第3章 硅酸盐分析(1).ppt
第3章无机胶凝材料
3
任务1
石灰
千锤万击出深山， 烈火焚烧若等闲。 粉身碎骨全不怕， 要留清白在人间。
(明) 于谦
4
一、石灰的生产
（一）、石灰的生产
温度过低时 欠火石灰 煅烧石灰石 或白垩,内 含CaCO3 温度在900℃左右时 温度过高时 正火石灰
碳酸钙没有完全 分解，降低了生 石灰的产量
因煅烧温度过高使粘土杂质 融化并包裹石灰，从而延缓 石灰的熟化，导致已硬化的 砂浆产生鼓泡、崩裂等现象
46
建筑石膏的应用
纸面石膏条板
石膏空心条板
47
纸面石膏板与龙骨组成轻质墙体：美国，70％以上的 民用住宅内隔墙 轻钢龙骨石膏板墙体体系(简称QST)具有以下优点： (1)质轻，强度较高。 (2)尺寸稳定。 (3)抗震性好。 (4)自动调湿性好。 (5)装饰方便。 (6)占地面积少。 (7)便于管道及电线等埋设。 (8)施工简便，进度快。 艺术装饰石膏制品：石膏注模成型
自热式米饭
3.1 石灰
石灰砂浆的裂纹
观察与讨论
请观察下图 A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并 讨论其成因。
石灰砂浆A
石灰砂浆B
讨论
工程实例 1
某工地购进一批块状生石灰，作为材料员，你如 何对石灰的品质进行检验？
过程： 1、首先观察颜色，如果颜色为深褐色则可判断为过火石灰。 2、如果颜色为白色，则用小锤将块状生石灰砸开，观察是 否有硬心，如有则为欠火石灰。 3、如无硬心，为白色疏松块状固体，则为优质生石灰。
• （3）灰砂砖和硅酸盐制品 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅 拌, 经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期 强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝
硅酸盐和硫铝酸盐复合水泥性能的研究
硅酸盐和硫铝酸盐复合水泥性能的研究班级：材料1003班姓名：指导老师：摘要本论文从研究硫铝酸盐水泥熟料、硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、二水石膏四种原料复合后的水泥体系的物理性能入手，运用xRD衍射和扫描电镜等方法测试复合水泥体系的水化产物，对该复合水泥体系的水化机理进行了详细的探讨，通过复合水泥矿物组成和水化产物的理论计算，初步探讨复合水泥矿物的匹配。
本文确定了性能较好的各组分的配合比。
研究表明，在硅酸盐水泥熟料中掺入10％以下硫铝酸盐水泥熟料的情况下，当石膏掺量为10％，CSA熟料含量在5％左右时，复合系统各方面的性能指标比较理想。
当硅酸盐水泥熟料中掺入少量硫铝酸盐水泥熟料后，并配以适量的石膏掺量，可以提高硅酸盐水泥的早朗强度，抗压强度平均提高5MPa，同龄期抗折强度也有所提高。
两种熟料复合后，水泥体系的凝结时间会明显缩短。
关键词：硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,复合,性能目录第1章绪论------------------------------------------------------------------------------------- 11.1引言------------------------------------------------------------------------------------- 11.1.1硅酸盐水泥的发展概况 ---------------------------------------------------- 11.1.2硫铝酸盐水泥的发展概况 ------------------------------------------------- 31.2硅酸盐和硫铝酸盐复合水泥体系的研究现状 --------------------------------- 41．3论文选题的目的及意义 ---------------------------------------------------------- 51.3.1研究目的 ---------------------------------------------------------------------- 51.3.2论文选题的意义 ------------------------------------------------------------- 61．4研究内容 ---------------------------------------------------------------------------- 7 第2章实验内容------------------------------------------------------------------------------- 82.1实验原料------------------------------------------------------------------------------- 82.2材料化学成分------------------------------------------------------------------------- 82.3.1复合水泥的制备 ----------------------------------------------------------- 112.4水泥物理性能测定----------------------------------------------------------------- 112.4.1水泥净浆标准稠度用水量和凝结时间 -------------------------------- 112.4.2水泥砂浆抗压强度和抗折强度 ----------------------------------------- 112.5水泥微观分析----------------------------------------------------------------------- 112.5.1水泥净浆水化产物的取得 ----------------------------------------------- 112.5.2 XRD分析水泥水化产物的组成 ---------------------------------------------- 122.5.3扫描电镜(SEM)分析法观察水泥净浆水化产物的形貌------------------ 122.6试验仪器与设备-------------------------------------------------------------------- 122.6.1宏观测试用仪器设备 ----------------------------------------------------- 12 第3章分析与讨论-------------------------------------------------------------------------- 133.1组成材料对复合水泥凝结时间的影响 ---------------------------------------- 133.1.1熟料组成对复合水泥凝结时间的影响 -------------------------------------- 143.1.2石膏掺量对复合水泥凝结时间的影响 -------------------------------- 143.3 R3微观试验结果与分析 --------------------------------------------------------- 153.3.1 XRD测试结果与分析 ---------------------------------------------------- 15 第4章复合水泥水化机理进一步探讨 ------------------------------------------------- 16 结论 --------------------------------------------------------------------------------------------- 17 参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------- 17 致谢 --------------------------------------------------------------------------------------------- 18第1章绪论1.1引言自从水泥工业性产品的实际应用以来，生产持续扩大，工艺和设备不断改进，品种和质量也有极大的发展。
第3章无机胶凝材料
第3章无机胶凝材料教学目的：让学生了解胶凝材料的种类、特性。
特别是要求学生掌握水泥在建筑工程中的应用，为今后的学习和在施工中水泥的合理选用打下前期基础。
教学重点：学习硅酸盐水泥的技术性质、工程应用等技术方法。
教学难点：理解和掌握建筑水泥材料的应用性质、工程技术特点等。
教学学时：4教学过程：3．1 气硬性胶凝材料胶凝材料：凡是经过一系列的物理、化学变化，能将散粒状材料或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。
气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料，称为气硬性胶凝材料。
如：石膏、石灰、水玻璃如下图所示。
3．1．1 石膏石膏材料：以CaSO4为主要成分的气硬性胶凝材料。
其性质优良，原料来源丰富，生产能耗低，因而在建筑工程中应用广泛。
1、石膏胶凝材料的生产原料：主要是天然二水石膏（CaSO4·2H2O）矿石，也可利用化工石膏。
生产工序：破碎、加热煅烧、磨细。
加热方式和煅烧温度：不同性质的石膏胶凝材料产品。
建筑石膏：β型半水石膏，即建筑石膏。
晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，强度较低。
高强石膏：、124℃的过饱和蒸汽条件下蒸压，或置于某些盐溶液中沸煮α型半水石膏，即高强石膏。
其特点：晶粒粗大，调制成浆体时需水量较小，因而强度较高。
2、建筑石膏的凝结硬化：建筑石膏的凝结硬化示意图见教课书中图3-1所示：3、建筑石膏的技术性质与应用(1) 建筑石膏的性质：初凝和终凝时间都很短；硬化后孔隙率较大，表观密度小；强度较低；导热系数小，吸声性强，吸湿性大，可调节室内的温度和湿度；耐水性和抗冻性差；防火性能较好；硬化时体积微膨胀，可装饰性好。
(2) 建筑石膏的技术要求：强度、细度、凝结时间。
分为优等品、一等品和合格品。
(3)建筑石膏的应用：石膏抹灰材料、各种墙体材料（纸面石膏板、石膏空心条板等）、各种装饰石膏板、浮雕花饰、雕塑制品等。
纸面石膏板与龙骨组成轻质墙体：美国，70％以上的民用住宅内隔墙、轻钢龙骨石膏板墙体体系(简称QST)具有以下优点：(1)质轻，强度较高。
第三章 硅酸盐分析
4. 试样的分解方法
溶解法：水溶，酸溶，其它溶剂
分为熔融法：酸熔K
2S
2
O
7
,
碱熔KNa2C2COO3，3，KNOaHO，H，NaN2Oa 22B，4OLi7BO
2
半熔法：K 2CO3，Na 2CO3
§3.2 硅酸盐系统分析
经典分析系统 快速分析系统
酸溶 碱熔 锂硼酸盐熔融
一. 经典分析系统 硅酸盐经典分析系统基本上是建立在沉淀分离和重量
NH3·H2O沉淀 过滤
沉淀 Fe2O3·nH2O、 Al2O3·nH2O、
、 TiO2·nH2O
灼烧、称重
R2O3
K2S2O7熔融 稀H2SO4提取 过滤
溶液 Fe3+、Al3+、Ti4+
溶液 Ca2+、Mg2+…
(NH4)2C2O4 沉淀 过滤
沉淀
Ca2CO4 灼烧 称重
溶液 Mg2+…
(NH4)2HPO4 沉淀 过滤
Na2CO3熔融（铂坩埚）、水 提取，HCl酸化，两次HCl蒸 干脱水， HCl浸取，过滤
沉淀 SiO2·nH2O+杂质
灼烧、称重
HF+H2SO4处理 灼烧、称重
SiO2
残渣 K2S2O7熔融 稀H2SO4提取
沉淀 SiO2·nH2O
灼烧 称重
SiO2
溶液 Al3+、Fe3+、Ti3+、Ca2+、Mg2+…
的煅烧和粉磨，才能得到优质量水泥。 1. 任务:
硅酸盐分析是分析化学在硅酸盐生产中的 应用。主要研究硅酸盐生产中的原料、材料、 成品、半成品的组成的分析方法及其原理。
第三章岩石全分析
测 SiO2 方 法
（一）重量法
1.硅酸性质和硅酸胶体结构 硅酸有： 正硅酸（H4SiO4），偏硅酸(H2SiO3)、二硅酸(H2Si2O5)， 酸性很弱。 性质： pH1~3或pH>13，硅酸以单分子存在； pH<1或pH>3，硅酸胶体化，易聚合。
样品分解，经酸提取后，硅酸呈三种状态存在： 片状水凝胶，水溶胶，单分子溶解态。
过 程 简 述
样品
N a 2C O 3
浓 HCl
熔融
处理
H 2 S iO 3
凝 胶 溶 胶
N H 4C l 蒸发干涸
凝聚沉
1 S iO 2
o
2
H 2O
1
3 : 9 7 H C l溶 可 溶 盐 3 : 9 7 H C l洗 涤
S iO 2
2
H 2O 沉 淀
（纯净）
9 5 0 -1 0 0 0 C
S iO 2
硅酸钾容量法
1、基本原理 含硅的样品，经与苛性碱、碳酸钠等共融时生成可溶性硅 酸盐，可溶性硅酸盐在大量氯化钾及F-存在下定量生成氟硅酸 钾（K2SiF6）沉淀。氟硅酸钾在沸水中分解析出氢氟酸 （HF），以标准氢氧化钠溶液滴定。间接计算出二氧化硅的 含量。
强 H （3 mol L 浓HNO3） KOH NaOH HCl 过量K 、F
H+
H+
2 SiO 3
吸附层 胶核 扩散层
H+ H
+
H+
2 3 -
H+
H+
H+
胶团
胶团电中性
H+ H+
要使硅酸胶体聚沉： 破坏水化外壳 加入强电解质 加入带相反电荷的胶体 重量法测定以此为基础。
通用硅酸盐水泥新标准ppt课件
GB175-2019第3章“术语和定义”规定：
通用硅酸盐水泥——以硅酸盐水泥熟料和适 量的石膏，及规定的混合材制成的水硬性胶 凝材料。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
本标准第7.1、7.3.1、7.3.2、7.3.3、9.4为强制 性条款，其余为推荐性条款。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
GB175-2019与GB175-2019、GB1344-2019、 GB12958-2019相比，主要变化
✓ 掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15%， 其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过 水泥质量10%的非活性混合材料来替代。
✓ 掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥 质量10%。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
GB175-2019与GB175-2019、GB1344-2019、 GB12958-2019相比，主要变化
GB1344-2019第3章规定：
➢ 3.1矿渣硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料和
粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶 凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水 泥） ，代号P•S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量 按质量百分比计为20%-70%。允许用石灰石、 窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材 料代替矿渣，代替数量不得超过水泥质量的8%， 替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。
地球化学课件第3章_微量元素地球化学
第三章微量元素地球化学近20年来微量元素地球化学，尤其是稀土元素地球化学得到了迅猛发展和广泛应用。
上世纪60年代之前，微量元素的研究主要是了解和查明微量元素在陨石、地球各圈层以及不同地质体中的分布、演化和迁移规律，研究对象为上部地壳。
60－80年代，开始利用微量元素作为示踪剂或指示剂研究成岩、成矿作用，例如进行岩石类型划分、原岩恢复、成岩成矿物质来源及其物理化学条件分析等。
20世纪90年代以来，微量元素地球化学进入定量模型和理论发展阶段，主要利用微量元素的特有的地球化学性质、结合热力学有关理论，建立微量元素地球化学模型，对成岩、成矿的熔融与结晶作用过程进行定量理论计算，使微量元素地球化学形成了独特的理论体系和研究方法。
实际上，微量元素地球化学是和现代分析技术的发展相伴生的，早期的分析仪器主要是光谱和X-衍射，随着电感耦合等离子发射光谱、中子活化、电子探针、离子探针以及同位素质谱稀释法的发展和应用，使得大量快速的精确的微区微粒的微量元素测定成为可能。
目前，微量元素研究涉及地球化学和地质学的一切领域，大至地球和天体的形成和演化、小至矿物晶格中的元素分配。
同时，微量元素与同位素的结合，可以更加准确全面地理解地质、地球化学过程，所以说，微量元素地球化学的应用和发展有助于各项地质研究，包括油气地质研究。
第一节微量元素的概念和类型一、微量元素的概念微量元素(trace element)，又称痕量元素，目前未有统一认可的严格定义。
习惯上把研究体系(矿物岩石等)中元素含1%的量大于称为主要元素或常量元素(major，common element)，把含量在1%-0.1%称为次要元素(minor，subordinate element)，而把含量小于0.1%称之为微量元素。
有人也把次要元素当作微量元素的。
这取决于研究者的兴趣和研究目的。
有人认为，在地壳中除O、Si、Al、Fe等几个丰度最大的元素外，其余均可称为微量元素。
硅酸盐物理化学第三章熔体结构教案
硅酸盐物理化学第三章熔体结构教案第三章熔体结构引⾔固体中出来结构排列有序的晶体外，还有结构呈近程有序⽽远程⽆序的⾮晶态固体，简称⾮晶体。
⾮晶体是原⼦排列不规则的固体，包括玻璃、树脂、橡胶、凝胶、⾮晶态半导体……3.1熔体和玻璃体的结构3.1.1熔体的结构熔体⼜叫熔融态，是⼀种液体。
液体和固体的相似之处：体积密度相近、晶体熔化热⼩、液体与固体热容相近。
液态是介于⽓态与固态之间的⼀种中间状态，在性质上表现为⼀种过渡性质，低温时接近于固态，在⾼温时接近于⽓态。
由于我们通常接触的都是温度不太⾼时的液体，所以它们与固体更接近。
图3.1为⽩硅⽯晶体和熔体等4中不同状态物质X射线衍射实验结果。
由图可见当θ⾓很⼩时，⽓体有很强的散射强度；熔体和玻璃没有显著的散射现象。
当θ⾓⼤时：⽓体图谱中⽆峰值出现，质点排列完全⽆序；晶体峰很光锐，质点排列有序，结晶程度⾼。
熔体和玻璃体在晶体有明显峰处，都有弥散状峰出现。
这说明结构中有近程有序区域。
能量Sinθ/λ图3.1晶体、玻璃、熔体、⽓体的X射线衍射图1.硅酸盐熔体的形成硅酸盐熔体中有多种负离⼦集团同时存在：如Na2O—SiO2熔体中有：[Si2O7]-6（单体）、[Si3O10]-8（⼆聚体）……[SinO3n+1]-（2n+2）；此外还有“三维晶格碎⽚”[SiO2]n，其边缘有断键，内部有缺陷。
平衡时各级聚合物分布呈⼀定的⼏何级数。
[SiO4]之间连接⽅式可以从⽯英的架状——层状——链状——岛状（⽤聚合物描述）。
以Na2O—SiO2熔体为例。
⼀切硅氧聚合物来源于Na2O和SiO2的相互作⽤不考虑固相反应、低共熔、扩散等现象。
只考虑Na2O怎样“攻击”、“蚕⾷”⽯英颗粒从⽽产⽣聚合物。
聚合物的分布决定熔体结构。
⽯英颗粒表⾯有断键，并与空⽓中⽔汽作⽤⽣成Si－OH键，与Na2O相遇时发⽣离⼦交换：Si－OH Si－O－Na图3.2 Na+的攻击－诱导效应结论：1处的化学键加强2处的化学键减弱。
第3章_土壤固相组成解析
• （2）胀缩性大 蒙脱石晶层间距变化在0.96-2.14nm 之间，蛭虫的膨胀性比蒙脱石小，其晶层间距变化 在0.96-1.45nm之间。
• （3）电荷数量大 同晶替代现象普遍。 • （4）胶体特性突出 ，较细（有效直径0.01-1m），
总表面积为600－800×103m2kg-1，且80％是内表面。 蛭石一般为400×103m2kg-1。
第三章 土壤固相组成
• 土壤三相组成：固相solid、液相liquid和 气相gaseous • 固相 矿物质 95%(重量)38%(体积) 有机质 5% %(重量) 12%(体积) • 液相-------土壤液体 • 气相--------土壤气体
第一节 粘土矿物
• • • • • 粘粒矿物的概念 组成粘粒的次生矿物叫粘粒矿物。 主要包括∶ 层状的硅酸盐矿物和氧化物类。 前者是晶型矿物，后者有晶型的，也非 晶型的。
• 高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤 中普遍而大量存在的粘土矿物，在华北、
西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。
• (B) 2:1型单位晶层 • 由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片 顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧 分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成 单位晶层。这样2:1型层状硅酸盐的单位 晶层的两个层面都是氧原子面。
• 蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区 的土壤中分布较广
蒙脱石主要发生在铝片中，一般以Mg2+代Al3+，
蛭石的同晶替代主要发生在硅片中。 蒙脱石的理想结构式为： （Al3.34Mg0.66）Si8O20(OH)4X0.66
式中X表示补偿异价离子置换引起的电荷亏缺的 层间可交换阳离子
3 伊利石（水化云母组）（2:1型非膨胀性矿物）
Si Tetra. Al Oct. Si Tetra.
第三章 硅酸盐分析
（三）氯化铵法
氯化铵法是在硅酸的盐酸溶液中，加入足量的固体氯化铵，使胶 粒凝聚的方法。这是由于氯化铵的水解，夺取了硅胶颗粒的水分，加 快了脱水过程，促使硅酸凝聚。同时，氯化铵是强电解质，带正电荷 的NH4+能中和硅酸胶粒的负电荷，同样能促使硅酸凝聚，从而使硅 酸能够形成沉淀颗粒析出。 氯化铵法中加入氯化铵的量一般为试样量的2～5倍，加盐酸2～ 5mL，在沸水浴中加热10～15min，即可使硅酸胶体脱水析出。而 后的过滤、洗涤、灼烧方法与盐酸蒸干法相同。 氯化铵法的测定速度比动物胶凝聚法更快一些，但准确度不够高， 所以氯化铵法目前主要用于准确度要求不太高而速度要求较快的生产 控制分析。
二、硫酸盐分析的项目
硅酸盐的种类很多，其化学组成也各不相同，元素周期表中的 大部分元素都可能存在于其中，最主要的组成元素包括氧、硅、 铝、铁、钙、镁、钠、钾，其次是锰、钛、磷、氢、碳等，因 此，硅酸盐分析中，主要是对以下组分的测定：
SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O
2.测定条件
(1)氟硅酸钾的沉淀条件
溶液的酸度:盐酸能增大氟硅酸钾的溶解度，而在硝酸溶液中氟铝酸钾 和氟钛酸钾的溶解度要比在盐酸中小得多，因此，沉淀通常是在硝酸溶 液中进行的，硝酸的浓度一般控制在3mol/L左右。 氟化钾的用量:过量的F-存在能使下列反应向左进行并趋向完全： SiF4+2F-=SiF62而使氟硅酸钾沉淀完全。氟化钾在溶液中的浓度控制在0.02～ 0.04g/mL为宜。
一、质量法
硅酸是一种很弱的无机酸，电离度很小（K1约为10-9， K2约为10-12），溶解度也很小，因而很容易从溶解的硅 酸盐内被其他酸置换出来，而以溶胶状态存在于水溶液 中。 硅酸溶胶胶粒均带有负电荷，由于同性电荷相互排斥， 降低了胶粒互相碰撞结合成较大颗粒的可能性。同时， 硅酸溶胶是亲水性胶体，在胶体微粒周围形成紧密的水 化外壳，也阻碍着微粒互相结合成较大的颗粒。因此， 硅胶容易形成稳定的胶体溶液。 要想硅酸以沉淀形式析出，必须使硅胶胶体微粒凝聚为 较大的颗粒，破坏其水化外壳，加入强电解质或带相反 电荷的胶体，促使硅胶微粒凝聚为较大的沉淀颗粒而析 出。
硅酸盐矿物学习
第二十一章 含氧盐大类（一）
——硅酸盐类
概述
3、铝的作用：Al在硅酸盐起着双重作用：
AlIV：代替Si进入四面体，在骨干内，形成 铝硅酸盐；如：钠长石Na[AlSiO8]。
AlVI：在骨干外，六次配位（八面体），形 成铝的硅酸盐；如：高岭石Al4[Si4O10](OH)8。
如果存在两种形式的Al，叫铝的铝硅酸盐；如：白 云母KAl2[AlSi3O10](OH)2
5、结构紧密度与硅氧骨干的关系？ 6、类质同像的难易度与硅氧骨干的关系？
第24页/共57页
岛状、环状结构硅酸盐亚类
概述
包括： 单岛状：[SiO4]：锆石、橄榄石、石榴子石、红柱
石-蓝晶石、黄玉、榍石、十字石
双岛状： [Si2O7]：绿帘石
六方(复三方)环状： [SinO3n]：绿柱石、电气石、堇青石
第25页/共57页
主要矿物简介－－锆石：
化学组成：Zr[SiO4]，含 Hf，Th，U等放射性元 素，导致其有非晶化， 形成变生锆石、曲晶石。
晶体结构： [SiO4]四面体 与[ZrO8]畸变立方体联 结而成。四方晶系。
形态：四方柱、四方双锥。 形态具标型性。
第26页/共57页
锆石
1 mm
主要矿物简介－－锆石：
晶体结构： O做六方最紧密堆积，Si充
填1/8四面体空隙，Mg、 Fe充填1/2八面体空隙。 也可看成： [Mg(Fe)O6] 八面体形成Z字形的链， 其间分布孤立的[SiO4] 四面体。
第28页/共57页
主要矿物简介——橄榄石：
形态：粒状、柱状。
物理性质：一般为橄榄绿，含Mg高的颜色淡黄、 绿，含Fe高颜色变深，玻璃光泽，硬度大，贝 壳状断口。
第三章土壤矿物质Soilmineral第一节土壤矿物质的矿物和化学
1、粘土矿物形成途径 粘土矿物：风化和成土过程中形成的次生矿物
（1）原生矿物风化淋溶直接演变
+H2O，-K
-K -Mg
-Si
-Si
云母类 伊利石 蛭石 蒙脱石 高岭石 三水铝石
（2）风化沉淀（自然合成）学说
原生矿物彻底风化产物重新组合沉淀而成。
SiO2·nH2O 土壤pH条件下带负电荷，酸胶基 Al2O3·nH2O， Fe2O3·nH2O 带正电荷，碱胶基 盐基离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，决定溶液pH，并参与矿物形成 正负电荷胶体相互中和沉淀组成新矿物
3、水化云母(伊利石)组(Hydromica)（又称2 :1型非 膨胀性矿物）
特点：
(1) 2 :1型 单位晶胞化学式： K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(O晶层之间吸附的K+的强吸附力，层间距1.0nm
(3) 电荷数量大
(2) 膨胀性小
晶层间距约0.72nm,硅片和铝片之间存在氢键
(3) 电荷数量少 同晶替代极少
(4) 颗粒较大（有效直径0.2～2μm） 可塑性、粘结性、吸
湿性、粘着性弱
2、蒙脱石组(Montmorillonite) 包括蒙脱石、绿脱石、蛭石等 特点：
(1) 2:1型 单位晶胞的理论化学式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O
2、原生矿物类型和数量决定于矿物的稳定性
石英最稳定，是粗土粒的主要成分；白云母和长石较稳定，在粗土粒 中较多； 黑云母、角闪石、辉石等暗色矿物易风化。
3、原生矿物是植物养分的重要来源
Ca、Mg、K、P、S等
（二）次生矿物(secondary mineral)
硅酸盐分析与检验3控制分析项目
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1.3 水泥(shuǐní)控制分析
注意： 用红外线烘干水分(shuǐfèn)时，严防灯泡与冷物接触，以免引
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1.3 水泥(shuǐní)控制分析
六、水泥生料中氟的测定 1.水蒸气蒸馏分离，再以La-EDTA容量
(róngliàng)法测定。 2.离子选择性电极法。
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1.3 水泥(shuǐní)控制分析
第三节 水泥熟料及水泥的质量控制分析
过量铝在酸性溶液中完全溶解，生成Al3+对测定无影响。 还原后立即加水滴定。 当铝完全溶解后，没有(méi yǒu)还原剂的保护，Fe2+
易被空气中的氧所氧化，造成测定结果偏低，故应在还原 后立即加水滴定。
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1.3 水泥(shuǐní)控制分析
Fe2O3质量分数可按下式计算(jìsuàn)：
Aad---煤的干燥基灰分，%。
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1.3 水泥控制(kòngzhì)分析
五、水泥生料(shēngliào)易烧性实验 原理： 按一定煅烧制度对水泥生料(shēngliào)进行煅烧： ---1350℃ ---1400℃ ---1450℃ 测定煅烧后游离氧化钙含量。 游离氧化钙含量越低，易烧性越好。
二、生料中氧化钙的快速测定
原理
第1章 晶体结构(3)-硅酸盐晶体结构(1)
[SiO4]4-
[Si2O7]6-
[Si3O9]6-
[Si6O18]12-
（Ob）： [SiO4]之间通过某个顶角的氧相互连接时，这个氧称作桥氧；
（Onb）或自由氧： [SiO4]某个顶角的氧与其他阳离子连接，这个氧称作非桥氧。
第1章 晶体结构——1.3 硅酸盐晶体结构
BMBMBMBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBBBBBBBB
—— 典型的极性共价键 O－Si－O键为夹角不等折线，
一般145o左右
第1章 晶体结构——1.3 硅酸盐晶体结构
BMBMBMBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBBBBBBBB
第1章 晶体结构——1.3 硅酸盐晶体结构
BMBMBMBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBBBBBBBB
n 基本结构单元：[SiO4]四面体。 n [SiO4] 每个顶点，即O2-最多为两个[SiO4] 所共用； n 两相邻[SiO4] 之间只能共顶而不能共棱或共面连接； n [SiO4] 中心Si4+可部分被Al3+ 所取代。 n 除了硅和氧以外，还含有其他阳离子多达50多种，其结
BMBMBMBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBMBBBBBBBBB
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§ 3.1 概 述
本节了解一些硅酸盐方面的基本知识 一、硅酸盐及硅酸盐制品
1、硅酸盐 硅酸盐就是硅酸的盐类，就是由二氧化硅和金属氧
化物所形成的盐类。 换句话说，是硅酸（x SiO2 ·y H2O）中的氢被Al、
Fe、Ca、Mg、K、Na及其它金属取代形成的盐。
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C4FA : 4CaO Fe2O3
Al
2O3
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又如：
砂子（
SiO
）
2
石灰石（
CaCO
）
3
碱金属（ Na 2CO 3）
高温
玻璃CNaaO2O SiSOiO2
2
制品：水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等非金属
成分： SiO 2 : 20 24%,Al 2O3 : 2 7%,Fe2O3 : 2 4%
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三、熔融法
将试样与熔剂混合在高温下加以熔融，使欲测组分 变为可溶于水或酸中的化合物（K、Na盐、硫酸盐、氯 化物）
常见的 CaO : 64 68%,MgO : 0 4%,SO3 : 0 2% 硅酸盐水泥 酸不溶物:1.5 3%
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常见的 中性玻璃
SiO 2 : 72.5%, Al2O3及Fe 2O3约4.0% CaO约7.0%, Na 2O约10%，B2O3约6.0% MgO及K 2O少量
试样。
1、 试样分解的目的
固体试样转变成 试样溶液（即试样转 试液）
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2、 试样的分解要求
（1）完全简单快速 （2）分解无损失 （3）无干扰引入
3、试样分解的原理：
理论依据
大 理 石 ， 石 灰 石
SiO 2 碱性金属氧化物
比 值
小，
易பைடு நூலகம்酸
溶 解水 泥 熟 料 碱 性 矿 渣
比 值
（2）HNO3、H2SO4、H3PO4
在系统分析中很少用HNO3、H2SO4溶样 但在单项测定中HNO3、H2SO4、H3PO4都广泛应用
H3PO4（缩合的H3PO4）200 ~ 300˚C溶解能力 很强，能溶解一些难溶于HCl、H2SO4的样品，如 铁矿石、钛铁矿等，但只适用于单项测定。
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耐火材料
SiO2 : 50 - 60%,Al 2O3 : 30 45% Fe2O3约1.5%,CaO约2%,MgO约1.5%
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§3.2 硅酸盐试样的分解
试样的分析过程：
方法选择及
采样 制样 溶样（熔样）干扰 元素的消除 测定 报结果
一、试样的分解
硅酸盐分析过程中遇到的样品，绝大多数为固体
分开写清晰
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2、硅酸盐制品（即人造硅酸盐）
以硅酸盐矿物的主要原料，经高温处理， 可生产出硅酸盐制品。
如：
石灰石（CaCO3） 粘土（Al 2O3 2SiO 铁矿石（Fe2O3）
2
2H2O）
C3S : CaO SiO 2 高温水泥CC32SA::23CCaaOOSAiOl 22O3
2
分 布：在自然界中分布极广、种类繁多，硅 酸盐约占地壳组成的3 / 4，是构成地壳岩 石、土壤和许多矿物的主要成分。
种类多的原因： 由于硅酸分子x SiO2 ·y H2O中x、y的比例不同，
而形成偏硅酸、正硅酸及多硅酸。因此，不同硅酸 分子中的氢被金属取代后，就形成元素种类不同、 含量也有很大差异的多种硅酸盐。
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如 水泥生料中Fe2O3测定 H3PO4
水泥中全硫测定 H3PO4 不适应系统分析。
（3）HF及HF- H2SO4、HF-HClO4混酸 大多数的硅酸盐样品均能被HF分解。
SiO2 4HF SiF4 2H2O
残渣为除Si外的其它盐类，以水提取加酸溶解， 或熔融法处理成试样溶液。
应在铂金器皿或塑料器皿，不能用玻璃器皿
大，
易被碱
溶 解生铁 料矿 ，石 粘 土
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4、试样的分解方法
溶 解 法 ： 水 溶 ， 酸 溶 ，其 它 溶 剂
分
为熔
融
法
：
酸
熔K
2S
2O
7
,
碱
熔KNa2C2COO3，3，KNOaHO，H，NaN2Oa22B，4OL7iBO
2
半熔法：K 2CO3，Na2CO3
二、酸溶解法
1、依据
[CaMg3(Si4O12)]、橄榄石[（MgFe）2SiO4]、绿柱石
[Be3Al2(Si6O18)]、石英[SiO2]、蛋白石[SiO2nH2O]、锆英石
[ZrSiO4]等。
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分子式： 硅酸盐需用复杂的分子式表示 通常将硅酸酐分子（SiO2）和构成硅酸
盐的所有氧化物的分子式分开来写，如： 正长石：K2AlSi6O16或 K2O ·Al2O3 ·6 SiO2 高岭土： H4Al2Si2O9或Al2O3 ·2 SiO2 ·2 H2O
第三章 硅酸盐（silicates)分析
§3.1 概述 §3.2 硅酸盐试样的分解 §3.3 水份和烧失量的测定 §3.4 二氧化硅含量的测定 §3.5 三氧化二铁含量的测定 §3.6 三氧化二铝含量的测定 §3.7 二氧化钛含量的测定 §3.8 氧化钙和氧化镁含量的测定 §3.9 硅酸盐的全分析系统
A 生成的氯化物除AgCl、Hg2Cl2、PbCl2外都能溶于 水，给测定 带来方便。（硅酸盐样品中几乎不含Ag+、 Hg22+、Pb2+）
B Cl-与某些离子生成络合物 FeCl63-促进试样分解
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C 浓HCl沸点较低：bp 108 ˚C 用重量法测SiO2易于蒸 发除去 D 大多数硅酸盐样品不能被HCl分解（熟料碱性矿渣 可以）
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分类：
自然硅酸盐长粘石土、、石高英岭、土云母、石棉、滑石 人造硅酸盐砖水瓦泥、、搪玻瓷璃、陶瓷、耐火材料
常见的天然硅酸盐矿物有：
正长石[K(AlSi3O8)]、钠长石[Na(AlSi3O8)]、钙长石
[Ca(AlSi3O8)]、滑石[Mg3Si4O10(OH)2]、白云母
[KAl2(AlSi3O10)(OH)2]、高岭土[Al2(Si4O10)(OH)2]、石棉
SiO2
比值越小，碱性越强，越易被酸溶解
碱金属氧化物
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例 石灰石：主成分CaO ( 45 ~ 53% )多数酸溶即可 （SiO2为0.2 ~ 10 %，含硅高需用碱熔）
2、硅酸盐分析中所用的酸 HCl，HNO3，H2SO4，H3PO4，HF等
（1）HCl 系统分析中HCl是良好的溶剂 特点：