立方水化铝酸钙和水化铁酸钙(水石榴子石)

8.6.3　立方水化铝酸钙和水化铁酸钙(水石榴子石)

如上文所述，铝酸钙和含铝酸盐的水泥在提高温度水化的条件下生成组成为3CaO·Al₂ O₃·6H₂ O的立方水化铝酸钙，在结构方面类似钙铝石榴子石3CaO·Al₂ O₃·3H₂ O和铝酸盐5CaO·3Al₂O₃。假设去掉Si⁴⁺，用OH^－替代O^2－，(AlO₆)八面体和(SiO₄)₆四面体的空间连接消失，出现通过Ca²⁺离子互相联合的孤立Al(OH)原子团，可使石榴子石结构过渡到3CaO·Al₂O₃·6H₂O结构。六水铝酸三钙的结构式相应地成为Ca₃［Al(OH)₆］₂形式，其晶格参数a₀= 15.56。

当这些铝酸盐脱水到含1.8～1.5分子H₂ O时，晶格参数减小变到11.99，且保持了结构的均一性。有人提出，这些改变是由于Al(OH)₆原子团转化成Al(OH)₄原子团，其结果得到组成为3CaO·Al₂O₃·2H₂O的水化物。当进一步脱水时游离石灰析出，过程变成不可逆的，且没有发现从处于潮湿空气里的高度脱水产物中生成六水物。六水铁酸三钙结构类似立方水化铝酸盐，其晶格参数为a₀= 12.74，为A.爱格尔首先人工合成。

六水铁酸三钙和铝酸三钙的固熔体，以及水泥在提高压力硬化时部分SiO₂→2H₂O类质同形替代结果生成的更复杂的固熔体也有类似结构。这些类质同形的和成为固熔体的立方水榴子石的相互关系通式的可表示如下:

所有这些化合物及由其生成的固熔体属于立方晶系。晶胞含有8个分子，基本立方体边长在11.84nm至12.74nm间变动。6个水分子为3个SiO₂分子所替代，使基本立方体边长增大7.2nm，而Al₂O₃为Fe₂O₃所替代时使晶格参数增长1.8nm。