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C2S晶型转变

C2S 晶型转变
C2S 晶型转变(transformation of C2S) C2S 各晶型之间发生的转变。C2S 即硅酸二钙(Ca2Siห้องสมุดไป่ตู้4 或 2CaO•SiO2)。C2S 有 5 种晶型:α、α′H、α′L、β和γ型。其中α′-C2S 有高温型α′H-C2S 与低温 型α′L-C2S。5 种晶型的转变次序与转变温度如下:
为防止上述晶型转变,目前采用两种途径,一种途径为烧制熟料时,采用急 冷,使β-C2S 来不及转变为γ-C2S,而以β-C2S 型保持下来。另一种途径,是采 用加入少量稳定剂,如 P2O5(或磷酸钙)、V2O5、Mn2O3、Cr2O3、BaO 等,使之溶入β -C2S 或α′-C2S 中形成固溶体,阻止其转变。
C2S 及其多晶转变,对碱性耐火材料、硅酸盐水泥的性能有重要影响。例如 在镁砂生产中,通常希望镁砂中的杂质 CaO 与 SiO2 能以高熔点化合物 C2S 或 C3S 相存在,要求其 CaO 与 SiO2 摩尔比大于 2。因为低于 2 时,镁砂中的 CaO 和 SiO2 会以低熔物形式存在。但在生产与使用高钙镁砂、镁白云石、白云石与石灰耐火 材料中,若 C2S 生成量较多,则会因 C2S 的晶型转变发生粉化。再如,由于β-C2S 具有胶凝性,而γ-C2S 无胶凝性;因此在硅酸盐水泥生产中不希望发生β-C2S 转变为γ-C2S。
β-C2S 是一种介稳态。β-C2S 与γ-C2S 之间的转变是不可逆的(单向的)转 变,即只能β-C2S 转变为γ-C2S,而γ-C2S 不能直接转变为β-C2S。β-C2S 在 525℃ (有的认为是从 600℃)开始转变为γ-C2S。α′L-C2S 平衡冷却时在 725℃可以转 变为γ-C2S,但通常是过冷到 670℃左右转变为β-C2S。这是由于α′L-C2S 与γ -C2S 结构和性质非常相近,而α′L-C2S 与γ-C2S 相差较大所致。α′L-C2S、β -C2S 与γ-C2S 的密度(g/cm3)分别为:3.14、3.20 与 2.94。由于密度相差较大, 因此晶型转变时,会引起较大的体积效应。由β-C2S 转变为γ-C2S 时,体积膨胀 约 12%,从而发生粉化。
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