无机非金属材料总结.docx

• 硅酸盐晶体结构
• 硅酸盐结构中的四价Si间不存在直接的键，而四价Si原子之间的连接是通过O原子来实现。
• 每个Si原子存在于四个O原子为顶点的[SiO4]四面体的中心， [SiO4]是硅酸盐晶体结构的基础。
• [SiO4]四面体的每一个顶点即O原子最多只能为两个[SiO4]四面体所共有。
• 两个邻近的[SiO4]四面体间只能以共顶而不能以共棱或共面相连接。
• [SiO4]四面体间可以通过共用顶角O原子而形成不同聚合程度的络阴离子团。
答：（1）、在晶体结构上，其原子间的结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键
（2）、具有高熔点、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性
（3）、具有宽广的导电性、导热性、透光性
（4）、具有良好的铁电性、铁磁性、压电性、高温超导性
1、 了解玻璃原料，掌握玻璃原料的选择，玻璃组成的设计及确定。
答：主要原料：1.引入SiO2的原料：硅砂、砂岩
2.引入Al2O3的原料：长石、高岭土
3.引入Na2O的原料：纯碱、芒硝
4.引入CaO的原料：石灰石、方解石
5.引入MgO的原料：白云石
6.引入B2O3的原料：硼酸、硼砂
7.引入BaO的原料：硫酸钡、碳酸钡
8.引入其它成分的原料：ZnO（ZnO粉、菱锌矿）
PbO（铅丹、密陀僧）
辅助原料：1.澄清剂
· 氧化砷和氧化锑
· 硫酸盐：硫酸钠
· 氟化物：萤石、氟硅酸钠
2.着色剂
· 离子着色剂
· 胶体着色剂
· 化合物着色剂
3.脱色剂
4.氧化剂和还原剂
5.乳浊剂
6.其它原料
n 碎玻璃
n 钽铌尾矿
n 珍珠岩
n 天然碱
原料的选择与加工：
1. 选择原料的原则：
n 组成合格而稳定：化学（矿物）组成、粒度组成、含水量
n 易于加工处理
n 工艺性能合适
n 价廉而供应稳妥
n 不易扬尘而无害
1.设计玻璃组成的原则
· 满足预定的性能要求。
· 使形成玻璃析晶的倾向小。
· 能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。
· 原料易于获得，所设计玻璃成本低。
2.设计与确定玻璃组成的步骤
· 列出设计玻璃的性能要求。
· 拟定玻璃的组成。
· 实验、测试、确定组成。
2、 了解和掌握玻璃的熔制过程的物理和化学变化。
答：熔制过程分为五个阶段：
1、 硅酸盐形成2、玻璃形成 3、澄清 4、均化 5、冷却
物理过程：1.配合料加热 2.配合料脱水 3.各个组分熔化 4.晶相转化 5.个别组分的挥发。
化学过程：1.固相反应 2.各种盐分解 3.水化物分解 4.结晶水分解 5.硅酸盐形成与相互作用。
物理化学过程：1.共熔体的生成 2.固态熔解、液态互熔 3.玻璃液、炉气、气泡间的相互作用 4.玻璃液与耐火材料间的作用。
3、 掌握玻璃的澄清过程和均化过程，掌握影响玻璃熔制过程的工艺因素，熔制过程的温度制度及成型。
答：澄清过程是指排除可见气泡的过程。
澄清机理：
1.在澄清过程中气体间的转化与平衡
2.在澄清过程中气体与玻璃液的相互作用
3.澄清剂在澄清过程中的作用机理
4.玻璃性质对澄清过程的影响
均化过程：消除玻璃液中条纹和其他化学组成与玻璃液组成不同的不均匀体。
均化过程按以下三个方式进行：
1.不均体的熔解与扩散的均化过程
2.玻璃液的对流均化过程
3.因气泡上升而引起的搅拌均化作用
影响玻璃熔制过程的工艺因素：
玻璃成分、原料及配合料的性质、加速剂的使用、加料方式、玻璃的熔制制度、辅助电熔和搅拌。
n 坩埚窑中玻璃熔制的温度制度：
特点：玻璃熔制在同一空间、不同时间内进行。
影响温度制度因素:
熔化温度、澄清均化温度、冷却温度
玻璃熔制各阶段在坩埚窑中的操作方式：
加热熔窑、熔化、澄清与均化、冷却、成型
池窑中玻璃熔制的温度制度：
特点：玻璃熔制在不同空间、同一时间内进行。
池窑的温度制度指沿窑长方向的温度分布。
玻璃熔制的五大工艺制度：
温度、压力、泡界线、液面、气氛
玻璃的成型：
玻璃的成型方法：热塑成型、冷成型（物理成型、化学成型）
热塑成型的方法：吹制法、压制法、压延法、浇铸法、焊接法、浮法、拉制法等。
日用玻璃的成型：

供料：液流供料、真空吸料、滴料供料
成型：压制法和吹制法
平板玻璃的成型：
平板玻璃的成型方法：浮法、垂直引上法、平拉法、压延法。
4、 了解玻璃的退火与淬火，玻璃退火工艺；掌握淬火玻璃的特性。
答：玻璃的退火：
玻璃的退火温度：

3.最高退火温度：
器皿玻璃550±20ºC；平板玻璃550-570ºC；瓶罐玻璃550-600ºC。

玻璃的淬火：
玻璃的淬火就是将玻璃制品加热到转变温度Tg以上50~60°，然后在冷却介质中（淬火介质）急速均匀冷却的过程。
玻璃退火工艺：

玻璃淬火工艺：

淬火玻璃的特性：1.抗弯强度增大 2.抗冲击强度增大 4.其它性能（淬火玻璃在破裂时，只产生没有尖锐角的小碎片；一般不能再行切割）
5、 了解玻璃的缺陷。
答：由配合料经熔制所得的玻璃，在未经成型加工之前，玻璃体内存在的各种夹杂体，造成玻璃体均匀性破坏。这些夹杂体称为玻璃缺陷。
玻璃的缺陷：1、气泡 2、结石 3、条纹和节瘤
条纹和节瘤产生原因：
1、熔制不均匀引起的条纹和节瘤
2、耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤
3、结石熔化引起的条纹和节瘤
4、表面张力引起的条纹和节瘤
6、 了解几种玻璃深加工产品，掌握微晶玻璃和钢化玻璃的生产工艺，了解几类特种玻璃。
答：目前，深加工的产品有：钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。
微晶玻璃：把加有晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化热处理，使原单一的玻璃相形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料。
微晶玻璃的生产方法有两种：
1、压延法 2、烧结法
微晶玻璃的工艺流程：
1、原料 2、玻璃熔制 3、成型 4、晶化热处理
玻璃钢化方法：
1、热钢化 2、化学钢化
钢化玻璃生产工艺：
玻璃的化学钢化：1.低温型处理工艺、2.高温型处理工艺、3.电辅助处理
特种玻璃：
1、光电子功能玻璃 2、微晶玻璃 3、Sol-gel　及ORMOSIL（溶胶-凝胶及有机-无机材料） 4、生物玻璃
7、 了解几种天然陶瓷原料及化工原料，掌握天然陶瓷原料的组成、结构及工艺性质。
答：天然陶瓷原料：粘土类原料、石英类原料、长石类原料
粘土类原料：结构基础为n层Si2O5硅氧四面体和一层AlO(OH)2　　　　　　　　铝氧八面体。按粘土成因分类为原生粘土、次生粘土；按粘土可塑性分类为高塑性粘土、低塑性粘土；按粘土耐火度分类为耐火粘土、难熔粘土、易熔粘土；按粘土的主要矿物分类为高岭土类粘土、蒙脱石类粘土、伊利石类粘土、水铝英石类粘土。（分类按PPT）
粘土主要化学组成为SiO2和Al2O3。
粘土工艺性质：
1、可塑性 2、结合性 3、触变性 4、收缩性 5、烧结特性
石英类粘土：石英是一种结晶状SiO2的天然矿物。
主要矿石：1、硅石 2、石英岩
结构与晶型转化：SiO2属同质多象晶体，按比容和结构的差异可将它们划分为三大类：1、石英 2、方石英 3、鳞石英
石英在陶瓷生产中的作用：
1、作为瘠性料，可降低可塑性，减少收缩，加快干燥。
2、增加液相粘度，减小高温时坯体变形。
3、增加强度。
4、提高釉的熔融温度和粘度，耐磨性和抗化学腐蚀性。
长石类原料：
矿石种类：
1、正长石亚族—有钾、钠（含正长石、透长石、微斜长石）
2、斜长石亚族—有钙、钠
3、钡长石亚族—有钾、钡
长石类原料在陶瓷生产中的作用：
1、降低烧成温度；
2、高温熔化形成的玻璃态物质是釉层的主要成分；
3、提高坯体的疏水性，提高干燥速度；
4、增加液相粘度，减小高温时坯体变形；
5、提高产品的机械强度、透光性和介电性能。
其他天然原料：
1、霞石 2、滑石 3、硅灰石 4、辉石 5、石灰石
化工原料：
1、氧化物类原料：
（1）氧化铝
特点：熔点高、硬度大、绝缘性好等。
用途：用于无线电陶瓷、高温陶瓷、耐磨材料等的材料。
制备：
工业制备
超细粉制备：热分解法和金属醇盐水解法
（2）二氧化锆
特点：化学稳定性好，导温导电和氧离子导电特性。
用途：铁电、非铁电、压电、氧化锆等陶瓷的材料。
制备：共沉淀法、锆醇盐水解、等离子喷雾热解等方法。
（3）莫来石
良好的化学、力学与耐高温性能。
制备：烧结法和熔融法
2、非氧化合物类原料：
（1）碳化物
*结构与性能
*制备：　
金属与碳直接化合
氧化物与碳反应
含碳气体碳化金属
气相沉积
*常用碳化物
SiC、TiC
（2）氮化物
• 结构与性能
• 制备
• 常用氮化物原料
Si3N4、BN、AlN
8、 掌握坯料配方计算，坯料组成，了解坯料的制备。
答：坯料组成：
1、坯料组成的表示方法：
*实际配料比表示
*矿物组成表示
*化学组成表示
*坯式表示
2、特种陶瓷的坯料组成
*主料
*辅料
*改性料
坯式及坯料配方的计算：
1、 已知坯料的化学组成计算坯式（实验式）
步骤：
一、若坯料中的化学组成包含有灼减量成分，首先应将其换算成不含灼减量的化学组成。
二、以各氧化物的百分含量除以其摩尔质量，得到各氧化物的摩尔数。
三、以碱性氧化物或中性氧化物摩尔数之和，分别除各氧化物的摩尔数，得到以碱性氧化物或中性氧化物的相对摩尔数，按的顺序排列。
2、已知坯式，求原料的配比
步骤：
一、计算1摩尔坯料中各氧化物的质量及总量。
二、计算各主要原料所需的质量百分含量。
三、计算外加剂及改性剂的质量百分含量。
四、按原料纯度计算原料用量。
3、由示性矿物组成计算
步骤：P104-105
4、依据关键指标计算
5、利用微机计算
6、利用相图计算
坯料制备：
根据成型方法不同，坯料分为
*注浆坯料：含水率为28%-35%
*可塑坯料：含水率18%-25%
*压制坯料：含水率为3%-18%
• 坯料的要求
1、注浆坯料
流动性好、悬浮性好、触变性适当、滤过性好
2、可塑坯料
良好的可塑性、一定的形状稳定性、较好的干燥强度
3、压制坯料
流动性好、堆积密度大、含水率较小、水分分布均匀
坯料制备过程：原料处理、配料、混合制备
原料处理：
1.预烧 2.精选 3.原料破碎 4.。
10、了解可塑成型、注浆成型、压制成型工艺，掌握泥团、泥浆和压制坯料的成型性能，了解各种成型模具。
答：成型方法的种类（依据坯料性能和含水量）
可塑法成型（含水量18%-25%）
注浆法成型（含水量28%-35%）
干压法成型（含水量3%-15%）
可塑成型：
可塑泥团的成型性能：
1、可塑泥团的流变特性
2、可塑性
3、影响可塑性的因素：
液相含量与性质、颗粒尺寸和形状、矿物种类、吸附阳离子
成型工艺：1、雕塑与拉坯 2、旋压成型 3滚压成型 4、挤压与车坯成型
5、塑压成型 6、注塑成型 7、轧模成型
注浆成型：
泥浆的成型性能：
• 影响因素
1、 流动性 2、吸浆速度 3、触变性
成型工艺：注浆成型过程
a) 最初阶段：模壁吸水到形成薄层
b) 第二阶段：薄坯层达到所需的注件坯体
c) 最后阶段：脱膜
注浆成型方法：

压制成型：
压制坯料的成型性能：
1.影响压制坯料的成型质量的工艺因素
1）粉料的工艺性质
2）成型压力
3）加压方式
4）加压速度和时间
5）粘结添加剂
2.影响坯体性能的因素
1）密度
2）压力大小和分布
成型工艺：
1.干压或半干压成型 2.等静压成型
成型模具：
1、石膏模型 2、塑料模型 3、无机填料模型 4、素陶模型 5、金属填料模型
11、了解釉的分类，釉的组成及配方计算，掌握釉料配方的原则。了解釉的形成，掌握釉层的性质。了解釉的制备工艺和施釉的方法。
答：可按坯体种类、制备方法、成熟程度、外观特征、主要溶剂分类。
我国习惯以主要溶剂的名称命名，如铅釉、石灰釉、长石釉。
釉的组成：玻璃形成剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、其他辅助剂
釉料的配方总原则是釉料必须适应于坯料
原则:
1、釉料组成要能适应坯体性能及烧成工艺要求。
2、釉料性质应符合工艺要求
3、正确选用原料
4、釉料配方应参照下列经验
*（SiO2 + B2O3 ）：（R2O+RO）＝（1：1）~（3：1）
*熔块中碱金属氧化物与碱土金属氧化物比值小于1；
*含硼熔块中应在SiO2/ B2O3 ＞2；
*熔块中Al2O3的摩尔数小于。
釉的形成：
1、釉料在加热过程中的变化：原料的分解反应、化合反应、熔化、凝固
2、坯釉中间层的形成
釉层的性质：
1、釉的熔融温度范围（釉的起始温度、流动温度、成熟温度）
2、 釉的粘度与表面张力：
一、釉的粘度
a) 碱金属氧化物对粘度降低作用：Li+>Na+>K+
b) 碱土金属氧化物在高温下降低釉的粘度，在低温下增加釉的粘度。
　　降低次序为：Ba2+>Sr 2+ >Ca 2+ >Mg 2+
– ZnO和PbO对釉的粘度影响与CaO相当。冷却时，粘度增加速度较慢或熔融温度范围宽。
– +3价和高价的金属氧化物增加釉的粘度。
二、釉的表面张力
– 碱金属氧化物降低表面张力作用较强。表面张力由大至小排序为：Li+>Na+>K+
– 碱土金属氧化物降低表面张力作用不如碱金属氧化物。表面张力由大至小排序为::Mg 2+ > Ca 2+ > Sr 2+ > Ba2+。
– PbO明显降低表面张力。
– 还原气氛下表面张力比氧化气氛下增加20%。
3、釉的热膨胀系数与弹性
4、釉的光泽：釉层的折射率越高，光泽度越好。
5、釉层的化学稳定性：硅氧四面体相互程度越大，稳定性越高。
6、坯和釉的适应性：
1、热膨胀系数对坯、釉适应性的影响
– 釉的热膨胀系数小于坯，冷却后釉产生压应力，形成正釉；反之形成负釉。
– 正釉能提高制品的机械强度，改善表面性能和热性能。若是压应力过大，会使制品变形，重则造成釉层剥落；
– 要求釉的热膨胀系数略小于坯。
2.中间层对坯、釉适应性的影响
– 中间层可填满坯体表面的缝隙，使坯釉结合为紧密整体；
– 能缓冲坯、釉热膨胀系数差造成的有害应力，使坯釉间的热应力均匀；
– 釉中的碱金属与碱土金属离子向坯扩散，使坯的热膨胀系数增大，釉的热膨胀系数降低，使釉层的压应力增大；
– 提高制品的机械强度。
– 中间层对坯、釉的适应性有较好的影响。
3.釉的弹性、扩张强度与坯、釉适应性的影响
– 釉具有较高弹性，釉坯的适应性较好；
– 釉的抗张强度高，坯釉的适应性较好。
4.釉层厚度对坯、釉适应性的影响
制备釉的工艺：
1、生料釉：
　　　瘠性、硬质原料研磨，再加软质粘土细磨成浆，陈化备用。
2、熔块釉：（包括熔制熔块和制备釉浆两部分）
　　　易溶解、有毒的原料及辅助原料加上引入SiO2、B2O3、PbO的原料熔制成玻璃，经水淬成小块后再与生料细磨成浆，陈化备用。
施釉方法：1、基本施釉方法：浸釉法、浇釉法、喷釉法
2、发展中的施釉方法：流化床施釉、热喷施釉、干压施釉
12、了解干燥过程及其特点，干燥方法；掌握制约干燥速度的因素和干燥缺陷产生的原因。 
答：干燥过程：加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段、平衡阶段
坯体在干燥过程中变化的主要特征是随干燥时间的延长，坯体温度升高，含水率降低，体积收缩；气孔率提高，强度增加。
干燥方法：对流干燥、工频电干燥、远红外干燥、微波干燥
影响干燥速度的因素：
1.
干燥缺陷产生原因：
（1）原料制备方面
1、塑性粘土用量太多或太少；
2、原料颗粒大小相差过大；
3、坯体含水量过多或分布不均匀。
（2）成型方面
1、成型时坯体各部位紧密程度不同；
2、成型时产生的应力未能消除；
3、石膏模构造有缺点，模型过干或各部位干湿程度不一致。
（3）干燥方面
1、干燥速度过快，坯体表面收缩过大
2、干燥时受热不均匀。
13、掌握烧成过程中的物理化学变化。
答：

14、掌握烧成制度对产品的影响，了解烧成设备和烧成缺陷。
答：烧成制度：烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。
温度制度：升温速度、烧成温度、保温时间、冷却速度等，就是温度与时间的关系。
气氛制度指的是不同温度范围O2及CO浓度，空气过剩系数。

*瓷石-高岭土瓷坯在还原气氛中过烧产生的膨胀比在氧化气氛中小；
*高岭土-长石-石英-膨润土瓷坯在还原气氛中过烧膨胀比在氧化气氛中大。
2.气氛对坯体收缩和烧结的影响
*瓷石质瓷坯在还原气氛中的收缩较在氧化气氛中大；长石与膨润土瓷坯在氧化气氛中的收缩较大。
*两种瓷坯在还原气氛中的烧结温度比氧化气氛的低。
3.气氛对坯的颜色和透光性及釉层质量的影响
*影响铁、钛的价数
*影响SiO2、CO
4.气氛对升温和窑内温差的影响
*氧化气氛下升温速度快，易造成窑内温差大；还原气氛下窑内温差小。
压力制度是指窑内压力与时间的关系。
烧成设备：分类依据：所用燃料不同、制品与火焰接触与否、烧成作用、烧成过程连续与否可分间歇式和连续式

15、掌握特种陶瓷工艺，了解几种特种陶瓷。
答：人们习惯上将特种陶瓷分成两大类，即结构陶瓷和功能陶瓷。
特种陶瓷的工艺过程：粉料制备、成型和烧结
粉料制备方法：1、液相法 2、气相法
成型方法：1、热压铸成形 2、等静压成形 3、流延法成形
烧结方法：1、热压烧结 2、反应热压烧结 3、热等静压烧结 4、气氛烧结 5、反应烧结 6、化学气相沉积法（CVD法） 7、溅射法
结构陶瓷：
一、氧化物陶瓷：
1、氧化铝陶瓷 2、ZrO2陶瓷
二、非氧化物陶瓷：
1、氮化物陶瓷 2、碳化物陶瓷
功能陶瓷：
一、铁电陶瓷：
1、压电陶瓷 2、热释电陶瓷 3、透明铁电陶瓷
二、敏感陶瓷：
1、热敏陶瓷 2、压敏陶瓷 3、气敏陶瓷 4、湿敏陶瓷 5、光敏陶瓷
三、磁性陶瓷：
1、软磁铁氧体 2、硬磁铁氧体 3、旋磁铁氧体 4、矩磁铁氧体 5、压磁铁氧体 6、磁泡材料 7、磁光材料
16、掌握石膏的各种相变体的差别，石膏水化和硬化机理，了解石膏材料的原料及在建筑中的应用。
答：a-半水石膏和b-半水石膏的差异
– 微观上无差别，均呈菱形结晶。
– 亚微观上，晶粒形态、大小、聚集状态等有差别。
– 宏观上，a-半水石膏吸水率低，强度高；b-半水石膏吸水率高，强度低。
半水石膏的水化硬化机理
– 结晶理论（溶解沉淀理论）　P172-173
– 胶体理论（局部化学反应理论）　P173
半水石膏硬化时的结构变化
– 凝聚结构形成阶段
– 结晶结构网的形成和发展阶段
建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：
CaSO4·0.5H2O + 1.5 H2O = CaSO4·2H2O
建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：
– 建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；
– 硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。
石膏胶凝材料的原料：1.天然二水石膏（） 2.天然硬石膏（ CaSO4 ） 3.工业副产石膏
建筑石膏的应用：
• 石膏砂浆及粉刷石膏－高级室内抹灰；
• 制备各种石膏板；
• 各类装饰石膏线、花型；
• 无水石膏水泥；
• 水泥缓凝剂；
• 涂料的填充料
• 陶瓷模具材料、外科医疗固定材料
• 制作雕塑艺术品等。
在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。
17、掌握石灰石的煅烧过程，石灰消化过程的变化，石灰浆体结构的形成过程，石灰浆体碳化硬化。了解镁质胶凝材料的原料，掌握镁质胶凝材料的水化相。
答：煅烧过程：1、碳酸钙的分解反应 2、石灰石的煅烧过程
石灰的消化：1、石灰的消化反应 2、石灰在消化过程中的分散
石灰浆体的干燥硬化　P181
Ca(OH)2晶体从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，提高强度。
石灰浆体结构的形成过程：凝聚结构和结晶结构两个阶段　P180
石灰浆体碳化硬化：
Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。
硬化特点：非常缓慢
镁质胶凝材料的原料：菱镁矿、白云石
镁质胶凝材料的水化相：
1、MgCl2作为调和剂
– 不用水调制，
• 因： MgO+H2O=Mg(OH)2 产物结构疏松、强度低
– 镁质胶凝材料的水化产物与MgO/MgCl2比值的关系　P184
• 控制MgO/MgCl2比值（物质的量比）在4-6之间
• 硬化浆体的强度高，吸湿性大，抗水性差。
2、MgSO4作为调和剂
– 硬化浆体的强度低，吸湿性低。
18、了解硅酸盐水泥的原料，熟料的矿物组成。
答：硅酸盐水泥的原料：1、石灰质原料
石灰岩、泥灰岩、白垩
2、粘土质原料
黄土、粘土
3、校正原料
熟料的矿物组成：1、硅酸三钙（3CaO.SiO2,C3S） 2、硅酸二钙（ 2CaO.SiO2,C2S ）
3、中间相
• 铝酸钙（ C3A， C12A7 ）
• 铁相固溶体（ C4AF）
• 玻璃体
4、游离氧化钙和方镁石
19、掌握煅烧过程中的物理化学变化。
答：煅烧过程中的物理和化学变化：
1、干燥和脱水 2、碳酸盐分解 3、固相反应 4、熟料烧结 5、熟料冷却
20、掌握熟料矿物的水化过程，硅酸盐水泥的水化过程，影响水化速率的因素，硬化水泥浆体的组成和结构。
答：熟料矿物的水化：
1、硅酸三钙的水化过程
– 初始水化期　
• 急剧反应，迅速放热，溶液呈强碱性；
• Ca2+和OH-　迅速从C3S粒子表面释放。
• 约在15min内结束。
– 诱导期
• 水化缓慢，早期C-S-H形成。
• 一般维持在2-4h。
– 加速期
• 水化反应加快，加速期处于4-8h；
• 然后开始早期硬化。永久性水化产物开始生长。
– 衰减期
• 水化产物CH和C-S-H从溶液结晶并在C3S表面形成包裹层，显微结构发展。
• 反应变慢，时间为12-24h。
– 稳定期
• 反应慢并基本稳定，水化受扩散速率控制。显微结构致密化。
2、硅酸二钙（C2S）的水化
C2S+mH =C-S-H+(2-x)CH
– b- C2S的水化过程与C3S相似，只是水化速率很慢。
– 水化反应由表面溶解速率控制。
3、 铝酸三钙（C3A）的水化
a) 水化反应迅速，放热快。
b) 水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响大。
c) 2C3A+27H＝C4AH19+C2AH8
d) 低于85%的相对温度下C4AH19失去结晶水成为C4AH13。
C4AH13+ C2AH8＝2 C3AH6 +9H
– 高于35°C时，C3A+6H＝C3AH6
– 液相CaO浓度饱和时， C3A+CH+12H＝ C4AH13
（水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因之一）
– 有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与石膏掺入量有关。
4、铁相固溶体的水化
– C4AF的水化反应比C3A略慢，水化热较低，不引起瞬凝。
– 水化反应及其产物与C3A相似。
硅酸盐水泥的水化：
1.　水泥的水化作用在含碱的氢氧化钙、硫酸钙的饱和溶液中进行。
2.　硅酸盐水泥水化过程
– 钙矾石形成期
– C3S水化期
– 结构形成和发展期
影响水化速率的因素：1、熟料矿物组成与结构
2、细度和水灰比的影响
3、温度对水化速率的影响
4、外加剂的作用
硬化水泥浆体的组成和结构：C-S-H凝胶、氢氧化钙、AFt相、AFm相
21、掌握水泥的性能和水泥强度的影响因素。
答：硅酸盐水泥的性能：
一、凝结时间
• 初凝时间：
– 从水泥加水开始到水泥浆开始失去可塑性的时间。
• 终凝时间：
– 从水泥加水开始到水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。
• 石膏的作用：
– 调节凝结时间，适量的石膏对提高水泥强度有利；石膏用量过多会使强度降低，影响水泥的安定性。
• 影响凝结速度的因素：矿物组成、细度、水灰比、温度和外加剂等。
• 假凝现象　
二、强度
1. 浆体组成的作用
– C-S-H凝胶起主要作用。
2. 熟料矿物组成的作用
– C3S含量对水泥强度有明显作用。
– C2S对后期强度有明显作用。
– C4AF对早期强度和后期强度有作用。
– 碱可使C3S等熟料矿物的水化速度加快，有助于提高水泥早期强度。
– 促凝外加剂能提高早期强度。
3、密实度的影响
4、温度和压力的影响
三、体积变化
1. 化学减缩
2. 湿胀干缩
3. 碳化收缩
四、水化热
五、抗渗性
六、抗冻性
七、环境介质的侵蚀
八、碱-集料反应
22、了解掺混合材料水泥的的水化和硬化过程及用途。
答：P225~P227
23、了解高铝水泥的组成，水化硬化过程及用途。了解快硬水泥和膨胀水泥。
答：P228~P230
24、了解耐火材料的组成和结构，掌握耐火材料的物理性能。
答：耐火材料组成：化学组成、矿物组成。
耐火材料结构：
1、耐火材料的微观结构
2、耐火材料的宏观结构：1、气孔率和透气度 2、结构的各向异性 3、耐火制品的结构类型 4、高温下耐火材料结构的变化:(1)带层状结构 （2）气孔的合并及迁移。
耐火材料的物理性能：1、热膨胀性 2、热导率 3、比热容 4、温度传导性