2780.Методы физико-химического анализа вяжущих веществ

пирит распространен в гидротермальных и осадочных образовани­ ях. Сырьевой материал для получения серной кислоты.

К2О -Al20 3-6Si0 2— калиевый полевой шпат (Л4= 556,67; со­ став, %: К20 16,92; А120 3 18,32; Si02 64,76; К 14,05; А1 9,69; Si 30,27; О 45,99). Структурная формула KjAlSiaO^]. Образует три кристал­ лические модификации: две моноклинные — санидин и адуляр, час­ то объединяемые под общим названием ортоклаз, и одну триклинную — микроклин.

Санидин. Высокотемпературная разновидность ортоклаза, устой­

рактеристика d, А: 3,25; 3,21; 3,75. Бесцветные изометричные, таб­

Твердость 6.

Микроклин. Наиболее низкотемпературная форма калиевого по­

А1 10,29; Si 32,13; О 48,81). Структурная формула Na[AlSi30 8]. Имеет несколько кристаллических модификаций, в частности вы­ сокотемпературный а-альбит и близкий к нему по свойствам низ­ котемпературный р-альбит с температурой взаимного превращения приблизительно 700°С.

а-Альбит. Высокотемпературная модификация альбита. Триклинная сингония; а =8,23, Ь = 13,00, с= 7,25 А; а=94°3', р=116°20', у=88°9'. Дифракционная характеристика (d, А): 3,18; 3,75; 3,21. Бесцветные таблитчатые или призматические кристаллы, часто об­ разующие двойники различных типов; ng= 1,534—1,542, nm= 1,532—

дость 6—6,5. Может быть получен из расплава, а также кристалли­

По другим данным альбит имеет основные дифракционные мак­ симумы с d, А: 4,11 (6); 3,21 (10); 2,95 (6); 2,554 (4), 2,311 (4); 1,887 (5), а также 3,20; 3,78; 6,39. Бесцветные таблитчатые крис­ таллы с совершенной спайностью по (001) и ясной по (010) под уг­

ность 2,605 г/см3. Твердость 6—6,5. 7’ПЛ= 11180С. Может быть син­ тезирован гидротермальным путем из гёля состава Ыа20-А120з-

• nSiC>2 при 410°С и pH 10. Кристаллизацией из расплава получается с трудом и обязательно в присутствии минерализаторов (вольфра­ мат натрия, магнетит и т. д.). Природный минерал. Конечный член плагиоклазовойг серии твердых растворов. Найден в материале сво­ да стекловаренных печей.

СаО- А120з-2$Ю2 — анортит, кальциевый полевой шпат

ХМ = 278,21; состав, %: СаО 20,16; А120 3 36,65; Si02 43,19; Са'14,41;

А1 19,40; Si 20,19; О 46,00). Структурная формула — Ca[Al2Si208]. Существует в виде трех модификаций: двух метастабильных

Кристаллы с несовершенной спайностью, параллельной направ­ лению плоскости оптических осей; ng= 1,584, nm= 1,580, = 1,553;

(—) 2 V= 39° Плотность 2,70 г/см3. Твердость 6. Может быть полу­ чен кристаллизацией расплава анортитового состава, содержащего до 20% альбита, при температуре 950°С в течение 4 суток.

Гексагональный анортит. Метастабильная форма анортита (воз­ можно, стабилен до температуры 300°С, выше которой переходи!1в триклинный анортит). Гексагональная сингония; а = 5,11,

=14,738 А; простр. гр. Рб/тгпгщ Z= 1. Дифракционная характеристика:

Габитус кристаллов — пластинки с совершенной базальной спай­ ностью; одноосный, положительный; пе= 1,590, п0= 1,585. Плотность 2,74 г/см3. Твердость 5—6. Получается при нагревании стекла анортитового состава до 2000°С в графитовом тигле в атмосфере азота с последующим медленным охлаждением до температуры 1258°Си дальнейшей кристаллизацией. По некоторым данным может быть получен также при температуре ниже 375°С под давлением водяно­ го пара.

Триклинный анортит. Стабильная форма анортита. Триклинная

По другим данным триклинный анортит имеет характерные ди­ фракционные максимумы с d, А: 3,21; 3,19; 4,05. Габитус кристал­ лов— таблицы, бруски; бесцветный, белый или серый; ng= 1,589, nm= 1,583, пр= 1,576; (—) 2 V— 1Т\ спайность совершенная по (001) и по (010).(ИКС? полосы поглощения при (см-1) 460—480 (дефор­ мационные'колебания связи Si—О—Si); 570—625 (предположи­ тельно валентные колебания связи А1—О); 930 (валентные колеба­ ния связи Si—О). 7’пл = 1553°С. Растворим в НС1. Плотность 2,765 г/см3. Твердость 6. При нормальных температурах и в гидро­ термальных условиях гидратируются с образованием геля. При на­ личии активизаторов (СаО, гипс) проявляет слабые вяжущие свой­ ства. Получают из расплава. Встречается в основных и кислых доменных шлаках, золах. Конечный член плагиоклазовой серии твердых растворов. Один из распространенных минералов группы

СаО • АЬОз • 2Si02 с общей формулой рАЪ • /гАп, где р и п могут прини­ мать самые различные значения. Ряд плагиоклазов условно разделя­ ется на следующие промежуточные составы: альбит —от 100% АЬ до 90% АЬ+10% Ап (сокращенно обозначается как АЬюо—Ab9oAnio); олигоклаз — 90—70% АЬ+10—30% Ап (АЬдрАпю—АЬуоАпзо); анде­ зин—-70—50% АЬ+ 30—50% Ап(АЬ7оАпзо—AbsoAnso); лабрадор 50—30% АЬ+50—70% Ап (АЬ50Ап5о — АЬ30Ап7о); битовнит — 30—

10% Ab + 70—90% An (АЬзоАпто—AbioAngo) и к анортиту относят со­ ставы от 90% А п+ 10% АЬ до 100% Ал (АЬюАпэо—Апюо)-

Плагиоклазы обнаруживают аддитивность свойств. Показатель их светопреломления повышается от -— 1,530 у альбита до ~ 1,590 у анортита; плотность — от 2,61 у альбита до 2,76 г/см3 у анортита. Растворимость в кислотах: альбит почти нерастворим, анортит лег­ ко разлагается. Все плагиоклазы имеют белый цвет, иногда с раз­ личными оттешками, для них характерно зональное строение крис­ таллов и широкое развитие сложных полисинтетических двойников. Твердость 6—6,5.

Плагиоклазы — важная составная часть различных горный по­ род, встречаются в почвах как остаточные, минералы почвообра­ зующей породы. Найдены в некоторых металлургических шлаках.

Олигоклаз — одни из составов непрерывной плагиоклазовой се­ рии твердых растворов между альбитом и анортитом. Существует в двух формах — высокотемпературной (а-олигоклаз) и низкотем­ пературной (р-олигоклаз) с приблизительной температурой превра­ щения ~700°С.

а -О л и го к л аз. Высокотемпературная форма олигоклаза. Триклинная сингония; а=8,16, 6=12,90, с=7,13А; а=9304', р=11б°22', у=90°47 Бесцветные кристаллы различного габитуса, чаще всего

по (010) и хорошая по (001). Плотность 2,625—2,645 г/см3. Твер­ дость 6—6,5.

Андезин — один из составов непрерывной плагиоклазовой серии твердых растворов между альбитом и анортитом. Существует в двух

а-А ндезин. Триклинная сингония; а=8,14, 6 = 12,86, с= 7 17 А-

P-А ндезин . Триклинная сингония. Дифракционная характери­ стика d, А: 3,21; 3,18; 4,04. Бесцветные кристаллы; пе= 1,553—1,563, пт= 1,550—1,559, пр = 1,546—1,556; 2 Г=82—105°.

Лабрадор — один из составов непрерывной плагиоклазовой се­ рии твердых растворов между альбитом и анортитом. Триклинная

Бесцветные, часто таблитчатые по (010) кристаллы; ng= 1,563—

рии твердых растворов между альбитом и анортитом. Триклинная сингония; а :,6 : с=0,636 : 1 : 0,544; а=93°22', р=116°0/, у=94°4'. Дифракционная характеристика (d, А): 3,20; 4,03; 3,75. Габитус бес­ цветных кристаллов таблитчатый по (010); ng= 1,572—1,582, nm= = 1,567—1,578, пр = 1,563—1,572; (—) 2 V=77—90°; спайность совер­

Si 21,15; О 48,20; Н 0,51). Минерал группы слюд. Структурная фор­ мула KAl2[AlSi3Oio]-(ОН)2. Может содержать небольшое количест­ во F, замещающего группы ОН. Разновидность мусковита мине-

имеет желтоватый, сероватый, зеленоватый оттенки, в присутствии

деление воды прекращается; всего при обезвоживании мусковита выделяется ~5% воды. Плотность 2,76—3,0 г/см3. Твердость 2,5— 3. С НС1 не взаимодействует, в H2SO4 растворяется с трудом и при продолжительном нагревании. Природный минерал, представляю­ щий собой продукт первой стадии выветривания полевых шпатов. Синтетически получают нагреванием соответствующих смесей в за­ паянных контейнерах; искусственно легче получаются разновиднос­ ти, содержащие фтор.

K20-6Mg0*6Si02-А120 3-2Н20 — флогопит (М = 834,53; состав, %: К20 11,29; MgO 28,98; Si02 43,20; А120 3 12,22; Н20 4,31; К 9,37; Mg 17,47; Si 20,19; А1 6,47; О 46,01; Н 0,48). Минерал группы слюд. Структурная формула K-Mg3[AlSi3Oio](OH)2. Имеет три (а по не­ которым данным и более) разновидности, две из которых принадле­ жат к моноклинной сингонии (один или два слоя в структуре) и од­ на — к тригбнальной сингонии (три слоя). Для однослойной моно­ клинной разновидности а = 5,31, 6 =9,20, с—10,31 А; р=99°54'.

Дифракционная характеристика природного флогопита (При­ байкалье):

Цвет минерала желтовато-коричневый, бурый или зеленоватый, реже почти бесцветный; петапт = 1,588, лр= 1,548; (—) 2 У=0—10° (приблизительно); спайность совершенная по (001), плеохроизм: по Np— бесцветный, по Nm и Ng — красновато-коричневый. Удале­ ние воды из флогопита происходит при 200—400°С (~15% общего содержания воды), 600—800 (около 10%), остальная вода удаля­ ется при температуре >800—1000°С. Плотность 2,79 г/см3. Твер­ дость 2,5—3. Природный минерал. Синтетически получают из сме­ си соответствующих компонентов при значительных давлениях.

K(Mg, Fe)3[AlSi3Oi0] (OH, F)2 — биотит. Биотиты рассматрива­ ются как непрерывный изоморфный ряд твердых растворов, край­ ними членами которого являются минералы флогопит KMg3[AlSi30io]- (ОН) 2 и лепидомелан КРез[А151зОю]- (ОН) г. Состав природных биотитов сильно колеблется. Моноклинная сингония.

Дифракционная характеристика природного биотита (Урал):

Цвет минерала коричневый, бурый, зеленый; ng= l,60—1,66, пр=1,56—1,60; 2 V’<5°; спайность совершенная по (001) и несовер­ шенная по (ПО) и (010). ДТА: (—) 1160°С (разрушение кристал­ лической решетки); (+ ) 1200°С (образование нового кристалличе­ ского соединения). На кривой обезвоживания уральского биотита фиксируются два участка: при температуре до 200 (потеря массы ~2 %, по-видимому, удаление адсорбционной воды) и между 400— 450°С’(потеря массы также ~2% , по-видимому, удаление консти-

туционной воды). По другим данным основная часть воды биотита выделяется при 600—700°С. Плотность 3,02—3,12 г/см3. Твердость 2—3. С НС1 взаимодействует слабо, в конц. H2SO4 полностью раз­ лагается с выделением кремниевой кислоты.

Гидрослюды — гидроалюмосилйкаты, содержащие железо, маг­ ний, щелочи и пр. Сложные и переменные по составу и свойствам продукты гидратации и выветривания слюд, промежуточные меж­ ду слюдами и каолинитом (или монтмориллонитом), вследствие че­ го их свойства, рентгенографические, термографические и другие характеристики в зависимости от состава могут быть ближе к слю­ де или каолиниту. К гидрослюдам относятся минералы иллит, вер­ микулит, глауконит.

Дифракционная характеристика природной гидрослюды, более близкой к слюде (Челябинск):

ДТА (гидрослюда челябинская, ближе к слюде): (—) 530°С (выделение конституционной воды); (—) 815—905 и (—) 1035— 1125°С (разрушение кристаллической решетки). Термограммы слюд, стоящих ближе к каолиниту, сходны с термограммой последнего и отличаются от нее присутствием слабого эндотермического эффек­ та около 100°С. Широко распространены в природе, являясь поро­ дообразующими минералами многих месторождений глин, в част­ ности огнеупорных; встречаются в различных типах почв и т. д.

K<i А12[(А1, Si)4O10]- (0Н )2-пН20 — иллит (бравезит, глимертон, гидромусковит, бейделлитизированная гидрослюда). Гидрослюда— промежуточное образование между мусковитом и каолинитом.

Дифракционная характеристика природного иллита: