钙矾石和硅灰石膏的实际结构

8.6.7　六方柱状相

这类矿物中，钙矾石和硅灰石膏是最常见的。它们的实际结构为六方状，图8.36为钙矾石的透射电子显微镜(SEM)扫描图。

图8.35　硅酸盐水泥浆体中AFm小片状体的SEM图

图8.36　硅酸盐水泥浆体中的钙矾石SEM图

钙矾石具有Ca₆［Al(OH)₆］₂(SO₄)₃·26H₂O型结构，属于单斜晶系的P63/mcm空间群。根据A.Moore和H.F.W.Taylor的研究，可知其晶胞参数为a= b= 11.23nm，c= 10.72nm，α=β= 90°，γ= 120°，晶体结构如图8.37所示。其中［Al(OH)₆］^3－八面体柱通过Ca²⁺离子联结在一起，Ca²⁺离子配位多面体由水分子来补充完成。这些八面体柱的成分是每一个伪晶含一个{Ca₆［Al(OH)₆］₂·24H₂O}单元，实际的水含量是可变的。钙矾石经验分子式可写成3CaO·Al₂ O₃·3CaSO_4·(29—33)H₂ O。常含“额外”水分子，它们可看作类沸石型水分子，即如同沸石一样，有些水分子在一定限度内可以进入或被排出该物质而又不显著影响其基本晶体结构。

图8.37　钙矾石的晶体结构

硅灰石膏是碳酸钙—硅酸钙—硫酸钙的复合水化物，其经验分子式为CaCO₃·CaSiO₃·CaSO₄·15H₂ O。它是在空气中由氧化钙和二氧化硅、C₃ S或β-C₂ S与硫酸钙、碳酸钙与水在1～4℃低温下反应生成的。在水硬性体系中它作为一种破坏性的产物越来越多地见到。其结构已确定为Ca₆［Si(OH)₆］₂·(SO₄)·(CO₃)₂·24H₂O型，其中硅与OH相连形成不常见的八面体配位。碳硫硅钙石与钙矾石之间能形成某种程度的固熔体。