无机非金属工艺学考试题简答题

水泥、影响水泥水化速率的因素：①水泥熟料矿物组成：含量、晶体结构；②水灰比：水灰比大，水泥颗粒高度分散、与水的接触面积大，水化速率快。

但是水灰比大，使水泥凝结慢，强度下降。

③细度：水泥细度细，与水接触面积多，水化快；细度细，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化；④养护温度：养护温度提高，水泥水化加快。

但是温度对不同矿物的水化速率的影响程度不尽相同。

对水化慢的 B -C2S影响最大。

C3A在常温下水化就很快，放热多，故温度对C3A水化速率影响不大。

温度越高，对水泥早期水化速率影响越大，到后期影响逐渐变小。

⑤外加剂：通常绝大多数无机电解质都有促进水泥水化的作用。

如：CaCl2; 大多数有机外加剂对水化有延缓作用，常使用的各种木质磺酸盐类。

12、生料易烧性的意义：指生料在规定的温度范围内，通过复杂的物理化学变化，形成熟料的难易程度。

影响生料易烧性的主要因素：①生料的潜在矿物组成：KH SM高，生料难烧；反之易烧，但有可能结圈；SM IM高，难烧，要求较高的烧成温度；②原料的性质和颗粒组成：原料中石英和方解石含量多，难烧，易烧性差；结晶质粗粒多，易烧性差。

③生料中次要氧化物和微量元素：适量存在，有利于烧成，易烧性好，但含量过多，不利于煅烧。

④生料的均匀性和生料粉磨细度：生料均匀性好，粉磨细度细，易烧性好。

⑤矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。

⑥生料的热处理：生料的易烧性差，要求烧成温度高，煅烧时间长。

生料煅烧过程中升温速度快，有利于提高新生态产物的活性，易烧性好。

⑦液相：生料煅烧时，液相出现温度低，数量多，液相粘度小，表面张力小，离子迁移速度大，易烧性好，有利于熟料的烧成。

⑧燃煤的性质：燃煤热值高、煤灰分少、细度细，煅烧速度快，燃烧温度高，有利于熟料的烧成。

⑨窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有利于熟料的烧成。

13、（水泥孰料的形成过程）生料煅烧过程中的物理、化学变化：干燥与脱水、碳酸盐分解、固相反应（固相反应一般包括界面上的反应和物质迁移两个过程）、液相和熟料的烧结、熟料的冷却19、熟料冷却的目的：①回收熟料带走的热量，预热二次空气，提高窑的热效率；②迅速冷却熟料以提高熟料质量③改善孰料的易磨性④降低熟料温度，便于熟料的运输、贮存与粉磨。

20. 熟料急冷有什么目的?答（要点）：防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨，防止C3S分解和C2S的晶型转变使熟料强度降低，减少MgO 晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良，减少C3A 晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能，使熟料产生应力，增大熟料的易磨性，急冷还可以收回热量，提高热的利用率。

17、影响碳酸盐分解速率的因素：①石灰石的种类和物理性质：结构致密，结晶粗大的石灰石，分解速率慢；②生料细度和颗粒级配: 生料细度细, 颗粒均匀, 粗粒少, 分解速率快; ③反应条件: 提高反应温度，分解反应的速度加快，同时促使CO2扩散速度加快，加强通风，及时地排出反应生成的CO2气体，则可加速分解反应。

④生料悬浮程度：生料悬浮分散良好，相对减小颗粒尺寸，增大了传热面积，提高了碳酸盐分解速率；⑤生料中粘土质组分和性质：粘土质中的矿物组分的活性依次按高岭土、蒙脱石、伊利石、石英降低. 粘土质原料活性越大，可加速碳酸盐的分解过程。

18、影响固相反应的主要因素：①生料的细度和均匀性：生料愈细，比表面积越大，组分接触面越大，同时表面质点的自由能越大，使扩散和反应能力增强，因而反应速率加快；生料的均匀混合，可增加各组分间接触，也有利于加速反应；②温度和时间：当温度较低时，固体的化学活性低，质点的扩散和迁移速度很慢。

提高温度，加速离子的扩散和迁移，促进固相反应的进行。

③原料性质：当原料中含有结晶SiO2和结晶方解石时，由于破坏晶格困难，使固相反应速度明显降低；④矿化剂：矿化剂可通过与反应物形成固溶体使晶格活化，反应能力加强；也可以形成低共熔物，使物料在较低温度下形成液相，从而加速扩散和固相的溶解作用31.降低f-CaO 的工艺措施有哪些？答（要点）：（1 ）配料要合理，KH 不要太高。

（2）合理控制生料细度。

（3）生料均化要好。

（4）物料煅烧时要保证一定的液相量和液相粘度。

（5）熟料急冷，以免产生体积膨胀。

氧化钙。

14. 熟料的率值有哪几个？简述硅率高低对熟料煅烧过程及质量的影响答（要点）：熟料率值指KH、N、P;硅率（N ）高，熟料硅酸盐矿物多，熟料强度高，但液相量少，对煅烧不利，需提高烧成温度；硅率（N）低，熟料硅酸盐矿物少，熔剂矿物多，液相量多，煅烧时易结块或发生结圈。

11. 熟料的KH 、SM、IM 的作用是什么？答（要点）：KH :控制CaO与其他氧化物相对含量，达到控制C3S与C2S相对含量；SM :控制Si02与Ai3O2 和Fe3O2 相对含量, 达到控制C3S 和C2S 与C3A 和C4AF 相对含量和液泪量；IM ：控制Ai3O2 与Fe3O2 相对含量, 达到控制C3AC 与4AF 相对含量和液泪粘度。

7、安定性不良的因素：①游离氧化钙水化生成氢氧化钙时，体积膨胀97.9%。

随着游离氧化钙含量的增加，试体抗拉、抗折强度降低，3d 以后强度倒缩，严重时甚至引起安定性不良，我国回转窑一般控制在 1.5%以下；②方镁石的水化比游离氧化钙更为缓慢，要几个月甚至几年才明显起来。

方镁石水化生成氢氧化镁时，体积膨胀148%导致体积安定性不良。

国家标准中规定硅酸盐水泥中氧化镁含量不得超过 5.0%;③石膏掺量。

混泥土的耐久性是指混泥土能抵抗环境介质的长期作用，并保持其良好的使用性能和外观完整性，从而具有维持混泥土结构的安全、正常使用的能力。

包括抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性，抗碳化性，抗碱集料反应，以及混泥土中的钢筋耐锈蚀等。

影响耐久性因素：温度变化导致终凝时间变化，环境，有害物质的侵蚀。

混泥土的砂石比，水灰比，颗粒级配等因素。

影响耐久性的因素：抗渗性：差，各种有害介质易于进入内部；抗冻性：不良，在冻融交替的条件下容易剥落破坏；外界侵蚀性介质：会引起一系列化学、物理的变化，从而逐渐受到侵蚀；碱含量：含碱较多，且与集料配合不当，引起碱集料反应的膨胀破坏。

玻璃：3、黏度与玻璃组成的关系氧硅比：氧硅比大（如熔体中碱含量增大，游离氧增多），非桥氧多，网络结构不牢固，熔体黏度减小；反之增大。

键强：在其它条件相同的前提下，粘度随阳离子与氧的键强增大而增大。

离子极化：离子极化力大的阳离子对桥氧的极化力强，使得Si- O键作用减弱，网络结构易于调整与移动，使nJ。

结构对称性：网络基本结构单元的结构不对称，可能在结构中存在缺陷或弱点，使结构不稳定，粘度下降。

配位数：4 配位形成四面体进入网络结构，使结构紧密，粘度增大。

其它配位时就从网络中分离出来，使黏度降低。

如B2O3 和A2O35、影响玻璃强度的主要因素化学键与化学组成：玻璃的键强包括各种的强度及数目。

键强大，机械强度好。

结构网络紧密，强度好。

微不均匀性：玻璃中都存在着微相和微不均匀结构，相邻两相间成分不同且结合力弱，膨胀系数不一样，易产生应力，强度下降。

宏观和微观缺陷：缺陷处应力集中，导致裂纹产生与扩展。

活性介质：起化学作用，使结构破坏温度：低温时，温度升高，强度下降（裂纹端部分子的热运动起伏现象增加，积聚能量使键断裂）200 C时，强度为最低。

高温时，强度增加（产生塑性变性，抵消部分应力）应力：玻璃的残余应力，在多数情况下分布不均匀，将导致其强度大下降。

提高玻璃强度的方法： 1 设计高强度组成，严格遵守工艺制度 2 减少，消除玻璃表面缺陷，如采用表面火焰抛光，氢氟酸腐蚀等。

3.使玻璃表面形成应力，主要是通过物理及化学钢化。

如可采用淬冷，表面离子交换等。

7、玻璃的热学性质影响因素1）组成：凡能降低玻璃热膨胀系数的组分都能提高热稳性；硅含量高而碱含量低时，热稳性好。

2）制品选型复杂、厚薄不均匀的，热稳性差3）制品越厚，热稳性差，4）凡能使机械强度减低的因素，都能降低热稳定性。

提高热稳性的途径：降低玻璃的热膨胀系数；减小制品的壁厚等。

结论：凡能降低玻璃机械强度的因素，都能使热稳定性降低。

8、影响玻璃化学稳定性的因素化学组成：1) SiO2 :硅酸盐玻璃的化稳性决定于SiO2与R20(R0)的相对含量，其含量越高，化稳性越好。

2)含有一定的AI2O3、B2O3的玻璃，则Al、B具有一定的补网作用，可提高化稳性。

较高则出现反常现象。

3)含有一定的AI2O3、P2O5,可提高化稳性。

4)含有少量的Li2O取代Na20,可提高化稳性。

5) 玻璃中同时存在两种碱金属氧化物时，其化稳性比单一的要好，混合碱效应。

热处理：退火玻璃比淬火玻璃的结构紧密，化稳性要好。

玻璃钢化处理后，其化稳性要好。

表面状态：用表面处理的方法改变玻璃的表面状态，以提高化稳性。

温度和压力：一般说，温度升高侵蚀加快。

压力提高，一方面使侵蚀介质的吸附加快，侵蚀速度提高。

另一方面又使侵蚀物回收能力增加使扩散减慢，则降低侵蚀速度。

何为玻璃液的均化，影响因素：玻璃液的均化，使整个玻璃液在化学成分上达到一定均匀性的过程。

1.不均匀体的溶解与扩散，2,玻璃液的热对流和气泡上升的搅拌作用，促使其均化。

3，玻璃液与不均匀体的表面张力对均化的影响。

当前小于后时，不均匀体表面积减小，加速均化。

9、何谓玻璃的熔制？其熔制包括哪几个过程？把配合料经过高温加热形成均匀的、无气泡的、并符合成形要求的玻璃液的过程称〜。

硅酸盐形成阶段：800 —900C，由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。

玻璃液形成阶段：1200 —1250C，硅酸盐和二氧化硅互熔，烧结物变成了透明体。

有气泡存在，成分不均匀。

玻璃液澄清：1400—1500C，黏度降低，消除可见气泡。

玻璃液均化：长时间高温下，不均匀成分相互扩散趋于均匀一致。

玻璃液冷却：将玻璃液的温度冷却降低200 —300C，使玻璃液达到成形黏度(102—103Pa • s)配合料的熔化阶段：将配合料熔化成玻璃液；玻璃液的精炼阶段：将不均匀的玻璃液进一步改善成均匀的玻璃液，并冷却至成形所需的黏度。

、影响玻璃熔制过程的工艺因素配合料的化学组成：配合料的化学组成不同，熔化温度亦不同。

配合料内助溶剂含量愈多，即配合科中碱金属氧化物和碱土金属氧化物等总量对二氧化硅的比值愈高，则配合料愈易熔化。

原料的性质及种类的选择。

配合料的调制：配合料的均匀性是一项重要的工艺指标，混合均匀与否对玻璃液质量和熔制速度有极大关系。

加速剂的使用：在配合料中引入适量的氟化合物、氧化砷、硝酸盐、硼酸盐、铵盐等，均能加速玻璃的形成过程。

加料方式：加料方式影响到熔化速度，熔化区的温度、液面状态和液面高度的稳定，从而影响产量和质量。