Химия цемента и вяжущих веществ. Андреева Н.А. - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

12 13
Н. А. Андреева. Химия цемента и вяжущих веществ
1.3. Оксиды и гидроксиды. Глиноземсодержащее сырье
Наиболее важными для промышленности строительных матери-
алов в данной группе минерального сырья являются бокситы.
Бокситы – горная порода, состоящая в основном из гидратов
глинозема, оксидов железа с примесью других минеральных ком-
понентов. Основной химический компонент бокситов – глинозем
(Al
2
O
3
). Цвет – красный различных оттенков (от розового до темно-
красного) и серый (от зеленовато-серого до темно-серого, почти
черного). Плотность в зависимости от содержания оксида железа
колеблется в пределах 2,9–3,5 г/см
3
. Твердость наиболее плотных
разновидностей по шкале Мооса – до 6. Структура бокситов плот-
ная (яшмовидная), бобовая, оолитовая, пористая, рыхлая (землис-
тая). Породообразующими минералами являются одноводные гид-
раты глинозема – диаспор и бемит (AlOOH) и трехводный гидрат
глинозема – гиббсит (гидраргилит) (Al(OH)
3
). Бокситы – основная
руда для промышленного
получения глинозема и алю-
миния. В строительной ин-
дустрии бокситы использу-
ют для производства глино-
земистых цементов.
Бокситы можно рас-
сматривать как соединения
катиона алюминия с гидро-
ксид-ионом, полностью или
неполностью заменившим
ион кислорода в оксиде.
Кристаллическая струк
тура гиббсита Al(OH)
3
ти-
пично слоистая. В ней в ка-
честве аниона участвует ди-
польная гидроксильная
группа ОН
–
. В кристалличес-
кой структуре эти группы
уложены по принципу плот-
нейшей гексагональной упа-
ковки и образуют пачки. Каждая пачка состоит из двух плоских парал-
лельных слоев, сложенных ионами ОН
–
. Между этими слоями лежит
слой из катионов Al
3+
. Последние занимают все октаэдрические пусто-
ты между двумя слоями ОН
–
, т. е. каждый ион Al
3+
располагается меж-
ду шестью гидроксильными анионами, будучи связан с тремя ионами
ОН
–
одного слоя и тремя ионами ОН
–
другого слоя. Октаэдры, центри-
рованные алюминием, связываются через общие боковые (наклонные)
ребра с тремя соседями каждый, образуя катионный слой (рис. 5).
1.4. Силикаты
Силикаты – наиболее распространенный класс минералов в при-
роде, они слагают более 75 % земной коры (вместе с кварцем – около
87 %). Силикаты включают около 500 минеральных видов, в том числе
и важнейшие породообразующие: полевые шпаты, пироксены, амфи-
болы, слюды и др.
В ранее рассмотренных группах минералов (карбонаты, сульфа-
ты, оксиды и гидроксиды) химические составы минералов были выра-
жены, как мы видели, довольно простыми химическими формулами.
Среди силикатов к числу таких соединений принадлежит сравнитель-
но небольшое количество минералов. В очень многих случаях данные
химических анализов нередко не позволяют вывести простых формул
из-за наличия многочисленных примесей и некоторого непостоянства
состава минеральных видов. Сложность состава обусловлена, как бу-
дет видно далее при описании отдельных групп минералов, кристал-
лохимическими особенностями этих соединений.
Все силикаты (за редким исключением) химически инертны (не-
устойчивы лишь к воздействию некоторых кислот, особенно плавико-
вой HF). Они имеют относительно высокие температуры плавления,
обладают высокими твердостью и прочностью. Это объясняется,
в первую очередь, образованием очень прочной ковалентной связи
между атомами кремния и кислорода, составляющими основу всех
силикатов.
Кремний – элемент IV группы Периодической системы элемен-
тов, его электронное строение выражается формулой
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
2
Глава 1. Химический и минеральный состав природного сырья для получения ...
–
ОН
–
–
Al
3+
Рис. 5. Кристаллическая структура гиббсита
(проекция на плоскость). Белые кружки ОН
–
располагаются выше, а серые – ниже слоя
катионов Al
3+
[1]

Страницы