杂质离子对alite晶格畸变和结晶形态的影响

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1、杂质缺陷诱导阿利特晶胞常数改变与多晶转变的研究管宗甫1，陈益民2，郭随华2，秦守婉2，朱晓燕2（1.郑州大学材料科学与工程学院，郑州，450052；2.中国建筑材料科学研究院，北京，100052）摘要：阿利特（硅酸三钙C3S固溶体）是水泥熟料中最重要的矿物，某些杂质离子可以稳定其多晶形中的三方R型，具有较高的水化活性。杂质离子固溶进入C3S晶格，形成杂质缺陷，这些缺陷引起C3S晶格常数的变化。实验研究显示C3S的晶格常数变化与其对称性有着对应关系，从而提出了一种由杂质缺陷引起晶格常数相对变化的计算方法，用于预测C3S固溶体和阿利特可能的稳定晶型。在

2、实验室合成了不同掺杂的C3S固溶体单矿物，并从实验熟料中萃取了阿利特。对样品进行了晶格常数相对变化计算和晶型预测，并用XRD分析了它们的晶型。计算预测结果和XRD分析结果之间有较好的对应关系。XRD分析表明，纯C3S的对称性最差，属于三斜晶系；当C3S中P2O5固溶量在0.4%时C3S固溶体为单斜M1型；当CaF2掺量在1.0%时C3S固溶体为M1型，当CaF2掺量提高到2.0%时C3S固溶体是R型；复合掺加氟磷对改变C3S固溶体对称性有显著作用，只要掺杂0.4%的P2O5和0.7w%的CaF2既可使R型C3S固溶体在室温下稳定。对熟料中萃取阿利特

3、的分析表明，普通熟料中萃取的阿利特稳定晶型属于M1型；含氟磷的熟料中阿利特是以R型为主的R型和M3型的混合体。分析结果验证了计算预测结果。关键词：掺杂；缺陷；晶格常数改变；阿利特；多晶型中图分类号：TQ172.11文献标示码：A文章编号：0454—5648(2006)02—THECRYSTALLATTICECONSTANTCHANGEANDPOLYMORPHOFALITECAUSEDBYIMPURITYDEFECTSGUANZongfu1,2,CHENYimin2,GUOSuihua2,QINShouwan2,ZHUXiaoyan2(1.Mater

4、ialScienceandEngineeringInstitute,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052;2.ChinaBuildingMaterialsAcademy,Beijing100024,China.)Abstract:Aliteisamostimportantmineralinportlandclinker.Therhomboheralpatternofalitestabledbycertainimpurityionsismorehydratable.Theimpurityionsformdefects

5、inalitecrystallattice.Thedefectscaninducethecrystallatticeconstantchange.Thecrystallatticeconstantchangecausedbysomeimpuritydefectsmayadvancethesymmetryofalite.Calculationandtestindicatedthatthesymmetryofalitewasrelatedwiththecrystallatticeconstantchange.So,acalculatingmethoda

6、boutthecrystallatticeconstantchangebroughtbydopingionswassuggested.Withthecalculatedresults,thepossiblepolymorphsofaliteorC3Ssolidsolutioncanbeguestimated.PureC3SwassynthesizedandC3Ssolidsolutionsthatcontaincertainionswereprepared.Aliteswereextractedfromexperimentalclinkers.Th

7、epolymorphsofthesampleswereexaminedbyXRDatspecial2θanglesanddeducedwiththecalculationsaboutthecrystallatticeconstantchanges.Theguesseswerecooperatedwiththetestingresultsdependably.TheresultsshowedthatpureC3SwasthelowestT1crystalloid.ThesymmetryofC3Ssolidsolutioncouldbeimproved

8、byaddingP2O5andCaF2singly.ThepolymorphofC3Ssolidsolutionwould