Физико-химические свойства и кристаллохимические особенности фаз портландцементного клинкера

• Автор: Бойкова, Александра Ивановна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 411 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА I. Состояние проблемы твердых растворов и полиморфизма минералов портландцементного клинкера к началу данного исследования .

1.1. О терминах и обозначениях, используемых в настоящей работе

ГЛАВА 2. Основные положения изоморфизма применительно к минералам клинкера. Твердые растворы
ГЛАВА 3. Стабилизация и физикохимическое исследование полиморфных модификаций трехкальциевого силиката и его твердых растворов .

3.1. Полиморфизм. Стехиометрия. Синтез поли и монокристаллов

3.2. Исследование полиморфных превращений кристаллохимического аналога трехкальциевого силиката ЗСа0.ве .
3.3. Стабилизация триклинных, моноклинных и ромбоэдрических твердых растворов трехкальциевого силиката
ГЛАВА 4. Изучение кристаллохимичееких особенностей и физикохимических свойств твердых растворов трехкальциевого силиката
4.1. Твердые растворы с оксиортосиликатами 2.1.2 и 2.i.2 . Редкоземельные элементы как кристаллохимические индикаторы .
4.2. Влияние окиси хрома на структурные превращения трехкальциевого силиката .
4.3. Твердые растворы трехкальциевого силиката с соединениями, имеющими стехиометрию окислов . НО
4.3.1. Твердые растворы между зса0.зю2 и
3.i.2 НО
СТР.
.1Л. На основе трехкальциевого силиката III
4.3.1.2. На основе трехстронциевого силиката .
4.3.2. Система .i .
4.4. Упорядоченные и неупорядоченные структуры трехкальциевого силиката и его твердых растворов
ГЛАВА 5. Дефектность и гидратационная активность твердых растворов трехкальциевого силиката
5.1. Электронномикроскопическое исследование дефектов, выходящих на поверхность кристаллов. Дефектность твердых растворов .i
С , А i,
5.2. Дефектность и гидратационная активность твердых растворов .i с
5.3. Влияние изоморфных примесей на размеры и
рост кристаллов твердых раетворов трехкальциевого силиката.
Заключение
ГЛАВА 6. Исследование кристаллохимических особенностей структуры двухкальциевого силиката. Полиморфизм. Дефектность
6.1. Полиморфные превращения двухкальциевого силиката .
6.2. Кристаллохимические особенности структурных превращений двухкальциевого силиката .
6.3. Высокотемпературные превращения кристаллохимического аналога двухкальциевого силиката .
6.4. Твердые растворы двухкальциевого силиката,их дефектность и гидратационная активность
Заключение .
ГЛАВА 7. Физикохимическое исследование твердых растворов алюмоферритов кальция
7.1. Предельный состав твердых растворов алюмоферритов кальция
7.2. Состав матричных алюмоферритов в промышленных клинкерах .
СТР.
7.3. Кристаллохимические особенности твердых растворов алюмоферритов кальция .
7.3.1. Исследование распределения Ре3 в структурах алюмоферритов кальция .
7.3.2. Влияниеизоморфных примесей на распределение Ре3 в алюмоферритах кальция
Заключение
ГЛАВА 8. Синтез и физикохимическое исследование кристаллических форм твердых растворов трехкальциевого алюмината .
8.1. Влияние 2 на структуру и свойства ЗСа0.А
8.2. Кинетика гидратации ЗСаО.АС3 и его
твердых растворов с На2о
Заключение
ГЛАВА 9. Минералы сложного состава поликомпонентные твердые растворы в составе портландцементного клинкера .
9.1. Исследование распределения примесей по минералам портландцементного клинкера .
9.2. Исследование фаз клинкеров,содержащих хлор. 9 ГЛАВА . Синтез и физикохимическое исследование по
ликомпонентных твердых растворов, их гидратационная активность
.1. Кристаллохимические особенности и гидратационная активность алитов сложного состава
.2. Белиты сложного состава, их гидратационная активность
.3. Алюминатная фаза клинкера. Кинетика гидратации алюминатов
.4. Алюмоферритная фаза поликомпонентные твердые растворы, их гидратационная активность.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


В первой сфере расположены элементы, чаще замещающие ведущий элемент, чем те, которые расположены во второй. Таблица составлена на основании материала, полученного при изучении главным образом природных объектов, и может быть дополнена данными о синтетических соединениях. Она окончательно не разработана и является скорей всего объектом для обсуждения с тем, чтобы в дальнейшем, дополнив данными об уже имеющихся в распоряжении многочисленных синтетических объектах, можно было составить таблицу, которая явилась бы основой для изучения семейств изоморфных элементов. Демонстрируемая таблица плеяд была предложена на П Всесоюзном симпозиуме по изоморфизму г. Твердые растворы клинкерных минералов это прежде всего твердые растворы замещения, образующиеся в результате изо и гетеровалентных изоморфных замещений. IV йка iI та л I ус Т V и, . Да . Т Та I 4 я вг Т V И 2У ИгСаЯ я i Vi ТВ Я л . ГГЛ 4 Т а V а i. Т да 1 . Та Да Л с. Г Л x Кв I та с Г2гЙ С Ав П Я Л О Т и Я Га дм. VIII . Ш иттЙ 1 Т4 i I з м. Га I i 0. Однако, как и в природных минералах, между такими близкими элементами второй группы как Са и , постоянно фигурирующими при рассмотрении твердых растворов минералов клинкера, способность к изоморфизму незначительна алит, белит. Более того, в клинкерных минералах предпочтительнее обменивается местами с Ре или А1 алюмоферриты, алюминаты, чем с Са , или располагается в пустотах структуры. Наиболее распространенным типом изоморфизма в клинкерных минералах , как и в природных, является гетеровалентный изоморфизм, открытый в г. Г.Чермаком на примере плагиоклазов, пироксенов, амфиболов. Вывод о том, что этот тип изоморфизма обусловлен близостью размеров радиусов, объемов у соседей по диагонали в периодической системе элементов, был сделан Д. И. Менделеевым и развит А. Е.Ферсманом закон диагональных рядов Ферсмана. В литературе по минералогии и кристаллохимии часто упоминаются полевые пшатыплагиоклазы СаА2о8 шАо8 , как пример широкого изоморфизма между соседями по диагонали На и Са . Пример изоморфизма между Иа и Са2 , А и Зд. Ла и . Компенсация заряда в обоих случаях осуществляется ПО Схеме Са2А На4. При гетеровалентном изоморфизме возникает необходимость зарядовой компенсации. В этом случае очень важно наличие пустот в решетке для размещения атомов, формально не изоморфных Н. В.Белов. Так, в случае замещения в трехкальциевом силикате са2 на Ка1 компенсация валентности осуществляется за счет дополнительного Иа1, располагающегося в пустотах структуры. Рассматривающийся в многочисленных работах процесс стабилизации двухкальциевого силиката бором сводится к диагональному изоморфизму классической пары В4. В структуре образуются вакансии, а компенсация заряда осуществляется за счет атомов в4 , располагающихся в появившихся пустотах . Среди примеров гетеровалентного изоморфизма в минералах клинкера известны замещения Са2 на Ка1 , к1 , Сг3 , Ре3 , Мп3 , У3 , Ьп Э4 на А, Ре3, В3, Р5, Сг6 А и Ре3 на М2, тз4 . Изоморфизм обычно разделяют на катионный и анионный, подразумевая под этим замещения в катионной и анионной части решетки. Поскольку ядра окружены четырьмя плотно упакованными кислородными ионами, радикалы имеют, повидимому, близкие объемы, что и является одной из причин их взаимной заменяемости . Характерен в этом отношении совершенный изоморфизм в системе 2. ЗСао. А, соответственно. В этом отношении представляет большой интерес исследованная нами система зсаО. БК ЗСа0. О4 2, А. Система представляет собой случай, когда изоморфизм атомов зл4 и ве4 обусловливает совершенный изоморфизм веществ ЗСаО. ЗЮ2 И ЗСа0. Интересно отметить, что в водных цементных минералах имеет место изоморфизм между вло 4 и безъядерной тетраэдрической группировкой н 4 . Так, с помощью микрорентгеноспектрального анализа в портландите цементной пасты были обнаружены атомы 6Л . Появление атомов эл в решетке портландита объясняется изоморфным замещением он4 4 на эло 4 . Са3Аон . ЗСаО. Образование гибшита и гидрогроссуляра происходит в результате замещения эло 4 он4 4. Выше на примере двух систем 2Са0. О.Р2о5 и зса0.