Аморфная фаза перлита представлена высокотемпературными полиморфными модификациями кварца кристобалитом и тридимитом с размерами кристаллитов 1‒1,6 нм, что предопределяет его высокую реакционную способность. В насыщенной щелочной среде на более раннем сроке аморфная составляющая перлита активно участвует в процессах гидратации ИПЦВ, что способствует получению кристаллических образований на ранних стадиях твердения с дальнейшим их ростом при автоклавной обработке. Исследование кристаллических фаз автоклавированных образцов проводилось полнопрофильным количественным рентгенофазовым анализом в варианте ритвельдовского алгоритма и при помощи растрового электронного микроскопа. Результаты позволяют сделать вывод, что добавление в состав ИКЦВ небольших количеств (15 масс. %) перлита взамен кварца интенсифицирует образование ленточного низкоосновного гидросиликата кальция ‒ 11Ǻ-тоберморита, вносящего основной вклад в формирование прочностных свойств материала. Позитивным моментом также является существенное уменьшение концентрации доминирующей в образце состава без добавления перлита высокоосновной ортосиликатной фазы αC2SH при увеличении концентрации кальцита и уменьшении концентрации кварца. В то же время в результате катионного обмена гидросиликатной фазы с щелочными металлами K2O, Na2O, содержащимися в перлите, синтезируется цеолит L ‒ K11.7(Al1.8Si34.2O72) ‒ аналог природного цеолита. Различия в фазовом составе образцов проявляются в морфоструктурных особенностях гидратных новообразований. Структура образца без добавки перлита представлена микроглобулярными агрегатами кристаллических индивидов изометрического облика фазы αC2SH, добавление перлита приводит к формированию спутанно-волокнистых тоберморитовых агрегатов и способствует микроармирванию структуры с увеличением прочности автоклавированного вяжущего на 35 %.
Таким образом, возможно изменять механизмы фазообразования и моделировать процессы генезиса природных цеолитов, способствуя созданию высокопрочных и долговечных строительных материалов и конструкций на их основе.
Работа выполнена при финансовой поддержке в рамках гранта Президента РФ № МК-6170.2013.8