4. Gli inosilicati idrati di calcio 3. Il sistema CaO-SiO -H O 2. Metodologie analitiche 1. Introduzione Sommario

(1)

Sommario

1. Introduzione

5

1.1 Il C-S-H, principale agente leganti dei cementi

5

1.2 Le proprietà di scambio cationico dei silicati idrati di calcio

8

1.3 Studio dei C-S-H: finalità e difficoltà

9

2. Metodologie analitiche

11

2.1 Diffrattometria di raggi X

12

2.1.1 Tecniche di cristallo singolo 12

Metodo del cristallo oscillante Metodo Weissenberg

Raccolta di dati di intensità con diffrattometro automatico a 4 cerchi Raccolta di dati di intensità con luce di sincrotrone su cristallo singolo

2.1.2 Tecniche di polveri 15

Diffrattogrammi con camera Gandolfi

Diffrattogrammi con diffrattometro Bragg-Brentano Raccolta di dati di intensità con luce di sincrotrone su polveri

Tecniche di raffinamento da dati di polveri: il metodo Rietveld ed il metodo Le Bail

2.2 Analisi chimiche

19

2.2.1 Analisi chimiche in modalità EDS 19

2.2.2 Analisi chimiche in modalità WDS 20

2.3 Analisi spettroscopiche

21 2.3.1 Spettroscopia 29 2.3.2 Spettroscopia micro-Raman 23 Si NMR 21

2.4 Analisi termo-gravimetriche

23

3. Il sistema CaO-SiO

2

-H

2

3.1 Ambienti geologici di formazione delle fasi C-S-H

27

O

25

3.2 I nesosilicati

34

3.2.1 Afwillite 34

3.2.2 Bultfonteinite 36

3.2.3 Chegemite, kumtyubeite e reinhardbraunsite 37

3.2.4 Poldervaartite 38

3.3 I sorosilicati

39 3.3.1 Dellaite 39 3.3.2 Jaffeite 40 3.3.3 Killalaite 41 3.3.4 Rosenhahnite 42 3.3.5 Suolunite 43 3.3.6 Trabzonite 43

3.4 I fillosilicati

44 3.4.1 Okenite 44 3.4.2 Nekoite 45

3.4.3 Il gruppo della reyerite 47

Reyerite e truscottite Gyrolite

Fedorite, lalondeite e loro relazioni con le fasi sintetiche K e Z Altre fasi strutturalmente legate al gruppo della reyerite

(2)

4.1 Cenni della teoria OD

61

4.2 Inosilicati idrati di calcio con catene tipo wollastonite

63

4.2.1 Foshagite 64

4.2.2 Hillebrandite 67

4.2.3 Jennite 68

4.2.6 Xonotlite 70

5. Le fasi del gruppo della tobermorite

75

5.1 Assetto strutturale dei minerali del gruppo della tobermorite

77

5.1.1 La versatilità dello strato tobermoritico 82

5.2 Problematiche nomenclaturali nel gruppo della tobermorite

85

5.2.1 Plombièrite 85

5.2.2 Tobermorite e clinotobermorite 89

5.2.3 Riversideite 95

5.3 Riconoscimento delle fasi del gruppo della tobermorite da diffrattogrammi

di polvere

97

5.4 Studi spettroscopici sui minerali del gruppo della tobermorite

98

5.4.1 Spettroscopia NMR 98

5.4.2 Spettroscopia micro-Raman 99

5.5 Comportamento termico dei minerali del gruppo della tobermorite

101

6. Plombièrite

103

6.1 Plombièrite – Crestmore (California, USA)

105

6.1.1 Comportamento termico in situ 106

6.

2 Plombièrite – Zeilberg (Baviera, Germania): comportamento termico in situ

113

6.3 Discussione

118

7. Tobermorite “anomala”

121

7.1

Tobermorite – N’Chwaning II mine (Repubblica Sudafricana) 122 7.1.1 Studi diffrattometrici sulla tobermorite di N’Chwaning II mine 123

7.1.2 Analisi termo-gravimetrica 124

7.1.3 Studi diffrattometrici con tecniche di polveri 129 7.1.4 Studi diffrattometrici con tecniche di cristallo singolo 137

La fase tipo clinotobermorite La tobermorite 10 Å

7.1.5 Studi spettroscopici 144

Spettroscopia 29

Spettroscopia micro-Raman Si NMR

7.1.6 Ipotesi sul meccanismo di formazione ed assetto strutturale della

tobermorite 10 Å 153

7.2 Tobermorite – Monti Lessini (Vicenza) 157

7.2.1 Tobermorite – San Vito di Leguzzano (Vicenza) 159 Analisi termo-gravimetrica

Comportamento termico Spettroscopia micro-Raman Discussione

7.2.2 Tobermorite – Gambellara 173

Studio con tecniche di cristallo singolo Studio strutturale

Comportamento termico

7.3 Al-K tobermorite 181

7.3.1 Tobermorite – Urali (Russia) 182

(3)

Spettroscopia micro-Raman Comportamento termico

7.3.2 Tobermorite – Höwenegg (Hegau, Germania) 185

Comportamento termico

Spettroscopia micro-Raman

7.3.3. Discussione 189

8. Tobermorite “normale”

191

8.1 Tobermorite – Cava Campomorto (Montalto di Castro, Viterbo)

191 8.1.1 Studio strutturale della tobermorite di Montalto di Castro 193

8.1.2 Analisi termo-gravimetrica 196

8.1.3 Comportamento termico in situ 198

8.2 Tobermorite – Vallerano 207

8.2.1 Analisi termo-gravimetrica e comportamento termico ex situ 209

8.3 Tobermorite – Cava Grolla (Spagnago, Vicenza) 213

8.3.1 Comportamento termico ex situ ed analisi termo-gravimetrica 214

8.4 Dalla tobermorite alla tobermorite 9 Å 216

9. Oyelite: la “tobermorite 10 Å” naturale?

219

9.1 Oyelite – Fuka (Okayama Prefecture, Giappone) 220

9.2 Oyelite – N’Chwaning II mine (Repubblica Sudafricana) 221 9.2.1 Analisi termo-gravimetrica e comportamento termico ex situ 223

9.3 Oyelite e tobermorite 10 Å: analogie e differenze 230

10. Conclusioni

233

Appendice A: studio strutturale della bultfonteinite di N’Chwaning II mine 239 (Repubblica Sudafricana)

Appendice B: studi su xonotliti italiane 249

Xonotlite – Groppo di Gorro (Berceto, Parma) Xonotlite – Montecastelli (Pomarance, Pisa) Xonotlite – Cava Grolla (Spagnago, Vicenza)

Appendice C: spettroscopia micro-Raman della clinotobermorite di Wessels mine (Repubblica

Sudafricana) 259

Appendice D: tacharanite e tobermorite di altre località italiane ed estere 261 Clinotobermorite – Bazhenovskoe (Urali, Russia)

Clinotobermorite – Wessels mine (Repubblica Sudafricana) Tobermorite – Pian del Foco (Tiglieto, Genova)

Tobermorite – Buer (Bjørkedalen, Telemark, Norvegia) Tacharanite e tobermorite – Palagonia (Catania) Tacharanite – Cava Grolla (Spagnago, Vicenza)

Bibliografia 271