

Компании внимательно следят за производством (и соотношением клинкера), и большинство заводов в Европе уже предоставили гораздо более подробную информацию в рамках Инициативы устойчивого развития цемента.Таким образом, дополнительные расходы для цементных компаний будут небольшими.

Кроме того, в контексте EU ETS переход от существующей системы к OBA значительно снизит другие административные расходы, в частности, связанные с новыми участниками, закрытием и частичным прекращением использования.

Проблемы конфиденциальности при раскрытии производственных данных

Публичное раскрытие распределения косвенно выявит объемы производства на уровне установки (в основном разделив их на контрольную стоимость), что, несомненно, можно рассматривать как антиконкурентную информацию.Чтобы избежать возможных сговоров и раскрытия конфиденциальных данных, один из способов реализации OBA на практике состоит в том, чтобы основывать распределение в t году на уровне результатов с двухлетним лагом ( t −2). Например, распределение в 2021 году будет основано на результатах 2019 года. Если есть опасения по поводу значительных годовых колебаний выпуска, можно также сгладить распределение, взяв среднее значение за несколько лет, например среднее значение т -2 и т -3.

Интересно, что вывести объем производства из распределения не так просто с гибридным OBA, как для цемента или клинкера OBA, из-за второго члена, включающего соотношение клинкера. Footnote 18

Влияние колебаний OBA на фиксированный предел

В отличие от распределения ex ante , распределение на основе результатов, применяемое к сектору, подразумевает, что общее распределение секторов не ограничено. Обсуждается ряд подходов для компенсации этого колебания в рамках ETS с ограниченным объемом, включая корректировку объема аукционов (в настоящем или будущем) или нейтрального к амбициям резерва предложения распределения, предложенного Ecofys (2014). Footnote 19 Какой бы подход ни использовался, ясно, что колебания и, следовательно, неопределенность должны быть минимизированы. Мы показываем в ?? Электронные дополнения ?? Материал (раздел 1.3), по которому гибридный OBA превосходит цемент или клинкер в этом отношении.

Дополнительные проблемы с внедрением гибридного OBA

Мониторинг, отчетность и проверка

Дополнительные затраты MRV по сравнению с клинкером OBA будут очень низкими, потому что, как уже упоминалось, компании внимательно следят не только за производством, но и за импортом клинкера и соотношением клинкера.Для регулирующего органа затраты на проверку выше, чем у цемента или клинкера OBA (соотношение клинкера проверить сложнее, чем данные о производстве).

Таким образом, чистые затраты (за вычетом выгод от упрощения новых участников, закрытия и положений о частичном прекращении) для администратора, возможно, увеличатся, но они будут в значительной степени перевешены преимуществами, предоставляемыми гибридным OBA (см. Раздел 6 для краткое изложение преимуществ).

Неоднородность цементных продуктов и заменителей, которые должны быть включены в эталонное соотношение клинкера

В то время как клинкер является очень однородным продуктом, существует множество цементных продуктов с различными техническими свойствами, в основном в зависимости от различных используемых заменителей клинкера (Müller 2012). Footnote 20 Кроме того, наличие заменителей клинкера значительно варьируется в зависимости от региона и компании. Летучая зола и шлак находятся в большом количестве вблизи угольных электростанций и сталелитейных заводов соответственно. Пуццоланы (вулканические породы) присутствуют только в определенных регионах (например, в Италии и Греции).

Таким образом, в отличие от клинкера, установить единый эталон для цемента менее просто, и возникают вопросы относительно включения и исключения определенных типов заменителей в расчетах эталонного отношения клинкера.Многие респонденты выразили обеспокоенность тем, что заводы без легкого доступа к заменителям клинкера будут несправедливо наказаны. Однако цель ценообразования на выбросы углерода состоит как раз в снижении выбросов — и, следовательно, коэффициента клинкера — на европейском уровне. С точки зрения климатической политики важно количество клинкера в цементе, и все составляющие, включая летучую золу от сжигания угля, шлак от производства стали, известняк, гипс, пуццолан, микрокремнезем и обожженный горючий сланец, должны быть приняты во внимание. определение эталона отношения клинкера.В противном случае их использование не будет стимулироваться, и это представляет собой углеродный внешний эффект (см. «Дополнительные электронные материалы» (раздел 1.2.1) для стимулов в ETS Калифорнии-Квебека, исключающих некоторые заменители клинкера).

Установка эталонов

В ETS ЕС руководящим правилом для определения эталонных показателей является то, что они должны рассчитываться как средняя производительность в кг CO 2 на единицу продукции 10% наиболее эффективных установок (далее «10% лучший») (Европейская комиссия, 2009 г.).Расчетное значение для клинкера составило 766 кгCO 2 / тК, что и используется в данной статье.

При таком же «10% наилучшем» подходе OBA цемента повлечет за собой более высокий диапазон начальных затрат на углерод по всем установкам и будет в среднем более дорогостоящим для отрасли, чем OBA клинкера. Это связано с тем, что распределение углеродоемкости цемента значительно шире, чем распределение углеродной интенсивности клинкера. Footnote 21 .

В случае гибридной OBA, объединение вместе двух эталонных показателей «10% наилучшего» («10% наилучшего» углеродосодержания клинкера умножается на на «10% наилучшее» соотношение клинкера, что составляет приблизительно 45-50%. Сноска 22 ) приведет к чрезвычайно строгому тесту, которому не сможет соответствовать ни одна существующая установка.

Один из способов решения этой проблемы, при этом придерживаясь принципа «10% лучших», — это использовать следующий обратный подход. Во-первых, в среднем 10% лучших исполнителей по углеродоемкости цемента, B
С
вычисляется. (Данные GNR предполагают, что это будет около 450 кг CO 2 / тС). Тогда B
R
вычисляется как \ (B_ {R} = \ frac {B_ {K}} {B_ {C}} \ simeq \) 59%.Эта методология приводит к жесткости, эквивалентной цементному OBA.

Включение станций измельчения клинкера в схему

Внедрение гибридных (но также и цементных) OBA ставит дополнительную задачу включения в схему отдельных станций измельчения. По нашим оценкам, количество таких установок в Европе составляет около сотни, Сноска 23 по сравнению с примерно 180-190 интегрированными предприятиями (источник EUTL). Некоторые торговые схемы, такие как EU ETS, охватывают только прямые выбросы, но не косвенные выбросы.Таким образом, включение помольных станций с нулевыми прямыми выбросами может означать значительные изменения в правовой основе ETS. Footnote 24

Включение помольных станций также может столкнуться с проблемами восприятия, потому что распределение припусков на помольные станции часто будет отрицательным (если цемент производится с соотношением клинкера выше эталонного). Само по себе это не представляет проблемы (квоты — это не физические товары, а финансовые активы), но представляет собой концептуальное новшество в торговле выбросами.

По мере того, как цели по смягчению последствий для цементного сектора со временем становятся более строгими, вполне вероятно, что потребуется включение помольных станций, чтобы максимизировать возможности по снижению выбросов и достичь цели. Если их включение невозможно, альтернативным вариантом может быть внедрение гибридного OBA без шлифовальных станций с модифицированной версией методологии ETS Калифорния-Квебек (см. Электронные дополнительные материалы), но нейтралитет в отношении места производства будет быть принесенным в жертву.

Искажения на рынке бетона

За пределами производства клинкера и цемента идет рынок бетона. Бетон обычно получают путем смешивания заполнителей с цементом. Некоторые заводы по производству товарного бетона смешивают заменители клинкера с обычным портландцементом (цемент с высоким содержанием клинкера) вместо использования цемента с низким содержанием клинкера. Поощряя замену клинкера для производства цемента, гибридная OBA, вероятно, перенаправит заменители клинкера, которые в противном случае использовались бы на бетонных заводах, в пользу цементных заводов, чтобы получить скидки от уменьшения доли клинкера.

Теоретически рассмотрение бетона в качестве конечного продукта и применение соотношения «клинкер к бетону» устранило бы эту неэффективность. Но бетонных заводов значительно больше, чем цементных, следовательно, это повлечет за собой большие административные расходы по сравнению с небольшой прибылью (такая практика незначительна, искажение, которого можно избежать, будет небольшим).

Клинкер: визуализация гибридных генов, обнаруженных в данных РНК-seq | GigaScience

РЕФЕРАТ

Предпосылки

Усилия по геномному профилированию выявили богатое разнообразие онкогенных гибридных генов.Хотя существует множество методов идентификации генов слияния по данным секвенирования РНК (RNA-seq), визуализация этих транскриптов и поддерживающих их считываний остается сложной задачей.

Выводы

Clinker — это инструмент биоинформатики, написанный на Python, R и Bpipe, который использует метод superTranscript для визуализации генов слияния. Мы демонстрируем использование клинкера для получения интерпретируемых визуализаций данных РНК-seq, которые приводят к вызовам слияния. Кроме того, мы используем Clinker для исследования множественных транскриптов слияния с новыми точками разрыва в гене слияния P2RY8-CRLF2 при В-клеточном остром лимфобластном лейкозе.

Выводы

Clinker — это свободно доступное программное обеспечение, которое позволяет визуализировать гибридные гены и данные последовательности РНК, использованные при их открытии.

Введение

Геномные структурные аномалии, такие как транслокации между хромосомами и внутри них, распространены при раке и могут привести к слиянию двух генов, которые затем действуют как онкогенный фактор. Первым примером этого было рецидивирующее слияние t (9; 22) при хроническом миелоидном лейкозе, создавшее онкоген BCR-ABL1 [1].Этот гибридный ген приводит к конститутивно активированному белку тирозинкиназы, который можно эффективно лечить низкомолекулярными ингибиторами ABL1, такими как иматиниб и дазатиниб [2]. Применение секвенирования следующего поколения при раке, в первую очередь секвенирования транскриптома (секвенирование РНК [RNA-seq]), впоследствии позволило идентифицировать тысячи различных генов слияния во многих типах рака [3].

Несмотря на то, что существует множество методов для идентификации генов слияния на основе данных RNA-seq, существует несколько способов визуализации транскриптов слияния и считываний секвенирования, которые их поддерживают.Простое сопоставление данных последовательности РНК с эталонным геномом или транскриптомом не позволяет четко визуализировать транслокацию или оценить дополнительные функции, такие как варианты сплайсинга. Один из подходов к визуализации транслокации — использовать разделенный экран в IGV. Однако, поскольку покрытие RNA-seq для чтения в геноме невелико, визуализация затруднена из-за присутствия интронов. Другие стратегии, которые решают эту проблему, включают использование предсказанных точек останова для создания последовательности транскрипта слияния, которую можно использовать в качестве эталона для выравнивания чтения [4, 5].Этот подход демонстрирует охват точек останова слияния. Однако другая информация о структуре и экспрессии слитых транскриптов, такая как ее экспрессия относительно неслитых транскриптов, может быть утеряна. Кроме того, интронная последовательность может быть «сжата», чтобы дать более информативное представление о покрытии [6].

Здесь мы предлагаем альтернативный инструмент, Clinker, для визуализации данных последовательности РНК гибридных генов, что позволяет лучше понять покрытие транскриптом и изоформы сплайсинга.Clinker использует супертранскрипты, новый тип ссылки на транскриптом, который мы разработали ранее, который содержит только транскрибируемую последовательность гена без интронов, обеспечивая очень компактную ссылку для анализа и визуализации последовательности РНК [7]. Клинкер использует ссылки на супертранскрипты человека и создает супертранскрипты слияния, объединяя два гена, участвующих в событии слияния.

Мы применили клинкер к набору из шести В-клеточных острых лимфобластных лейкозов (ОЛЛ), все из которых сообщают о слиянии P2RY8-CRLF2 для демонстрации нескольких изоформ слияния.Клинкер — это инструмент, который обеспечивает прямую визуализацию генов слияния и позволяет дополнительно оценить их сложность, например альтернативные изоформы слияния.

Материалы и методы

Создание справок и аннотаций

Конвейер Clinker принимает выходные данные из любого программного обеспечения, вызывающего слияние, при условии, что оно включает геномные координаты hg19 или hg38 точек останова слияния генов. Эти точки останова используются для идентификации двух генов, участвующих в слиянии, и присвоения им согласованных символов генов.Этот метод предпочтительнее, даже если символы генов предоставляются вызывающей стороной слияния; это происходит из-за большого разнообразия в соглашениях об именах генов. После того, как два гена идентифицированы, их последовательности извлекаются из ссылки Clinker на человеческий супертранскрипт и объединяются в единый супертранскрипт слияния. Важной особенностью ссылки fusion-superTranscript является то, что она включает полную последовательность обоих генов, ориентированных в направлении транскрипции. Таким образом, считывания, выровненные с областями генов, не участвующих в слиянии, также визуализируются, обеспечивая дополнительную информацию об экспрессии этих областей и кодируемых ими доменах.Это повторяется для всех генов слияния, которые были идентифицированы в образце. В результате получается ссылка на клинкер для конкретного образца, содержащая супертранскрипты слияния, а также супертранскрипты от всех нормальных генов. Мы обнаружили, что важно составить конкурентное сопоставление с неслитыми генами в ссылке, чтобы избежать ложного выравнивания чтения. Файлы аннотаций транскриптов, белковых доменов и границ генов также создаются с использованием справочника Gencode24 hg38 [8] и базы данных белков Pfam [9], чтобы предоставить дополнительную информацию для визуализации.

Согласование с новым номером

Клинкер сопоставляет показания секвенирования с вновь созданным эталоном с помощью выравнивателя STAR (STAR, RRID: SCR_015899) [10]. Выравниватель должен быть осведомлен о сращивании, поскольку считывания, охватывающие точку останова слияния, идентифицируются как сайты сращивания. Стадия выравнивания клинкера часто дает большую поддержку чтения для генов слияния, чем вызывающих слияния. Например, в одном образце JAFFA обнаружила слияние P2RY8-CRLF2 с поддержкой 53 охватывающих считываний, тогда как Clinker через STAR сообщил о 290 охватывающих считываниях (дополнительная таблица S1).Поскольку Клинкеру заранее известно, что между двумя генами существует слияние, fusion-superTranscript может быть сопоставлен с меньшей строгостью, что приведет к увеличению числа успешно сопоставленных чтений через точку останова. После этапа выравнивания картированные гены чтения и слияния можно просмотреть с помощью программы просмотра генома, такой как IGV, путем загрузки эталонного клинкера FASTA, картированных считываний и настраиваемых треков аннотации транскрипта, домена белка и границ гена. IGV изначально отображает точки разрыва слияния и соединения сращивания через дорожку соединения сращивания или график сашими (рис.2Б).

Фильтрация, нормализация и создание фигур

После того, как считанные данные выровнены, выполняются этапы фильтрации и нормализации. Разделенные чтения с небольшим количеством фланговых оснований на одной стороне могут быть произведены неправильным выравниванием разделенного чтения. Чтобы учесть это, разделенные чтения с менее чем 5 парами оснований фланкирующей последовательности немедленно отфильтровываются с использованием как Samtools (SAMTOOLS, RRID: SCR_002105) [11], так и пользовательского сценария AWK (см. Дополнительный рисунок S2 для примера).Покрытие нормализуется до считываний на миллион с использованием встроенной функции нормализации STAR, позволяющей сравнивать образцы.

Затем создается серия рисунков, по одной для каждого из идентифицированных генов слияния, с использованием пакета R, GViz [12]. Эти фигуры содержат несколько треков, включая покрытие, границы генов, белковые домены и транскрипты / экзоны, участвующие в слитном гене. График сашими также включен в рисунок, чтобы указать количество разделенных чтений, поддерживающих слияние, при этом три чтения устанавливаются в качестве минимального порога для дальнейшей фильтрации ложных событий сращивания.Порядок, цвет или наличие дорожек можно настроить с помощью параметров командной строки Clinker.

Программные требования

Клинкер можно запускать как вручную, так и через Bpipe (Bpipe, RRID: SCR_003471) [13], инструмент для запуска трубопроводов биоинформатики. Основные зависимости для Clinker — это STAR [10], Samtools [11] и Gviz [12]. Время выполнения составило примерно 1 час при восьми процессорах и 40 ГБ памяти, выделенных для одного показателя качества публикации, и дополнительной 1 минуты для каждого дополнительного показателя.Этот тест был проведен на образце с примерно 130 миллионами считываний и 2007 генами слияния, о которых сообщает JAFFA.

P2RY8-CRLF2 клонирование и экспрессия

Мы применили клинкер к набору из шести образцов пациентов с В-клетками ALL, для которых был обнаружен гибридный ген P2RY8-CRLF2 (дополнительный рисунок S1). Мы также обнаружили, что при использовании вызывающего модуля слияния JAFFA сообщалось о нескольких неканонических изоформ слияния. Данные RNA-seq для этого образца можно найти в [14].

Обнаружение слияния с помощью RNA-seq было подтверждено с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием ген-специфических праймеров для P2YR8 (5′-CAAGGTTGCTGGACAGATGGAA-3 ‘) и CRLF2 (5′-AATAGAGAATGTCGTCTCGCTGC-3′). Праймеры были сконструированы для амплификации продуктов, охватывающих экзоны в точках разрыва P2RY8 и CRLF2 в транскриптах мРНК, обнаруженных с помощью JAFFA (дополнительный рисунок S3). Альтернативные слияния и слияния со сдвигом рамки считывания были клонированы с использованием праймеров для нацеливания на начало P2RY8 (5-CCCTGCACATGAGTGTTCAGAC-3 ‘) и конец CRLF2 (5′-TCACAACGCCACGTAGGAG-3′), в то время как каноническое слияние было амплифицировано с использованием другого P2RY8 прямой праймер (5′-GCGGCCGCCTTTGCAAGGTTGC-3 ‘) (дополнительный рис.S4). Продукты ПЦР клонировали в вектор P-GEM-T easy (Promega), секвенировали по Сэнгеру и затем субклонировали в ретровирусный вектор экспрессии pMSCV-GFP. Ретровирус получали, как описано ранее [15], и трансдуцировали в IL3-зависимые клетки BaF3. CRLF2 был обнаружен в клетках BaF3 с использованием антитела против человеческого рецептора TSLP (eBioscience) и BD Cytofix / Cytoperm (BD Biosciences) в соответствии с инструкциями производителя (дополнительный рисунок S5). Анализ FAC проводили на проточном цитометре LSRII (BD Biosciences).

Результаты

Трубопровод клинкера

Clinker — это конвейер анализа, который принимает вызовы слияния, а необработанные RNA-seq считывает и выводит настраиваемую ссылку, отображаемые данные чтения и файлы изображений для визуализации и оценки расшифровок слияния. Шаги в этом конвейере обрисованы в общих чертах на рисунке 1 и подробно описаны в разделе «Материалы и методы».

Рис. 1.

: Визуальное представление клинкерного трубопровода.Пользователи могут остановиться на шаге 2, проверить интересующие гены слияния в IGV, а затем начать построение фигур для уточненного списка генов слияния. Ступени Fusion Caller (розовый) и IGV (голубой) являются внешними по отношению к Clinker.

Рис. 1.

: Визуальное представление трубопровода клинкера. Пользователи могут остановиться на шаге 2, проверить интересующие гены слияния в IGV, а затем начать построение фигур для уточненного списка генов слияния. Ступени Fusion Caller (розовый) и IGV (голубой) являются внешними по отношению к Clinker.

Вкратце, перед запуском Clinker слияния обнаруживаются с использованием одного из многих специализированных вызывающих генов слияния, таких как JAFFA [16], STAR-fusion [17] или Pizzly [18]. Клинкер сначала конкатенирует полноразмерные супертранскрипты двух генов, участвующих в слиянии, для каждого события, вызываемого в образце. Эти объединенные супертранскрипты затем добавляются в настраиваемую, специфичную для образца ссылку на супертранскриптом. Затем считанные данные сопоставляются с новой ссылкой с помощью выравнивателя с учетом стыковки STAR [10].Затем слияние можно наблюдать как сплайсинг между двумя сцепленными генами. Наконец, генерируются рисунки, которые представляют результирующие соединения сплайсинга, покрытие, белковые домены и аннотацию транскриптов как для слитых, так и для неслитых супертранскриптов. Clinker выводит форматы файлов, совместимые с IGV [19], а также изображения публикационного качества, созданные с помощью Gviz [12].

Клинкерная визуализация ридов, транскриптов и белковых доменов

Большинство алгоритмов вызова слияния используют данные короткого чтения РНК-seq, чтобы сообщить о генах, участвующих в потенциальных событиях слияния, а также о количестве обнаруженных считываний, которые поддерживают эти события.Рисунок 2 демонстрирует визуализацию слитого гена KMT2A-MLLT3 , который был обнаружен в B-клеточном ALL с использованием JAFFA [16] с использованием клинкера и без него. Визуализация этого слияния с использованием IGV без клинкера осуществляется с использованием разделенного экрана областей генома, охватывающих точки разрыва слияния (рис. 2А). Хотя пары чтения, которые охватывают точки останова слияния, доступны для просмотра (зеленые строки), контекст транскрипции трудно различить. Напротив, использование ссылки и выходных данных Clinker superTranscript позволяет более аккуратную и информативную визуализацию в IGV, которая также может отображать графики сашими для поддержки слияния (рис.2Б). Наконец, Clinker также выводит PDF-изображение слияния, которое можно настроить (рис. 2C).

Рисунок 2.

: (A) Гибридный ген KMT2A-MLLT3 , визуализированный в IGV после выравнивания с геномом человека. Фон треков IGV окрашен, чтобы различать охват (фиолетовый), выровненные чтения (белый) и аннотацию (синий), при этом зеленые чтения указывают, что его партнер находится на другой хромосоме. Такие выравнивания могут поддерживать существование слияния. (B) Выход клинкера слияния гена KMT2A-MLLT3 , визуализированный в IGV и (C) , визуализация GViz. Дорожки в визуализации Clinker GViz (сверху вниз): ось шкалы супертранскрипта, дорожка охвата считывания, дорожка границы гена, дорожка белкового домена, дорожка транскрипта (с аннотацией экзонов) и график сашими, который указывает точки останова слияния (темно-фиолетовый). Точки останова также обозначены вертикальными линиями. В дополнение к дорожкам клинкера, визуализация IGV включает дорожку поддержки чтения.

Рисунок 2.

: (A) Слитый ген KMT2A-MLLT3 , визуализированный в IGV после выравнивания с геномом человека. Фон треков IGV окрашен, чтобы различать охват (фиолетовый), выровненные чтения (белый) и аннотацию (синий), при этом зеленые чтения указывают, что его партнер находится на другой хромосоме. Такие выравнивания могут поддерживать существование слияния. (B) Выход клинкера слияния гена KMT2A-MLLT3 , визуализированный в IGV и (C) , визуализация GViz.Дорожки в визуализации Clinker GViz (сверху вниз): ось шкалы супертранскрипта, дорожка охвата считывания, дорожка границы гена, дорожка белкового домена, дорожка транскрипта (с аннотацией экзонов) и график сашими, который указывает точки останова слияния (темно-фиолетовый). Точки останова также обозначены вертикальными линиями. В дополнение к дорожкам клинкера, визуализация IGV включает дорожку поддержки чтения.

Идентификация новых изоформ слияния в

P2RY8-CRLF2

Чтобы продемонстрировать полезность клинкера для визуализации и понимания генов слияния, мы применили клинкер к шести образцам B-клеточного ALL (B-ALL), которые несли слияние P2RY8-CRLF2 .Сообщается, что этот гибридный ген присутствует в ~ 7% случаев B-ALL и приводит к сверхэкспрессии CRLF2 [20]. Каноническое слияние соединяет первый некодирующий (UTR) экзон P2RY8 с началом кодирующей области CRLF2 [20]. Обычно это слияние возникает в результате интерстициальной делеции в области Par1 chrX или chrY [20]. Интересно, что JAFFA выявила множественные точки останова в CRLF2 для этого гена слияния в каждом из секвенированных образцов B-ALL, предполагая разные изоформы этого слияния.JAFFA определила каноническую точку останова во всех примерах. Кроме того, каждый из шести образцов также экспрессировал изоформу P2RY8-CRLF2 , которая соединяла первый экзон P2RY8 с 5′-UTR CRLF2 и приводила к внутрикадровому транскрипту. Это альтернативное слияние также имеет типичный мотив донора / акцептора GT / AG, который существует в большинстве сплайсинговых стыков [21]. Присутствие альтернативных изоформ слияния в образцах было подтверждено с помощью ПЦР с обратной транскрипцией и секвенирования по Сэнгеру.

Мы использовали клинкер для визуализации сплавов P2RY8-CRLF2 во всех шести образцах (рис. 3). Клинкер обнаружил каноническую точку останова с наибольшим охватом во всех образцах (синие линии) и новый 5′-сайт сплайсинга во всех образцах на гораздо более низких уровнях (красные линии). Интересно, что все шесть образцов имели дополнительные сайты сплайсинга между экзоном 1 и экзоном 2 CRLF2 (зеленые линии), а один образец имел четвертую изоформу с точкой разрыва сплайсинга между экзоном 5 и экзоном 6 CRLF2 (желтые линии).Однако не предполагается, что эти дополнительные транскрипты будут в кадре.

Рисунок 3.

Визуализация шести образцов, содержащих сплав P2RY8-CRLF2 . Мы объединили выходные данные Clinker (сопоставленные чтения, супертранскрипт слияния и дорожка аннотации) для шести образцов, используя Gviz в R. Сверху вниз: шесть дорожек покрытия с аннотированными точками останова, демонстрирующими поддержку чтения, дорожку гена, домены белка и транскрипты генов. Каждый образец содержит канонический транскрипт (темно-синяя вертикальная линия), а также новый восходящий сплайсинг, происходящий в 5’UTR экзоне CRLF2 (отмечен красной вертикальной линией над геном CRLF2 ) вместе с двумя другими транскриптами, которые являются не в кадре.Поддержку чтения для этого вывода Clinker можно сравнить с поддержкой чтения JAFFA в дополнительной таблице S1.

Рисунок 3.

Визуализация шести образцов, содержащих сплав P2RY8-CRLF2 . Мы объединили выходные данные Clinker (сопоставленные чтения, супертранскрипт слияния и дорожка аннотации) для шести образцов, используя Gviz в R. Сверху вниз: шесть дорожек покрытия с аннотированными точками останова, демонстрирующими поддержку чтения, дорожку гена, домены белка и транскрипты генов. Каждый образец содержит канонический транскрипт (темно-синяя вертикальная линия), а также новый восходящий сплайсинг, происходящий в 5’UTR экзоне CRLF2 (отмечен красной вертикальной линией над геном CRLF2 ) вместе с двумя другими транскриптами, которые являются не в кадре.Поддержку чтения для этого вывода Clinker можно сравнить с поддержкой чтения JAFFA в дополнительной таблице S1.

Чтобы определить, может ли альтернативный внутрикадровый транскрипт с низкой численностью вызывать сверхэкспрессию CRLF2 и, в свою очередь, потенциально способствовать биологии ALL, управляемой слияниями P2RY8-CRLF2 , мы клонировали каноническую и альтернативную версии. слияния P2RY8-CRLF2 , а также версии со сдвигом рамки считывания, чтобы действовать как отрицательный контроль, в ретровирусные векторы.Линии клеток эритролейкемии (клетки BaF3) затем трансдуцировали этими ретровирусами для получения клеточных линий, конститутивно экспрессирующих слияния в рамке считывания или отрицательный (сдвиг рамки) P2RY8-CRLF2 контроль. Мы измерили экспрессию CRLF2 с использованием антитела против CRLF2 человека и проточной цитометрии (дополнительный рис. S5). Данные показывают, что и каноническое слияние, и альтернативный внутрикадровый транскрипт могут управлять сверхэкспрессией CRLF2 в клетках BaF3, но что транскрипт с более коротким сдвигом рамки не делает.Эти данные предполагают, что альтернативные изоформы транскриптов могут способствовать сверхэкспрессии CRLF2 в B-ALL.

Обсуждение

Здесь мы представляем Clinker, инструмент визуализации для изучения и построения графиков гибридных генов, обнаруженных в данных RNA-seq. Клинкер использует идею супертранскриптов для создания ссылки для идентифицированных слияний, позволяя просматривать и проверять необработанные считывания, участвующие в открытии генов слияния, в IGV. Отображение обратного чтения этой сгенерированной ссылки на ген слияния обычно приводит к большей поддержке чтения для истинных событий слияния.Кроме того, Clinker аннотирует транскрипты и белковые домены, обеспечивая гораздо большее понимание уровней экспрессии и структур транскриптов, составляющих гибридный ген. Показатели качества публикации могут быть легко получены и уточнены с помощью функций R. Применение клинкера к реальным данным продемонстрировало, что альтернативный сплайсинг может быть обнаружен в пределах одного слитного гена. Наше исследование слияний P2RY8-CRLF2 показывает, что эти альтернативные изоформы существуют в первичных образцах и могут иметь биологическое значение, поскольку они, по-видимому, способны кодировать функциональный белок CRLF2.

Наличие исходного кода и требований

Наличие подтверждающих данных

Снимки кода доступны в репозитории GigaScience GigaDB [22].

Сокращения

ALL: острый лимфобластный лейкоз; ПЦР: полимеразная цепная реакция; RNA-seq: секвенирование РНК.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов

Этика

Проект был одобрен Комитетом по этике исследований на людях Королевской детской больницы (RCH) (34127D).Все образцы были получены из банка тканей Детского онкологического центра, деятельность которого осуществляется в соответствии с принципами этики, утвержденными Комитетом по этике исследований на людях RCH (33207K)

Финансирование

Эта работа была поддержана грантами Австралийского национального совета по здравоохранению и медицинским исследованиям (гранты на проекты для AO [1140626], IJM [1145912], стипендии для развития карьеры в AO [1126157] и грант программы поддержки инфраструктуры независимых исследовательских институтов [

20]). , Онкологический совет Виктории (стипендия И.J.M. [1124178]), грант правительства штата Виктория на поддержку оперативной инфраструктуры; стипендия Агентства по борьбе с раком штата Виктория (для I.J.M.) и завещание Фелтона (для I.J.M.). P.G.E. благодарит за финансовую поддержку Детского онкологического фонда.

Вклад авторов

B.M.S. написал программное обеспечение, выполнил анализ и написал в соавторстве оригинальный черновик. N.M.D. обеспечил концептуализацию, контроль, рецензирование и редактирование. A.D.K.H. способствовал первоначальной концептуализации и анализу.R.B. провел исследования и валидацию, а также просмотрел и отредактировал рукопись. I.J.M. и P.G.E. способствовал надзору, ресурсам, привлечению финансирования, а также проверке и редактированию. Кроме того, P.G.E. проведены лабораторные исследования и проверки. А.О. написала и отредактировала рукопись, выполнила надзор и внесла свой вклад в концептуализацию, финансирование и методологию.

Список литературы

1.

Штивельман

E

,

Лифшиц

B

,

Гейл

RP

et al.

Слитый транскрипт генов abl и bcr при хроническом миелолейкозе

.

Природа

.

1985

;

315

:

550

.2.

Quintás-Cardama

A

,

Kantarjian

H

,

Cortes

J

.

Иматиниб и не только — изучение полного потенциала таргетной терапии ХМЛ

.

Нат Рев Клин Онкол

.

2009

;

6

:

535

43

.3.

Mertens

F

,

Johansson

B

,

Fioretos

T

и др.

Возникающая сложность слияния генов при раке

.

Нат Рев Рак

.

2015

;

15

:

371

81

.4.

Beccuti

M

,

Carrara

M

,

Cordero

F

и др.

Химера: пакет биопроводников для вторичного анализа продуктов синтеза

.

Биоинформатика

.

2014

;

30

:

3556

7

. 5.

Lågstad

S

.

Химеравиз: средства визуализации слияния генов [Интернет]

.

2017

[цитируется 29 апреля 2018 г.]. : .6.

Haas

B

,

Tickle

T

.

Fusion Inspector [Интернет]

.

Github

.

2017 г.

. : .7.

Дэвидсон

НМ

,

Хокинс

AD

,

Ошлак

А

.

SuperTranscript: справочник на основе данных для анализа и визуализации транскриптомов

. Genome Biology

2017

; 8.

Борона

J

,

Франкский

A

,

Gonzalez

JM

и др.

GENCODE: справочная аннотация генома человека для проекта ENCODE

.

Genome Res

.

2012

;

22

:

1760

74

.9.

Finn

RD

,

Coggill

P

,

Eberhardt

RY

и др.

База данных по семействам белков Pfam: к более устойчивому будущему

.

Nucleic Acids Res

.

2016

;

44

:

D279

85

.10.

Добин

A

,

Davis

CA

,

Schlesinger

F

et al.

STAR: сверхбыстрый универсальный выравниватель RNA-seq

.

Биоинформатика

.

2013

;

29

:

15

21

.11.

Li

H

,

Handsaker

B

,

Wysoker

A

и др.

Последовательность Alignment / Map format и SAMtools

.

Биоинформатика

.

2009

;

25

:

2078

9

.12.

Hahne

F

,

Ivanek

R

.

Визуализация геномных данных с использованием Gviz и биокондуктора

.

Методы Мол Биол

.

2016

;

1418

:

335

51

.13.

Sadedin

SP

,

Папа

B

,

Oshlack

A

.

Bpipe: инструмент для запуска и управления конвейерами биоинформатики

.

Биоинформатика

.

2012

;

28

:

1525

6

. 15.

Нараян

N

,

Morenos

L

,

Phipson

B

et al.

Функционально различные роли различных уровней экспрессии miR-155 за счет противоположных эффектов на экспрессию генов при остром миелоидном лейкозе

.

Лейкемия

.

2017

;

31

:

808

20

. 16.

Davidson

NM

,

Majewski

IJ

,

Oshlack

A

.

JAFFA: высокочувствительное обнаружение гибридных генов, ориентированных на транскриптом

.

Геном Мед

.

2015

;

7

:

43

. 17.

Haas

B

,

Dobin

A

,

Stransky

N

и др.

STAR-Fusion: быстрое и точное обнаружение транскриптов слияния из RNA-Seq

.

bioRxiv

.

2017

; : .18.

Мелстед

P

.

Pizzly [Интернет]

.

Github

.

2017 г.

. : .19.

Робинсон

JT

,

Торвальдсдоттир

H

,

Winckler

W

et al.

Программа просмотра интегративной геномики

.

Нат Биотехнология

.

2011

;

29

:

24

6

.20.

Mullighan

CG

,

Collins-Underwood

JR

,

Phillips

LAA

и др.

Перестройка CRLF2 при остром лимфобластном лейкозе, ассоциированном с B-предшественником и синдромом Дауна

.

Нат Генет

.

2009

;

41

:

1243

6

. 21.

Lai

J

,

An

J

,

Seim

I

et al.

Локусы слияния транскриптов имеют много общих геномных особенностей с локусами без слияния

.

BMC Genomics

.

2015

;

16

:

1021

.22.

Schmidt

B

,

Davidson

N

,

Hawkins

A

и др.

Подтверждающие данные для «Клинкер: визуализация генов слияния, обнаруженных в данных РНК-seq».

.

База данных GigaScience

.

2018

. .

© Автор (ы) 2018.Опубликовано Oxford University Press.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинал работа правильно процитирована.

Цементный Процесс производства

*

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские) Фарерские острова, Фиджи, Финляндия, Югославская Республика Македония, Франция, Французская Гвиана, Французская Полинезия, Южные французские территории, Габон, Гамбия, Грузия, Германия, Гана, Гибралтар, Греция, Гренландия, Гренада, Гуаделупа, Гуам GuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенег alSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и Футуна, Западная Сахара, Йемен, Югославия, Замбия, Зимбабве,

Сертификация стандартного эталонного материала® 2686b Портлендский цементный клинкер

Автор (ы)

Н. Алан Хекерт, Лаура Манди, Пол Э. Штутцман

Абстракция

Новый Стандартный стандартный материал® (SRM) для портландцементного клинкера был произведен для Управления стандартных стандартных материалов Национального института стандартов и технологий (NIST).Клинкеры SRM предназначены для использования при разработке и испытании количественных методов фазового анализа портландцемента и цементного клинкера. Новый SRM — один из трех доступных клинкеров, представляющих широкий диапазон текстур и составов клинкера североамериканского производства. SRM 2686b представляет собой среднезернистый клинкер с гетерогенным фазовым распределением, сходный по фазовому составу и текстуре с исходным SRM 2686. Подтверждение содержания фаз было выполнено с помощью количественной порошковой дифракции рентгеновских лучей и сканирующей электронной микроскопии с анализом изображений.Эти методы обеспечивают взаимно уникальные средства для определения содержания фаз, которые впоследствии объединяются для установления сертифицированных значений и неопределенностей. Этот клинкер отличается от более ранних SRM наличием -C2S. Поскольку SEM-изображение не различает полиморфы и C2S, предоставляется сертифицированное значение, представляющее объединенную массовую долю, и информационные значения для отдельных фракций полиморфа. Для сульфатов щелочных металлов и свободной извести содержание фаз определяется с помощью единственного метода (XRD), поэтому предоставляются только информационные значения.Хотя данные XRD близки к данным микроскопии, видны некоторые отчетливые различия. Разногласия могут отражать трудности в разрешении мелкодисперсных алюминатных и ферритных промежуточных фаз с использованием микроскопа и проблемы в разложении сильно перекрывающихся данных порошковой дифракции. Данные XRD действительно демонстрируют большую точность, чем повторные измерения с помощью микроскопии, вероятно, это результат гомогенизации образца в результате измельчения клинкера до порошка. Сертифицированные контрольные значения представляют собой согласованные значения, рассчитанные путем объединения результатов обоих методов измерения с использованием метода Дер-Симоняна-Лэрда с

Цитата

Специальная публикация (NIST SP) — 260-204

Ключевые слова

Цементный клинкер, методы консенсуса, анализ изображений, микроскопия, количественный анализ, анализ Ритвельда, порошковая дифракция рентгеновских лучей.

Цитирование

, Н.
, Манди, Л.
и Штутцман П.

(2021 г.