книги / Методы физико-химического анализа вяжущих веществ

Кристаллизуется в виде бесцветных .тонких гексагональных пластинок, часто сферолитов; спайность по (0001); п0= 1,522, пе = = 1,502, по другим данным По= 1,519, пе—1,506; (—) 2 К=7°. Под электронным микроскопом наблюдается в виде гексагональных пластинок. ДТА: (—) 70—100; (—) 150—200; (—) 250—320°С (ступенчатая дегидратация). Плотность сц и а 2-С2АНз 1,95 г/см3; Р-СгАНв 1,97 г/см3. Растворяется в НС1. Может быть получен осаж­ дением из смеси известкового раствора и раствора алюминатов кальция при отношении СаО/А12Оз в начальной смеси около 2 и равновесной концентрации СаО около 0,008 моль/л. Встречается в цементах, содержащих алюминаты кальция как продукт гидрата­ ции последних.

Са 31,78; А1 14,27; Н 3,20; О 50,75). Стабильная гидратная фаза в системе СаО—А120з—Н20 . Возможная структурная формула Ca3Al2(OH)i2. Кубическая сингония; объемноцентрированная крис­

в области длин волн 6,2 мкм для так называемой свободной Н20, поэтому существует предположение, что весь водород в С3АН6 дол­ жен находиться в гидроксильных группах. ДТА: (—) 330—340°С (большой эффект, соответствующий удалению ^4 ,5 молекул во­ ды) ; (—) 500—520°С (более слабый эффект, соответствующий уда­ лению оставшихся 1,5 молекул воды). После второго эндотермиче­ ского эффекта в продукте дегидратации содержится С]2А7 и СаО. Плотность 2,52 г/см3; 2,52—2,80 г/см3. Растворим в НС1. Образует кубические твердые растворы с C3FH6, а такжё твердые растворы с минералами андрадитом (C3FS3) и гроссулярцтом (СзАЭ2), на­ зываемые гидрогранатами. Образуется при гидратации алюмина­ тов кальция (С3А; СА; С5А3) при температурах выше 25—30°С. Мо­ жет быть синтезирован гидротермальным способом при темпера-

ноосный, отрицательный; п0= 1,550, пе= 1,535 или n0= 1,552, пе = •=1,553. Ниже 36°С может превращаться в моноклинный с псевдо гексагональными базальными пластинками, обладающими слож ным двойникованием. ДТА: (—) 160—200 и (—) 310—330°С (де­ гидратация); (+ ) 680 (разложение); (—) 810°С (плавление). Пос­ ле высушивания над СаС12 содержит 8 молекул Н20, над P2Os — 4 молекулы Н20. Плотность 1,89 г/см3. Растворяется в НС1. Раз­ лагается в присутствии раствора CaS04. Образует законченный ряд* твердых растворов с (Х-С4АН13. Получается при смешивании рас­ твора алюмината кальция с известковой водой, содержащей хло­ ристый кальций с равновесной концентрацией около 3%.

Н20 47,26; Са 21,03; А1 4,72; С1 18,60; Н 5,29; О 50,36). При темпе­ ратуре 20°С нестоек в известковой воде и 1,5—10%-ных растворах СаС12 и переходит в гидромонохлорид алюмината кальция. Полу­ чен гидратацией С3А в 28%-ном растворе СаС12 при. температу­ ре 10°С.

ЗСаО-А120 3- Са(1М02)2- ЮН20 (Л4 = 582,44; состав, %: СаО 38,51. А120 3 17,51; N20 3 13,05; Н20 30,93; Са 27,53; А1 9,26; N 4,81; Н 3,46. О 54,94). Гексагональная сингония. Основные дифракционные мак­

(ступенчатая дегидратация). Растворяется в НС1.

ЗСаО-А12 0 3 - Са(1М03)2- 10Н2О — гидронитроалюминат кальции

гональная сингония. Основные дифракционные максимумы с d, А: 8,7 (10), 4,35 (9), 3,04 (5), 2,94 (4), 2,39 (3), 1,87 (2). Бесцветные тонкие гексагональные пластинки,, часто сферолиты; положитель­ ный; пе= 1,532,/г0= 1,502. ДТА: (—) 140, (—) 280, ( —) 560 (сту­ пенчатая дегидратация), (—) 560 (разложение), (—) 800°С (плав­ ление). Растворим в НС1.

ЗСаО-Al2 0 3 -CaSi03 -12Н2 0 -—гидрат алюморальциевого моноси­ ликата (А1 = 602,54, состав, %: СаО 37,23; А120 3 16,92; Si02 9,97; Н20 35,88; Са 26,61; АГ8,96; Si 4,66; Н 4,01; О 55,76). Гексагональ­ ная сингония. Рентгенограмма близка к рентгенограмме а-С4АН|3. Гексагональные пластинки; одноосный, отрицательный; л0= 1,538; пе= 1,523. Получен реакцией метастабильного раствора алюмината кальция с растворами кальциевых силикатов. Продукт реакции, как правило, содержит другие фазы — Са(ОН)2, C4AHJ3, гидрат

геленита. Реакция получения не всегда воспроизводима. Существо­

вание до конца не установлено.

ЗСа0-А120 3-ЗСа8Юзг31Н20 — гидрат алюмокальциевого трисиликата (М= 1177,17; состав, %: СаО 28,58; А120з 8,66; Si02 15,31; Н20 47,44; Са 20,43; А1 4,58; Si 7,16; Н 5,31; О 62,52). Рентгенограм­ ма близка к рентгенограмме, эттрингита. Иглоподобные призмы; л„= 1,487, пе= 1,479. Получен реакцией метастабильного раствора алюмината кальция с растворами кальциевых силикатов. Сущест­

вование до конца не установлено.

3Ca0-Al20 3«CaS04*12H20 — низкосульфатная форма гидросульфоалюмината кальция ( М —622,52; состав, %: СаО 36,03; А20з

нием воды, возникающие в процессе сушки в различных условиях. Гидрат, образовавшийся в равновесии с раствором, содержит около 16 молекул Н20, в процессе сушки при относительной влажности 35% превращается в гидрат с 12 молекулами Н20. Гексагональная сингония. Предположительные параметры решетки: а=8,85 (5,75),

с= 9,01 А или а = 5,7, с= 8,92 A; Z = 2 или 1/г. Дифракционная характеристика:

Кристаллизуется в виде бесцветных гексагональных пластинок, внешне похожих на гексагональные гидроалюминаты кальция, час­ то собранные в сферолитовые группы или звездчатые агрегаты, спайность по (0001). Удлинение положительное; одноосный, отри­

150; (—) 190—220; (—) БОО—320°С (ступенчатая дегидратация); по другим данным: (—) 100—200; (—) 200—300 (большой эффект); ( ) 300—320; (—) 500; (+ ) 800°С (небольшой эффект). Плот­ ность 1,95. г/см3. Образует твердые растворы с C4AHI3, по некоторым данным, с непрерывной растворимостью. Растворим в НС1. Получа­ ют из смеси метастабильного раствора алюмината кальция с насы­ щенным раствором извести, содержащим гипс в концентрации, обес­

мере дегидратации показатели преломления возрастают и знак удлинения с отрицательного меняется на положительный. Характер­ ной формой кристаллов под электронным микроскопом являются игольчатые кристаллы, сферолиты, часто довольно толстые длин­ ные стержни или планки, иногда с острыми обрезанными торцами.

гидроалюминат (уИ= 560,47; состав, %: СаО 40,02; А120 3 18,19; Н20 41,79; Са 28,60; А1 9,63; Н 4,68; О 57,09). Возможная структурная формула Са2А1(0Н)7-ЗН20. Количество воды может колебаться в пределах 12—14 молей на 1 моль А120 3. Метастабильная в обычных условиях гидратная фаза в системе СаО—А120 3—Н20. Существует в двух полиморфных разновидностях: а--и p-C4AHi3, имеются так­ же данные о существовании третьей формы CUAHb. Гексагональная сингония. Параметры решетки для a-C4AHi3: a = 5,74, с = 8,2 А; для р-С4АН|3: а = 5,74, с = 7,92 A; Z= 1.

Дифракционная характеристика:

форма: одноосный, отрицательный, п0= 1,549, пе= 1,527 — 1,533. Бес­ цветный, спайность по (0001). Под электронным микроскопом име­ ет вид тонких гексагональных пластинок. Сушка над различными осушителями (СаС12, NaOH и пр.) приводит к образованию низших гидратов, например С4АН11. При нагревании до 150°С теряется главным образом молекулярная вода. ДТА: (—) 140—170; (—) 180—220 и около (—) 300°С (ступенчатая дегидратация). Плот­ ность (1-С4АН13 2,01 г/см3; Р-С4АН13 2,02 г/см3.

4СаО-А120 3-19Н20 — четырехкальциевый девятнадцативодный гидроалюминат (М = 668,56; состав, %; СаО 33,55; А120 3 15,25; Н20 51,20; Са 23,98; А1 8,07; Н 5,73; О 62,22). Метастабильная при обыч­ ных условиях фаза в системе СаО—А120з—Н20. Структурная фор­ мула Са2А1(0Н)7-6Н20. Имеет две модификации: ai-C4AHi9— не­ стабильная и (12-С4АН19— более стабильная разновидности, с иден­ тичными показателями преломления и незначительными различия­

Кристаллизуется в виде бесцветных тонких гексагональных плас­ тинок с совершенной спайностью по (0001); одноосный, отрицатель­ ный, п0= 1,500, пе= 1,485. ДТА: (—) 170—180°С (дегидратация). Сушка над Р2О5, безводным СаСЬ, твердым NaOH и т. д. вызывает дегидратацию до С4АНЦ или С4АН7. Плотность агформы 1,79 г/см3; аг-формы 1,81 г/см3, по другим данным 2,15 г/см3. Растворяется в НС1. Получается при добавлении СаО или известкового раствора к метастабильному раствору алюмината кальция; время, необходи­ мое для реакции, составляет от нескольких до 15—20 дней. Хорошо развитые кристаллы можно синтезировать за счет реакции между Са(ОН)2 и алюминатным гелем при 5°С, а также при гидратации САг в известковой воде. Встречается в цементах, содержащих алю­ минаты кальция как продукт гидратации С3А, СА и других алюми­ натов.

4Са0 -ЗА120з-ЗН20 — трехводный четырехкальциевый трехалюминат (М = 584,24; состав, %: СаО 38,39; AI2 O3 52,36; НгО 9,25; Са 27,44; А1 27,71; Н 1,03; О 43,82).,Вероятная структурная фор­ мула Са4А16Ою(ОН)6. Параметры решетки: а= 12,78; Ь = 12,42, с= 8,9А. Характерные межплоскостные расстояния на порошковой рентгенограмме с d=3,61 и 2,8 А. Кристаллизуется в виде прямо­

угольных орторомбических пласти­ нок со спайностью по (010). ИКС (рис. 67). ДТА: большой эффект при (—) 700—800°С с максимумом при 760°С, отвечающий одноступен­ чатой потере воды. При нагревании в сухой среде до 720—750°С разла­ гается, образуя сначала продукт не­ определенного состава, а затем С12А7. В полунасыщенном известко­ вом растворе, медленно разлагается

поглощения "4Ca"0-3Al2CV3H20 с образованием СгАНв. Плотность

2,71 г/см3. Получается нагреванием С3А или смеси Са(ОН)2 и алюмогеля при температуре 350°С в среде насыщенного пара. Хорошо сформировавшиеся пластинки длиной до 60 мкм мож­ но получить из стехиометрической смеси СаО + ЗСА в воде под дав­ лением насыщенного пара при температуре 350°С. Образуется при гидратации С3А в гидротермальных условиях при 205—350°С. Мож­ но получить также путем гидротермальной обработки С3А в закры­ том сосуде при 77°С в течение 12 ч с последующим высушиванием в вакууме в течение 12 ч и удалением образовавшейся в процессе синтеза Са(ОН)2 обработкой сильно разбавленной НС1.

Ca4AI2(0H )i4-6H20 — гидрокалюмит (Л4= 540,47; состав, %: СаО 40,02; А120 3 18,19; Н20 41,79; Са 28,60; А1 9,63; Н 4,68; О 57,09). Минерал, имеющий состав, сходный с С4АН11, но относящийся к группе водных гидроксидов, может содержать в решетке существен­

ное количество аниона С 0 3~ Для минерала со значительным со­

держанием СОэ- : гексагональная сингония, а = 5,7, с= 8,2 A; Z = l. Гексагональные пластинки со спайностью по (0001), одноосный, отрицательный; п0= 1,536, пе= 1,520.

Дифракционная характеристика:

ные дифракционные максимумы с d, А: 8,33; 7,73; 4,02; бесцветный, спайность совершенная по базису и несовершенная под углом 60° относительно (100); % = 1,557; пт—1,533; пр—1,535. Плотность

2,15 г/см3. Твердость 3. Природный минерал.

3Ca0 Al20 3 xSi02 (6—2х)НгО — гидрогранаты. Продукты за­ мещения в ЗСа0-А120 3-6Н20 каждых 2 молекул Н20 на 1 молеку­ лу Si02. Представителями гидрогранатов являются, например, сое­ динения ЗСаО• А120 3• Si02• 4Н20, ЗСаО-Al20 3-2Si02-2H20. Куби­ ческая система. Главный дифракционный максимум лежит в пределах значений d = 2,72—2,80 А. Бесцветные октаэдрические

кристаллы без спайности; 1,615—1,675. Под электронным микро­ скопом — правильные кубы и октаэдры. ДТА: (—) 450—470°С для C3ASH4 и (—) 520—570°С для C3AS2H2; по другим данным (—) 450°С для C3ASH4 и (—) 470—520°С для C3AS2H2. Образуются при твердении смеси С3А и Si02 в условиях-гидротермальной обработ­

добавлении раствора FeCb к известковой воде, содержащей СаС1г.

О 51,74). Гексагональная сингония. Дифракционная характеристи­ ка-^, А): 8,90 (10); 4,50 (6); 3,98 (5); 2,87 (4); 2,43 (3); 2,064 (3). Тонкие гексагональные пластинки, иглы, сферолиты; отрицатель­ ный; по=1,686, tie—1,682. При 18°С существуют два гидрата низко­ сульфатной формы гидросульфоферрита кальция: один с содержа­

расстоянием 8,98 А. Первый гидрат стабилен в контакте с водным раствором, а также на воздухе при относительной влажности 94%, в процессе высушивания при относительной влажности 55% пре­ вращается в гидрат с содержанием 1 1 — 12 молекул НгО. ДТА: (—) 100—120; (—) 150; (—) 190—220; (—) 300—320°С (ступенчатая дегидратация). Образует твердые растворы с СзА-Са50 4 -хНг0 . Растворим в НС1. Получается в .результате реакции между раство­ ром сульфата железа или золя оксида железа с известковой водой.

динение по своим морфологическим и структурным свойствам, повидимому, полностью аналогичное эттрингиту.

Дифракционная характеристика: