Геология /
замедленным твердением, но зато стоек к разрушающему действию аг¬рессивных вод.
Волластонит β-СаО∙5SiO2 и псевдоволластонит α-СаО-5SiO2— однокальциевые силикаты. Волластонит — природный минерал, образуется также при расстекло¬вании некоторых технических стекол. Форма кристал¬лов игольчатая, брусковидная и волокнистая со спайно¬стью, параллельной удлинению. Система моноклинная. Ng = 1,631, Nр = 1,616, Ng — Nр = 0,015. Оптический знак отрицательный. Погасание параллельно удлинению. Рис. 2. Псевдоволластонит в стекле (74 X) Удельный вес 2,915. В воде не разлагается, в кислотах легко растворяется.
Псевдоволластонит имеет форму округлых зерен или шестиугольных бесцветных табличек с ясно различимой спайностью и иногда с полисинтетическими двойниками (рис. 2). Удельный вес 2,912. Ng=1,654, Nр = 1,610, Ng— Nр = 0,044, оптический знак положительный. Цвета интерференции яркие (красные, зеленые, желтые тона). Оба минерала характерны для шлаков.
Ранкинит ЗСаО • 2SiO2 (трехкальциевый дисиликат) встречается в основных и кислых доменных шлаках в ви¬де округлых неправильных по очертаниям зерен, по-види¬мому, ромбической (?) сингонии. В отдельных случаях ранкинит дает крупные порфировые выделения. Показа¬тели преломления: Ng=1,650, Nр= 1,641, двупреломле-ние слабое: Ng —Nр = 0,009, оптический знак положи¬тельный.
Алюминаты кальция
В эту группу входят несколько минералов: трехкальциевый алюминат, пятикальциевый трехалюми-нат, моноалюминат кальция и однокальциевый двуалю-минат.
Трехкальциевый алюминат ЗСаО • А12О3 кристалли¬зуется в кубической сингонии и образует изометрические бесцветные мелкие зерна с прямоугольными или гексаго¬нальными очертаниями и с несовершенной спайностью. Это соединение может находиться также в аморфном со¬стоянии.
Кристаллы трехкальциевого алюмината изотропны, N=1,710, твердость 6, удельный вес 3,04. Может раство¬рять в себе до 2,5% Ре2О3, замещающих А1203, и тогда N=1,715. Способен легко гидратироваться и твердеть с выделением большого количества тепла. Растворяется в кислотах. Входит в состав цементного клинкера. В шли¬фах наиболее легко устанавливается методом окраши¬вания.
Пятикальциевый трехалюминат 5СаО • ЗА12Оз кри¬сталлизуется в кубической системе в виде округлых, реже треугольных зерен без спайности. Бесцветный, в составе шлаков окрашен в интенсивно зеленый цвет. Оптически изотропен, N=1,608. Мол-сет растворять в себе до 2% Ре2О3, замещающих А1203, тогда N=1,613. Твердость 5, удельный вес 2,69—2,71.
Неустойчивая форма пятикальциевого трехалюмината обычно представлена игольчатыми или таблитчатыми ин¬дивидами ромбической сингонии, которые нередко собра¬ны в сферолитовые радиально-лучистые стяжения. Кри¬сталлы в прозрачных шлифах имеют бледно-зеленую окраску с ясно выраженным плеохроизмом от оливково-серых до голубовато-зеленых тонов. Ng=1,692, Nр = 1,687, Ng-Np = 0,005. Погасание прямое.
Пятикальциевый трехалюминат входит в состав гли¬ноземистых доменных шлаков, клинкеров глиноземистого и портлендского цемента, причем в последнем в виде са¬мостоятельных выделений не встречается.
Однокальциевый алюминат СаО • А12О3 образует таблитчатые прямоугольные очертания, бесцветные кри¬сталлы со спайностью в одном направлении. Нередко на¬блюдаются сложные и псевдогексагональные тройнико вые срастания. Погасание табличек прямое; Ng=1,663, Np=1,643, Ng — Np = 0,020; оптический знак отрицатель¬ный. Может растворять в себе до 15% СаО • А12О3, при этом Ng = 1,720, а Np=1,70. Удельный вес 2,981. Являет¬ся главной минералогической частью глиноземистого це¬мента и входит в состав доменного шлака.
Однокальциевый двухалюминат СаО • 2А12Оз образу¬ет моноклинные сильно вытянутые игольчатые или приз¬матические кристаллы иногда длиной в несколько милли¬метров. Бесцветен. Имеет большой угол погасания (до 31°), благодаря чему легко распознается. Показатели преломления: Ng=1,654, Np = 1,617, двуиреломление вы¬сокое— 0,035. Оптически положителен. Присутствует в клинкере глиноземистого цемента.
Алюмосиликат кальция
Геленит 2СаО • А12Оз • 51О2 кристаллизуется в квадратной сингонии и дает прозрачные бесцветные таблички или призмы ,с ясно различимой спайностью, расположенной поперек его удлиненных кристал¬лов. Иногда образует кре -¬
стообразные скелетные формы роста. Показатели
преломления: Ng=1,669, Nр = 1,658. Двупреломление умеренное:Ng—Nр= 0,011. Цвета интерференции беловато-желтые.Оптический знак отрицательный. Одноосный.
Разлагается в солянойкислоте. В глиноземистых
цементах геленит разме¬щается между кристаллами однокальциевого алю¬мината или прорастает их. По свойствам относится к инертной части цемента. Типичный минерал доменныхшлаков (рис. 3).
Алюмосиликат
Муллит ЗА12О3 • 5Ю2 образует игловидные, призматические или волокнистые кристаллы с ясно раз¬личимой совершенной спайностью. Сингония ромбиче¬ская. В чистом виде бесцветен, но от примесей Ре2Оз и 5Ю2 часто получает розовую или синеватую окраску.
Эти примеси ведут к повышению светопреломления до Ng=1,682, Np=1,661 и Ng — Np=0,021, в то время как у чистых муллитовых кристаллов Ng=1,654, Np = 1,642, а Ng — Np = 0,012. Оптически положительный.
Минерал может давать сростки и скопления (рис. 4). Примеси Fе2О3 и SiO2 вызывают появление плеохроизма в желтоватых и голубоватых тонах. Удельный вес мулли¬та 3,03. Размер кристаллов муллита разнообразен: от 2 до 5 мк в шамоте до 10 мм по длине в муллитовых изде¬лиях. Входит также в состав фарфора.
Силикаты кальция и магния
Окерманит 2СаО •МgО-2SiO2 встречается в природе и образуется искусственно в виде бесцветных квадратных коротких призм или табличек с показателя¬ми преломления: Ng=1,638, Nр=1,631. Двупреломление слабое: Ng — Np = 0,007. Оптический знак положитель¬ный. Одноосный. Окерманит во всех отношениях смеши¬вается с геленитом, образуя серию геленитокерманитов (мелилиты), оптические свойства которых варьируют вместе с составом. Форма таких кристаллов сходна с ге¬ленитом. Их сингония тетрагональная. Удельный вес 3,18. Входят в состав магнезиальных цементов, огнеупо¬ров, шлаков.
Монтичеллит СаО • МgО • 2SiO2 кристаллизуется в ромбической системе и дает в природе и в технических продуктах бесцветные призматические зерна со слабой неясной спайностью. Сингония ромбическая. Удельный вес 3,2. Оптические свойства изучены недостаточно. По¬казатели преломления при содержании его в виде 10%-ного твердого раствора 2MgO∙5SiO2 имеют следующие величины: Ng= 1,655—1,651, Np=1,638—11,640, Ng—Nр = = 0,015, оптический знак положительный. Встречается в различных шлаках.
Алюмоферрит кальция
Целит (алюмоферрит кальция) представляет собой кристаллы, состав которых может варьировать от 8СаО • ЗА12О3 • Fе2О3 до СаО • Fе2О3. Кристаллы целита в портландцементном клинкере заполняют промежутки ме¬жду алитом и белитом, иногда создавая тончайшие про¬растания с другими второстепенными минералами. Они имеют призматическую или округлую форму, сингония ромбическая, цвет от светло-бурого до темно-бурого. В шлифах ясно выражен плеохроизм от светло-желтых до темно-бурых оттенков, угол погасания весьма мал. В от¬раженном свете целит имеет большую отражательную способность, в силу чего кажется светлоокрашенным.
По данным Н. А. Торопова (1950), в клинкере с повы¬шенным содержанием окиси железа состав целита приб¬лижается к 2СаО ∙ Fе2О3 в нормальных клинкерах — к 4СаО ∙ А12О3 ∙ Ре2О3 и 8СаО ∙ ЗА12О3 ∙Ре2О3.
Показатели преломления для 4СаО∙А12О3∙Fе2О3 (раз¬новидности, называемой браунмиллеритом): Ng = 2,08, Np=1,98, Ng — Np = 0,10. От содержания в нем 1—2% МgО (периклаза) светопреломление несколько снижает¬ся, а клинкер приобретает характерную зелено-серую окраску. Удельный вес 3,77. Присутствие браунмиллерита снижает экзотермический эффект твердения портландце¬мента. Встречается также в шлаках.
Ферриты кальция
В эту группу входят два минерала: однокаль-циевый феррит СаО∙Fе2О3 и двухкальциевый феррит 2СаО∙Fе2О3. Оба они играют роль минерализаторов в различных огнеупорах и некоторых видах портландце¬мента.
Однокальциевый феррит СаО∙Fе2О3 представляет со¬бой длинные игольчатые кристаллы, слабо прозрачные под микроскопом. Сингония квадратная или гексагональ¬ная. Окраска черная, а в порошке интенсивно красная. Показатели преломления: Ng = 2,465, Np = 2,345, двупре-ломление высокое: Ng — Np = 0,120. Феррит в твердом состоянии может растворять в себе до 10% СаО∙А12О3 и тогда показатели преломления снижаются: Ng = 2,25, Np = 2,13, а двупреломление Ng — Np = 0,12. Растворяет¬ся в кислотах. Встречается в составе клинкера глинозе¬мистого цемента.
Двухкальциевый феррит 2СаО∙Fе2О3 кристаллизует¬ся в виде черных кристаллов, которые в шлифах имеют желтовато-бурую окраску. Спайность отсутствует Ng = 2,29, Np = 2,20, Ng — Np = 0,090. Оптически положи¬тельный. Растворяется в соляной кислоте.
Двухкальциевый феррит при гидратации твердения не дает. Образуется в доломитовых огнеупорах, в портланд¬цементе и шлаках. В магнезитовых огнеупорных массах применяется как ускоритель спекания периклаза.
Окислы и гидроокислы
Известь СаО (свободная окись кальция) пред¬ставляет собой бесцветные кристаллы кубической сингонии. Форма зерен округлая. Встречаются кубики или