硅酸二钙的α-单水化合物

8.6.4　硅酸二钙的α-单水化合物

α-2CaO·SiO₂·H₂O的结构如图8.32所示，是无水硅酸钙3CaO·SiO₂和2CaO·SiO₂水化中常见产物之一。图中水化物相由水热处理β-2CaO·SiO₂₃·H₂O所制得，同时其组成用经验式2CaO·SiO₂·H₂O来表示。

晶胞参数a= 9.34nm，b= 9.22nm及c= 10.61nm，结构的特点是存在［SiO₃·OH］^3－四面体;后者应该看做是［SiO₄］^4－的衍生四面体，其中一个氧为氢氧根(OH)^－所替代。水化物结构式为Ca₂(SiO₃·OH)OH。这个水化物是托伐里特生和歇尔东在水热处理硅酸盐水泥砂浆时首先发现的。泰勒和贝赛曾用水热处理氢氧化钙和SiO₂凝胶混合物，或从无定形硅酸二钙中制得这种水化物，和其他水化硅酸钙的差别在于该水化物相经常结晶成相当大的直角形锭片。

不同学者的研究结果表明，α-2CaO·SiO₂·H₂O含水量变动在1.0～1.25摩尔范围内。造成变动可能有两个原因，首先，试样中可能含有其他水化物杂质;其次，试验中采用的干燥制度不同，使得大气中的蒸汽压不同。

图8.32　α-2CaO·SiO₂·H₂O结构［△—Si;□—Ca;〇—(OH)^－］

结晶学数据表明y轴垂直于薄片平面，密度为2.59～2.80;当加热至500℃时α-2CaO·SiO₂·H₂O失水，脱水粉末为γ-Ca₂ SiO₄。脱水的开始产物可能是β-2CaO·SiO₂，当冷却时转变成γ-2CaO·SiO₂。失水产物结构中应含分散的［SiO₄］^4－原子团。

假设γ-2CaO·SiO₂结构由这种分散［SiO₄］^4－四面体所组成，则2CaO·SiO₂·H₂ O中一个氧原子已经不再是硅原子最接近的邻居，应为可以H₂O、(OH)^－或O^2－形式存在的游离氧。采用含有［SiO₄］^4－四面体的模型作为构成晶体结构的基础，四面体有长的硅氧键，Si—O键长1.63。这些四面体通过Ca原子连接，在这些Ca原子周围也配备着“游离”氧原子团。