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硫鋁酸鈣水化物
雖然在蔔特蘭水泥的成分中C3A僅占4~11％,但因為其放熱量相當大及快速故對早期水化反應有顯著之影響.C3A含量多時,可能會造成混凝土的耐久性問題.因此在暴露在硫酸鹽侵蝕性嚴重的地區之結構物,壹般對於水泥中之C3A含量均規定必須小於5％,通常在制作水泥時有填加石膏以避免水泥產生閃凝現象.水泥熟料C3A及C4AF水化的生成物中有壹種形狀為六角長針結晶稱為鈣礬石常以AFt表示,另壹種六角薄板狀或不規則玫瑰狀是單硫型鋁酸鈣水化物以AFm表示.AFt及AFm中之A,F分別為氧化鋁和氧化鐵的縮寫,而t及m為英文字母的三個及單壹個表示其所含硫酸鹽有三個或單壹之意思.鈣釩石是壹種結晶相當完好的三方晶系柱狀結構.這種晶體之結構是以組成為〔Ca3Al(OH) 6. 12H2O〕3+的柱狀物為基礎,系由Al(OH) 63+八面體的周圍各結合三個鈣,每壹個鈣多面體再配以OH-及水分子各四個.柱間的溝槽再以三個陰離子形成電價平衡而聯接形成壹整體(圖37).其通式為C3 (A,F).3Caχ.mH2O,式中χ可為2價陰極子如SO42-,H2SiO32-,CO32-或為壹價陰離子如Cl-,OH-等.完全水化時m=30~32,其結構水占AFt之體積達81.2％,重量亦達45.9％.因此比重小,體積膨脹容易造成龜裂.而通式中的(A,F)表示可能完全為Al2O3或Fe2O3或兼含兩者.而陰離子也有可能出現兩種以上的陰離子***同存在的情形.AFt之形貌決定於其生長空間及離子可能的供應情形,因此有針棒狀,稜面清晰而兩端挺直者,也有空心管狀物如圖38所示.
單硫型鋁酸鈣水化物為三方晶系層狀結構,其基本單元層為〔Ca2Al(OH)6〕+,其中Ca和Al以八面體配位,而層間含陰離子和水分子.與AFt相似亦含有多種陰離子占據層間位置.故其通式為C3(A,F).CaY.nH2O式中Y可能為SO42-,CO32-,H2SO32-,Cl-或Al(OH)4-.完全水化時,n為10~12(圖39).因此除單硫型鋁酸鈣水化物(圖38)外,亦有碳鋁酸鈣,氯鋁酸鈣及水化鋁酸鈣如C4AH13(圖40)及C3AH6(圖41)等生成物.同樣地F亦可取代A,或兩者***存.其外觀有不規則板狀,成簇狀,花朵狀,或六方板狀.AFm的結構水僅占34.7％,比重約為1.95.當再與SO42-等陰離子反應時,將轉換形成AFt,而使結構水量增加,比重減輕,造成體積膨脹,這是引起硬固水泥漿體體積變化之主因.