Etrenjit - Ettringite

etrenjit
Ettringite-Oyelite-Etringite-Kalahari-Namibia-136mm 0762closeup.jpg
Ettringite, Kalahari manganez tarlaları, Northern Cape Eyaleti , Güney Afrika
Genel
Kategori sülfat mineralleri
Formül
(yinelenen birim)
Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 (OH) 12 ·26H 2 O
Strunz sınıflandırması 7.DG.15
kristal sistemi üçgen
kristal sınıfı Ditrigonal piramidal (3m)
HM sembolü : (3m)
Uzay grubu P 31c
Birim hücre a = 11.23, c = 21.44 [Â]; Z = 2
Kimlik
Renk Renksiz, soluk sarı, süt beyazı
kristal alışkanlığı Asiküler büyüme, çizgili prizmatik kristaller; lifli ila pamuksu
bölünme {10 1 0} için mükemmel
Mohs ölçeği sertliği 2-2.5
parlaklık camsı
Meç Beyaz
şeffaflık Şeffaftan opaklığa
Spesifik yer çekimi 1.77
Optik özellikler Tek eksenli (-)
Kırılma indisi n ω = 1.491, n ε = 1.470
çift ​​kırılma δ = 0.021
ultraviyole floresan Floresan olmayan
çözünürlük Suda kısmen çözünür
Değiştirir Atmosferik maruziyette kısmen dehidrasyon, opak hale gelir
Referanslar

Etrenjit , aşağıdaki formüle sahip sulu bir kalsiyum alüminyum sülfat mineralidir : Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 (OH) 12 ·26H 2 O. Trigonal sistemde kristalleşen renksiz ila sarı bir mineraldir . Prizmatik kristaller tipik olarak renksizdir ve kısmi dehidrasyonda beyaza döner. Taumasit ve bentorit gibi diğer sülfatları içeren etrenjit grubunun bir parçasıdır .

Keşif ve oluşum

Etrenjit, 6.5×3.2 cm. N'Chwaning Madenleri, Kalahari manganez tarlaları, Northern Cape Eyaleti , Güney Afrika

Etringite ilk olarak 1874 yılında J.Lehmann tarafından, Ettringer Bellerberg Yanardağı , Ettringen , Rheinland-Pfalz , Almanya yakınlarında bir oluşum için tanımlanmıştır . Bu içinde gerçekleşir metamorphically değiştirilmiş kireçtaşı bitişik volkanik müdahaleci kayalar veya içinde ksenolitler . Ayrıca olarak ortaya çıkar ayrışma üzerine kabuklar larnite içinde Hatrurim Oluşumunun arasında İsrail . Bu ilişkili oluşur portlandit , Afvilit ve hidrokalumit de Scawt Tepesi , İrlanda ve Afvilit, hidrokalumit ile mayenit ve alçı Hatrurim Oluşumunda. Ayrıca, Zeilberg taş ocağı, Maroldsweisach , Bavyera'dan da rapor edilmiştir ; En Boisséjour , Clermont-Ferrand, yakın Puy-de-Dome , Auvergne , Fransa ; N'Chwaning madeni, Kuruman bölgesi, Cape Eyaleti , Güney Afrika ; ABD'de, olaylar bulundu spurrite -merwinite- gehlenit skarn Ticari ocağı, CRESTMORE, 910 seviyesinde Riverside County, Kaliforniya ve Lucky Cuss madeninde, içinde Tombstone, Arizona .

Çimentoda meydana gelen

Kalsiyum hidroksit plakalarını ve etrenjit iğnelerini (mikron ölçeği) gösteren kırık sertleştirilmiş çimento hamurunun SEM görüntüsü

Beton kimyasında etrenjit, genel formüle sahip bir hekzakalsiyum alüminat trisülfat hidrattır :

(CaO) 6 (Al 2 O 3 )(SO 3 ) 3 ·32H 2 O

veya

(CaO) 3 (Al 2 O 3 )(CaSO 4 ) 3 ·32H 2 O.

Etrenjit, hidratlı Portland çimentosu sisteminde , her ikisi de Portland çimentosunda bulunan kalsiyum alüminatın kalsiyum sülfat ile reaksiyonu sonucu oluşur . AFt fazlarının veya (Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 -tri) daha belirgin temsilcisi olan etrenjit , sudaki kalsiyum , alüminyum ve sülfatın stokiyometrik miktarlarda reaksiyona girmesiyle laboratuvarda da sentezlenebilir .

C 3 A + 3 CaSO 4 → etrenjit

Çimento sisteminde etrenjitin varlığı, kalsiyum sülfatın tri-kalsiyum alüminata (C 3 A) oranına bağlıdır ; bu oran düşük olduğunda, erken hidrasyon sırasında etrenjit oluşur ve daha sonra kalsiyum alüminat monosülfat'a dönüşür ( AFm fazı veya (Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 -mono)). Oran orta olduğunda, etrenjitin sadece bir kısmı AFm'ye dönüşür ve her ikisi de bir arada bulunabilirken, etrenjitin yüksek oranlarda AFm'ye dönüşmesi pek olası değildir.

Aşağıdaki karakterler standart gösterimleri belirtir:

C = CaO
S = Kalıntı 2
A = Al 2 O 3
F = Fe 2 O 3
, Şimdiye = 3
H, H = 2 O
K K = 2 O
N Na = 2 O
m = mono
t = üç

AFt ve AFm aşamaları

  • AFt : "alümina, ferrik oksit , tri-sülfat" veya (Al 2 O 3 – Fe 2 O 3 – tri) kısaltması . Bir grup kalsiyum sülfoalüminat hidratı temsil eder. AFt genel formülüne sahiptir [Ca
    3
    (Al,Fe)(OH)
    6
    •12H
    2
    Ö]
    2
    •X
    3
    •nH
    2
    O
    burada X, çift yüklü bir anyon veya bazen iki tek yüklü anyon temsil eder. Etrenjit, AFt grubunun en yaygın ve önemli üyesidir (bu durumda X, sülfat anlamına gelir).
  • AFm : "alümina, ferrik oksit, mono-sülfat" veya (Al 2 O 3 – Fe 2 O 3 – mono) kısaltması . Genel formüle sahip başka bir kalsiyum alüminat hidrat grubunu temsil eder [Ca
    2
    (Al,Fe)(OH)
    6
    ]
    2
    •X•nH
    2
    O
    burada X tek yüklü bir anyonu veya 'yarım' çift yüklü bir anyonu temsil eder. X, birçok anyondan biri olabilir. Portland çimentosu hidratasyonunda yer alan en önemli anyonlar hidroksil, sülfat ve karbonattır.

Yapı

Mineral etrenjit c eksenine -iğne eksenine- paralel uzanan bir yapıya sahiptir ; Bu iki ortasında sülfat iyonları yalan ve H 2 O molekülleri, uzay grubu olduğu P31c . Etrenjit kristal sistemi trigonaldir , kristaller uzundur ve iğne benzeri bir şekilde, sütunlar arası malzemeyi etkileyen düzensizlik veya ikizlenme oluşumu yaygındır. İlk X-ışını çalışması, kristal birim hücrenin a=11.26 ve c=21.48 uzay grubu P63/mmcand Z=2 ile altıgen bir formda olduğunu bulan Bannister, Hey & Bernal (1936) tarafından yapılmıştır. Dehidrasyon ve kimyasal formüller üzerindeki gözlemlerden, yapının Ca 2+ ve Al(OH) 6 3− 'den oluştuğu, aralarında SO 4 2− iyonları ve H 2 O moleküllerinin bulunduğuna dair öneriler vardı . Daha ileri röntgen çalışmaları yapıldı; taumasitin kristal yapısını belirleyen Wellin (1956) ve etrenjitin yapı doğasını teyit eden Besjak & Jelenic (1966).

Scawt Hill'den ekstrakte edilen bir etrenjit numunesi CE Tilley tarafından analiz edildi , kristal 1.1 x 0.8 0.5 mm, özgül ağırlığı 1.772±0.002 idi, yoğunluk, numunenin bromoform ile karıştırılmış bir karbon tetraklorür çözeltisine daldırılmasıyla belirlendi . Kristal formu beş prizma yüzlerini gösteren m {10 1 0} ve küçük bir yüz , bir {11 2 boyunca bir Lauer gram, x-ışını kırılmasıyla, bir piramit veya bazal yüzleri ile, 0} c -Axis altıgen ekseni ortaya Dikey simetri düzlemleri ile bu çalışma, yapının eşkenar dörtgen bir kafese değil altıgen bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. X-ışını ve toz kırınımı kullanılarak sentetik etrenjit üzerinde yapılan diğer çalışmalar, önceki varsayımları ve analizleri doğrulamıştır.

Hem etrenjit hem de taumazitin yapısı analiz edildiğinde, her iki mineralin de altıgen yapılara sahip olduğu, ancak farklı uzay gruplarına sahip olduğu sonucuna varıldı. Etrenjit kristalleri a=11.224 Å, c= 21.108 Å olan bir P31c'ye sahipken, taumasit kristalleri a= 11.04 Å, c= 10.39 Å olan P6 3 uzay grubuna girer . Bu iki mineral katı bir çözelti oluştururken, uzay gruplarındaki farklılık birim hücre parametrelerinde süreksizliklere yol açar. Etrenjit ve taumasit yapıları arasındaki farklılıklar katyon ve anyon kolonlarından kaynaklanmaktadır: Etrenjit katyon kolonları c eksenine paralel uzanan Ca 3 [Al(OH) 6 ·12H 2 O] 3+ ve diğer kolonlardan oluşmaktadır. Bu sütunlara paralel kanallardaki sülfat anyonları ve su molekülleri. Bunun aksine, thaumasite Ca silindirik sütun oluşmaktadır 3 [Si (OH) 6 · 12H 2 O] 3+ içinde c sıra su moleküllerini içeren bu sütunlar arasındaki kanallarda sülfat ve karbonat anyonlarla ekseni.

Daha fazla araştırma

Etrenjit ve çimento fazı mineralleri üzerinde devam eden araştırmalar, genel olarak topraktan ve çevreden gelen atıkları ve ağır metalleri hareketsiz hale getirmenin yollarını bulmaktır; bu, uygun elementleri çıkarmak için kafes kullanılarak mineral oluşturan uygun çimento fazı kullanılarak yapılabilir. Örneğin, yüksek pH'da bakır immobilizasyonunun CSH/CAH ve etrenjit oluşumu ile sağlanabileceği bildirilmektedir. Etrenjit Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 (OH) 12 ·26H 2 O'nun kristal morfolojisinin çeşitli iki değerlikli iyonları içerebileceği önerilmektedir : Cu 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ ve Zn 2+ , bu iyonları kafese dahil ederek Ca2 +' nın yerini alabilir .

Ayrıca bakınız

Referanslar