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 кристал­лов. 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 разме­щается между кристаллами однокальциевого алю­мината 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 раз­личимой совершенной спайностью. Сингония ромбиче­ская. 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 мулли­та 3,03. Размер кристаллов муллита разнообразен: от 2 до 5 мк в шамоте до 10 мм по длине в муллитовых изде­лиях. 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 показателя­ми преломления: Ng=1,638, Nр=1,631. Двупреломление слабое: Ng — Np = 0,007. Оптический знак положитель­ный. Одноосный. Окерманит во всех отношениях смеши­вается с геленитом, образуя серию геленитокерманитов (мелилиты), оптические свойства которых варьируют вместе с составом. Форма таких кристаллов сходна с ге­ленитом. Их сингония тетрагональная. Удельный вес 3,18. Входят в состав магнезиальных цементов, огнеупо­ров, 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. По­казатели 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 ме­жду алитом и белитом, иногда создавая тончайшие про­растания 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 от­раженном свете целит имеет большую отражательную способность, в силу чего кажется светлоокрашенным.

По данным Н. А. Торопова (1950), в клинкере с повы­шенным содержанием окиси железа состав целита приб­лижается к 2СаО ∙ Fе2О3 в нормальных клинкерах — к 4СаО ∙ А12О3 ∙ Ре2О3 и 8СаО ∙ ЗА12О3 ∙Ре2О3.

Показатели преломления для 4СаО∙А12О3∙Fе2О3 (раз­новидности, называемой браунмиллеритом): Ng = 2,08, Np=1,98, Ng — Np = 0,10. От содержания в нем 1—2% МgО (периклаза) светопреломление несколько снижает­ся, а клинкер приобретает характерную зелено-серую окраску. Удельный вес 3,77. Присутствие браунмиллерита снижает экзотермический эффект твердения портландце­мента. 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 портландце­мента.

Однокальциевый феррит СаО∙Fе2О3 представляет со­бой длинные игольчатые кристаллы, слабо прозрачные под микроскопом. Сингония квадратная или гексагональ­ная. 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. Растворяет­ся в кислотах. Встречается в составе клинкера глинозе­мистого цемента.

Двухкальциевый феррит 2СаО∙Fе2О3 кристаллизует­ся в виде черных кристаллов, которые в шлифах имеют желтовато-бурую окраску. Спайность отсутствует Ng = 2,29, Np = 2,20, Ng — Np = 0,090. Оптически положи­тельный. Растворяется в соляной кислоте.

Двухкальциевый феррит при гидратации твердения не дает. Образуется в доломитовых огнеупорах, в портланд­цементе и шлаках. В магнезитовых огнеупорных массах применяется как ускоритель спекания периклаза.

Окислы и гидроокислы

Известь СаО (свободная окись кальция) пред­ставляет собой бесцветные кристаллы кубической сингонии. Форма зерен округлая. Встречаются кубики или куч­ные скопления с ясно выраженной спайностью по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Кристаллы оптически изотропны. Их показатель преломления N=1,836. В шлифах отличается грубым рельефом. СаО присутствует в клинкере портландцемента (до 10%) обыч­но в виде мелких зернышек, которые иногда наблюдают­ся внутри кристаллов ЗСаО∙А12О3, а также в мартенов­ских шлаках и т. д. В отраженном свете СаО определяет­ся методом травления поверхности шлифов (микрохими­ческие реакции).

Портландит (гидрат окиси кальция) Са(ОН)2. Обра­зует бесцветные шестиугольные кристаллы гексагональ­ной сингонии с совершенной спайностью. Показатели преломления: Ng=1,574, Np=1,545, Ng — Np = 0,029. Оптический знак отрицательный. Удельный вес 2,23. Вхо­дит в состав строительных растворов, различных вяжу­щих, силикатного кирпича, динаса.

Периклаз (окись магния) МgО встречается в виде ок­руглых октаэдрических или кубических кристаллов незначительных размеров. Спайность по плоскостям куба. Чистый периклаз бесцветен, при частичном раст­ворении в нем окислов железа приобретает желтоватую окраску. Минерал изотропный, показатель преломления N=1,734—1,737. В прозрачном шлифе распознается с трудом. Определяется при травлении поверхности шлифа в силу своей большой отражающей способности. Удель­ный вес 3,58. Периклаз — наиболее важная составная часть магнезитовых и доломитовых огнеупоров, входит также в клинкер портландцемента, в шлаки и т. д. Иног­да в кристаллах периклаза, например в спекшемся маг­незите, наблюдаются темные точечные выделения магне-зиоферрита.