chemia 11

Charakterystyka głównych faz klinkieru portlandzkiego

opracował: Dr inż. Marek Świderski

ALIT - symbol - C3S - jest zmodyfikowanym przez podstawienia izomorficzne krzemianem trójwapniowym o wzorze tlenkowym 3CaO- Si0₂. Najczęściej występującym podstawieniem izomorficznym jest podstawienie polegające na wbudowaniu się w sieć krystaliczną krzemianu trójwapniowego dwóch atomów Al w miejsce atomów Si i dodatkowo wbudowanie się jednego atomu metalu dwuwartościowego Me*².

2Sf⁴ -> 2Al*³ + Me*² 2x4 —> 2x3 +1x2 8 —>    8

gdzie: Me*² = Fe*², Mg*² i inne

(Zachowany jest warunek elektroobojętności kryształu).

W sieci krystalicznej alitu występują także inne podstawienia izomorficzne. Stąd fazę alitową traktować można jako roztwór stały różnych tlenków w krzemianie trójwapniowym. Obok tltnków AI2O3, MgO i FeO, roztwory stałe C3S, na drodze mechanizmu podstawień izomorficznych mogą tworzyć także takie tlenki jak Cr₂03, Mn₂0₂ , K₂0, Na₂0 i inne.

Na podstawie badań strukturalnych ustalono, że alit może występować w sześciu odmianach polimorficznych

600 c    920 c    980 C    990 C    1050 C

Tj <=>    T₂ o T₃    o Mi    o M₂    o    R

gdzie: T - odmiana polimorficzna trójskośna (krystalizująca w układzie krystalograficznym trójskośnym);

M- odmiana jednoskośna;

R - odmiana trygonalna.

Odmiany powyższe alitu mogą być identyfikowane za pomocą badań rentgenograficznych, na podstawie zwiększenia liczby refleksów (przy przemianach T3 —> Mi i M₂ -> R ) lub na podstawie przesunięć podstawowych refleksów (przy przejściach M_t M₂ i Ti T₂ T₃).

Na podstawie obecnego stanu wiedzy uznaje się, że alit jest ortokrzemianem, zbudowanym z samodzielnych tetraedrów krzemotlenowych [ Si0₄]'⁴, które są połączone ze sobą poprzez atomy wapnia Ca*².

Jony wapnia łączące ze sobą samodzielne tetraedry krzemotlenowe są niesymetrycznie skoordynowane (otoczone) przez 6 atomów tlenu, które nie wszystkie są związane z atomami krzemu. Obecność jonów tlenu nie związanych z atomami krzemu wskazuje, że w istocie krzemian trójwapniowy (który jest wzorcem krystalograficznym dla alitu) jest oksyortokrzemianem wapnia o wzorze