книги / Методы физико-химического анализа вяжущих веществ

В клинкерах (в составе ферритной фазы) имеет иногда призма­ тическую форму, однако чаще встречается в виде агрегатов непра­ вильной формы, полисинтетических двойников с малым углом по­ гасания. В тонких прозрачных шлифах кристаллы красноватые,- желто-бурые, бурые; двуосный, отрицательный; ng= 2,04, nm = 2,01,

Fe04-, А10б- и FeC>2-rpynn), 780 о. сл. (возможна комбинация коле­

Дж/моль-град. Плотность 3,77 г/см3; 3,73 г/см3. Может содержать в твердом растворе MgO, при этом плотность и показатели свето­ преломления уменьшаются. Входит в состав светлого промежуточ­

595 с., 640 о. с. и 710 с. (комбинация колебаний А104-, Fe04-, АЮв- и FeOe-rpynn)'; 740 (возможна комбинация колебаний); 800 с.

(V3-A104). '

6Ca0 -2Al20 3-Fe203 (Л4= 700,09; состав, %: Са 48,06; А120з29,13; Fe203 22,81; Са 34,35; А1 15,42; Fe 15,95; О 34,28). Предельный со­ став твердого раствора ряда C2F — «СгА» в области, богатой алю­ минием (по другим данным предельный состав содержит несколь­ ко больше алюминия, чем в СвАгР). Ромбическая сингония. Крис­ таллы светло-бурого цвета, иногда характеризуются зональной структурой; отрицательный, n~ l,94; 2 V — малый. ИКС: полосы поглощения при (см-1) 460 с. (комбинация колебаний А104-, Fe04-, АЮб- и FeOe-rpynn); 565 ср. сл. (возможна комбинация колеба­ ний); 620 ср., 670 с., 725 о. с., 775 с. (комбинация колебаний А104-, Fe04-, АЮ6-, FeOe-rpynn); 820 с. (v3-A104).

ный наиболее богатый алюминием состав твердых растворов ряда C2F—«С2А». пг = 1,914, пр = 1,854.

3 Ca0 -2Al20 3-Mg0 (./14 = 412,46; состав, %: СаО 40,79; А120з 49,44; MgO 9,77; Са 29,15; А1 26,17; Mg 5,89; О 38,79). Другой ва­ риант состава 25СаО> 17Al203-8Mg0. Орторомбическая элементар­ ная ячейка, а= 16,77, 6= 10,72, с=5,13 А.

Дифракционная характеристика:

Кристаллизуется в виде длинных бледно-голубовато-зеленова­ тых игл; двуосный; %=1,673, «,,= 1,669; (+ ) 2 V=45°. При заме­ щении части ионов Mg2+ ионами Fe2+ показатели светопреломления увеличиваются и минерал становится плеохроичным, изменяя ок­ раску на голубую. Встречается в высокоалюминатных цементах.

2СаО-А 1 2 0 з - Si02— геленит (М = 274,21; состав, %: СаО 40,91; А120 3 37,18; Si02 21,91; Са 29,24; А1 19,67; Si 10,24; О 40,85). Струк­ турная формула Са2А1[А15Ю7].Тетрагональная сингония; простр. гр.

P42i«i; а = 7,69, с= 5,10 A; Z —2 Дифракционная характеристика:

Бесцветные короткопризматические, прямоугольные или квад­ ратные кристаллы с хорошей спайностью по (001); одноосный, от­ рицательный; «0=1.669, пв= 1,658; бесцветный. ИКС: полосы погло­ щения при (см-1) 830—1080 (валентные асимметричные и симмет­ ричные колебания связи Si—О); 750 (симметричные колебания Si—О); 580—640 (валентные колебания металл — кислород); 450 (деформационные колебания Si^-O—Si). 7’na= 1590°C. ДН°=

рованный в автоклаве, имеет интенсивную полосу поглощения в области 330Q—3600 см-1 (валентные колебания групп ОН- ). Мини­ мальная Гпл мелилитов (^1390°С) отвечает составу, содержаще­ му 28% геленита и 72% окерманита. В обычных условиях гидрати­ руется чрезвычайно слабо. В гидротермальных условиях при наличии Са(ОН)2 гидратируется с образованием гидросиликата то-

берморитового типа. При наличии активизаторов (CaO; S052_)npoявляет слабые вяжущие свойства. Встречается в основных и кислых доменных и других шлаках.

Са0-В2 0 3 — однокальциевый борат (М=125,70; состав, %:СаО

кристаллы с совершенной спайностью по (100) и ясной спайностью по (101), л, = 1,682, пт = 1,656,пр = 1,540; (—) 2 К=51°. ГПЛ=1544°С;- Плотность 2,65 г/см3. Образуется при кристаллизации расплава со­ ответствующего состава.

2 СаО-В2 0 3 — двухкальциевый борат (М—181,78; состав, %5

СаО 61,70; В20 3 38,30; Са 44,10; В 11,89; О 44,01). Кристаллизует­

при 1002°С с образованием двух несмешивающихся' жидкостей. Об­ разует твердые растворы с C2S. Может быть получен гидротермаль­ ным синтезом (в безводной среде синтез не удается). Природный минерал.

5СаО- В2 Оэ-Si02 (М=410,10; состав, %): СаО 68,37; В20 3 16,98; Si02 14,65; Са 48,87; В 5,27; Si 6,85; О 39,01. Полисинтетические двойники, зерна; отрицательный; пе= 1,690, пр = 1,666; 2 V — варьи­ рует. Образует твердые растворы с C2S.

Са0-Сг2 0 3 — однокальциевый хромит (М = 208,069; состав, %: СаО 26,95; Сг20 3 73,05; Са 19,26; Сг 49,28; О 30,76). Имеет две по­ лиморфные разновидности: высокотемпературную а- и низкотемпе­ ратурную (5-формы с температурой перехода 1570°С (по другим данным >1900°С). а-Са0-Сг20 3: тетрагональная сингония, а= 11,67, с= 11,07 А, пластинчатые кристаллы, плеохроизм по Ng более густо­ зеленый, чем по Np\ ng= 2,18, пр= 1,869; (—) 2 У=10—15°. р-СаО*’

игольчатые кристаллы или призмы (при получении спеканием) с плеохроизмом — по Ng темно-зеленые; по Np светло-зеленые; дву­ осный; положительный; ng= 2,33, пр= 2,18; погасание параллельно спайности и удлинению. Тил = 2000°С. Синтетически монокристаллы a-формы получены плавлением смеси соответствующего состава в

= —1987,47 кДж/моль, S°= 188,82 Дж/моль-град. Плотность 4,01 г/см3; 4,06 г/см3. Растворим в НС1. Атомы железа в C2F могут замещаться на атомы алюминия с образованием алюмоферритного ряда твердых растворов, в котором C2F — конечный член. Гидра­ тируется в обычных условиях с образованием гидроферрита каль­ ция, коллоидного гидроксида железа и гидроксида кальция. Воз­ можная фаза железистых портландцементов, присутствует в гид­ равлической извести и роман-цементе.

3Ca0-Fe20 3 — трехкальциевый феррит (М = 327,93; состав, %} СаО 51,30; Fe20 3 48,70; Са 36,67; Fe 34,06; О 29,27). Некоторым ав­ торам данное соединение в системе СаО—Fe20 3 обнаружить не уда­ лось. Моноклинная сингония. Структурно близок к С3А. Непрозрач­ ные, черные до темного рубиново-красного в тонких срезах иголь­ чатые кристаллы с небольшим углом погасания относительно оси Ng\ пр> 1,73; пе—пр = 0,017 (приблизительно). В отраженном свете

Кристаллы в виде призм или зерен с несовершенной спайно­ стью по (010); двойники по (031), иногда скелетные формы; пе= = 1,653, пт=1,646, пр= 1,639; ( + ) 2 V=85°; бесцветный. ИКС: по­ лосы поглощения при (см-1) 950—1020 (деформационные колеба­ ния связи Si—О); 420—450 (деформационные колебания Si—О— —Si); 585 (валентные колебания связи металл — кислород). Монтичеллит, гидратированный в автоклаве, имеет полосы поглощения при 3430 см-1 (колебания свободных ОН-групп); 880 см~1 (колеба­

ния связей в группах СОз- ). Плавится инконгруентно при 1300°Сс

Si 25,95; О 44,33-; Mg 11,22). Структурная формула CaMg[Si03]2- Моноклинная сингония; а = 9,750, Ь = 8,926, с=5,252 А, Р —105°55';

простр. гр. С2/с; Z=4. Дифракционная характеристика:

Короткие призматические бесцветные,- белые или серые кристал­

3,27 г/см3; Твердость 7. В нормальных и гидротермальных услови­

В кислотах не растворяется. Встречается в основных и титанистых доменных шлаках, шлаках от выплавки металлического никеля и феррохрома.

2Ca0-Mg0-2Si02 — окерманит (М = 272,66; состав, %: СаО 41,13; Si02 44,08; MgO 14,79; Са 29,40; Si 20,60; Mg 8,92; О 41,08). Структурная формула Ca2Mg[Si207]. Тетрагональная сингония;

а=7,8435, с=5,010 А; простр. гр. P42i//n. Дифракционная характеристика:

ные колебания связи Si—О диортогрупп Si207) ; 475 (деформацион­ ные колебания связи Si—О—Si); в области частот, отвечающим валентным колебаниям связи металл — кислород (580—640 см-1), по мере перехода от окерманита к мелилиту, а затем к гелениту, одна из полос поглощения (580 см-1) исчезает полностью, в то вре­ мя как интенсивность оставшейся полосы (640 см-1) резко снижа­ ется. Гидратированный в автоклаве окер.манит имеет полосы по­ глощения в области 3200—3600 см-1 с максимумом при 3450 см”1,

Плотность 2,95 г/см3. Твердость 5. Растворяется в НС1. При гидра­ тации окерманита в течение 5 лет формируются гиллебрандит (C2SH) и гидросиликат магния состава хризотила (M3S2H2). В гид­ ротермальных условиях (95 и 185°С) продуктами гидратации C2MS2 являются гидросиликат кальция типа C2SH(C) и гидросиликат магния (M3S2H2). Окерманит встречается в основных и кислых до­ менных шлаках, высокоглиноземистых и ферромарганцевых шла­ ках.

3C a0M g0-2Si02 — мервинит (М = 328,74; состав, %: СаО 51,18; Si02 36,56; MgO 12,26; Са 36,58; Si 17,09; Mg 7,39; О 38,94). Струк­

Бесцветные таблитчатые кристаллы, полисинтетическое двойникование; спайность совершенная по (010); tig= 1,724, nm= 1,712, пр = 1,706; ( + ) 2 Г= 66—73°, ИКС: полосы поглощения при (см”1) 930—1040 (валентные колебания связи Si—О); 430—440 (деформа­ ционные колебания связи Si—О—Si); 585—590 (колебания связи Mg—О); мервинит, гидратированный в автоклаве, дополнительно имеет полосы поглощения при 1420—1450 и 880 (колебания групп

СОз~); 3400—3600 (валентные колебания групп ОН”). ГПл=15980С,

вождается образованием гидросиликата кальция состава афвиллита (C3 S2 H3 ). В гидротермальных условиях (185°С) образуется низ­ коосновный гидросиликат кальция типа CSH (I). Наличие щелочного или сульфатного активаторов, а также их совместной добавки, не изменяет состава гидратных новообразований, однако

СаО 28,32; Р20з 71,68; Са 20,24; Р 31,28; О 48,48). Имеет две мо­ дификации: высокотемпературную a-форму и низкотемпературную P-форму. а-СаО-РгОв: ромбическая или тетрагональная сингония; слюдоподобная базальная спайность и несовершенная спайность по (010); двуосный; отрицательный; ng= 1,595, пт= 1,591, п„=1,587. р-СаО-РгОб: кристаллизуется в виде идиоморфных пластинок, уз­ ких табличек; спайность по (010) и параллельно удлинению; ns =

—1,596, tim= 1,587, пр= 1,753; (—) 2 V—80° (вычисленный); бесцвет­ ный. Стекло состава CaO-P2Os имеет показатель светопреломле­ ния 1,544.

двух модификациях: высокотемпературной а- и низкотемпературной p-QP с предположительной температурой превращения ~ 1050 или 1270°С. Есть сведения о существовании и третьей модификации двухкальциевого фосфата. a-2Ca0 *P20s: наиболее интенсивные дифракционные максимумы с d, А: 3,00; 3,20; 3,07; квадратные крис­ таллы с двумя системами хорошей спайности, обычно полисинтети­

сингония; одноосный, положительный; пе= 1,639, п0—1,630; (+ ). 2 К=0°. Показатель светопреломления стекла состава 2СаО-Рг05 1,594. Образует твердые растворы с ЗСаО-Р2С>5.

гСаО^ЗРгОб (Л4= 537,99; состав, %: СаО 20,85; Р2 О5 79,15; Са 14,90; Р 34,54; О 50,56). Двуосный, отрицательный; бесцветный; имеет плоскость оптических осей, ориентированную перпендикуляр­ но к хорошей спайности; % = 1,513, пт= 1,511, np = 1,477; (—) 2 V= = 23°. Стекло состава 2Са0 *ЗРг05 имеет показатель преломления 1,523.

ЗСаО-РгОб — трехкальциевый фосфат (М = 310,18; состав, %: СаО 54,24; P2Os 45,76; Са 38,76; Р 19,97; О 41,27). Имеет две мо­ дификации: .высокотемпературную а- и низкотемпературную р-фор- мы с температурой перехода 1110°С. Имеются данные о существо­ вании еще одной формы, устойчивой выше 1470°С, называемой «супер a-модификацией», Высокотемпературная форма изоморфна с а-СгЭ,