книги / Методы физико-химического анализа вяжущих веществ

Агрегаты и отдельные частички; цвет серый, светло-зеленый и светло-желто-коричневый; двуосный, отрицательный; ng= 1,593— 1,597, пт= 1,590, пр= 1,568; 2 V — небольшой. ДТА: термограммы иллита сходны с термограммами бейделлита — минерала монтмориллонитовой группы и имеют три эндотермических эффекта при 100—170 (удаление адсорбированной воды); 500—650 (удаление конституционной воды) и 840—900°С (разрушение кристалличе­ ской решетки). Иногда на термограммах иллита фиксируется не­ большой экзотермический эффект при 900—980°С (образование шпинели).

K<i(Fe3+, Fe2+, Al, Mg)2_3[Si3(Si, A l)O 10] (O H ) 2 nH2O - глауко­ нит. Минерал из группы железистых гидрослюд переменного соста­

Кристаллы имеют грубогексагональные очертания, хорошо оформленный кристаллы встречаются редко; цвет — зеленый с раз­ личными оттенками; ng= 1,610—1,630, пр= 1,590—1,600; 2 V — не­ большой. ДТА (глауконит, Московская область): (—) 40—70°С (удаление адсорбированной воды); ( + ) 400—440 (окисление Fe2+ в Fe3+); (—) 440—510°С (выделение конституционной воды). Иног­ да наблюдается небольшой эндотермический эффект при 300°С. Глауконит обычно встречается в осадочных породах в виде зерни­ стых агрегатов.

(Mg, Fe)3[(Al, Si)4O10] (OH)2 4H2O — вермикулит. Минерал из группы гидрослюд с переменным химическим составом. Моноклин­ ная сингония; а = 5,33, 6=9,18, с= 28,85 А; р= 93°15'.

Дифракционная характеристика вермикулита;

По другим данным наиболее характерны дифракционные макси­ мумы с d, А: 14,2; 3,52; 1,53. Пластинчатые и чешуйчатые кристал­ лы золотисто-желтого, коричневого 'или зеленоватого цвета;

« п т = 1,545, ир= 1,525 (при содержании 4,2% Fe20 3 и 0,68% FeO), по другим данным ngw n m= 1,58—1,59, np«l,56; (—) 2 F=0—8°; спайность совершенная по (001); плеохроизм: по Np — бесцветный, по Ng и Nm— светло-коричневый. ДТА сильно гидратированного (типичного) вермикулита: (—) 80—150 и (—) 225—265°С (удале­ ние адсорбированной воды); (—) 815—850 (удаление конституци­ онной воды); (+ ) 865°С (образование нового кристаллического соединения); иногда наблюдается также экзотермический эффект при 345—350°С, связанный с примесью Fe(II). Плотность 2,4— 2,7 г/см3. Твердость 1—1,5. При нагревании сильно увеличивает свой объем (в 15—25 раз). Образуется в природе гидротермальным путем из флогопита и биотита, а также при выветривании послед­ него.

Хлориты — водные силикаты Al, Mg, Fe3+, Сг сложного и пере­ менного состава. Общая формула хлоритовых минералов

алюминий могут замещаться железом. Все хлориты кристаллизу­ ются в моноклинной сингонии.

Дифракционная характеристика природного хлорита (Урал).:

О

Кристаллы таблитчатого, иногда боченкообразного габитуса; хо­ рошо образованные кристаллы встречаются редко; цвет — зеленый, различных оттенков. ДТА (магнезиально-железистые хлориты):

(—) 570—640; (—) 730—760°С (слабый эффект, отсутствующий у некоторых хлоритов); (+ ) 810—840°С. Широко распространены в природе и входят в состав многих горных пород. Встречаются в ви­

де листовых и чешуйчатых агрегатов, а также сплошных масс. Хло­ риты— вторичные образования, являющиеся продуктами измене­

52,20;_Mg 28,33; С 14,24; О 56,93). Тригональная сингония; просто,

Бесцветные ромбоэдры со спайностью по (1011), отдельные крис­ таллы редки, обычно магнезит встречается в виде плотных белых, серовато-белых,.желтовато-белых до коричневого масс, иногда плас­ тинчатый или грубоволокнистый; одноосный, отрицательный; п0= = 1,700, пе= 1,509. ДТА: (—) ,540—650°С (диссоциация на MgO и С02). ДЯ° = —1113,69 кДж/моль, Дб°-----1029,95 кДж/моль, S°= = 65,73 Дж/(моль-град). Плотность 2,97—3,0 г/см3. Твердость 3,5—> 4. Растворимость в воде (100°С) 0,063 кг/м3, растворимость увели­ чивается в присутствии NaCl и Na2S04, с холодными кислотами реа­ гирует слабо, легко растворяется в теплой НС1. Образует твердые растворы с РеСОз. Магний может замещаться кальцием (до отно­ шения Са : M g= 1 : 8,9), марганцем (до Mn : M g=l : 9,3) и кобаль­ том (до СО : M g= 1:15). В магнезите в небольших количествах может присутствовать Ni, плотные разновидности магнезита часто содержат примеси опала (Si02-«H20) и силикатов магния. Распро­ странен в природе меньше, чем кальцит и доломит, но иногда обра­ зует значительные залежи; возникает главным образом при гидро­ термальных процессах и выветривании ультраосновных извержен­

ных пород.

Mg(OH)2 — брусит (М = 58,32; состав, %: MgO 69,11; Н20 30,89; Mg 41,67; О 54,87; Н 3,46). Гексагональная сингония; простр,

гр. Р3т\\ а = 3,147, с=4,769 A; Z = l.

Дифракционная характеристика брусита:

Габитус кристаллов — бесцветные пластинки или волокна, гек­ сагональные чешуйки; одноосный, положительный; п0= 1,561, лв =

=1,581; спайность по (0001), ДТА: (—) 400—550°С (дегидратация

собразованием MgO); при наличии примеси доломита фиксируются также эффекты при (—) 790 и (—) 840°С. ДЯ°=—925,53 кДж/моль, AG°=—834,21 кДж/моль, 5°=63,21 Дж/(моль-град). Плотность 2,37 г/см3. Твердость 2,5.

3Mg0-2Si02-2H20 — серпентин, змеевик (Л4= 277,11; состав, %:

MgO 43,63; Si02 43,37; Н20 13,00; Mg 26,31; Si 20,27; О 51,96; Н 1,46). В виде примесей содержит обычно FeO, Fe203, Сг20 3 и др.

Дифракционная характеристика природного серпентина (Урал):

Габитус кристаллов — тонкие волокна, цвет —темно-зеленый и буровато-зеленый, желтоватый, желто-зеленый, блеск стеклянный, жирный; пе= 1,545—1,561, пр= 1,532—1,552, по другим данным пе = 1,511—1,571, Пщ —1,502—1,570, пр—1,490—1,560; обычно опти­ чески отрицателен, 2 V — колеблется в широких пределах. Плот­ ность 2,5—2,7 г/см3. В кислотах разлагается.

Хризотил. Спутанно-волокнистая разновидность серпентина; хризотил параллельно-волокнистого строения называется хризотиласбестом. Вариант формулы Mg6Si4Oi0- (ОН)в. Моноклинная синго­ ния; а= 14,66, 6=9,24, с=5,33 А; р=93°16'; Z —1. Дифракционная характеристика d, А; 7,33(9); 4,604(7); 3,695(10); 2,463(9); 1,724(4) ;

тита). Плотность 2 г/см3. Твердость 2—2,5. В природе часто встре­ чается в ассоциации с магнезитом, доломитом и опалом, в тонких

количества Fe203, AI2O3 и дополнительное количество воды. Разно­ видности талька: стеатит, мыльный камень (тальк в виде плотных масс), агалит (волокнистый тальк). Моноклинная сингония; простр,

По другим данным тальк имеет основные дифракционные мак­ симумы с d, А: 2,49; 4,58; 1,53. Габитус кристаллов: чешуйки, гек­ сагональные листочки; кристаллы обычно встречаются редко, как правило, тальк образует сплошные массы; цвет бледно-зеленый или

по (001). ДТА: (—) 930—950°С (четко выраженный эффект уда­ ления конституционной воды). На кривой обезвоживания фиксиру­ ется один участок при температуре 800—900°С (потеря массы 4,5— 5,5%, соответствующее удалению конституционной воды). Плот­ ность 2,7—2,82 г/см3. Твердость 1. В кислотах не разлагается. Об­ разуется в природе главным образом в процессе гидротермальных изменений богатых магнием ультраосновных пород.

Редкий минерал группы амфиболов. По некоторым данным встре­ чается в двух разновидностях: одна из них ромбическая — собст­

а = 18,52, Ь= 18,04, с=5,27 А.

Дифракционная характеристика природного антофиллита:

Плотность 2,9—3,2 г/см3. Твердость 5,5—6. В кислотах не растворя­

Одноосный, отрицательный; п0= 1,816, Пё= 1,597; спайность со­ вершенная по (1011); цвет розовый, красный, серый, коричневый; в шлифе — бесцветный. ДТА: (—) 550—650°С (диссоциация с об­ разованием МпО и МП3О4); ( + ) 730—800 (окисление МпО и МП3О4 до курнакита — Мп20з); (—) 900—1000 (разложение курнакита с образованием р-гаусманнита— Р-МП3О4); (—) 1100—1200°С (обра­ тимое полиморфное превращение р-гаусманнита в у-гаусманнит). Плотность 3,70 г/см3. Твердость 3,5—4. Образует изоморфный ряд манганокальцитов с кальцитом; манганокальциты имеют рентгено­ граммы, сходные с таковыми кальцита и родохрозита. Получают родохрозит путем нагревания СаСОз с раствором МпС12 или M.nSC>4 в запаянной трубке при 150—200°С.

Na20 A I20 3-2Si02 — нефелйн, карнегиит (Af=284,ll, состав, %: Na20 21,81; А120 3 35,89; Si02 42,30; Na 16,18; А1 18,99; Si 19,77; О 45,05). Структурная формула NatAlSiOJ. Существует в четырех модификациях: а-карнегиит; p-карнегиит; а-нефелин; р-нефелин.

а-Карнегиит. Высокотемпературная форма; устойчив выше тем­

р-Карнегиит. Триклинная сингония; габитус кристаллов — слож­

Габитус кристаллов — короткие призмы или базальные таблич­ ки, бесцветные или светлоокрашенные (буроватые, зеленоватые и

шенная по (1010) и (0001). Плотность 2,619 г/см3. Твердость 5—6. Растворяется в минеральных кислотах с выделением геля SiC>2. Ти­ пичный магматический минерал, входящий в состав многих щелоч­ ных пород. Чистый минерал редок в природе, обычно встречается в виде твердого раствора с КгО-АЬОз^ЗЮг. Получен синтетически с применением минерализаторов Na2W04,-NaB0 3, V2 O5 , FeO и LiF.

Si02 — оксид кремния (кремнезем) (М=60,085; состав, %: Si 46,74; О 53,26). Обладает сложным полиморфизмом с большим количеством отдельных разновидностей. Основными модификация­ ми кремнезема являются кварц, тридимит и кристобалит. Каждая из этих модификаций в свою очередь существует в нескольких раз­ новидностях; р- и а-кварц; у-, р- и а-кристобалит; р и а-тридимит. К разновидностям кремнезема, возникающим в особых условиях, относятся коэсит, китит, стишовит и волокнистый кремнезем.

Р-Кварц. Низкотемпературная форма кварца с областью ста­ бильного существования от обычной температуры и до 573°С. Три-

Габитус кристаллов — короткие призмы, оканчивающиеся ром­ боэдрами (удлинение по оси с), или неправильной формы зерна, часто встречаются двойники; одноосный, положительный; «о=1,544, «е= 1,553; показатели светопреломления исключительно постоянны как у природных, так и искусственных кристаллов; спайность от­ сутствует. ДТА: (—) 573°С (обратимое полиморфное превращение в а-кварц с теплотой инверсии 18,84 кДж/кг). ИКС; сильные поло­

2,65 г/см3. Твердость 7. Почти не растворяется в Н2О, НС1 и H2SO4.

растворяется в HF, слабо — в щелочах. Прозрачен для ультра­ фиолетового излучения. Один из самых распространенных в приро­ де минералов. Очень часто встречается в качестве составной части изверженных горных пород (гранита, порфира и пр.) и кристалли­ ческих сланцев (гнейса, слюдяного сланца). Среди осадочных по­ род из кварца состоят песчаник, кварцит, кварцевые пески. К при­ родным разновидностям относятся также горный хрусталь (проз­ рачный); морион (черный); аметист (фиолетовый); хризопраз (зе­ леный); халцедон, агат, яшма, опал (скрытокристаллические, микроволокнистые разновидности, часто содержащие воду) и т. д.

а-Кварц. Высокотемпературная разновидность кварца с обла­ стью стабильного существования от 573 до 870°С. Гексагональная сингония; а =5,11 (5,01), с=5,37(5,47) A; Z = 3.

Дифракционная характеристика а-кварца:

Бесцветные зерна с ясной спайностью по (1011) и (1010); одно­ осный, положительный; п0—1,5329, пе = 1,5406 (при 580°С). При 870°С переходит в а-тридимит, однако превращение происходит очень медленно. Плотность 2,63 г/см3. Твердость 6—7. Температу­ ра неравновесного плавления 1610°С. В химическом отношении бли­ зок к p-кварцу. Растворяется в HF.

у-Тридимит. Низкотемпературная разновидность тридимита с об­ ластью метастабильного существования ниже температуры 117°С. Ромбическая сингония; а =9,91, Ь = 17,18, с—16,3 А.