The substitution of alkalies in tricalcium silicate

• Published in: Cement and concrete research 1979-01, Vol.9 (6), p.701-711
• Main Authors: Woermann, E., Hahn, Th, Eysel, W.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0008-8846; 1873-3948
• DOI: 10.1016/0008-8846(79)90065-6

In tricalcium silicate at 1500°C up to 1.4 % K 2O, 1.4 % Na 2O and 1.2 % Li 2O, respectively, can be incorporated. The following structural substitution types were found: K replaces Ca with valency balance by removal of oxygen; Na replaces Ca and occupies interstitial sites, in addition some oxygen atoms are removed. Li replaces Ca as well as Si and occupies interstitial voids. Only modifications T I and T II are stabilized by alkalies. The decomposition temperature of pure Ca 3SiO 5 was determined to be 1180 ± 10°C and increases strongly with K 2O- and slightly with Na 2O-content. In Tricalciumsilikat werden bei 1500°C bis zu 1.4 % K 2O, 1.4% Na 2O oder 1.2 % Li 2O eigebaut. Als Substitutionstypen treten auf: K ersetzt Ca mit Ladungsausgleich durch Sauerstoffdefizit. Na ersetzt Ca und besetzt leere Gitterplätze, wobei ebenfalls Sauerstoffatome entfernt werden. Li ersetzt Ca- und Si-Positionen sowie Zwischengitterplätze. Die Alkalien stabilisieren die Modifikationen T I und T II. Die ermittelte Zersetzungstemperatur des reinen Ca 3SiO 5 von 1180 ± 10°C steigt stark mit dem K 2O- und wenig mit dem Na 2O-Gehalt.