钙矾石脱水过程中晶体结构的演变

钙矾⽯【百度⽂库】中⽂名称：钙矾⽯英⽂名称：ettringite定义：分⼦式为3CaO·Al2O3·3CaSO4·?30~32H2O；结构式为Ca12Al(OH)24(SO4)6·50H2O。

三⽅晶系，晶体呈假六⽅针状。

密度1.73g/cm3。

当钙钒⽯在⽔泥⽯中以局部反应形成时，其结晶压⼒可使⽔泥⽯或混凝⼟全部崩解。

[1]钙矾⽯，英⽂名Ettringite，属于钙铝硫酸盐矿物，是⼀种⽆⾊到黄⾊的矿物晶体，通常为⽆⾊柱状晶体，部分脱⽔会变⽩。

其化学分⼦为：3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O，其中结晶⽔的数量与所处环境有关。

混凝⼟中的钙矾⽯ 混凝⼟中的钙矾⽯ 混凝⼟中的钙矾⽯是由⽔泥⽔化产物C—A—H(⽔化铝酸钙)和硫酸根离⼦结合产⽣的结晶物⽔化硫铝酸钙(简称AFt)。

AFt 与天然矿物钙矾⽯的化学组成及晶体结构基本相同。

钙矾⽯的制备 钙矾⽯的制备 ⽬前通过实验⼿段制备纯钙矾⽯的⽅法主要有以下3种： 第⼀种是反应溶液法。

以AR级Ca(OH)2，Al2(SO4)3·18H2O为原料，按下列反应⽅程合成： Al2(SO4)·18H2O+6Ca(OH)2－3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O 第⼆种是AFm转化法。

先是合成AFm，1步⽤⾃蔓延(SHS)法合成CA，第2步合成AFm，称取适量CaO·CaSO4·12H2O和CA湿磨(WPC=0。

14)，置于密封瓶中，在40℃下⽔化7d，每天定时碾磨，⽔化后样品经60℃烘⼲，产物为AFm;然后由AFm 转化成AFt，AFm加⽔和⾜量⽯膏转化为AFt，反应⽅程为： C3A·CaSO4·12H2O+2CaSO4+20H2O－C3A·3CaSO4·32H2O 第三种是铝酸钙(CA)转化法。

DOI:10.3963/.42 1783.T U.2011.03.003温度对钙矾石生长特性的影响陈凤琴(武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070)摘 要: 实验研究了合成温度对水泥水化产物钙矾石微观形貌和生长特性的影响。

利用XRD和SEM等测试方法对常温和50 溶液反应法合成的钙矾石进行了定性分析,利用T G DSC DT G对常温溶液法合成的钙矾石进行了热稳定性分析。

结果表明:常温和50 溶液法均可以合成钙矾石,其中常温溶液法合成的钙矾石晶体形貌表现为细棒状,晶体长约2~3 m,宽约0.5 m;50 溶液法合成的钙矾石晶体形貌为细针状,晶体长约0.5~1.0 m,宽约0.1 m。

提高溶液反应温度,钙矾石微观形貌有所变化,晶体形貌变得细小,温度的升高促进了钙矾石晶体晶核的形成以及晶体的生长。

关键词: 温度; 钙矾石; 微观形貌Effect of Temperature on the Growth Characteristics of EttringiteCH EN Feng qin(Scho ol o f M aterials Science and Eng ineer ing,Wuhan U niv ersity of T echno lo gy,W uhan430070,China)Abstract: T he effect of synthesis temperature on the mor pho lo gy,gr ow th character istics and thermal stabilit y of ett ring ite w as studied by XRD,SEM and T G DSC DT G t echnique.T he results indicated that the ettr ingite synthesized by so lutio n r eact ion method at the r oo m temperatur e w ere thin r od like with the length of aro und2~3 m and the thickness o f0.5 m,w hereas tho se synthesized at50 w ere thin needles like w ith the leng th o f ar ound0.5~1.0 m long and t he t hickness of0.1 m.T em perat ur e affects the micr ostructure o f ettr ingit e,leading to the cry stal of ett ring ite becom ing mor e thick.T he temperatur e pro moted the fo rmation o f cr ystal nucleat ion and cr ystal g row th of ett ring ite.Key words: temperatur e; ettr ing ite; mor pho log y钙矾石(AFt相,3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O)是水泥重要水化产物之一,通常约占水泥水化产物的7%,而在膨胀水泥中可达到25%。

钙矾石分子式(一)钙矾石分子式1. 什么是钙矾石钙矾石，化学式为CaSO4·2H2O，是一种含钙的矿石，也是石膏和熟石膏的水合物形式。

它通常以无色或白色的结晶体形式存在，在地质学和建筑材料方面有广泛的应用。

2. 钙矾石分子式的意义钙矾石的分子式可以告诉我们钙矾石分子的组成，即它由哪些原子和原子团组成。

通过了解钙矾石的分子式，我们可以更好地理解其化学性质和结构。

3. 钙矾石的分子式列表及解释以下是一些与钙矾石相关的分子式及其解释：•CaSO4：这是钙矾石的简化分子式，表示钙矾石由一个钙离子和一个硫酸根离子组成。

•CaSO4·2H2O：这是钙矾石的分子式的完整形式，表示钙矾石的一个分子由一个钙离子、一个硫酸根离子和两个水分子组成。

示例解释：当钙矾石分子中的钙离子和硫酸根离子与两个水分子结合时，形成了一个钙矾石分子。

这种结合方式使钙矾石具有一定的化学稳定性和晶体结构。

4. 其他相关分子式除了钙矾石的分子式CaSO4·2H2O之外，还有一些相关的分子式：•CaSO4：石膏的分子式，它是钙矾石的无水形式。

•CaSO4·：半水合硫酸钙的分子式，是石膏和钙矾石之间水合程度的中间形式。

•CaSO4··3H2O：这是一种含有额外水分子的半水合硫酸钙，常用于某些工业用途中。

结论通过了解钙矾石的分子式，我们可以更好地理解该物质的化学性质和结构。

钙矾石的主要分子式包括CaSO4·2H2O，即一个钙离子、一个硫酸根离子和两个水分子的组合。

同时，还有一些其他相关的分子式，如CaSO4和CaSO4·。

这些分子式的不同形式反映了钙矾石的不同水合程度及其相关物质的特性。

钙矾石分子式1. 引言钙矾石是一种常见的矿物，其分子式为CaSO4·2H2O。

它是一种硫酸盐矿物，由钙离子、硫酸根离子和水分子组成。

钙矾石具有多种用途，广泛应用于建筑材料、肥料、工业原料等领域。

本文将对钙矾石的分子式、结构特点、性质以及应用进行详细介绍。

2. 分子式钙矾石的分子式为CaSO4·2H2O，其中Ca表示钙元素，S表示硫元素，O表示氧元素，H表示氢元素。

•钙元素（Ca）：属于碱土金属元素，在自然界中广泛存在。

它具有银白色金属光泽，在化学反应中常以二价阳离子形式存在。

•硫元素（S）：属于非金属元素，黄色固体。

在自然界中以硫化物和硫酸盐等形式存在。

•氧元素（O）：属于非金属元素，在自然界中广泛存在。

氧气是地球大气中最常见的元素之一。

•氢元素（H）：属于非金属元素，无色气体。

在自然界中通常以水的形式存在。

钙矾石的分子式表示了钙矾石分子中各个元素的种类和相对数量。

其中CaSO4表示一个硫酸根离子与一个钙离子组成的部分，2H2O表示两个水分子。

3. 结构特点钙矾石的结构特点主要包括晶体结构和化学键结构。

3.1 晶体结构钙矾石晶体呈透明或白色，具有单斜晶系结构。

其晶胞参数为a=0.572 nm，b=0.679 nm，c=0.611 nm，β=110.5°。

晶胞中含有四个CaSO4·2H2O分子。

3.2 化学键结构钙矾石中的化学键主要包括离子键和氢键。

•离子键：CaSO4中Ca离子与SO4离子之间通过电荷吸引力形成离子键。

硫酸根离子中的硫与氧形成共价键，而与钙离子之间则通过电荷转移形成离子键。

•氢键：CaSO4·2H2O中的水分子与硫酸根离子之间通过氢键相连。

氢键是一种弱化学键，其形成主要依赖于氢原子与电负性较高的氧、氮或氟原子之间的作用力。

4. 性质钙矾石具有以下主要性质：4.1 物理性质•外观：钙矾石呈透明或白色结晶，有时也呈黄色、棕色或灰色。

•密度：钙矾石的密度为2.32 g/cm³。

钙矾⽯的物理化学性能与混凝⼟的耐久性钙矾⽯的物理化学性能与混凝⼟的耐久性游宝坤（中国建筑材料科学研究院）摘要：本⽂综合介绍国内外学者对钙矾⽯的物理化学性能的研究成果，讨论矾⽯对⽔泥混凝⼟物理⼒学性能及其耐久性的影响，对正确使⽤混凝⼟膨胀剂、膨胀－⾃应⼒⽔泥等特种混凝⼟具有指导意义。

关键词：钙矾⽯，延迟钙矾⽯、低硫铝酸钙、耐久性⼀、前⾔在我国建筑⼯程中，常⽤到混凝⼟膨胀剂、膨胀型防⽔剂、硫铝酸盐⽔泥、铁铝酸盐⽔泥、低热微膨胀⽔泥、明矾⽯膨胀⽔泥和快硬早强⽔泥等特种混凝⼟。

据不完全统计，各种混凝⼟膨胀剂年销量近30万吨，以平均掺量40kg/m3计，折合补偿收缩混凝⼟约750万m3，其他膨胀－⾃应⼒⽔泥和早强⽔泥年销约20万吨，以每⽴⽅混凝⼟⽔泥⽤量380kg计，折合混凝⼟量约53万m3，总计约800万m3/年。

这些膨胀剂或膨胀－⾃应⼒⽔泥均以钙矾⽯（C3A·3CASO4·32H2O）为膨胀源或早强⽔化物。

⼯程界对如何正确使⽤这些特种混凝⼟，并对它们的耐久性⼗分关注。

学术界对延迟钙矾⽯的⽣成条件及其可能带来的破坏开展了讨论。

这就涉及钙矾⽯的⽣成条件及其物理化学性能等根本问题。

作者根据国内外学者较⼀致的研究成果，撰写成本⽂，可供读者参考。

⼆、钙矾⽯的晶体结构1892年Michaelis通过硫酸铝溶液与⽯灰⽔反应，制备了针状棱柱体，其化学成份为3CaO·Al2O3·3CaSO4·30H2O 的矿物，并提出硅酸盐⽔泥混凝⼟受硫酸盐浸蚀的原因是由于在混凝⼟中形成了这种“⽔泥杆菌”［1］，其后，许多研究者论证了钙矾⽯的组成为C3A·3CASO4·32H2O，其结晶⽔含量与环境湿度有关。

这种三硫酸盐型的⽔化硫铝酸钙与天然矿物钙矾⽯基本相同，因⽽⼈们⼜称它为钙矾⽯。

钙矾⽯的外形是六⽅柱状或针状。

1936年，Bannister对钙矾⽯的晶体结构进⾏研究认为：它的六⽅晶包含有两个分⼦的C3A·3CaSO4·31H2O,a0=b0=11.10埃，C0=21.58埃。

钙矾石分子式
【原创实用版】
目录
1.钙矾石的定义和性质
2.钙矾石的分子式
3.钙矾石的应用领域
正文
钙矾石，又称硫酸钙矾石，是一种含水硫酸钙矿物，化学式为
CaSO4·2H2O。

它是一种常见的矿物，广泛分布于世界各地。

钙矾石具有
很高的溶解度和可利用性，被广泛应用于各个领域。

钙矾石的分子式为 CaSO4·2H2O，这意味着每个钙矾石分子中含有一个钙离子（Ca2+）、一个硫酸根离子（SO42-）和两个水分子（H2O）。

钙矾石的形成主要是通过硫酸钙的结晶过程，当硫酸钙溶液中的水分子逸出时，硫酸钙就会形成钙矾石晶体。

钙矾石具有很高的溶解度，其溶解度随着温度的升高而增加。

在自然界中，钙矾石可以以溶解态或沉淀态存在。

钙矾石广泛应用于各个领域，包括农业、环保、建筑等。

在农业领域，钙矾石是一种常用的土壤改良剂。

它可以提高土壤的 pH 值，改善土壤结构，增加土壤的肥力和保水性能。

钙矾石还可以用作植物的钙肥，为植物提供必需的钙元素。

在环保领域，钙矾石可以用于污水处理。

钙矾石具有很强的吸附能力，可以有效地去除污水中的重金属离子和有机污染物。

此外，钙矾石还可以用于废气脱硫，减少二氧化硫的排放，保护大气环境。

在建筑领域，钙矾石可以用作水泥的缓凝剂。

加入钙矾石的水泥具有更好的流动性和可塑性，可以提高混凝土的强度和耐久性。

钙矾石还可以
用于生产石膏板，提高石膏板的抗压强度和抗拉强度。

总之，钙矾石是一种具有重要应用价值的矿物，其分子式为CaSO4·2H2O。

钙矾石沉淀法去除镁剂脱硫废水中硫酸根离子研究王玉东;赵丹;董延茂;王建华;苑广耀;江建军;郭叶书【摘要】Ettringite(AFt) chemical precipitation process has been used for removing SO42-from magnesium flue gas desulfurization (MFGD) wastewater. The effects of the factors,such as wastewater concentration,pH, Al3+dosage, stirring speed,reaction time,etc. on the removing rate ofSO42-and the residual amount of Ca2+and Al3+are discussed. The results show that for the pretreated magnesium flue gas desulfurization wastewater whose mass concentration of SO42- is 2 086 mg/L,under the following conditions:pH=11,n(Al3+)∶n(SO42-)=0.575,stirring speed 300r/min,and reaction time 10 min,the SO42- removing rate can reach92.1%,and the residual mass concentration of Ca2+and Al3+are 187 mg/L and 4 mg/L,respectively. SEM/EDS result shows that the precipitated product is a kind of needle-like nano ettringite crystal. It has pretty good application prospects in the fields of concrete swelling agent and flamingre-tarding.%采用钙矾石（AFt）化学沉淀法去除镁剂烟气脱硫废水中的SO42-，探讨了废水浓度、pH、Al3+用量、搅拌速度、反应时间等因素对SO42-去除率及Ca2+、Al3+残留量的影响。

河南建材20181期2020年第10期钙矾石的性能及膨胀作用机理分析陈晓飞司政凯宋高飞河南兴安新型建筑材料有限公司（450000）摘要:文章主要针对硅酸盐水泥水化产物钙矾石的组成、结构、性能、生成条件进行了系统的阐述，并对其膨胀作用机理进行了分析，有助于理解水泥水化进程及钙矾石对水泥各项性能的影响规律。

关键词:钙矾石；组成；结构；作用机理0引言钙矾石是硅酸盐水泥水化产物中很重要的一类,在水化产物中的占比只有不足7%,但是钙矾石对水泥水化进程及硬化体的性能都有较大的影响。

因此,深入地研究钙矾石的组成、结构及性能之间的关系,有助于理解水泥水化进程及钙矾石对水泥各项性能的影响规律。

1钙矾石的组成1.1钙矾石的化学组成钙矾石是三硫型水化硫铝酸钙的通称,其化学式通常为:[Ca3Al(OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O或3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O或C3A·3CS·H321.2钙矾石的物相组成AFt相为Al2O3-Fe2O3-tri,是硅酸盐水泥的一种重要水化产物,AFt相通常可写成[Ca3(Al,Fe)(OH)6·12H2O]2·X3·xH2O,其中x≤2,常见的X有SO42-、CO32-、OH-等。

钙矾石属于常见的AFt相,但是AFt相包括的范围要比钙矾石更广。

因为钙矾石中的Al3+能被Fe3+、Mn3+等离子取代、Ca2+能够被Zn2+、Mg2+等离子取代、SO42-能被CO32-、NO32-等离子取代,因此将AFt 与钙矾石等同也是可以的。

2钙矾石的晶体结构钙矾石晶体属于三方晶系(a=b=c,α=β=γ≠90°,可以理解为夹角不垂直的平行四边形拉伸形成的平行四边体),晶体结构沿c轴方向的俯视图如图1所示。

参考钙矾石的化学成分,其基本结构单元为: {[Ca3Al(OH)6·12H2O]2}6+、SO42-及结晶水。

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结晶硫酸铝脱水过程中晶型与形貌的转变
晶状硫酸铝脱水过程中晶型与形貌的转变：
一、晶型的转变
1.当脱水处理的温度不断升高时，晶状硫酸铝晶体由心形转变为饱和三水晶体，其转变温度一般在180℃左右。

2.随着温度的提高，晶状硫酸铝从三水晶体转变为楔形晶体，其转变温度一般在210℃左右。

3.当温度持续不断升高时，晶状硫酸铝晶体从楔形晶体转变为尖晶体，其转变温度一般在220℃左右。

4.高温下，晶状硫酸铝晶体也可能进入六水晶体，其转变温度一般在250℃左右。

二、形貌的变化
1.晶状硫酸铝的晶体的形貌发生的变化比较复杂，其主要变化有：由斜方晶转变为针刺形、由针刺形转变为球形，由球形转变为长柱状。

2.多孔晶体转变为尖晶体时，晶体表面也会随之发生变化，从具有椭圆孔洞的多孔晶体变成尖晶体时，晶体表面发生裂纹，晶体表面出现很大的块状凹陷。

3.当温度持续升高时，晶状硫酸铝晶体的表面会发生不可逆的改变，形成一种类似棉花的凹状，形状像被细小破坏。

随着温度锁定，凹形变化继续持续发展，在相同温度下，凹形变化会持续放大。

4.晶状硫酸铝脱水过程中，晶体表面膨胀、缩减、块状变化以及表面裂纹出现等形貌变化，受水蒸汽的抑制，因此质量反应受到影响。