[编者按] 凝石风波持续已有一年之久, 但是这个话题不能让人忘却。出于对行业的责任感,《中国
水泥》始终关注着它的动向。本期发表的南京工业大学材料学院资深教授杨南如的论文, 归纳了凝 石出现以来孙恒虎教授自述的所有观点, 并对其进行了系统的分析和研究, 剖析凝石专利和仿地成 岩理论的核心内容, 鲜明地阐述了自己的学术主张——“仿地成岩” 的理论基础不符合硅酸盐科学 的基本概念。此文就是2005 年11 月我刊曾发表清华大学廉慧珍教授 《成岩作用、“仿成岩理论”
和 “凝石”》一文的姊妹篇再一次向“凝石”
理论提出挑战。对杨教授契而不舍、刻苦钻研、严谨的治学 态度, 我们表示钦佩。
就凝石技术
几个问题与孙恒虎教授商榷
南京工业大学材料学院 杨南如
科 学 的 态 度 来 评 价 一 项 科 研 的 成 果 , 甚至也不作调查研究或进一步的深入
了解, 人云亦云, 就不可思议了。对凝 有没有想过, 这会给中国科学院和院 士的声望在人们心目中造成什么样的 后果? 难怪工程院对2005 年新增选的 前 言
自2005 年8 月12 日众 多 媒 体 报
道
了清华大学国土矿产资源与利用研究
中心主任, 清华大学教授, 长江学者孙
恒虎教授的863 国家科研项目- 凝石技
术- 一 项 具 有 我 国 自 主 知 识 产 权 原 创
性新技术[1]。并称这种新型的建筑材料
“ 具有划时代的意义”, 有专家认为“
: 凝 石技术有21 名中科院院士签名的“ 关
工程院院士发信, 其中有“ 院士不是万 于加强《 粉煤灰和冶金炉渣生产新型
水 泥- 凝 石 的 基 础 理 论 和 系 统 技 术 研
究》的建议”[5]
, 建议书中签名者都是多
个学术界的有声望和显赫地位的学者 和权威。然而, 令人不解的是, 他们中
间 竟 然 没 有 一 位 是 材 料 学 科 领 域 的 , 更不用说是水泥和混凝土领域的院士 或专家。水泥和混凝土界虽然没有科 学院的院士, 但工程院院士却不止一 名 , 不 知 为 什 么 不 请 他 们 参 与? 而 且 , 在建议书中也坦然承认, 除叶大年院
事通, 您应避免参加与自己专业无关 的 评 审 、鉴 定 、咨 询 活 动 , 特
别 是 商 业 性广告和造势。”[6]
我想这段话对于老
院士应该也是适用的吧。
今 年3 月 由 中 国 建 材 工 业 协 会 主
石技术发明的意义在于, 把水泥工业 办在北京召开的“
水泥和混凝土利废 推进到一个崭新的阶段, 从干法生产 技术与可持续发展论坛”, 会上听了孙 恒虎教授“ 仿地成岩的凝石理论与实 践”的报告并参加了一次讨论会, 近日 又看了一些孙恒虎教授凝石技术的文 章以及有关资料, 萌发了要与孙恒虎 教授就他的“ 凝石理论基础”
问题讨论 的想法而撰此文。同时也想借以澄清 一些概念上的模糊和混乱。
到湿法生产, 境 污 染 问 题
的重大突破 彻底解决水泥生产的环 ”[2]
, 凝 石 是 对“ 洋 灰 ”
[“3], 凝石有望终结混凝土
时代”[4]等等。一时间在水泥和混凝土
界掀起巨大的反响, 对媒体不实事求 士外没有人见过凝石, 也并不清楚凝 是, 夸大其词的报道议论纷纷, 提出众 多质疑。凭心而论, 这不能全怪媒体, 他们毕竟不懂水泥和混凝土, 也不是 石技术的实质是什么,
只是“ 确信叶大 年反映上述情况属实”。我们不能妄说 叶大年院士假报情况, 但至少他对凝 一、概念不容混淆
在孙恒虎教授的报告[7, 8]中提到了 建筑胶凝材料的时代划分问题, 并分 学术界人士, 报道有所失真是情有可 石了解不全面, 更不用说对国内外在 水泥和混凝土研究和应用各种工业废 渣方面的新技术和新成果以及利用的 进展了。在这样的情况下, 20 位科学院 院士, 我国科学界的最高身价的学者, 原的, 因为他们是根据研究者的报告 和专家们的意见作出的报道, 最多在 文字和语调上有所夸大, 是为了达到 宣传的效果也是可以理解的。但令人 困惑的是, 有些专家们竟然也不是按
析 说“ 凝 石 代 表 一 代 新 的 建 筑 胶 凝 材 料文明, 人类建筑文明经历了千年的
居然就大胆地跟着签了名, 不知他们
中国水泥 22 2006.8
石灰三合土时代、百年的水泥混凝土 时代、将迎来可持续发展的第三代建 筑胶凝材料文明。”孙教授已把问题提 到足够的高度。可是他却没有对胶凝 材料时代的划分含义和真正的意义作 足够的和深入的理解。
它 们 是 气 硬 性 还 是 水 硬 性 来 划 分 的 , 这对于胶凝材料来说确实是至关重要 的问题。试想, 如果不是有了能够既在 水中应用而且还能有抵抗各种天然的 和 人 工 的 不 利 环 境 的 水 泥- 混 凝 土 的 话, 很难设想现在的世界会是怎么样。 混凝土。这不是吹毛求疵, 也不是咬文 嚼字, 而是认为概念应当明确, 不容含 糊, 更不容混淆。 3. 材料本身的创新和对形成材料
过程的解释
在孙恒虎教授的有关文章和报告 中以及媒体的报道都强调了凝石技术 的创新在于“ 仿照自然界成岩原理, 在 钢渣、粉煤灰、煤矸石等类似火山灰的 废弃物中添加成岩物质, 让它们在数 小时乃至几十分钟内就凝聚成高强的 岩石”。[11]如果说凝石技术的创新就在 于：应用自然界的成岩原理用于解释一 些铝硅酸盐废弃物在某些化学激发剂 的作用下, 形成了坚硬的类似于天然
的确, 人类的进化发展史可以用 那么按照这个划分的标准, 凝石和水 材料的进化加以理解和说明[9], 它明确 地表达了人类的进步与材料的关系。
从胶凝材料的发展看, 胶凝材料 泥- 混凝土的本质区别在哪里? 如果只 是取用的原料不同(凝石用较多的工业 废弃物), 工艺过程较简单(凝石不用高 可以分为有机和无机两大类, 我国古 温煅烧), 在材料的特性上并没有本质 代 的 建 筑 就 是 用 黏 米(即 糯 米)为 粘 结 剂, 有代表性的建筑物如长城和苏州 区别, 最多可以说是材料制备上的革 新(且不说凝石本身是否为创新), 又如 何能够称得上是一个胶凝材料文明
的 新时代呢
2.凝石究竟是胶凝材料还是石头?
胶凝材料和岩石是两个不同概念
的物质。无机胶凝材料一般是松散状 的, 更多的是粉末状的, 他必须在与水 的虎丘塔, 都是用糯米和黏土混合成 粘结材料把砖粘结起来, 这类胶凝材 料目前当然已经很少应用。无机胶凝 材料是指一类无机物质的粉末当与水
或含有其它化合物的水溶液拌和后所 形成的浆体, 将产生一系列的化学, 物 理和物理化学的作用, 能够逐渐硬化, 并具有一定的力学性能和其它性能的 人造石[10]。从胶凝材料发展的历史看,
岩石的人工石, 这个概念以前确实没 有人提出过。然而, 如果把所形成的材 料也说成是创新, 那就又造成了概念 上的错误。孙教授虽然不止一次地声 称, 他 的“ 凝 石 ”不 是 碱- 矿 渣 水 泥, 也 不 是 无 熟 料 水 泥 , 那 么“ 凝 石 ”究 竟 是 什么胶凝材料呢? 实际上它与已有的 化 学 激 发 胶 凝 材 料 并 没 有 什 么 区 别 。 从以下几家蓝资科技有限公司所生产 调和后, 在与水反应生成新的水化产 物的同时, 自身产生凝结并逐渐凝固 成一个坚硬的整体, 并可以把其它的
物质胶结在一起, 形成坚固的整体。水 泥 基 混 凝 土 就 是 靠 胶 凝 材 料- 水 泥 把 的确早在公元前200
0～3000 年, 人们 就开始利用石灰和石膏砂浆, 这时期 称为胶凝材料发展的石灰- 石膏时期; 到公元初期, 人们又学会用石灰- 火山 石子和砂子胶结在一起, 形成了与天 的产品, 就可以清楚地知道凝石究竟 然岩石有相似的性质, 于是人们就把 它称为人工石。这个简单的描述, 可以
看清楚胶凝材料与岩石间的不同。 然而在孙教授却把它们混为一谈[8], 他在“ 仿地成岩的凝石理论的实践”报 告中对凝石的概念作定义时一方面说 它“ 就形成了类似水泥的胶凝材料, 所 制 备 的 凝 石 不 仅 符 合GB175- 1999 国 家标准对普通硅酸盐水泥所规定的各
是什么材料了。
(1)通化蓝资科技有限公司的主要
产品为凝石A 和凝石C , 凝石A 的主
要 成分为矿渣65% , 水泥熟料30%
和成 岩剂5% [12]
; (2)柳州蓝资科技有限公司生产的
灰水硬性材料, 这是胶凝材料从气硬 性石灰- 石膏时代发展到了石灰- 火山 灰水硬性过渡时代, 所以称它为过渡 时代, 是因为石灰- 火山灰这类材料的 凝结和强度发展都非常缓慢。在使用 天然界含黏土的石灰石烧成水硬性石 灰( 罗 马 水 泥) 的 过 程 中 , 逐 渐 发 展 成 凝 石A 为 矿 渣 粉
55% ,
~ 30% , 5% 成岩剂[12];
水 泥 熟 料20%
用石灰石和黏土配料, 煅烧出性能更 (3) 北京燕郊蓝资科技有限公司目 前生产的也是凝石A , 但其中除矿渣和
水泥熟料外, 又加有一定量的粉煤灰[13]。
从以上三地蓝资科技有限公司所 好的胶凝材料, 成为近代硅酸盐水泥 的雏形。直到1824 年英国阿斯匹丁取
得了申请发明波特兰水泥的专利。几 乎同时有人用它制备成混凝土。这一
新的材料不仅性能良好, 而且可满足
项性能指标
“ 这里孙教授很明确
地 表 达 了 凝 石 是 胶 凝 材 料 而 不 是 石
头。但是也就在他的同一报告中却又
强调“, 可以简单地说, 凝石就是人工
生产的凝石组成, 水泥和混凝土界的 凝结起来的石头”。很难理解孙教授怎 么把胶凝材料和人工石头的概念等同 同志、甚至应用混凝土的其它行业的 各种场合的应用, 就成为现在胶凝材 同志都很清楚, 这些都是属于少熟料 料 的 水 泥- 混 凝 土 时 代 。从 中 可 以 看 到, 胶凝材料时代的划分, 很重要的是 按它们本征性能为依据的, 也就是, 按
起来, 难道我们可以说水泥就是混凝 水泥, 只不过为了提高和改善它们的 土吗? 虽然混凝土是靠水泥把石子和 性能而加了激发剂, 或按孙教授所说 的成岩剂而已。即使不加硅酸盐水泥
砂子胶结在一起的, 但水泥终究不是
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熟料、只用工业废弃物和激发剂制备 的 凝 石C , 显 然 是 无 熟 料 水 泥 , 而 无 熟 料水泥是必须加激发剂的。
这类胶凝材料的发展历史和进展 已有不少文献作过报道[14], 笔者也曾撰 写过介绍前苏联有关熟料和无熟料碱 激发胶凝材料的研究和生产应用的情 况[15], 和把它们称为一类新的胶凝材料
[16]
, 不论是凝石A 和凝石C , 都没有脱
离 它的范围。至于在国际上已经召开过 若干次化学激发胶凝材料的的国际会 议 , 如
在 法 国 由 Davi dovi ts 教 授 ( 即 Ge o p o lym e r 的提名者)主持召开的; 在 乌 克 兰 则 上 世 纪 50 年 代
就 有 Γлуховский教
授 开 始 研 究 和 应 用 ; 在
1994 和 1999 年 Кривенко教 授 召 开 了
两 次 国 际 会 议 ; 近 年 来 澳 大 利 亚 De
ve nt e r 教 授 又 在2005 年 召 开 了 国 际会
议, 更说明这一类材料在国际已很普 遍, 材料的类型也是多种, 更有对它们 在激发剂作用下的机理解释。我国在
2004 年11 月由中国建材协会和南京工
业大学联合在南京召开了全国第一届 化学激发胶凝材料研讨会, 参加会议 至 于 凝 石 不 是 碱 矿 渣 水 泥 的 说 法 是 对 的 , 因 为 凝 石 A 是 少 熟 料 水 泥 。孙 教 授 可 能 主 要 想 说 明 的 是 他 的 成 岩 剂 不 是 碱 , 不 属 于 碱 激 发 , 但
是 不 管 成 岩 剂 是 什 么 物 质 , 总
不 外 乎 化 学 物 质 , 而 且 应 当 能 溶 解 于 水 , 因 此 , 也 脱 离 不 了 化 学 激 发 胶 凝 材 料 的 范 畴 。 如 果 因 为 激 发 剂 , 也 就 是 成 岩 剂 有 所 不 同 , 则 孙 教 授 可 以 把 成 岩 剂 作 为 发 明 , 申 请 专 利 , 但
不 是 发 明 新 的 胶 凝 材 料 品 种 或 类 别 。
就 好 象 混 凝 土 的 外 加 剂 , 多 种 多 样 , 每 出 现 一 种 新 的 外 加 剂 , 都 可 以 申 请 发 明 专 利 , 但 不 可 能 是 什 么 新 的 混 凝 土 , 更
不 能 说 是 可 以 替 代 原 有 的 混 凝 土 , 只
是 改 善 混 凝 土 的 性 能 , 使 它 更 适 合 于 工 程 的 应 用 而 已 。
至 于 孙 教 授 的“ 仿 地 成 岩 ”理 论 ,
似性, 这是允许的, 问题是孙教授目前
所 提 出 的 一 些 见 解 实 在 有 嫌 粗 糙 , 因
并发表论文的就有20 个单位, 而且大 为要形成理论, 不仅要有确切的甚至
多数是高等学校, 会议还出版了论文 集[17], 难道孙教授对这些都视而不见或 者根本就不知道? 但是不管是什么情 是精确的实验数据、理论的内涵清晰、 概括系统的范围广泛, 不是靠想象和 少量的试验就能称为是理论。廉慧珍
教授等的文章是很有说服力的[18]。 4.水泥的湿法生产和干法生产
孙教授和有关专家们一再强 调 说 “ 凝石”是改现有水泥的干法生产为湿 况, 只能认为孙教授对这个领域知之 尚少。
凝 石 作 为 材 料 虽 然 不 是 新 发 明 ,
但它是材料, 而且孙教授也认为它是 “ 类似于水泥的胶凝材料”, 他的凝石A
应定位为少熟料水泥, 而凝石C 则属于
无熟料水泥。孙教授曾多次强调凝石
不 是 碱- 矿 渣 水 泥 , 也 不 是 无 熟 料 水 泥。这可能是孙教授对无熟料水泥概
念的误解, 以为无熟料水泥就是石膏-
石灰- 矿 渣 水 泥 和 石灰- 火 山 灰 水 泥 , 而事实上, 凡是不含水泥熟料的物质 而又具有胶凝性的材料统统称为无熟 料水泥, 所以孙教授的凝石C 就脱离不 了无熟料水泥的范畴。
法生产, 不知孙教授从哪个角度来说
这个问题? 根据孙教授“ 凝石二元化湿 水泥及其生产包装存放运输使用及应 用方法”[19]的发明专利申请
公开说明书 中第19～21 条称“: 在报告中的1 、4 、7 、 8 、11 ～14 所 说 的 凝 石 二 元 化 湿 水 泥 , 其特征在于, 所述的阴体部分其含水 量重 量 比 在0.1% ～95% ; 较 好 的 含 水 量比在10% ～80% ; 应该承认以前没有人提出过, 他应用 更好的含水量比 地质学中的成岩过程和理论来说明凝 石的形成与天然界的岩石的形成的相
为20% ～70% ”。孙教授显然对水泥的 干法生产和湿法生产的概念, 在理解
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办法( 据了解孙教授近来已经又把湿法改为干法了) 。
二、
“凝石仿地成岩的理论基础”成立吗
孙教授为阐明他的“凝石仿地成岩”的理论, 还进一步提出了“凝石仿地成岩的理论基础
“, 对于
“凝石”是按仿地成岩成因理论廉慧珍教授等已有文章做了分析[18], 在此想就他的理论基础谈点看法。
孙教授称, 他的”凝石仿地成岩的理论“核心可概括为：一个中心, 两个效应, 即硅中心稳定理论、硅的四配位同构化效应和复杂成岩流体多组分复合协同效应[8]。我们可以分别剖析他的理论基础的要点:
1.什么是硅中心稳定理论?
在孙教授的报告中[8]对硅中心稳定理论的理论表述为：硅氧四面体是天然硅酸盐矿物、岩石以及一切人造硅
上有所不清。众所周知, 水泥生产的干法和湿法工艺是指对生料的制备方而且浪费了大量的水，这是水
泥生产酸盐材料的稳定核心，其稳定趋势随改为干法的主要原因之一。孙教授所
谓的湿法生产凝石, 虽然不用再煅烧,
把工业废渣用湿法粉磨成浆体和悬浮
液。但按孙教授的专利, 粉磨的用水量
在0.1%～95%, 即使是更好的用水量
也是20 % ～70 % 。这不禁产生疑问,
如以含水量为0 .1 % , 能否称为湿法制
备? 含水量为95 % , 如此多的水，以后
又如何把它除去即使按20 % 的水在
粉磨时是很困难的, 而70 % 的水同样
有如何除去的问题。因为这种不精确
的含水量对以后制备混凝土时带来很
大的困难, 无法很好地控制混凝土的
着硅氧四面体含量的增加而上升。硅
氧四面体在重组过程中具有连接第三
主族和第五主族的元素离子以及其它
法，水泥生料的制备工艺的确几经变化, 从干法- 湿法- 干法, 改变的出发点
是从水泥熟料的质量、节约能耗、生产的技术先进性和对环境的友好等方面考虑的。目前水泥生产所以用干法的很重要的原因就在于可以大规模的生产、减少工艺过程、尤其是可以降低能耗和节约用水, 因为我国不仅是能源短缺, 更是缺水的国家。今年 5 月28日
在内蒙古鄂尔多斯的全国水资源会议类似离子的趋势，使这些离子进入以硅氧四面体为主的三维空间网络，并使这些元素处于四配位稳定状态。对上述的理论表述疑问实在太多。其
一, 什么是硅中心的含义? 难
道一种材料或矿物中的某种成分的含量多, 就是这种矿物的中心? 我们可以就不同类型的水泥作例子来说明这种中心论的不科学性。水泥的分类法中的一种是以其主要成分为依据的, 如硅酸盐水泥是因为其中的主要成分为硅酸盐, 而不是硅元素; 铝酸盐水泥则是以铝酸盐矿物为主要成分, 硫铝酸盐水泥却又是以硫铝酸盐矿物为主要成分。如果按照硅中心理论, 这后两种水泥前者是否应当称以铝为中心; 而后者应当称以什么为
指出“，我国的水资源短缺已经成为经济发展的第一瓶颈”。[20]笔者近日也有
文章阐明这个问题[21], 但当时的认识还没有意识到它对经济发展造成的危害已达到了第一瓶颈的程度。的确湿法粉磨可以提高磨机的效率和原料的均匀性, 但是多余的水必须除去, 用机械的方法过滤, 使生产工艺复杂; 直接入窑, 不仅使熟料的烧成热耗大大增加，水灰比，后者对于制备性能良好的混
凝土却是很重要的。要知道, 水泥和胶
凝材料都只是半成品, 必须考虑它在
以后应用，也就是在制备混凝土时的
条件和要求。此外, 就运输的情况看,
70%的水运往制备混凝土搅拌站, 而
后再除去多余的水, 恐怕也不是好的
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中 心 ? 硫 为 中 心 或 者 铝 为 中 心 ? 中 心 说是 一 个 含 糊 的 概 念 。
其次, 关于硅氧四面体的稳定核 而上升”, 就更令人难以理解了。试想, 硅 酸 盐 或 铝 硅 酸 盐 的 种 类 中 , [SiO 4]4- 离 子 四 面 体 相 互 间 的 连 接 有 孤 立 的 、 有链状结构、有环状的、层状的以及三 维网络结构。Xu Hu a 、
De ve nt e r 等[23]曾 就 16 种 不 同 结 构 的 铝 硅 酸 盐 矿 物 作 Si 4+ 离 子 和Al 3+ 离 子 在 碱溶 液 中 的 溶 出 量,
证明只有一种矿物不被碱溶解。这
16 种硅酸盐矿物中硅氧四面体聚合的
结 构 从 孤 立 的 到 三 维 网 络 的 都 有 , 却 并没有发现它们被碱溶解的量与硅氧 四面体的含量多少有直接的关系。此
势和其它的动力, 结构才可能重新组
合, 而不是硅氧四面体本身的作用。同 时, 其它离子是否能进入硅氧四面体 的聚合体结构中, 决定于它们的离子
心问题, 孙教授认为硅酸盐矿物所以
稳定是因为有硅氧四面体存在。的确 硅 与 氧 的 四 配 位 是 较 它 的 六 配 位 稳
定, 这是由Si - O 的键强和S i - O- S i 键角 大小所决定的。一般的硅酸盐矿物
都 是以硅氧四面体配位, 它只是硅酸盐 矿物晶体结构的基本单元, 和矿物的 稳定性并不存在固定的联系。一个矿 物是否稳定的影响因素很多, 例如所 处 的 周 围 环 境 、温 度 、压 力 、特 别 是 它 们的结晶状态的完整性, 对于一种物 质的理想晶体, 应当是最稳定的。就以
二氧化硅为例, 它的几种变态是随温
半径大小, 它们原来就有形成何种阴 离子多面体的性质, 与硅氧四面体存 在与否毫无关系。就以孙教授说第三 族的元素B 为例加以说明。众所周知, 在玻璃体系中, 硼酸盐玻璃是以氧化 硼为主要组成的玻璃, 硼是很重要的 一类网络形成元素, 一般硼与三个氧 形 成 三 角 形 配 位 体 , 即[BO 3]3- , 但
是 在 外, 孙教授又是从哪个角度来谈矿物 Na 2O- B 2O 3 体系中 , 当Na 2O 的 含 量 从 的稳定性? 是对热的稳定? 还是对化学 10.3% 增 加 到30.8% 时, B 原 子 的 配 位
也由3 增加到4 , 成为[BO 4]5- [24]。这表明 第 三 族 元 素 B 形 成 [BO 4]5- 四 面 体 与 介质的稳定 的理论基础, 它既然是凝石仿地成岩 总不能如此含混不清而
度的变化而变化, 说明它们各自有稳 [Si O 4]4- 完 全 没 有 关 系 , 这 一 方 面 是B
又没有实验数据来说明吧。就凝石技
术所要表明的稳定性, 应该是对化学 介质的稳定性。在前面提到的石英在 不同温度下的变体, 说明即使同是纯
定的条件, 而且晶体结构也在变化。对 此 如 何 体 现 硅 氧 四 面 体 的 稳 定 核 心? 就以铝硅酸盐来说, 如所知, 铝硅酸盐 的 种 类 繁 多 , 硅 氧 四 面 体 在 其 中 的 连 接 方 式 也 不 同 , 根 据 铝 的 配 位 情 况 , 凡 是 铝 以 四 配 位 的 , 可 以 进 入 硅 氧 四 面 体 的 结 构 中 , 但 铝 硅 酸 盐 矿 物 中 硅 氧 四 面
体 的 连 接 并 不 都 是 三 维 网 络 结 构 ; 当
铝 与 氧 以 六 配 位 的 八 面 体 [Al O 6], 则 应 当 称 为 硅 酸 铝 , 如
黏 土 矿 物- 高岭石, 这类矿物在地壳中大量存 在, 而它们也是很稳定的。相反当高岭 石受热脱水, 铝氧[AlO 4
(O H)2
]八面体经 原 子 本 身 有 形 成 四 面 体 的 性 质 , 另 一 方
面 , 在 外 界 的 条 件 影 响 下 , 它 的 配 位是 可 以 改 变 的. 不 仅 如 此, 其 它 的 离
子 同 样 可 以 进 入 [BO 3]3- 三 面 体 或
[BO 4]5- 四 面 体 网 络 内 , 但 是 前 提 是 这 些 离 子 半 径 大 小 必 须 与B 的 离 子 半 径 大 小 相 配 合 , 如
Si 离 子 的 [Si O 4]4- 四 面 二氧化硅, 硅氧四面体的含量也是相 同的, 但是它们的稳定性却是不同的, 这是从矿物对热的稳定性来说的。如
果仍以二氧化硅对化学介质的稳定性 为例, 天然界的石英是稳定的, 同是天
然界的蛋白石却是不稳定的, 后者用 在混凝土中, 同时碱含量又较高时, 会 产生碱- 集料反应, 而石英砂却不会。 至于火山爆发喷出的火山灰也是以二
氧化硅为主要成分的, 它是水泥的活 性混合材料。这些例子都可以有力地
说明矿物的稳定性和硅氧四面体的含
体 也 可 以 进 入 [BO 4]5- 四 面 体 网 络 内
形 成 硼 硅 酸 盐 玻 璃 , 这 能 否 说[BO 3]3- 三 面 体 网 络 在 重 组 时 带 动 了 [S iO 4]4- 四面 体 , 使 其 稳 定 呢 2.硅的四配位的同构化效应
对此, 意思是:
孙教授的理论表述的中心 过渡的五配位转变为四配位, 可以进 入硅氧四面体的结构中, 这时它并不 如原来的结构稳定。甚至可以认为, 由 于铝氧四面体的掺入到硅氧四面体的 (1)硅在无机铝硅酸盐中的作用和
碳在有机物中的作用一样, 起“中心连 接”及“骨架稳定”
作用; (2)四价硅的四配位特性使硅氧四
面体形成架状结构的同时, 带动三价 量多少毫无关系, 状态密切相关。
而是与它们的结构 结构中, 使原来稳定的硅氧四面体层 其三, 孙教授认为“: 硅 氧 四 面体 状结构变得不稳定了, 这正是高岭石
不能 被 碱 激 发, 而 偏 高 岭 石(或 煅 烧 高 岭石)可以在碱激发下形成胶凝材料的
原因[22]。从这个例子怎么能称得上硅氧
四面体是一切天然的和人工硅酸盐矿
物的稳定核心呢
在这段论述中, 孙教授又提到“ 其 稳定趋势随着硅氧四面体含量的增加
在重组的过程中具有连接第三主族和 第五主族的元素离子以及其它类似离
子的趋势, 使这些离子进入以硅氧四
和五价元素形成四配位, 架状结构;
并共同形成 面体为主的三维空间网络, 并使这些
(3)结构中的电荷不平衡由二价或
一 价 的 离 子 进 入 结 构 网 络 以 达 到 平 衡 , 并 固 定 在 结 构 中 , 于 是 就 起 到“控 碱吸酸包盐”作用。
这 一 段 所 包 括 的 含 义 确 实 很 多 ,
元素处于四配位稳定状态”。 硅氧四面体的聚合体
(硅 氧四 面 体重组的说法不妥, 它只是结构单元) 必然要有外界的驱动力, 如温度、化学
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