СМЕШАННЫЕ ГИПСЫ

ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Петрографические исследования смешанного гидравлического гипса, полученного на базе доменного гранулированного шлака № 1 Ждановского завода, были произведены в Химико-техноло­гическом институте им. Менделеева петрографом О. Г. Огинским и в Геологическом институте Академии наук СССР петрогра­фом канд. техн. наук В. В. Лапиным.

Исследовались также шлаки Днепропетровского завода в НИИ цемента МПСМ; полученные здесь выводы в общем сов­падают с выводами петрографов О. Г. Огинского и В. В. Ла­пина.

В Менделеевском институте микроскопическому анализу под­верглись образцы смешанного гидравлического гипса, прошед­шие пропаривание и хранившиеся после пропарки в воздушно - сухой среде примерно - 4 'мес. Исследовались составы 1 :0,5; 1:1,75; 1:2; 1:4 и 1:7 (гипс высокопрочный : молотый грану­лированный шлак № 1 Ждановского завода).

В результате исследования было составлено петрографом О. Г. Огинским заключение, приводимое ниже без всяких из­менений.

1. Состав 1 :0,5. В шлифе наблюдается большое количест­во крупных гнездообразных скоплений бесцветных кристаллов, имеющих форму длинных вытянутых призм и игл, обладающих прямым погасанием и положительным удлинением. На разрезе, перпендикулярном оптической оси, установлена одноосность ми­нерала и знак (+). На разрезе, параллельном оптической оси, определена сила двупреломления, равная 0,026. На основа­нии описанных свойств этот минерал следует считать полувод­ным гипсом1.

Такие же скопления, но в значительно меньшем количестве образуют низкополяризирующие призмочки гипса (CaS04

2Н20). В большом количестве в шлифе встречаются мельчай­шие ромбоэдры и высокополяризующие зерна кальцита.

1 Наличие колуводного гипса объясняется, вероятнее всего, перегревом шлифов при их изготовлении.

Кусочки шлака представлены бурым стеклом и содержат округлые буровато-желтые зерна двухкальциевого силиката {р 2СаО ■ Si02), обладающего высоким рельефом и двупрелом - лением до 0,018.

Кроме того, в шлаке обнаружены единичные призматиче-v ской формы кристаллы, обладающие высоким двупреломлением и прямым погасанием, которые могут быть отнесены к мине­ралу ряда оливин—фаялит (Mg2Si04—Fe2Si04).

2. Состав 1:1,75. В шлифе наблюдается большое количест­во гнездовидных скоплений призматических и игольчатых кри­сталлов полуводного гипса Так же обнаружены призматические кристаллы гипса (CaS04 • 2Н20). Местами в шлифе встречают­ся в очень большом количестве мельчайшие высокополяризую - щие зерна карбоната.

Кусочки шлака представлены бурым стеклом, содержащим округлые буровато-желтые зерна двукальциевого силиката (р 2СаО Si02); обладающего высоким рельефом и двупрелом­лением до 0,018. Так же обнаружены в шлаке широкопризма­тические кристаллы, имеющие высокий рельеф, прямое погаса­ние и двупреломлевие более 0,030; эти кристаллы могут быть ■отнесены к минералу ряда оливин—фаялит (Mg2Si04—Fe2S04).

Кроме того, в шлифе имеются мелкие призмочки с косым по­гасанием, поляризующие в серых и белых тонах, но точно не­определимые вследствие мелких размеров. Они, возможно, пред­ставляют собой анортит (Са Al2SiOe).

3. Состав 1 : 2. В шлифе наблюдается довольно много, но значительно меньше, чем в предыдущих шлифах, призматиче­ских и игольчатых кристаллов полуводного гипса, образующих гнездовидные скопления. Такие же скопления образуют призмы гипса (CaS042H20),

Много мельчайших высокополяризуюгцих зерен карбоната.

Кусочки шлака представлены бурым стеклом и содержат •округлые желто-бурые зерна двухкальциевого силиката (р2СаО Si02), обладающего высоким рельефом и двухпреломлением до 0,018.

Кроме того, в шлифе обнаружены мельчайшие призмочки и зерна с показателем преломления меньшим, чем у канадского бальзама, обладающие прямым погасанием и низким двупрелом­лением (до 0,006). По этим признакам можно предполагать, что описанные призмочки являются этрингитом, но вследствие мельчайших размеров изучение их в сходящемся свете произ­вести не удалось.

4. Состав 1:4. Гнездовидные скопления призматических и игольчатых кристаллов полуводного гипса встречаются редко и значительно меньших размеров, чем в Предыдущих шлифах. Наблюдаются пластинки и призмочки гипса. В довольно боль­шом количестве встречаются мелкие высокополяризующие зер­на карбоната.

Шлак представлен осколками бурого стекла, а также округ­лыми зернами двухкальциевого силиката (Р 2СаО • Si02), об­ладающего высоким рельефом и двупреломлением до 0,020.

В шлифе наблюдаются мельчайшие іпризмочки и зерна с те­ми же свойствами, что в шлифе № 3, принадлежащие, вероят­но, этрингиту.

Кроме того, в нескольких местах шлифа встречены зерна, состоящие из сплошных, параллельных друг другу рядов сфе- ролитов, иглы которых имеют низкое двупреломление (до 0,005) и отрицательное удлинение.

Эти сферолиты приурочены к местам скоплений полуводного гипса.

5. Состав 1:7. В шлифе наблюдается много гнездовидных скоплений призматических и игольчатых кристаллов полуводно­го гипса. Встречаются также скопления гипса.

Кусочки шлака представлены бурым стеклом. Встречаются округлые зерна двухкальциевого силиката.

Мельчайшие зерна карбоната содержатся в шлифе в значительном количестве, местами образуя крупные скопления.

Кроме того, встречаются единичные сферолиты, иглы которых обладают низким двупреломлением и отрицательным удлине­нием.

Обнаружение полуводного гипса следует, очевидно, отнести также за счет перегрева шлифа при изготовлении.

В Геологическом институте петрографом В. В. Лапиным ис­следовались образцы того же смешанного гипса, но образцы не пропаривались, а хранились 6 мес. в воде, после чего они бы­ли вынуты из воды и хранились 1,5 месяца в воздушно-сухих условиях. Исследовались составы 1:3; 1:1,5 и 1:0,75.

Заключение В. В. Лапина также воспроизводится без вся­ких изменений текста.

6. Состав 1 :3. В прозрачном шлифе образец представляет собой неоднородный мелкозернистый агрегат. Среди изотроп­ной основной массы различаются также изотропные зернышки гранулированного шлака, мелкие зернышки кальцита, непра­вильные участки, заполненные волокнистым гипсом Ng = 1,529, Np =1,520), черные зерна, образовавшиеся, повидимому, за счет загрязнения шлака, и немногочисленные зерна кварца.

Размер зерен шлака колеблется от 0,008 до 0,12 мм форма их угловатая. В зернах имеются трещинки (результат быстрого охлаждения водой). Окраска зерен от бесцветной до - бурой в; связи с колебаниями в них содержания железа.

В немногих зернах шлака наблюдается двукальциевый сили­кат, иногда окруженный радиально по отношению к поверхно­сти зерна располагающимися поляризующими зернышками, от­носящимися, повидимому, также к силикату кальция. Рядом с двукальциевым силикатом наблюдаются груборельефные изо­тропные зерна ольдгамита.

Светопреломление его выше, чем у окружающего шлакового стёкла, а у последнего N около 1,65; следовательно, минерал не может относиться к гидросиликату кальция.

Размер зернышек кальцита колеблется от 0,002 до 0,02 мм. Они или рассеяны в небольшом количестве в основной массе образца, или образуют мелкие кучные скопления, или же сосре­доточиваются в участках гипсовых агрегатов как примесь в ис­ходном гипсе.

Изучение образца в иммерзионных препаратах показало, что все зерна шлака окружены изотропным гелеобразным бесцвет­ным веществом с низким светопреломлением; N =« 1,490. Явно кристаллических сульфоалюминатов и гидросиликата кальция не установлено. Повидимому, элементы их входят в состав продук­та взаимодействия шлака, сульфата кальция и воды в форме очень низко преломляющего геля.

В образце присутствуют в количестве нескольких процентов поры округлой формы размером от 0,04 до 0,40 мм.

Из кристаллических сульфатов кальция встречен лишь дву - водный гипс и, только как редкость, в иммерзионных препаратах попадались призмочки а-полугидраты, окруженные каемкой гипса.

7. Состав 1 :0,75. По микроструктуре отличается от преды­дущего меньшим содержанием кусочков шлака и большим коли­чеством участков, заполненных гипсом (Л/д= 1,529, Np= 1,523).

Большинство кусочков шлака стекловидных, но в некоторых более крупных из них наблюдаются округлые зерна двукальцие­вого силиката, редко встречающиеся в виде самостоятельных агрегатов.

Как и в предыдущем случае, здесь, помимо гипса из сульфи­тов, присутствуют не больше как единичные призмочки а-полу­гидрата с периферии, перешедшие в гипс.

В участках гипса присутствуют зерна кальцита; они в неболь­шом количестве встречаются и в основной массе образца.

Как и їв образце 1 :3, здесь не найдено явно кристаллического сульфоалюмината и гидроалюмината, а установлено присутствие геля с низким светопреломлением: 1,478. Как видно, свето­преломление еще более низкое, чем в предыдущем образце.

Немногочисленные зерна кварца иногда довольно крупные — до 0,30 мм в поперечнике и до 0,060 X 0Д4 мм для наиболее крупных зерен.

8. Состав 1 : 1,5. При общем сходстве микроструктуры с двумя предыдущими образцами отличается следующими двумя особенностями.

В прозрачном шлифе образец менее прозрачен, чем два пре­дыдущих. Он кажется замутненным в связи, повидимому, с бо­лее обильным присутствием геля; для последнего в иммерзион - ном препарате определено светопреломление N—1,481.

Lit

Второй особенностью образца является присутствие здесь на стенках пор тонких поляризующих каемочек со светопреломле­нием немного ниже, чем у канадского бальзама; возможно, что они являются двуводным гипсом.

Петрографические. исследования косвенно подтвердили пред­ложенную автором рабочую гипотезу о наличии трех основных явлений, в силу которых смешанный гидравлический гипс быст­ро схватывается и приобретает прочность при твердении в сухих, влажных, водных условиях и при пропаривании.

Зная основные условия образования и сохранения прочности смешанного гидравлического гипса, можно управлять этими ус­ловиями и выбирать (проектировать) состав вяжущего в зависи­мости от его назначения, что позволяет наиболее эффективно использовать смешанный гидравлический гипс в строительстве.