⑥计算粗、细骨料用量(Go。So) a:绝对体积法
C0W0?G0S0+=1???0.01a???c?w?0G?0S??S0=? s?S+G?00取a=1,则
S0368195?G0+=1???0.01?30001000?30002650 ?S?0=0.35??S0+G0联解上列两式得:So=675Kg,Go=1253Kg。 该混凝土初步计算配合比为:
Co:So:Go:Wo=368:675:1253:195=1:1.83:3.40:0.53 b:假定表观密度法
假定:混凝土表观密度?oh=2500Kg/m3,
?G0?C0?S0?W0=2500? ?S0?100%=?(%)s?S+G?00将水泥用量和用水量代入上式,可得: So=678Kg,Go=1259Kg
该混凝土初步计算配合比为:
Co:So:Go:Wo=368:678:1259:195=1:1.84:3.42:0.53
? 某同学设计了一组混凝土配合比,经试拌调整后,各材料用量分别为水泥3.20Kg,水1.92Kg,砂6.80Kg,碎石13.20Kg,并测得拌合物表观密度为2450Kg/m3,试求1m3混凝土的各材料实际用量。
解:各材料用量分别为水泥3.20Kg,水1.92Kg,砂6.80Kg,碎石13.20Kg,总质量为25.12Kg。
1m3混凝土的材料用量分别为:
水泥:C'0=
C0?c,l=3.20÷25.12×2450=312Kg
C0?W0?S0?G0水:W'0=1.92÷25.12×2450=187Kg 砂:S'0=6.80÷25.12×2450=663Kg 石子:G'0=13.20÷25.12×2450=1287Kg
第12章 玻璃
? 玻璃是呈现玻璃转变现象的非晶态固体。
所谓玻璃转变现象是指当物质由固体加热或由熔体冷却时,在相当于晶态物质熔点绝对温度的2/3 -1 /2温度附近出现热膨胀等性能的突变,这一温度称为玻璃转变温度。
? 硅酸盐玻璃是以Si02为主要成分的玻璃,根据各种氧化物在玻璃结构中所起的作用不
同可将其分为三类,即玻璃形成体、玻璃中间体及玻璃调整体。 ? 近代玻璃结构理论主要是晶子学说和无规则网络学说。
(1)晶子学说
玻璃是由无数“晶子”所组成。
晶子是具有晶格变形的有序排列区域,分散在无定形介质中,从“晶子”部分到无定形部分是逐步过渡的,两者之间并无明显界线。
(2)无规则网络学说
此学说认为像石英晶体一样,熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体[Si04],石英玻璃是由[[Si04]作为结构单元,相互连接而成的三度空间网络,但[Si04]的排列是无序的,缺乏对称性和周期性的重复,故不同于晶态石英结构。
晶子学说强调玻璃的有序性,不均匀性和不连续性方面。无规则网络学说强调了玻璃中多面体相互间排列的连续性、均与性和无序性方面。总体,玻璃物质的结构特点是:短程有序和长程无序。宏观上玻璃主要表现为无序、均匀和连续性;而微观上以体现出有序、微不均匀和不连续性。
? 近代浮法玻璃生产基于玻璃的表面张力作用。 ? 玻璃熔体的工艺性质:粘度、表面张力
? 固体玻璃的性质:密度、热学性质、电学性质、力学性质(脆性、硬度、弹性、强度)、
光学性质、化学稳定性质。
? 中和效应(双碱效应或混合碱效应):
在二元碱硅酸盐或硼酸盐玻璃中,如果一种碱性氧化物被另一种碱性氧化物逐渐取代,电阻率并不呈直线变化,但当两种碱金属达到大致相等的摩尔百分数时,电阻率会出现一个非常明显的极大值,这就是中和效应。
原因:a.不同R+所占据的空间与其半径有关。在外电场作用下,R+移动时,小离子留下的空位比大离子留下的空位小,这样大离子只能通过本身留下的空位,而小离子进入体积大的空位中,产生应力,不稳定,因而也是进入同种离子空位较稳定。这样互相干扰使电导率大大下降。
b.另外,大离子不能进入小空位,使通路堵塞,妨碍小离子的运动,迁移率也降低。 ? 压制效应:如果在玻璃中用碱土金属氧化物(Ca0或Mg0)代替碱金属氧化物(Na20或K20)
时,一般亦使电导率下降。
? 主要硅酸盐玻璃的种类、用途:(1)瓶罐玻璃 (2)器皿玻璃 (3)平板玻璃 (4)仪器玻璃 ? 玻璃原料通常可分为主要原料和辅助原料两类。
(1)主要原料
主要原料是指引入各种组成氧化物的原料,它们决定了玻璃的物理及化学性质。包括引入玻璃形成体、玻璃调整体和玻璃中间体成分的原料。
(2)辅助原料
辅助原料是使玻璃获得某些必要性质和加速熔制过程的原料。根据作用的不同,分为澄清剂、助溶剂(加速剂)、着色剂、脱色剂、乳浊剂等 ? 玻璃着色:
根据着色机理不同,颜色玻璃大致可以分为离子着色、金属胶体着色和硫-硒化合物着色三大类。
1.离子着色:铁、钒、锰、钻、铬等过渡金属,在玻璃中以离子状态存在,它们的价电子在不同能级间跃迁,由此引起对可见光的选择性吸收,导致着色。
2.胶体着色剂玻璃可以通过细分散状态的金属对光选择性吸收而着色。
3.化合物着色剂:硫一硒一福:常用原料有金属硒粉、硫化福、硒化福。单体硒使玻璃着成肉红色;CdSe着成红色;CdS使玻璃着成黄色;Se与CdS的不同比例可使玻璃着成由黄到红的系列颜色。
? 玻璃制品的加工可以分为冷加工、热加工和表面处理三大类。 ? 应用电浮法可以连续生产表面着色玻璃。
? 玻璃体的缺陷:(1)气泡(气体夹杂物) (2)结石(结晶夹杂物)(3)条纹和节瘤(玻璃态夹杂物)
第13章 陶瓷 ? 传统上,“陶瓷”是指所有以粘土为主要;原料与其.它天然矿物原料一经过粉碎、混炼、
成形、烧结等过程而制成的各种制品。
广义的陶瓷:用陶瓷生产方.法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。 ? 一般来说是以吸水率为标准来划分陶器和瓷器。
? 陶瓷的组成、结构和性能之间有何关系?陶瓷微观结构包括哪些?
陶瓷的性能一方面受到其本征物理量(如热膨胀系数、电阻率、弹性模量等)的影响,同
时又与其显微结构密切相关。决定显微结构和本征物理量的是陶瓷的组成及其加工工艺。其中陶瓷组成对显微结构乃至性能起决定性作用。
陶瓷材料通常由三种不同的相组成,即晶相、玻璃相和气相[气孔]。
陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等,键性主要是离子键与共价键,而且往往是两种键杂交在一起。
陶瓷材料中原子或分子的排列方式和结构也是决定性能的重要依据。结构缺陷对陶瓷材料的性能也有显著的影响。如点缺陷中的肖脱基缺陷,佛仑克尔缺陷及价电子位移产生的色心都会增大离子晶体的导电性。
? 普通陶瓷是以粘土类及其他天然矿物原料(如长石、石英等)经过粉碎、成型、锻烧等工
艺过程制成的制品,是一种多品、多相(晶相、玻璃相和气相)的硅酸盐材料。
? 建筑陶瓷一般按坯体烧结程度及吸水率的大小把坯体分为三类:瓷质、炻质、陶质。 ? 坯体组成的表示方法:配料量表示法(质量比)、化学组成表示法(质量百分数)、示性
矿物组成表示法(矿物百分含量)、实验式表示法(摩尔数) ? 实验式表示法
aR2O?cR2O3?dRO2 ??bRO? 当a+b=1时为釉式,c=1时为坯式。
实验式表示法也称坯式表示法,是采用各种氧化物摩尔数来表示坯料组成的一种方法。将坯料中的氧化物分为碱性、中性和酸性氧化物,并计算出其摩尔数后按顺序排列。 ? 根据成型方法的不同,坯料通常可分为三类:注浆坯料、可塑坯料、压制坯料。 ? 将制备好的坯料制成具有一定大小形状的坯体的过程称之为成型。 ? 三个基本要求:动力、模型和性能适宜的坯料。
根据这三个要素及其组合方式的不同分为注浆成型、塑性成型和压制成型三种。 ? 釉是覆盖在陶瓷坯体表面上的一层近似玻璃态的物质,但釉不是玻璃。
釉具有与玻璃类似的某些物理化学性质:
例如各向同性,没有明显的熔点,具有光泽,硬度大,能抵抗酸和碱的侵蚀等。
不同之处:①釉不单纯是硅酸盐,有时还含有硼酸盐或磷酸盐;②大多数釉含有较多的A12O3,既可增加坯釉附着性,又可防止失透;③由于坯釉化学反应和成分扩散的缘故,釉不像玻璃那样组织均一,一般含有新生成的矿物结晶、气体包裹物和未起反应的石英结晶等。 ? 由始熔温度至流动温度称作釉的熔融温度范围。
通常把半圆球温度(即全熔温度)作为釉料烧成温度的指标; ? 釉的熔融温度的估算:a酸度系数法
所谓酸度系数是指釉中酸性氧化物与碱性氧化物摩尔数之比(用C.A表示)即:
C.A?RO2 R2O-酸性氧化物摩尔数 R2O?RO-?32R3OR2O?RO?3R2O3碱性氧化物摩尔数 釉的酸度系数增加,则釉的烧成温度提高。
b.耐火度公式
? PbO能明显降低釉的表面张力。釉的表面张力随温度的升高而减小。
? 坯釉适应性:是指陶瓷坯体与釉层有相互适应的物理化学性质,使釉面不剥脱、不开裂
的性能。
釉层剥落和开裂根本原因是釉层所受的应力超过了釉层强度。 要提高坯釉的适应性:(1)釉的热膨胀系数接近于坯体而稍低于坯体;(2)。坯釉的化学组成有一定差异但不可太大,以便形成稍厚或适中的中间层;(3)提高釉层的弹性和抗张强度;(4)釉层厚度应较薄。
?釉的膨胀系数大于坯的膨胀系数(α釉>a坯)---釉层开裂----负釉 ?釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数(α釉
一定压应力的釉层。
? 按油料制备方法:生料釉、熔块釉、挥发釉。 ? 施釉的基本方法有浸釉、淋釉和喷釉。
? 烧成方式是一次烧成和二次烧成。二次烧成分两种类型:“高温素烧,低温(中温)釉烧”、
“低温素烧,高温釉烧”。
? 某坯料的分子式为(Ba0.85Ca0.15)TiO3,采用BaCO3、CaCO3及TiO2原料进行配料,
其中BaCO3、CaCO3及TiO2原料的纯度为98%、98.5%、及97.5%,试计算各原料百分比。 解:(1)先计算坯料的分子量。将坯料改写为:
(BaO)0.85(CaO)0.15(TiO)2
1mol坯料的质量如下表,即1mol(Ba0.85Ca0.15)TiO3的质量为218.64g。
TiO2 项目 1mol坯料质量 BaO CaO 0.85 0.15 1 氧化物摩尔数 153.33 56.08 79.9 氧化物分子质量 130.33 8.41 79.9 氧化物质量 (2)计算各原料所需的质量(%)
BaO:130.33/218.64=59.61% CaO:8.41/218.64=3.85% TiO2:79.9/218.64=36.54%
把BaO、CaO数量折算为BaCO3、CaCO3的数量: ?由BaCO3分解生成BaO的百分比为:即需要BaCO3:
218.64 BaO153.33=?100%=77.70%
BaCO3197.3459.61?100%=76.72% 77.70?由CaCO3分解生成CaO的百分比为:即需要CaCO3:
CaO56.08=?100%=56.03%
CaCO3100.093.85?100%=6.87% 56.03(3)按原料纯度计算原料用量 BaCO3 纯原料需要量(%) 原料纯度(%) 实际原料用量(%) 各原料的百分比为: 76.72 98 78.29 CaCO3 6.87 98.5 6.97 TiO2 36.54 97.5 37.48 78.29?100%?63.78%
78.29?6.97?37.486.97?100%?5.68% CaCO3:
78.29?6.97?37.4837.48?100%?30.54% TiO2:
78.29?6.97?37.48BaCO3:
? 釉的配料的计算:逐步满足法