一、混合材料

1、非活性混合材料：常溫下不與氫氧化鈣和水反應(yīng)的混合材料稱為非活性混合材料。主要有石灰石、石英砂及礦渣等。作用是調(diào)節(jié)水泥標號，降低水化熱，增加水泥的產(chǎn)量，降低水泥成本等。

2、活性混合材料：常溫下與氫氧化鈣和水發(fā)生反應(yīng)的混合材料稱為活性混合材料。主要有?；郀t礦渣和火山灰質(zhì)混合材料。主要作用是改善水泥的某種性能，此外也能起到調(diào)節(jié)水泥標號、降低水化熱和成本、增加水泥產(chǎn)量的作用。

二、普通硅酸鹽水泥

凡由硅酸鹽水泥熟料、6%-15%的混合材料及適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，簡稱普通水泥。

國家標準對普通硅酸鹽水泥的技術(shù)要求有：

硅酸鹽工業(yè)是無機化學工業(yè)的一個重要組成部分，主要制造以硅酸鹽為主體的水泥、陶瓷、玻璃、磚瓦等各種制品和材料．隨著社會的不斷發(fā)展，經(jīng)濟建設(shè)力度的不斷加大，我國對水泥、玻璃以及新型建筑材料的需求也越來越大，但是硅酸鹽工業(yè)是一種高能耗產(chǎn)業(yè)，目前我國提倡要走可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)道路，因此，如何對這些高能耗產(chǎn)業(yè)進行指導和控制迫在眉睫．差熱分析(DTA)是在溫度程序控制下，測量物質(zhì)的溫度與參比物的溫度之間溫度差和溫度的關(guān)系的一種技術(shù)．由于在生產(chǎn)硅酸鹽制品時，發(fā)生的一系列物理和化學變化會伴隨吸熱和放熱現(xiàn)象，因此差熱分析對于研究硅酸鹽產(chǎn)品制備、化學機理及節(jié)能技術(shù)方面具有十分重要的意義，已經(jīng)成為了硅酸鹽材料研究中必不可少的測試技術(shù)．因此本文著重探討差熱分析在硅酸鹽工業(yè)(水泥、玻璃)中的具體應(yīng)用．

1差熱分析在水泥工業(yè)中的應(yīng)用

差熱分析在水泥工業(yè)中主要應(yīng)用于水泥熟料形成過程及水化、硬化過程［2－8］．

1．1差熱分析在水泥熟料煅燒過程中的應(yīng)用

圖1是典型的水泥熟料煅燒過程的DTA曲線．由圖1中所示120℃形成的吸熱峰是由于原料中的吸附水蒸發(fā)吸熱所致，610℃形成的吸熱峰為原料中的結(jié)構(gòu)水發(fā)生脫水反應(yīng)吸熱所致，930℃附近形成的吸熱峰則是由于CaCO3分解吸熱造成，1250℃附近的放熱峰和1440℃附近的吸熱峰則是水泥原料物質(zhì)之間形成水泥熟料的反應(yīng)．由圖1所示的各段反應(yīng)的吸放熱情況可知，其反應(yīng)與生產(chǎn)水泥時煅燒生料的反應(yīng)是大致相同的．因而，利用DTA曲線可以清楚的反映出原料在不同煅燒待的反應(yīng)情況，并且可以知道原料反應(yīng)的具體溫度和反應(yīng)進行的程度，為合理的制定出熱處理制度提供了重要資料，利于指導水泥生產(chǎn)，降低能耗．

1．2差熱分析在水泥水化、硬化機理方面的應(yīng)用

學法指導

1.要注意知識的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>

縱向，即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱的比較，H2C03和H2Si03，的酸性強弱的比較等。

橫向，即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對比。如Si、P、S、Cl的非金屬強弱的比較，氫化物的穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱的比較等。

2.要注意知識的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)過程等。在歸納時要注意各物質(zhì)的特殊性，如CO的毒性和還原性，SiO2的特性(與Na2CO3、HF反應(yīng))等。

3.要重視所學知識與社會、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導體材料與計算機技術(shù)的聯(lián)系，光導纖維與通訊的聯(lián)系等

學法指導

1.要注意知識的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>

縱向，即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱的比較，H2C03和H2Si03，的酸性強弱的比較等。

橫向，即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對比。如Si、P、S、Cl的非金屬強弱的比較，氫化物的穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱的比較等。

2.要注意知識的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)過程等。在歸納時要注意各物質(zhì)的特殊性，如CO的毒性和還原性，SiO2的特性(與Na2CO3、HF反應(yīng))等。

3.要重視所學知識與社會、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導體材料與計算機技術(shù)的聯(lián)系，光導纖維與通訊的聯(lián)系等

學法指導

1.要注意知識的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>

縱向，即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱的比較，H2C03和H2Si03，的酸性強弱的比較等。

橫向，即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對比。如Si、P、S、Cl的非金屬強弱的比較，氫化物的穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱的比較等。

2.要注意知識的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)過程等。在歸納時要注意各物質(zhì)的特殊性，如CO的毒性和還原性，SiO2的特性(與Na2CO3、HF反應(yīng))等。

3.要重視所學知識與社會、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導體材料與計算機技術(shù)的聯(lián)系，光導纖維與通訊的聯(lián)系等

1前言

1974年，中國建筑材料科學研究院的技術(shù)人員在對無水硫鋁酸鹽進行研究的基礎(chǔ)上，發(fā)明了以硫鋁酸鈣(CS)和硅酸二鈣(C2S)為主要礦物的硫酸鹽水泥，1987年，又采用鐵礬土研制成功了以硫鋁酸鈣(C，s)、硅酸二鈣(CS)和鐵相(CF或C,AF)為主要礦物的鐵鋁酸鹽水泥。鐵鋁酸鹽水泥的礦物組成特征是以其含有大量的硫酸鹽礦物(CA)而區(qū)別于其它水泥，并由此構(gòu)成了鐵鋁酸鹽水泥早強、高強、高抗?jié)B、高抗凍、耐腐蝕、低堿性和生產(chǎn)能耗低等基本特點。

2鐵鋁酸鹽水泥混凝土的配制材料

2．1鐵鋁酸鹽水泥的定義

鐵鋁酸鹽水泥是以適當成份的石灰石、礬土(鐵礬土)和石膏為原料低溫(1300～1350％)煅燒而成的以C4AS、C，S和C4AF為主要礦物組成的熟料，通過摻加適量混合材(石膏)等進行共同粉磨所制成的。其水化產(chǎn)物主要由鈣礬石、單硫型水化硫鋁酸鈣、鋁膠和鐵膠等組成。

2．2鐵鋁酸鹽水泥的技術(shù)性能

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，建筑結(jié)構(gòu)的某些部位經(jīng)常受到化學介質(zhì)的作用而逐漸破壞。各種介質(zhì)對材料所產(chǎn)生的破壞作用，通常稱為腐蝕。化學介質(zhì)對建、構(gòu)筑物的腐蝕，主要是對建筑材料的腐蝕。我國現(xiàn)時工業(yè)建筑主要使用的材料是鋼筋混凝土、磚石、鋼、混凝土和木材。建筑結(jié)構(gòu)遭受腐蝕的因素主要來自生產(chǎn)過程中腐蝕性介質(zhì)。

1建筑非金屬材料腐蝕及一般性機理

建筑工程中的無機非金屬材料，通常包括水泥、玻璃、陶瓷等。無機非金屬材料通常具有良好的耐腐蝕性能，但因其化學成分，結(jié)晶狀態(tài)，結(jié)構(gòu)以及腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)等原因，在任何情況下都耐蝕的無機非金屬材料是不存在的。無機非金屬材料除墨以外，在與電解質(zhì)溶液接觸時不像金屬那樣形成原電池，其腐蝕往往是由于化學作用或物理因素產(chǎn)生，而不是由電化學過程引起的。無機非金屬材料作為建筑工程中的結(jié)構(gòu)和功能材料應(yīng)用極其廣泛，但對其腐蝕機理的研究還很不夠，一般認為下列因素是決定腐蝕狀況的因素。

1．1材料的化學成分和礦物組成

硅酸鹽材料成分中以酸性SiO為主，它們耐酸而不耐堿，當SjO：(尤其是無定型sj0：)與堿液接觸時會發(fā)生如下反應(yīng)而受到腐蝕。Si02+2NaOH——}Na2SiO3+H20所生成的硅酸鈉易溶于水及堿液中。Sj0是較高的耐酸材料，除氫氟酸和高溫磷酸外，它能耐所有無機酸的腐蝕。任何濃度的氫氟酸，溫度高于300℃的磷酸都會與Si0發(fā)生反應(yīng)。硅酸鹽材料的耐酸性不僅與化學組成有關(guān)，而且與礦物組成有關(guān)。一般而言，材料中SiO的含量越高耐酸性越強，Si0質(zhì)量分數(shù)低于55％的天然及人造硅酸鹽材料是不耐酸的，但也有例外，例如鑄石中的SiO與AlO，F(xiàn)eO，等在高溫下形成耐腐蝕性很強的礦物質(zhì)一普通輝石，所以雖然SiO的質(zhì)量分數(shù)低于55％卻有很強的耐腐蝕性；而紅磚中SiO2的含量盡管高達6O％一80％，但是SiO以無定型狀態(tài)存在，故沒有耐酸性，如將紅磚在較高的溫度下Si0與AlO。形成具有高度耐酸性的新礦物一硅線石(Al：O。、2SiO)與莫來石(3Al0、2SiO：)，并且其密度也增大了。含有大量堿性氧化物(CaO、MgO)的材料屬于耐堿材料。它們與耐酸材料相反，完全不能抵抗酸類的作用。例如由鈣硅酸鹽組成的硅酸鹽水泥，可被所有的無機酸腐蝕，而在一般的堿液(濃的燒堿液除外)中卻是耐腐蝕的。

1．2材料孔隙和結(jié)構(gòu)

摘要:近幾年，我國道路建設(shè)工程大都是以瀝青道路為主，相比之下，水泥路面的應(yīng)用范圍并不大，道路總里程增長速度慢，其原因在于現(xiàn)階段我國水泥混凝土路面的使用情況上存在一定的缺陷，往往無法達到預(yù)期的使用年限。在一些重要交通干道上，水泥混凝土路面也很容易出現(xiàn)破損，經(jīng)常在應(yīng)用數(shù)年內(nèi)就出現(xiàn)一定的損壞。在實際應(yīng)用中，也沒有表現(xiàn)出水泥材料的長壽命、高承載能力以及良好的耐用性方面的特點。本文介紹了道路硅酸鹽水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些問題和要點，希望可以給相關(guān)設(shè)計工作的開展提供一些參考。

關(guān)鍵詞:硅酸鹽水泥；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；加鋪層

現(xiàn)階段我國水泥路面出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)為由于板底脫空所導致出現(xiàn)的開裂問題以及由于接縫處理不當問題所產(chǎn)生錯臺，這兩個問題如果不能在設(shè)計當中加以解決，則很容易在后續(xù)使用中存在一定的質(zhì)量問題。本文針對道路硅酸鹽水泥混凝土材料的特點進行了分析，之后說明了水泥混凝土路面在結(jié)構(gòu)設(shè)計當中的一系列要點，希望可以給相關(guān)工作的開展提供一些參考。

1道路硅酸鹽水泥材料的特點分析

1.1堿含量低在正常情況下，路面工程施工中應(yīng)用的硅酸鹽水泥材料的堿含量需要控制在0.6%以內(nèi)，如果堿含量超出這個值，則會由于混凝土材料當中的活性骨料和混凝膠土當中的堿形成堿骨料反應(yīng)，造成相應(yīng)的吸水膨脹問題，在降水天氣下，材料可以由于吸水而膨脹到原來的3倍或以上，直接造成混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，這個現(xiàn)象是難以控制的，同時也會加快內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。所以道路硅酸鹽水泥材料的第一大特點就是堿含量低。

1.2游離氧化鈣含量低路面施工應(yīng)用的硅酸鹽水泥材料的游離氧化鈣成分需要低于1.8%，在受到水化反應(yīng)時，游離氧化鈣會直接生成氧化鈣，造成的體積膨脹會接近100%，在內(nèi)部會形成膨脹應(yīng)力，游離氧化鈣含量越高，該反應(yīng)就越強，對道路的抗拉強度的影響十分嚴重。另外，道路水泥石也會出現(xiàn)形變。對于普通的硅酸鹽水泥來說，則無此指標要求，保證整體安定性達到相應(yīng)的指標即可。

摘要：20世紀80年代中期發(fā)展起來的納米復(fù)相陶瓷，對陶瓷材料的性能產(chǎn)生重大的影響，為材料的利用開拓了一個新的領(lǐng)域，已成為材料科學研究的熱點之一。

關(guān)鍵詞：納米復(fù)相陶瓷復(fù)合材料綜述制備

近幾年來，納米復(fù)相陶瓷越來越引起了材料學專家的廣泛注意。納米復(fù)相陶瓷是指第二相納米顆粒以某種方式彌散于陶瓷主晶相中形成的一種納米復(fù)合材料，分為晶內(nèi)型、晶界型和納米一納米復(fù)合型3種，納米復(fù)相陶瓷現(xiàn)已成為提高陶瓷材料性能的一個重要途徑。研究表明，在微米陶瓷基體中引入納米分散相進行復(fù)合，可使陶瓷材料的強度、韌性、硬度、彈性模量、抗蠕變性、抗疲勞性和高溫性能等都有不同程度的改善，對材料的電、磁等性能也產(chǎn)生較大影響。納米復(fù)相陶瓷是當今高溫結(jié)構(gòu)陶瓷研究的熱點之一。

一.納米復(fù)相陶瓷的制備方法

制備納米復(fù)相陶瓷的目標是使陶瓷基體結(jié)構(gòu)中均勻分散納米級顆粒，并使這些顆粒進入基體內(nèi)部形成“內(nèi)晶”結(jié)構(gòu)。常見制備納米復(fù)相陶瓷的方法有：

1．1機械混合分散一成形一燒結(jié)法

1地質(zhì)聚合物的反應(yīng)機理

法國J.Davidovits提出的“解聚—縮聚”機理，他認為地質(zhì)聚合物的形成過程為：鋁硅酸鹽聚合反應(yīng)是一個放熱脫水的過程，反應(yīng)以水為傳質(zhì)，在堿性催化劑的作用下鋁硅酸鹽礦物的的硅氧鍵和鋁氧鍵斷裂，發(fā)生斷裂—重組反應(yīng)；形成一系列的低聚硅（鋁）四面體單元，聚合后又將大部分水排除，少量水則以結(jié)構(gòu)水的形式取代[SiO4]中一個O的位置，最終生成Si—O—Al的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。聚合作用過程即各種鋁硅酸鹽（Al3+呈Ⅳ或Ⅴ次配位）與強堿性硅酸鹽溶液之間的化學反應(yīng)。

以上聚合反應(yīng)表明，任何硅鋁物質(zhì)都可作為制備人造礦物聚合物材料的原料。

現(xiàn)在大多數(shù)的研究者的理論都以J.Davidovits的理論作為地質(zhì)聚合物反應(yīng)機理的基礎(chǔ)。這些理論的共同點在于地質(zhì)聚合物的形成是鋁硅酸鹽在堿性條件下生成水合物后，水合物在進行縮水聚合生成聚合物。當?shù)刭|(zhì)聚合物的添加成分較復(fù)雜時，則添加成分的離子在硅鋁網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中所占據(jù)的位置不同而得到不同性質(zhì)的地質(zhì)聚合物。

2地質(zhì)聚合物研究進展

20世紀30年代，美國的Purdon在研究了波特蘭水泥（普通硅酸鹽水泥）的硬化機理時發(fā)現(xiàn)，少量的NaOH在水泥硬化過程中可以起催化劑的作用，使得水泥中的硅、鋁化合物比較容易溶解而形成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，再進一步與Ca(OH)2反應(yīng)形成硅酸鈣和鋁酸鈣礦物，使水泥硬化并且重新生成Na(OH)再催化下一輪反應(yīng)，因此他提出了所謂的“堿激活”理論。