Алюминаты кальция
Алюмина́ты ка́льция, двойные оксиды состава mCaO · nAl2O3.
Представляют собой бесцветные кристаллы; взаимодействуют с водой с образованием гидроалюминатов кальция 4CaO · Al2O3 · 19H2O, 4CaO · Al2O3 · 13H2O, 3CaO · Al2O3 · 6H2O, 2CaO · Аl2O3 · 8H2O, CaO · Al2O3 · 10H2O и других и гидроксида алюминия Al(OH)3.
Свойства алюминатов кальция
Показатель | 3CaO · Аl2O3 | 12CaO · 7Аl2O3 | CaO · Аl2O3 | CaO · 2Аl2O3 | CaO · 6Аl2O3 |
Кубическая | Кубическая | Моноклинная | Моноклинная | Гексагональная | |
Параметры элементарной ячейки | |||||
a, нм | 1,5262 | 1,1988 | 0,869 | 1,289 | 0,5536 |
b, нм | – | – | 0,809 | 0,888 | – |
c, нм | – | – | 1,521 | 0,545 | 2,1825 |
β, ° | – | – | 90,13 | 107,05 | – |
Число формульных единиц в ячейке | 24 | 2 | 12 | 4 | 2 |
Плотность, г/см3 | 3,038 (25 °C) | 2,9 | 2,981 (25 °C) | 2,90 | 3,38 |
1535 (с разложением) | 1415 (с разложением) | 1600 | 1750 (с разложением) | 1850 (с разложением) | |
Теплоёмкость при постоянном давлении, Дж/(моль · К) | 209,93 | 1085,64 | 120,71 | 199,71 | – |
Энтальпия образования, кДж/моль | –3589,97 | –19442,66 | –2327,86 | –3981,86 | – |
Энтропия в стандартном состоянии, Дж/(моль · К) | 205,57 | 1045,44 | 114,30 | 177,94 | – |
Реакционная способность алюминатов кальция по отношению к воде возрастает по мере увеличения отношения m : n. Реагируют с гипсом в присутствии воды, давая двойные основные сульфаты кальция-алюминия – Ca6Al2(OH)12(SO4)3 · 26H2O (аналог минерала эттрингита) и Ca4Al2(OH)12SO4 · 6H2O. Эти процессы играют важную роль при твердении вяжущих материалов, содержащих алюминаты кальция.
Алюминаты кальция встречаются в природе в виде минералов ибонита CaO · 6Аl2O3 и майенита 12CaO · 7Al2O3.
Алюминаты кальция получают сплавлением CaCO3 или CaO с Аl2O3, спеканием бокситов и извести. Алюминат 3CaO · Al2O3 входит в состав портландцемента, 12CaO · 7Al2O3, CaO · Al2O3, CaO · 2Al2O3 – глинозёмистых цементов.