Десятые академические чтения раасн, 2006 г

Вид материала

Документы

Содержание Особенности изготовления керамических изделий Об изменении фазового состава гидросиликатов кальция

Подобный материал:

• Десятые академические чтения раасн, 2006, 1092.49kb.
• Десятые академические чтения раасн, 2006, 1266.3kb.
• Концепция устойчивого развития в стратегии градостроительства франции 05. 23. 22 Градостроительство,, 332.07kb.
• Резолюция районной детской экологической конференции Десятые Басарукинские чтения, 39.32kb.
• План организационно-педагогической деятельности с детьми, имеющими ярко-выраженные, 77.33kb.
• Новосибирский государственный педагогический университет, 43.06kb.
• Академические программы и экзаменационные курсы в австралии международные центры Embassy, 146.35kb.
• Экология человек общество, 371.15kb.
• Министерство образования и науки российской федерации московский государственный областной, 2810.15kb.
• Рассказывайте детям о ценности чтения. Показывайте связь чтения с их успехами в учебе, 97.26kb.

Для оценки кислотостойкости образцы погружались в 10 %-ный раствор H₂SO₄; щелочестойкости –
1 %-ный NaOH. После определенного количества суток образцы испытывались на сжатие, и рассчитывалось изменение их объема (по отношению к исходному объему обожженных сухих образцов). Полученные данные представлены в табл. 4.

Таблица 4.

Оценка стойкости образцов в агрессивных средах

Период наблюдения, сутки	Кислотная среда	Щелочная среда
Коэффициент химической стойкости	Изменение объема, %	Коэффициент химической стойкости	Изменение объема, %
4	1,05 1,51	0 0,16	0,91 0,91	0,50 0,17
8	0,94 1,51	1,65 -0,51	0,94 0,95	-0,5 -0,68
12	1,02 1,05	0,01 0,004	0,98 1,05	-0,82 -0,34
16	1,05 1,28	0,83 0,019	0,86 1,12	-0,65 -0,36
20	1,11 1,42	0,67 0,002	0,83 1,23	1,32 -1,03
24	1,01 1,34	1,32 1,51	0,83 0,83	0,66 0,04

Примечание: в числителе приведены данные для образцов суглинка Анзебинского месторождения, в знаменателе - для золокерамики; коэффициент химической стойкости рассчитан как соотношение прочности образцов после нахождения в агрессивной среде (без высушивания) к прочности обожженного материала.


Установлено, что в щелочной среде образцы мало изменяют свои свойства. После 24 суток пребывания в растворе щелочи прочность материала из природного и техногенного сырья снизилась на 17% (К_х.с.=0,83). Изменение объема образцов незначительно: 0,66 – для глиняной керамики, 0,04 – для золокерамики.

Напротив, хранение в растворе кислоты резко меняет прочностные характеристики золокерамики. После 4 суток происходит упрочнение образцов в 1,5 раза, а по истечении 24 суток прирост прочности составляет 34 %.

Изменение объема при этом составляет 1,5 %. Для глиняных образцов отмечено слабое упрочнение (1 – 11 %) при хранении в растворе кислоты.

Для анализа механизма упрочнения золокерамики в агрессивных средах проведен РФА образцов, обожженных при температурах от 600 до 1000⁰С (Рис. 1).






Рис. 1


Результаты РФА показывают, что при нагревании до 1000⁰С содержание кварца в системе снижается, кальцит и гематит присутствуют до 700⁰С. Наличие оксида магния сохраняется до 800⁰С. Синтез диопсида и геленита отмечен при 800⁰С. При повышении температуры до 950⁰С наблюдается интенсивный рост диопсида в системе, содержание которого стабилизируется при 1000⁰С. Полевые шпаты кристаллизуются при 850⁰С. Повышение температуры до 1000⁰С интенсифицирует кристаллизацию полевых шпатов в композиции. Наличие геленита фиксируется в диапазоне температур от 800⁰С до 900⁰С.

Таким образом, упрочнение золокерамики в сернкислом растворе может быть вязано с присутствием геленита, который в условиях сульфатной активации гидратируется уплотняя структуру и повышая прочность материала. Щелочная активация для золокерамики менее эффективна и носит волнообразный характер.


УДК 666.70

Макарова И.А., канд. техн. наук, доцент, Гура З.И., доцент

Братский государственный университет


ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

КОМБИНИРОВАННОГО СОСТАВА


Возможность получения гидратированной керамики с применением лессовых пород выявлена рядом исследований [1,2]. Особенностью предлагаемых технических решений является низкотемпературный при 700…850С обжиг и последующее увлажнение материала. Рекомендованы разные способы увлажнения: погружение в воду («естественная гидратация»), пропаривание, водотепловая обратка под давлением. Причиной проявления гидравлической активности является синтез активных соединений кальция, обладающих способностью к гидратации. Позитивное влияние процесса гидратации на эксплуатационные свойства изделий (прочность, морозостойкость) проявляется в том случае, если большая часть оксида кальция связывается в процессе обжига в активные соединения.

Применительно к закарбонизованному сырью установлена целесообразность получения методом полусухого прессования стеновой керамики, упрочняющейся при дополнительном увлажнении после обжига [3]. По мнению авторов прием увлажнения приводит к образованию гидроксида кальция, активному размыванию включений и отсосу размытых и растворенных частичек по порам и капиллярам, поскольку к включениям в кирпиче полусухого прессования поступает большее количество воды.

Наличие несвязанного оксида кальция в керамических изделиях на основе барханных песков (оптимальный состав шихты «песок 70% + глина 30%) обусловлено развитием деструктивных процессов в связи с медленным гашением свободной извести парами воды, содержащимися в воздухе [4]. Авторы рекомендуют применение быстрого способа гашения оксида кальция водной обработкой изделий, что позволяет избежать разрушений. Опытно-промышленными испытаниями подтверждена принципиальная возможность изготовления стенового материала — «барханокерама» марки «125» с морозостойкостью 35 циклов.

Исследованиями, выполненными в Братском государственном университете выявлен эффект упрочнения после увлажнения керамических материалов на основе микрокремнезема (МК) — высокодисперсного отхода производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода (БрАЗа). В составе МК преобладает высокодисперсный аморфный кремнезем.

Изучено сочетание МК с термообработанным суглинком (СГЛ) Анзебинского месторождения, содержащим 20…23% карбонатных примесей. Использование приема предварительной термообработки суглинка основано на высокой эффективности применения сырьевой смеси, включающей МК и глиежи, являющиеся продуктом самообжига глинистых пород [5]. Применительно к производству кирпича в г. Братске глиежи являются привозным сырьем и поэтому целесообразна их замена на аналогичный компонент. Немаловажно, что на действующем кирпичном заводе принят порошково-пластический способ подготовки суглинка, включающий его предварительное измельчение и термическую подготовку в тангенциальной молотковой мельнице. Предварительный анализ показал, что температура термообработки суглинка 500°С является оптимальной.

Для активизации процессов спекания предусмотрено дополнительное введение в серьевую смесь пыли электрофильтров (ПЭФ) — дисперсного отхода основного алюминиевого производства БрАЗа. Выбор этой добавки обусловлен наличием в его составе как ценных минерализующих составляющих — фторсодержащих соединений (хиолита, криолита), гематита и глинозема, так и органических примесей.

Оптимизация рецептуры и параметров обжига экспериментальных шихт проводилась с применением метода математического планирования эксперимента. Установлены составы смесей, позволяющие получить при 875°С обжиговый материал, характеризующийся коэффициентами размягчения 1,1…1,3; что соответствует приросту прочности после дополнительного увлажнения на 10…30%. При этом содержание термообработанного суглинка в основной шихте составляет 15…30 мас.%, а расход ПЭФ – 10% от массы базовой шихты «МК+СГЛ».

Примечательно, что для керамических образцов из экспериментальной смеси 77,5%МК+22,5%СГЛ с добавкой 10%ПЭФ эффект упрочнения сохраняется после испытания на морозостойкость. При этом прирост прочности составляет 36 и 25% соответственно для образцов, обожженных при 875 и 950°С. Очевидно, это связано с образованием при обжиге низкоосновных гидравлически активных фаз, гидратация которых приводит к упрочнению материала, несмотря на жесткие условия испытания на морозостойкость. Образцы, обожженные при 875 и 950°С, соответственно характеризуются морозостойкостью 100 и 125 циклов.

Характерной особенностью образцов из рекомендуемой трехкомпонентной шихты является малая воздушная усадка, не превышающая 0,3%. Это предоопределяет меньшую деформативность сырца при сушке. Для материала, обожженного при 875°С, огневая усадка составляет 0,56%, а прочность при сжатии 18МПа. Обжиг при повышенной температуре 950°С способствует росту огневой усадки (2,16%) и прочности (24МПа). При этом водопоглощение не зависит от температуры обжига и составляет 32%.


Низкие значения средней плотности 1150…1200кг/м³ предопределяют получение лицевой стеновой керамики с лучшими теплотехническими свойствами в сравнении с керамической продукцией из анзебинского суглинка, для которой этот показатель выше на 33…36%.

Таким образом, применение рекомендуемой композиции позволяет синтезировать при обжиге наряду с традиционными керамическими минералами (кристобалит, кварц, полевые шпаты) гидравлически активные фазы.

Формирование комбинированного минерального состава и сбалансированная пористость обеспечивают высокие эксплуатационные свойства керамических изделий на основе МК, термообработанного СГЛ и ПЭФ.


СПИСОК литературЫ

1. Нудельман Б. И. Хлорирующий обжиг извести. - Ташкент: Мехнат, 1989. -С. 414-415.
   
2. Боженов П. И., Глибина И. В., Григорьев Б. А. Строительная керамика из побочных продуктов промышленности. - М.: Стройиздат, 1986. - С.79-99.
   
3. Соловьева О. В., Смирнова И. В. Использование в кирпичном производстве глин с выключением карбонатных пород. Под ред. Р. Я. Попицкого. - М.: Госуд. изд-во лит. по стр-ву. – 1957. - С.64.
   
4. Умарова М. Ш., Нудельман Б. И., Валищев Р. Л, Гашанова О. Г. Кирпич на основе барханного песка// Строительные материалы. – 1988. - № 7 - С.4-5.
   
5. Лохова Н. А., Макарова И. А., Патраманская С. В. Обжиговые материалы на основе микрокремнезена. - Братск: БрГТУ, 2002. - 163с.
   

УДК 691.32:678.06

Макридин Н.И., д-р техн. наук, профессор, Вернигорова В.Н., д-р хим. наук, профессор,

Максимова И.Н., канд. техн. наук, доцент, Мамедов М.Т., инженер, Овсюкова Ю.В., магистр

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства


ОБ ИЗМЕНЕНИИ ФАЗОВОГО СОСТАВА ГИДРОСИЛИКАТОВ КАЛЬЦИЯ

С ДОБАВКАМИ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ


Трехкальциевый силикат ЗСаО-SiO₂(С₃S) и -двухкальциевый силикат -2СаО-SiO₂(-C₂S) являются основными минералами портландцементного клинкера и определяют его важнейшие технические свойства. Было исследовано влияние СП С-3 и НФ на фазовый состав образующихся гидросиликатов кальция (ГСК) в процессе гидратации минералов -С₂S и С₃S. Гидратацию минералов проводили в суспензии с водотвердым отношением В/Т=300. Добавки СП С-3 и НФ вводили в суспензию в количестве 60 мг/дм³, что составляло 2% от массы минералов. Гидратация минералов проводилась при комнатной температуре в течение 80 сут. Как показано во многих работах, кинетика гидратации в суспензиях практически не отличается от кинетики гидратации в пастах, несмотря на различие в водо-силикатных отношениях (В/С). В работе показано, что начиная с отношения В/С=0,45, скорость гидратации силикатов почти не зависит от величины В/С. Через 80 сут синтеза ГСК отфильтровывали и промывали эфиром, а затем высушивали при 105°С.

Полученные порошкообразные ГСК прессовали в таблетки. Были получены ионизационные рентгенограммы образцов ГСК на дифрактометре ДРОН-2. В таблице представлены основные линии (Å) негидратированных минералов и гидратированных минералов -С₂S и С₃S как без добавок СП, так и в их присутствии.

Из данных таблицы следует, что на ионизационных рентгенограммах всех образцов наблюдается исчезновение некоторых линий, характерных для негидратированных образцов -С₂S и С₃S и появление новых линий. На ионизационных рентгенограммах гидратированных образцов -С₂S наблюдается смещение одной части линий в сторону меньших углов, другая часть линий смещена в сторону больших углов. Это указывает на изменение периодов идентичности кристаллической решетки -С₂S как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Анализ ионизационных рентгенограмм показал, что в образцах -С₂S, гидратированных без добавок СП, присутствуют 2 фазы:

- фаза C₂SH (А): линии (Å) - 3,29 (20%); 3,04 (100%); 2,70 (70%); 2,61 (50%); 2,33 (сл.); 2,19 (25%); 2,10 (сл.); 2,06 (сл.); 1,94 (сл.); 1,65 (cл.); 1,54 (cл);

- фаза C₂SH (В): линии (Å) - 3,39 (25%); 2,98 (10%); 2,78 (60%); 2,75 (60%); 2,49 (сл.); 2,37 (сл.); 2,29 (сл.); 1,98 (10%); 1,87 (сл.); 1,82 (сл.); 1,77 (30%); 1,63 (25%).

Фазы формируются приблизительно в равных количествах.

В образцах -С₂S, гидратированных в присутствии СП С-3, наблюдаются также 2 фазы.

Фаза C₂SH (А): линии (Å) - 3,28 (20%); 3,05 (100%); 2,79 (60%); 2,70 (20%); 2,62 (60%); 2,29 (сл.); 2,19 (30%); 2,10 (сл.); 2,06 (сл.); 1,91 (сл.); 1,76 (30%); 1,55 (сл.).

Фаза C₂SH (В): линии (Å) - 3,57 (сл.); 3,39 (20%); 2,98 (10%); 2,75 (50%); 2,50 (30%); 2,39 (сл.); 1,98 (10%); 1,94 (сл.); 1,87 (сл.); 1,82 (сл.); 1,63 (сл.).

СП С-3 препятствует кристаллизации этих фаз, так как относительная интенсивность линий этих фаз в присутствии СП С-3 меньше. Фаза C₂SH (А) преобладает.

В образцах -С₂S, гидратированных в присутствии СП НФ, наблюдаются 3 фазы.

Фаза C₂SH (А): линии (Å) - 3,29 (10%); 3,03 (100%); 2,79 (20%); 2,70 (10%); 2,61 (25%); 2,29 (10%); 2,19 (20%); 2,09 (<10%); 2,06 (сл.); 1,91 (сл.); 1,76 (20%); 1,60 (сл.); 1,55 (сл.).

Фаза C₂SH (В): линии (Å) - 3,57 (сл.); 3,39 (сл.); 2,98 (<10%); 2,75 (40%); 2,50 (10%); 2,37 (сл.); 1,98 (сл.); 1,94 (сл.); 1,82 (50%); 1,63 (сл.).

Фаза C₂SH (С): линии (Å) - 3,85 (сл.); 3,03 (100%); 2,70 (10%); 1,88 (10%).

Суперпластификатор НФ, внедряясь в кристаллическую решетку -С₂S, создает большие стерические затруднения, чем С-3, поэтому формируется больше фаз. Преобладает фаза C₂SH (А).

В образцах минерала С₃S, гидратированных без добавок СП, присутствуют 3 фазы.

Фаза C₂SH (А): линии (Å) - 3,28 (20%); 3,03 (100%); 2,79 (50%); 2,70 (40%); 2,61 (50%); 2,29 (сл.); 2,19 (30%); 2,09 (сл.); 1,91 (сл.); 1,64 (сл.); 1,55 (сл.).

Фаза C₂SH (В): линии (Å) - 3,39 (45%.); 2,97 (30%); 2,76 (45%); 2,50 (сл.); 2,37 (сл.); 1,98 (20%); 1,82 (сл.); 1,77 (20%).

Фаза C₂SH (С): линии (Å) - 3,86 (сл.); 3,03 (100%); 2.50 (сл.); 2,33 (сл.); 1,88 (15%).

Преобладает фаза C₂SH (А).

Нестехиометричность и дефектность структуры С₃S являются причиной формирования в кристаллической решетке минерала нескольких фаз под действием воды.


Таблица

-С2S	С3S
негид-ратиро-ванный	гидра-тирован-ный без добавок	гидра-тирован-ный с С-3	гидра-тированный с НФ	негид-ратиро-ванный	гидра-тированный без добавок	гидратированный с С-3	гидра-тирован-ный с НФ
	3,39 25%	3,57 cл.	3,85 cл.		3,86 cл.	3,85 cл.	3,85 cл.
3,20 cл.	3,29 20%	3,39 20%	3,57 cл.		3,39 45%	3,56 cл.
3,02 cл.	3,04 100%	3,28 20%	3,39 cл.	3,03 80%	3,28 20%	3,39 40%	3,39 40%
2,84 cл. cл.ел.	2,98 10%	3,05 100%	3,29 ~10%	2,97 cл.	3,03 100%	3,28 25%	3,28 30%
2,77 100%	2,78 50%	2,98 ~10%	3,03 100%	2,78 100%	2,97 30%	3,03 100%	3,03 100%
	2,75 60%	2,79 60%	2,98 <10%	2,75 90%	2,79 50%	2,97 30%	2,98 cл.
2,72 90%	2,70 10%	2,75 50%	2,79 ~20%	2,60 90%	2,76 45%	2,78 35%	2,79 40%
2,60 40%	2,61 50%	2,70 20%	2,75 ~40%		2,70 40%	2,75 30%	2,76 40%
2,45 20%	2,49 cл.	2,62 60%	2,70 ~10%		2,61 50%	2,70 25%	2,71 20%
2,38 ~20%	2,37 cл.	2,50 30%	2,61 ~25%			2,61 35%	2,61 ~40%
	2,33 cл.	2,39 cл.	2,50 <10%		2,50 cл.	2,50 10%	2,49 <10%
2,27 ~20%	2,29 cл.	2,33 ~10%	2,37 cл.	2,32 cл.	2,37 cл.	2,37 ~10%	2,37 cл.
2,18 40%	2,19 25%	2,29 cл.	2,29 ~10%		2,33 cл.		2.33 cл.
2,14 cл.	2,10 cл.	2,19 30%	2,19 ~20%	2,19 60%	2,29 cл.	2,29 ~10%	2,25 ~40%
2,04 cл.	2,06 cл.	2,10 cл.	2,09 <10%		2,19 30%	2,19 15%	2,19 ~10%
2,01 cл.	1,98 10%	2,06 cл.	2,06 cл.		2,09 cл.	2,09 ~10%	2,09 <10%
1,97 20%	1,94 cл.	1,98 10%	1,98 cл.	1,97 cл.	1,98 20%	1,98 15%	1,98 ~10%
	1,91 cл.	1,94 cл.	1,94 cл.	1,94 10%	1,91 cл.	1,94 cл.	1,91 cл.
1,88 ~15%	1,87 cл.	1,91 cл.	1,91 cл.		1,88 15%	1,91 cл.	1,88 ~10%
	1,82 cл.	1,87 cл.	1,88 ~10%		1,82 cл.	1,88 ~10%
1,78 ~15%	1,77 30%	1,82 cл.	1,82 50%	1,82 cл.		1,82 cл.	1,82 cл.
1,70 ~10%	11,74 cл.	1,76 ~30%	1,76 20%	1,77 50%	1,77 20%	1,77 ~10%	1,76 cл.
	1,65 cл.	1,63 cл.	1,63 cл.	1,68 35%	1,64 cл.	1,74 cл.
1,62 30%	1,63 25%		1,60 cл.	1,54 20%	1,55 cл.	1,72 cл.	1,63 cл.
1,54 cл.	1,54 cл.	1,55 cл.	1,55 cл.			1,63 cл.
1,52 cл.	1,50 25%	1,49 ~10%	1,49 cл.		1,49 cл.	1,55 cл.	1,55 cл.
1,47 cл.	1,46 cл.	1,48 cл.		1,48 40%		1,49 cл.	1,49 cл.

В образцах С₃S, гидратированных в присутствии CП С-3, наблюдаются фазы:

- фаза C₂SH (А): линии (Å) - 3,28 (25%); 3,03 (100%); 2,70 (25%); 2,61 (35%); 2,29 (10%); 2,19 (15%); 2,09 (10%); 1,91 (сл.); 1,77 (10%); 1,74 (сл.); 1,72 (сл.); 1,55 (сл.);

- фаза C₂SH (В): линии (Å) - 3,56 (сл.); 3,39 (40%); 2,97 (30%); 2,78 (35%); 2,75 (30%); 2,50 (10%); 2,37 (10%); 1,98 (15%); 1,94 (сл.); 1,82 (сл.); 1,63 (сл).


- фаза C₂SH (С): линии (Å) - 3,85 (сл.); 3,03 (100%); 2,50 (10%); 1,88 (10%).

В присутствии СП С-3 формируются те же фазы, но относительная интенсивность их линий меньше вследствие меньшей степени закристаллизованности образовавшихся фаз. Преобладает фаза C₂SH (А).

В образцах С₃S, гидратированных в присутствии СП НФ, присутствуют 3 фазы:

Фаза C₂SH (А): линии (Å) - 3,28 (30%); 3,03 (100%); 2,71 (20%); 2,61 (40%); 2,25 (40%); 2,19 (10%); 2,09 (<10%); 1,91 (сл.); 1,76 (сл.); 1,55(сл.).

Фаза C₂SH (В): линии (Å) - 3,39 (40%.); 2,98 (сл.); 2,79 (40%); 2,76 (40%); 2,49 (<10%); 2,37 (сл.); 1,98 (10%); 1,82 (сл.); 1,63 (сл.).

Фаза C₂SH (С): линии (Å) - 3,85 (сл.); 3,03 (100%); 2,49 (<10%); 2,33 (сл.); 1,88 (-10%).

Относительная интенсивность линий выделившихся фаз меньше в присутствии СП НФ, чем без этого СП.

С добавкой СП НФ фазы C₂SH(А) и C₂SH (В) формируются в равной степени. Во всех случаях фаза C₂SH (С): формируется хуже.

По Калоусеку, фазы, выделяющиеся при гидратации -С₂S и С₃S, имеют состав:

C₂SH (А): 1,82,4 СаО-SiO₂  11,25 Н₂O;

C₂SH (В): 1,752,4 СаО-SiO₂  1,11,5 Н₂O;

C₂SH (С): 1,752,25 СаО-SiO₂  0,30,4 Н₂O.

Как видно, взаимодействие минералов -С₂S и С₃S с водой при данных условиях синтеза происходит непрерывно и приводит к образованию нескольких бертоллидных фаз, твердых растворов внедрения с различными областями гомогенности по СаО и Н₂O.

В кристаллической решетке -С₂S атомы Са находятся в двух валентных состояниях. Поэтому при гидратации -С₂S образуются 2 фазы и только в присутствии СП НФ появляется третья фаза. При гидратации С₃S образуются 3 фазы как в отсутствии добавок СП, так и в их присутствии. При соприкосновении -С₂S с водой молекулы воды адсорбируются как на атомах кальция, кремния, так и на атомах кислорода. Расстояние между атомами Са_II и кислорода больше, чем Са_I-О и еще больше, чем Si-O. Поэтому рвутся связи Са_II-O и сразу же нарушается координационная насыщаемость атомов кальция.

Атомы Са_II, находящиеся в пустотах структуры между тетраэдрами, начинают диффундировать в кристаллической решетке с тем, чтобы занять в ней такое положение, которое привело бы к валентной (координационной) насыщенности. Диффузия в твердом кристаллическом веществе, несмотря на дефекты, протекает медленно. Поэтому катионы кальция при наличии связанной воды в структуре не успевают сформировать колонки из Са_II-O, а просто статистически распределяются в кристаллической решетке, образуя области гомогенности, состоящей из большого числа химических соединений, отличающихся друг от друга разным числом атомов в элементарной ячейке. Эти соединения как бы продолжают друг друга, простираясь от 1,8 СаО до 2,4 СаО. Разрушение колонок из Са_II-O приводит к разрушению колонок и из Са_I-О, их перестройке и миграции атомов Са_I. Поэтому при гидратации -С₂S образуются только две фазы переменного состава, два бертоллида. Громоздкие молекулы СП С-3 адсорбируются только на катионах кальция и кремния и способствуют более быстрому разрыву связи Са-О, диспергируют структуру и создают стерические затруднения при формировании новых фаз в недрах старой кристаллической решетки -С₂S. Такое же действие оказывает и СП НФ, но стерические затруднения СП НФ больше, поэтому формируются 3 фазы переменного состава, хотя преобладают две: C₂SH (А) и C₂SH (В).

В кристаллической решетке С₃S атомы кальция находятся в трех валентных состояниях: в островном кремнекислородном мотиве, в первой полусфере остатка решетки СаО и во второй полусфере остатка решетки СаО. Расстояния Са-О в этой части структуры С₃S меняются. Значит, меняется и валентность (координационное число) Са. Разность длин Si-O-связей в SiO₄-тетраэдрах колеблется в пределах 0,1-0,15 Å. Значительная часть ионов Са²⁺ в С₃S имеет несимметричное окружение. При соприкосновении С₃S с водой молекулы воды адсорбируются как на катионах кальция и кремния, так и атомах кислорода. Связь Са-О рвется там, где она длиннее, а значит и слабее. Нарушается координация катионов кальция, молекулы воды, внедрившиеся в кристаллическую решетку С₃S, также нарушают координацию кальция. Это является причиной перестройки кристаллической решетки С₃S. Катионы кальция перемещаются на такие расстояния, чтобы было реализовано валентное насыщение. Перемещаясь, катионы кальция попадают в новое окружение, в связи с чем координационное число атомов меняется. Так как катионы кальция перемещаются в кристаллической решетке, то этот процесс протекает медленно. При этом состав непрерывно меняется, что приводит к образованию областей гомогенности (однородности) по СаО и Н₂О. Области гомогенности включают в себя множество химических соединений с разным числом атомов в элементарной ячейке. Так как в С₃S кальций находится в трех валентных состояниях, то и формируются три фазы переменного состава. Роль СП С-3 и НФ сводится к диспергированию частиц С₃S и к созданию стерических затруднений при формировании фаз переменного состава.

Структуры кристаллических решеток -С₂S и С₃S дефектны. В основном это точечные дефекты-вакансии, одномерные дефекты-дислокации. Вводя молекулы СП С-3 в кристаллические решетки -С₂S и С₃S, мы делаем их более активными, реакционноспособными. Однако в присутствии данных СП и большом водотвердом отношении формируется только ближний порядок в структуре ГС К.


УДК 691.316:541.13