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纯硅酸二钙在1450℃以下有六种变体:α、α′H、α′L(粗晶)、α′L(微晶)、βH、βL、γ,下标H为高温型,L为低温型。硅酸二钙是水泥熟料的主要矿物之一,在熟料中的含量一般为20%。α、α′H、α′L、β型硅酸二钙有水硬性,但在室温下却都是不稳定的,有向水硬性微弱的γ型转变的趋势。当β型转变为γ型时,体积增大10%,从而导致熟料粉化。所以,通常加入一些稳定剂,以防止其晶型转化。纯硅酸三钙只在1250~2065℃温度范围内稳定,在2065℃以上不一致熔融为氧化钙和液相,在1250℃以下分解为硅酸二钙和氧化钙。在急冷条件下,硅酸三钙的分解速度较慢,使其可在常温下以介稳态存在。硅酸三钙可由氧化钙和二氧化硅在高温下通过固相反应生成,也可由硅酸二钙和氧化钙反应生成。硅酸三钙是水泥熟料的主要矿物,含量可达50%或更多。硅酸三钙水化反应快,水化放热量大。铝酸三钙在1000~1800℃通过固相反应生成。是硅酸盐水泥熟料中间相的主要组成,其水化迅速,放热大,凝结快,易使水泥急凝。
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化学式Ca2SiO4,简写为C2S。不同温度下有显著的多晶转变,已知有下列六种。α-C2S是高温型变体,在高温下易与Al2O3、B2O3、P2O5、BaO及Fe2O3等铁族过渡元素氧化物等组成固溶体,降低转变温度,低温下还可出现共析晶。纯α-C2S为三方晶系,结构和钠钾芒硝相似,折射率小于。当溶有和时为一轴晶正光性矿物,no=, 无色,比重(1500℃)。α′H-C2S在1160℃到1430℃范围内稳定,它和低温型的K2SO4 结构相似,斜方晶系。α′L-C2S在650℃至1160℃范围内稳定,斜方晶系,结构与上述低温到K2SO4相似略有变形,稳定剂为R2O或含Ba物质;布列底格石和T相硅酸二钙都属此类。β-C2S、甲型硅灰石或中间不稳定型硅酸二钙在500至650℃范围内稳定,结构与低温型K2SO4比较,变形较大。单斜晶系、以B2O3为稳定剂可防止转化。较高温的用ΒH,较低温的用βL表示。γ-C2S是低温稳定型的硅酸二钙,500℃以下稳定(有人测出纯的β型转变为γ型的温度是520℃左右)结构和橄榄石相似、斜方晶系。光学常数:ng =, nm =,np =, ng - np =, (+)2V=52°~60°,存在于配料不当或煅烧温度过低,冷却过慢的硅酸盐水泥熟料中,当β型转变为γ型时体积可增大11%,故少量转变时使用C2S晶体受强大张应力而导致晶体表面开裂,大量转变时,常使熟料崩裂成粉状,制得的水泥强度较低。上述几种晶型除γ-C2S无水硬性外,其余几种晶体在饱和石灰水溶液中水化均有胶凝性,但水化较慢,水化热较低。存在于硅酸盐水泥熟料中的C2S常是含Al、Fe、K、Na、Ti、V等氧化物的固溶体。
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纯硅酸二钙在1450℃以下有六种变体:α、α′H、α′L(粗晶)、α′L(微晶)、βH、βL、γ,下标H为高温型,L为低温型。硅酸二钙是水泥熟料的主要矿物之一,