Химия цемента и вяжущих веществ. Андреева Н.А. - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

20 21
Н. А. Андреева. Химия цемента и вяжущих веществ
в двух измерениях слои – листы или сетки (рис. 11). Каждый тетраэдр
имеет, таким образом, свободную валентность, с помощью которой
через катионы металлов слои соединяются между собой.
а б
Рис. 11. Кремнекислородные двухмерные слои:
а – структура гексагонального типа; б – структура тоберморита [3]
Наличие кремнекислородных слоев обусловливает выраженную
спайность минералов, относящихся к этому структурному типу, т. е.
способность легко раскалываться по плоскостям, параллельным плос-
кости кремнекислородных слоев.
В природе распространены слоистые силикаты с кремнекисло-
родным слоем гексагонального типа (рис. 11, а). Сюда относятся:
слюды – минералы с общей формулой R
+
+2
3
R
[AlSi
3
О
10
][ОН]
2
или
R
+
+
3
2
R
[AlSi
3
О
10
][ОН]
2
, где R
+
= К; R
3+
= Al, часто Fe, Mn; R
2+
= Mg, частоо
Fe, Mn; группа ОН
−
может замещаться на ион F
−
(например, мусковит
KAl
2
[AlSi
3
O
10
](OH)
2
, биотит K(Mg, Fe)
3
[AlSi
3
O
10
](OH, F)
2
;
гидрослюды, например иллит K
<1
Al
<2
[(Si, Al)
4
О
10
][ОН]
2
⋅ nН
2
О,
вермикулит (Mg, Fe
2+
,Fe
3+
)
<3
[Al
<1
Si
<3
O
10
][ОН]
2
⋅ 4Н
2
О;
каолинит Al
4
[Si
4
O
10
][ОН]
8
или Al
2
O
3
⋅ 2SiO
2
⋅ 2H
2
O;
тальк Mg
3
[Si
2
O
5
]
2
(OH)
2
и другие минералы.
К этой же структурной группе относятся силикаты, имеющие
кремнекислородные слои с четырех-, пяти-, шести- и восьмичленны-
ми кольцами и их комбинациями. Например, слои с пятичленными коль-
цами имеет минерал геленит Ca[Al
2
SiO
7
]
2
. На рис. 11, б изображен крем-
некислородный слой с комбинацией четырех- и восьмичленных колец;
такую структуру имеет редкий природный минерал тоберморит. По-
добные структуры с различным сочетанием колец имеют гидросили-
каты кальция, образовавшиеся при гидратации минералов портланд-
цементного клинкера.
3-я группа. Каркасные силикаты. Это силикаты с непрерывными
трехмерными каркасами. Все 4 атома кислорода являются общими
с атомами кислорода четырех соседних тетраэдров. Таким образом, сво-
бодных валентностей не остается, на каждый кремний приходится по
2 атома кислорода, кремнекислородный мотив этой структуры – [SiO
2
]
∞
.
Такой радикал имеют различные модификации кремнезема SiO
2
.
Кремнезем образует три главные модификации: кварц, тридимит
и кристобалит, каждая из которых в свою очередь имеет несколько
разновидностей – модификаций второго порядка: α- и β-кварц, α-, β-
и γ-тридимит, α- и β-кристобалит
∗
. Последовательность фазовых переходов
(полиморфных превращений) удобно представить схемой (рис. 12).
Рис. 12. Полиморфные превращения кремнезема
Способ сцепления кремнекислородных тетраэдров во всех моди-
фикациях кремнезема один и тот же (через вершины тетраэдров), но ори-
ентировка и общая симметрия в расположении их различны. В целом
упаковка ионов кислорода неплотная: в каркасах имеются «пустоты»
между тетраэдрами. В низкотемпературных модификациях они облада-
ют малыми размерами, а в высокотемпературных, более «рыхло» пост-
роенных модификациях, они крупнее. В прямой зависимости от этого
находятся плотности минералов, а также показатели преломления.
Глава 1. Химический и минеральный состав природного сырья для получения ...
*
Здесь принято физико-химическое обозначение полиморфных модификаций: α-фор-
мой называется модификация, находящаяся в равновесии с расплавом; в кристаллографии
и минералогии, наоборот, – α-формой называется низкотемпературная модификация.
α-
β-
α-
β-
α-
быстрое
охлаждение

Страницы