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硅酸盐的溶解度硅酸盐是一类广泛存在于自然界中的化合物，它们的共同特点是含有硅离子（SiO4^4-）。
硅酸盐的溶解度是指在一定温度下，单位体积溶液中可溶解的硅酸盐的质量。
硅酸盐的溶解度受多种因素影响，例如温度、压力、溶剂等。
首先，让我们来了解硅酸盐的种类。
硅酸盐包含众多的亚类和化合物，如硅酸钠（Na2SiO3）、硅酸钙（CaSiO3）、硅酸铝（Al2Si2O5(OH)4）等。
这些硅酸盐在水中的溶解度各不相同。
其次，温度对硅酸盐溶解度的影响非常显著。
一般来说，温度越高，溶解度越大。
这是因为温度升高会增加溶剂分子的热运动能力，使其与固体硅酸盐更容易发生相互作用，从而促进溶解过程。
当一定量的热能输入到固体硅酸盐中时，其溶解度会随温度的升高而增加，直至达到饱和溶解度。
因此，控制温度可以有效地调节硅酸盐的溶解度。
除了温度，压力也可以影响硅酸盐的溶解度。
在相同温度下，增大溶剂的压力会增加溶解过程中溶剂分子与固体硅酸盐之间的相互作用力，从而使溶解度增大。
这是因为增加压力会使溶剂分子更加密集地接近固体硅酸盐颗粒，增加相互作用的机会。
因此，通过调节压力，我们也可以改变硅酸盐的溶解度。
此外，溶剂的类型也对硅酸盐的溶解度有一定影响。
不同的溶剂对硅酸盐的溶解能力不同。
一般来说，极性溶剂对硅酸盐的溶解能力较强，而非极性溶剂的溶解能力较弱。
这是因为极性溶剂中的分子具有不对称的电子分布，可以与硅酸盐的正负电荷相互作用，从而有利于溶解作用的发生。
相反，非极性溶剂中的分子电子分布均匀，与硅酸盐的作用力较弱，溶解程度较小。
总结起来，硅酸盐的溶解度受多种因素的综合影响。
温度、压力和溶剂的类型是影响硅酸盐溶解度的重要因素。
了解这些影响因素有助于我们对硅酸盐的溶解过程有更深入的理解，也可以为相关领域的应用提供指导。
一、概述硅酸盐是一类重要的无机化合物，在许多领域都有广泛的应用，如玻璃、陶瓷、水泥、涂料等。
在工业生产中，硅酸盐熔体是一种重要的中间体，可以用于生产玻璃纤维、陶瓷材料等。
在硅酸盐熔体中，聚合物的存在对其性质和应用有着重要影响，因此对硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度进行研究具有重要意义。
二、硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的意义1. 影响硅酸盐熔体的粘度和流动性：聚合程度较高的聚合物在熔体中能够形成交联结构，增加了熔体的粘度，使其流动性降低；而聚合程度较低的聚合物则无法形成有效的交联结构，熔体的粘度较低，流动性较好。
2. 影响硅酸盐熔体的力学性能：聚合程度较高的聚合物可以增加熔体的强度和韧性，提高其力学性能；而聚合程度较低的聚合物则会降低熔体的强度和韧性。
三、硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的影响因素1. 温度：温度的升高会促进聚合反应的进行，增加聚合物的浓度；而低温则会降低聚合物的浓度。
2. 组成：硅酸盐熔体的成分对聚合程度的聚合物浓度也有影响，不同的成分可能对聚合反应产生不同的影响。
3. 压力：压力的变化可能改变聚合物的聚合程度，从而影响聚合物的浓度。
四、硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的测试方法1. 分子量测定法：通过分子量测定可以间接反映聚合程度的聚合物浓度。
2. 黏度法：利用熔体的黏度变化来判断聚合程度的聚合物浓度。
3. 光谱法：利用光谱仪等仪器对熔体中聚合物的浓度进行直接测定。
五、结论硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度对其性质和应用具有重要影响。
研究硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的影响因素以及测试方法，可以为实际生产中的工艺控制和质量保障提供重要的参考依据。
希望未来能有更多的研究能够深入探讨硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度与其性能之间的关系，为硅酸盐熔体的生产和应用提供更多的科学依据。
六、硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度对性能的影响硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度对其性能具有直接的影响。
有关硅酸盐熔体结构的一些基本问题，
硅酸盐熔体是由硅酸键形成的熔状体系，也被称为硅酸盐体系。
它们最近在石油，天然气，煤气和其他化工行业中得到了广泛的应用。
硅酸盐熔体具有独特的性质，它可以视熔点而
获得较高的熔性，较低的抗冲击性和较高的抗折性，以及能够吸收和释放热量。
硅酸盐熔体不同于其他一些常见的熔体结构，例如金属晶体结构、玻璃晶体结构和固态混
合物结构，它们更类似于液体晶体结构。
硅酸盐熔体的特有结构是由硅原子、氧原子和碳
原子的三元簇组成的，三元簇之间存在硅键，这些硅原子组合在一起形成了满足多元数学
结构的稳定化合物。
作为一种特殊的分子结构，它可以改变熔体的性质，可以大大改善其
在低温下的熔性能。
硅酸盐体系是一种稳定的熔体结构，因此它不会随着温度的升高而异常变化。
此外，它们
具有良好的抗折性，能够抵抗热冲击，这也是它被广泛应用的一个重要原因。
它可以抗腐蚀，可以用于处理高温的化学反应，并且具有优良的熔融性。
硅酸盐熔体体系具有广泛的应用，可以用于制造硅胶、硅烷和各种其他物质。
它是制备硅
胶纤维、高分子复合材料及微电子零件等材料的关键原材料，为电脑制造技术、航空航天
技术等提供了新的材料来源。
另外，它们也可用于陶瓷制造、电子行业及家用电器等。
总之，硅酸盐熔体是一种有用的材料，具有广泛的应用。
它可以改变熔体的物理性质，提
高尺寸稳定性，改善熔体的流动性能和使用寿命，特别适用于低温设备及化学反应器应用等。
它也是航空航天、电子、陶瓷和石油等应用领域的重要原料，因其特殊的结构和性能
而被广泛应用。
第四章答案4-1 略。
4-2试简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。
解：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。
可分为三个阶段：初期：石英的分化，架状[SiO4]断裂，在熔体中形成了各种聚合程度的聚合物。
中期：缩聚并伴随变形一般链状聚合物易发生围绕Si-O轴转动同时弯曲，层状聚合物使层本身发生褶皱、翘曲、架状聚合物热缺陷增多，同时Si-O-Si键角发生变化。
[SiO4]Na4+[Si2O7]Na6——[Si3O10]Na8+ Na2O（短键）3[Si3O10]Na8—— [Si6O18]Na12+2 Na2O（六节环）后期：在一定时间和温度范围内，聚合和解聚达到平衡。
缩聚释放的Na2O又能进一步侵蚀石英骨架而使其分化出低聚物，如此循环，直到体系达到分化-缩聚平衡为止。
4-3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。
它们的结构有什么不同？解：利用X射线检测。
晶体SiO2——质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。
SiO2熔体——内部结构为架状，近程有序，远程无序。
SiO2玻璃——各向同性。
硅胶——疏松多孔。
4-4影响熔体粘度的因素有哪些？试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。
解：（1）影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。
碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。
随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。
（2）通常碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）能降低熔体粘度。
这些正离子由于电荷少、半径大、和O2－的作用力较小，提供了系统中的“自由氧”而使O/Si比值增加，导致原来硅氧负离子团解聚成较简单的结构单位，因而使活化能减低、粘度变小。
4-5熔体粘度在727℃时是107Pa·s，在1156℃时是103 Pa·s，在什么温度下它是106 Pa·s？解：根据727℃时，η=107Pa·s，由公式得：（1）1156℃时，η=103 Pa·s，由公式得：（2）联立（1），（2）式解得∴A=-6.32，B=13324当η=106 Pa·s时，解得t =808.5℃。
《材料科学基础》重要知识点1、在离子晶体中，正、负离子的配位数大小由结构中正、负离子半径的比值决定。
2、聚合物的形成过程是分化和缩聚同时进行的一种动态平衡过程。
3、硅酸盐熔体的结构特点：多种聚合物同时并存，而不是一种独存。
正是由于这个特点，硅酸盐熔体的结构是长程无序的。
但每一个聚合体又是具有晶体结构的，即硅酸盐熔体中存在短程有序的负离子团。
4、影响聚合物聚合程度的因素（1）温度的影响：随温度升高，低聚合物浓度增加，而高聚合物浓度降低。
（2）熔体组成的影响：R为O/Si比的大小。
O/Si比R越大，低聚合物浓度越大，高聚合物浓度越小。
5、影响熔体粘度的主要因素是温度和化学组成。
粘度---温度关系：温度升高，粘度减小。
粘度—组成关系（1） O/Si比：硅酸盐熔体的粘度首先取决于硅氧四面体网络的聚合程度，即随O/Si比的上升而下降。
(2)一价碱金属氧化物①加入碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）降低硅酸盐熔体的粘度。
②碱金属氧化物的含量越高，硅酸盐熔体的粘度越小。
③不同的碱金属氧化物对粘度的影响大小也与碱金属氧化物的含量有关。
当Ｒ2O含量较低时（O/Si较低），加入的正离子半径越小，降低粘度的作用越大，其次序是：Li＋>Na＋>Ｋ＋>Rb＋>Cs＋。
当熔体中Ｒ2O含量较高（O/Si比较高）时，Ｒ2O对粘度影响的次序是Li+<Na+<Ｋ+。
（3）二价金属氧化物：二价碱土金属氧化物（ⅡA族）一般降低硅酸盐熔体的粘度。
但不同的氧化物降低粘度的程度不同，其降低粘度的次序是：Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ｍg2+，所以粘度大小次序为：Ba2+<Sr2+<Ca2+<Ｍg2+。
（4）阳离子配位数：阳离子配位数对粘度的影响是通过B2O3的研究而取得的。
①当B2O3含量较少（即Na2O/B2O3>1）时，粘度随含量升高而增加。
这是因为此时“游离”氧充足，故B3＋处于[BO4]四面体状态，结构紧密。
硅酸盐水泥在高温下力学性能的变化硅酸盐水泥是一种重要的建筑材料，也用于高温环境下的耐火材料。
在高温下，硅酸盐水泥的结构和力学性能都会发生变化，这对于使用和设计有很大的影响。
硅酸盐水泥的结构和化学组成硅酸盐水泥是由水合硅酸盐矿物和无机胶凝材料组成的一种复合材料。
它的主要成分是硅酸盐矿物——硬化石膏和硅酸钙，以及胶凝材料——硅酸盐水泥熟料。
在硅酸盐水泥的制备过程中，硅酸钙和硬化石膏会发生化学反应生成钙硅石（C-S-H）胶凝材料。
这种材料能够在水中形成胶凝体系，并能引起钙化反应。
同时，硅酸盐水泥熟料中的矿物质也能对硅酸盐水泥的性能产生影响。
硅酸盐水泥在高温下的变化当硅酸盐水泥在高温下，它的结构和化学组成都会发生变化。
这对于硅酸盐水泥的力学性能有着直接的影响。
首先，在高温下，硅酸盐水泥的水化反应会受到影响。
水化反应需要特定的条件——适当的湿度、温度和时间。
在高温下，水的蒸发速度会加快，这会导致水化反应速率变慢，从而影响硅酸盐水泥的硬化时间和强度。
其次，高温会对硅酸盐水泥的矿物组成和结构造成影响。
硅酸盐水泥中的水化物质——C-S-H胶凝材料会发生分解和热解，从而导致硅酸盐水泥失去强度和稳定性。
硅酸盐水泥的力学性能变化硅酸盐水泥在高温下的力学性能也会发生变化。
硅酸盐水泥的高温强度通常比室温强度低，这是由于高温下的化学反应和水化反应导致了其微观结构的破坏。
另外，硅酸盐水泥的断裂韧度和弹性模量也会随着温度的升高而下降。
然而，虽然硅酸盐水泥在高温下的力学性能较室温下差一些，但这并不意味着它不能在高温环境下使用。
事实上，硅酸盐水泥在高温下的耐火性能很好，可以用于高温窑炉、耐火材料和保温隔热材料等领域。
影响硅酸盐水泥力学性能的因素除了温度外，硅酸盐水泥的力学性能还受到其他因素的影响。
首先是水化反应。
水化反应是硅酸盐水泥的强度来源，因此它的反应速率、反应完全度等都会对硅酸盐水泥的力学性能产生影响。
其次是硬化时刻。
硬化时刻是硅酸盐水泥从混合到受抗压强度达到规定值需要的时间。
第36卷第4期 娃酸 盐通报 Vol .36 No .42017 年 4 月________________BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY ____________________April ,2017硅酸盐水泥耐高温性能研究曹集舒(重庆房地产职业学院，重庆401331)摘要:研究硅酸盐水泥在20 t 、200 t 、400 t 、600 t 、800 t 以及1000 t六个温度条件下的耐高温性能，通过外观 变化，质量损失以及抗压强度等宏观数据表征硅酸盐水泥的耐高温性能，并通过扫描电镜（SEM)、X 衍射分析 (XRD )和差热分析(DTA )研究了硅酸盐水泥在不同温度下稳定性变化的机理。
试验结果表明:硅酸盐水泥在400T ：以下的温度，仍能保持一定程度的外观完整和抗压强度;当温度超过600 T ：时，其稳定性开始急剧下降，试件内部出现大量的蜂窝状孔洞，使得C-S-H 凝胶被完全分解，导致强度完全丧失而被破坏。
关键词:硅酸盐水泥；耐高温性能；微观分析中图分类号:X 703 文献标识码:A 文章编号:1001 -1625 (2017) 04-1452-05High Temperature Resistance Performance of Portland CementCAO Ji-shu(Chongqing Real Estate College，Chongqing 401331，China )Abstract ： High temperature resistance performance of portland cement in 20 Tl , 200 Tl , 400 Tl , 600, 800 and 1000 was studied by the appearance change, mass loss and compressive strength indifferent high temperature. And the mechanism of stability change in different temperature of portland cement was studied by the scanning electron microscope (SEM) , X-ray diffraction analysis (XRD) and differential thermal analysis ( DTA) . The results indicate that the Portland cement still keep the unbroken appearance and compressive strength under 400 Tl. Conversely, it is a sharp drop in stability,and there are abound of alveolate viods within cement. Then C-S-H del is decomposed and compressive strength is loss when the temperature exceed 600 Tl that there are abound of alveolate voids within cement result in the destruction of C-S-H gel and loss of compress strength.Key words ：portland cement；high temperature resistance；microanalysis1引言普通硅酸盐水泥基材料作为现在建筑结构的主体材料，在实际使用时几乎处在常温环境之中，但也会遭 受高温作用，特别是建筑物在遭遇火灾等情况时，其受热温度可以达到1000 T 甚至以上[14]。
硅酸盐的溶解度硅酸盐是一类化合物，由硅酸根离子和金属离子组成。
硅酸盐在水中的溶解度是指单位体积溶液中可以溶解的硅酸盐的质量。
硅酸盐的溶解度受到多种因素的影响，包括温度、压力、溶液pH值以及溶剂中其他物质的存在等。
温度是影响硅酸盐溶解度的重要因素之一。
一般来说，硅酸盐的溶解度随着温度的升高而增加。
这是因为在高温下，分子的热运动更加剧烈，导致溶质分子与溶剂分子间的相互作用变弱，从而更易溶解。
以氢氧化钙为例，其在25摄氏度下的溶解度为0.16克/升，而在100摄氏度下的溶解度则增加到0.42克/升。
除了温度，压力也对硅酸盐的溶解度产生一定的影响。
但是，与温度相比，压力对硅酸盐溶解度的影响较小。
在常温常压下，硅酸盐的溶解度不受压力的显著影响。
溶液的pH值是另一个影响硅酸盐溶解度的重要因素。
硅酸盐在酸性溶液中溶解度较高，而在碱性溶液中溶解度较低。
这是因为在酸性环境中，硅酸盐与酸分子发生反应生成可溶性的硅酸，从而增加了硅酸盐的溶解度。
而在碱性环境中，硅酸盐与氢氧根离子结合形成不溶性的硅酸盐沉淀，使溶解度降低。
溶液中其他物质的存在也可以影响硅酸盐的溶解度。
例如，当溶液中存在其他盐类时，这些盐类的离子会与硅酸盐离子发生相互作用，从而影响硅酸盐的溶解度。
这种相互作用可以是正向的，即增加硅酸盐的溶解度，也可以是负向的，即降低硅酸盐的溶解度。
总结起来，硅酸盐的溶解度受到温度、压力、溶液pH值以及溶剂中其他物质的存在等多种因素的影响。
了解硅酸盐的溶解度对于工业生产和实验室研究都具有重要意义。
在实际应用中，可以通过调节这些因素来控制硅酸盐的溶解度，以满足不同的需求。
混凝土中硅酸盐含量检测标准及其影响因素一、前言混凝土作为建筑材料的重要组成部分，其质量直接影响着建筑物的稳定性和安全性。
硅酸盐是混凝土中的重要组成部分，其含量的检测对于混凝土的质量控制具有重要意义。
本文将详细介绍混凝土中硅酸盐含量检测标准及其影响因素。
二、混凝土中硅酸盐含量检测标准1. 检测方法混凝土中硅酸盐含量的检测方法有多种，其中常用的方法包括化学分析法、X射线衍射法和红外光谱法等。
化学分析法是目前最常用的方法，其具体操作流程如下：（1）取混凝土样品，将其研磨成粉末状。
（2）将粉末样品加入硝酸和氢氟酸混合液中，进行溶解。
（3）将溶液中的硅酸盐转化为硅酸乙酯。
（4）使用气相色谱仪检测硅酸乙酯的含量，从而计算出混凝土中的硅酸盐含量。
2. 检测标准混凝土中硅酸盐含量的检测标准主要有以下两种：（1）GB/T 17671-1999《混凝土中硅酸盐含量的测定》该标准规定了混凝土中硅酸盐含量的测定方法和评定标准。
其中，硅酸盐含量的评定标准为：I级混凝土中硅酸盐含量不得低于10%，II级混凝土中硅酸盐含量不得低于6%。
（2）JGJ/T 70-2009《建筑用混凝土工程施工质量验收规范》该标准规定了混凝土工程施工质量验收的各项要求，其中硅酸盐含量的评定标准为：I级混凝土中硅酸盐含量不得低于10%，II级混凝土中硅酸盐含量不得低于6%。
三、影响混凝土中硅酸盐含量的因素混凝土中硅酸盐含量的大小取决于多种因素，主要包括以下几点：1. 水灰比水灰比是指混凝土中水与水泥的质量比，水灰比越小，混凝土中的硅酸盐含量越高。
2. 水泥种类不同种类的水泥中硅酸盐含量不同，因此不同种类的水泥在混凝土中的硅酸盐含量也会有所不同。
3. 混凝土配合比混凝土配合比是指混凝土中各种成分的比例关系，不同的配合比会影响混凝土中硅酸盐含量的大小。
4. 矿物掺合料的使用矿物掺合料是混凝土中的重要组成部分，不同种类的矿物掺合料对混凝土中硅酸盐含量的影响也不同。
第43卷第4期2024年4月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.4April,2024养护环境对偏高岭土基地聚物性能及微观结构的影响黄大建,王治武,唐文捷,张全超,强小虎(兰州交通大学材料科学与工程学院,兰州㊀730070)摘要:为了探究养护环境对偏高岭土基地聚物干缩开裂特性和力学性能的影响,以不同养护环境为参数,系统研究了不同养护环境对偏高岭土基地聚物性能(抗压强度㊁收缩)和微观结构的影响㊂结果表明:温度交替变化环境(冻融循环)对偏高岭土基地聚物的结构影响较大,不利于偏高岭土基地聚物材料性能的发展;低湿度环境有利于体系中水分子排出,从而使形成的凝胶相更致密,有利于抗压强度的发展,但使干缩率和孔隙率增加㊂在各种养护环境中,干燥养护(温度(20ʃ0.5)ħ,湿度(50ʃ5)%)条件下的试样28d 抗压强度达到73.94MPa,较标准养护(温度(20ʃ0.5)ħ,湿度不低于95%)条件下的试样增长了68.77%,28d 干缩率为237.5ˑ10-4,孔隙率达到最高(45.73%)㊂关键词:地聚物;养护环境;偏高岭土;孔隙率;干缩率中图分类号:TB321㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)04-1463-09Effect of Curing Environment on Properties and Microstructure of Metakaolin Based GeopolymersHUANG Dajian ,WANG Zhiwu ,TANG Wenjie ,ZHANG Quanchao ,QIANG Xiaohu (School of Materials Science and Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)Abstract :In order to explore the influence of curing environment on the drying shrinkage-cracking characteristics and mechanical properties of metakaolin based geopolymers,the effects of different curing environments on properties (compressive strength,shrinkage)and microstructure of metakaolin based geopolymers were studied systematically.Theresults indicate that alternating temperature changes (freeze-thaw cycles)have a significant impact on the structure of metakaolin based geopolymers,which is not conducive to the development of metakaolin based geopolymer material properties.Low humidity is conducive to the elimination of water molecules in the system,thus forming a more compact gel phase,which is conducive to the development of compressive strength,but increases the drying shrinkage rate and porosity.In various curing environments,the compressive strength of specimens under dry curing (temperature (20ʃ0.5)ħ,humidity (50ʃ5)%)reaches 73.94MPa at 28d,an increase of 68.77%compared to the specimens under standard curing (temperature (20ʃ0.5)ħ,humidity not lower than 95%),and the drying shrinkage rate at 28d is 237.5ˑ10-4,with a maximum porosity of 45.73%.Key words :geopolymer;curing environment;metakaolin;porosity;drying shrinkage rate 收稿日期:2023-10-28;修订日期:2023-12-12基金项目:固体废物处理与资源化教育部重点实验室开放课题(22kfgk04)作者简介:黄大建(1979 ),男,博士,副教授㊂主要从事高分子复合材料㊁矿物材料的研究㊂E-mail:287119273@ 0㊀引㊀言地聚物是由硅铝酸盐前驱体(如偏高岭土㊁矿渣和粉煤灰等)和碱活化剂反应生成的一种胶凝材料,是一种新型绿色环保建筑材料[1],这种新型材料具有优良耐腐蚀能力[2]㊁高强度[3]和低环境负荷[4-5]等优点㊂其中偏高岭土在我国的储量最为丰富[6],能够满足大量使用的需求,因此学者在建筑学材料领域对地聚物1464㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷的研究越来越多㊂但地聚物存在泛碱[7]和早期阶段易收缩㊁体积稳定性差的问题,由收缩应力引起的基体内部微裂纹的产生和扩展会降低地聚物的力学性能和耐蚀性[8]㊂这些缺陷会影响地聚物的耐久性,降低使用寿命,使地聚物在实际工程中的应用受到制约㊂在养护过程中,温度和湿度对地聚物的结构发展有较大影响[9]㊂高黎明等[10]发现养护方式(温度和湿度)会影响地聚物水化反应的程度和速率,从而引起地聚物的基体变形行为㊂何卓名等[11]发现在高温低湿的环境中养护偏高岭土基地聚物能使抗压强度提高,但使抗折强度降低㊂彭晖等[12]证明偏高岭土基地聚物在70ħ养护温度下抗压强度达到最大值㊂Yuan等[13]发现适当升高养护温度能加速偏高岭土基地聚物的快脱羟基和结构重排反应,有利于形成更致密的结构从而提高机械强度㊂Hasnaoui等[14]发现低湿度养护环境下地聚物试样中的水分严重溢出导致早期形成微裂缝,促进水分蒸发,但在凝胶相与颗粒界面处的表面张力较小,有利于后期的强度发展㊂当地聚物处于极端环境(冻融循环或极干养护)时,体系中的自由水反复收缩膨胀或迅速溢出,可能破坏建筑材料的基体结构[15]㊂高志涵等[16]发现冻融循环使建筑材料的孔隙率和孔径增大,孔隙壁变薄,材料脆性增大,力学性能下降㊂Yan等[17]发现冻融循环使偏高岭土基地聚物产生微裂纹,这些裂纹相互连接形成裂缝网,导致材料的强度下降㊂Zhao等[18]发现以偏高岭土和粉煤灰为基体的低钙地聚物孔隙率更高,因此该类地聚物的抗冻融性较差㊂Li等[19]证明在冻融循环过程中材料孔隙中的自由水形成的渗透压和膨胀压力是结构损坏的主要原因㊂综上所述,关于偏高岭土基地聚物在固定养护环境条件下的研究已取得较大进展,但在实际工程应用中养护环境的温度和湿度是复杂多变的㊂因此,对复杂养护环境中偏高岭土基地聚物的微观结构㊁孔隙率和收缩特性进行研究是非常必要的㊂本研究以西北地区环境为背景,模拟实际工程应用中的养护环境来研究养护环境对偏高岭土基地聚物力学性能㊁孔结构和开裂性能的影响㊂通过X射线衍射㊁傅里叶红外光谱㊁扫描电子显微镜和低场核磁等方法表征地聚物的微观结构和孔隙率,研究地聚物的稳定性及力学性能㊂本研究可以为解决实际工程应用中的问题提供技术支持㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料偏高岭土(metakaolin,MK)购自巩义市辰义耐材磨料有限公司,化学组成见表1,其中Al2O3和SiO2含量总和为91.37%(质量分数)㊂水玻璃产自甘肃倚源工贸有限公司,灰色液体,固含量为35.19%(质量分数),原始模数为3.17,室温下的密度为1.36g/mL,主要成分见表1㊂氢氧化钠为国药集团化学试剂有限公司生产的纯度不低于96.0% (质量分数)的白色粒状固体㊂用蒸馏水将氢氧化钠配制成14mol/L的溶液并冷却24h后与水玻璃混合配制成模数为1.3的碱活化剂㊂表1㊀原材料的化学组成Table1㊀Chemical composition of raw materialsMaterial Mass fraction/%SiO2Al2O3CaO Fe2O3TiO2P2O5Na2O MK47.8343.540.68 3.55 2.560.700 Raw water glass26.3020.57 5.370.05008.401.2㊀制备方法将MK和碱活化剂按1ʒ1(质量比)的比例加入搅拌机中,先低速(搅拌叶自转(140ʃ5)r/min,搅拌叶公转(62ʃ5)r/min)搅拌1min,再高速(搅拌叶自转(285ʃ10)r/min,搅拌叶公转(125ʃ10)r/min)搅拌3min至浆料呈流塑状㊂立即将浆料浇筑到尺寸为40mmˑ40mmˑ40mm和40mmˑ40mmˑ160mm的模具中,在振动台上振动3min,直至无明显气泡溢出㊂将振动结束的浆料在标准养护箱(温度(20ʃ0.5)ħ,湿度不低于95%)中养护,1d后脱模,随后移入相应养护环境中,分别在7㊁28d后进行抗压强度测试㊂试件标号及养护方式见表2㊂第4期黄大建等:养护环境对偏高岭土基地聚物性能及微观结构的影响1465㊀表2㊀试件标号及养护方式Table 2㊀Specimen label and curing methodCuring condition No.Curing way Standard curingMS13S HRȡ95%,temperature (20ʃ0.5)ħDry curing MS13D HR (50ʃ5)%,temperature (20ʃ0.5)ħNatural curing MS13NNatural environment in northwest Freeze-thaw curingMS13F 12h at 20ħ,12h at -15ħExtreme dry conservation MS13ED HR (10ʃ5)%,temperature (20ʃ0.5)ħ㊀㊀Note:MK is denoted by MS in the specimen numbering,13represents the alkali exciter modulus,curing condition is abbreviated.As an example,the standard curing condition specimen is labeled MS13S,where HR is an abbreviation for relative humidity.Freeze-thaw curing way of maintenance for 12h each at 20ħand -15ħtemperature,24h as a cycle.1.3㊀测试方法将养护至28d 龄期的样品破碎㊁研磨并过0.038mm 筛(400目)得到地聚物粉体,进行XRD 和FT-IR 测试㊂XRD 数据通过BRUKER D8ADVANCE X 射线衍射仪采集,步长为0.02ʎ,扫描速度为10(ʎ)/min㊂通过Xᶄ-pert HighScore Plus 软件并结合无机晶体结构数据库(Inorganic Crystal Structure Database,ICSD)分析XRD 谱㊂采用KBr 压片法制备样品,并通过VERTEX 70红外光谱仪(分辨率为4cm -1)采集400~4000cm -1的FT-IR 光谱㊂采用ZEISS GeminiSEM 50场发射扫描电子显微镜(加速电压0.02~30kV,15kV 下分辨率可达0.5nm)观察不同养护环境下地聚物的凝胶相分布㊁气泡和微裂纹等微观结构㊂采用MacroMR12-150H-I 低场核磁共振仪获取水中浸泡24h 试样(尺寸为40mm ˑ40mm ˑ40mm)的孔隙结构,扫描频率为50Hz,扫描128次,每2秒采集一次㊂通过SP-175立式砂浆收缩膨胀仪测量干燥收缩㊂试样尺寸为40mm ˑ40mm ˑ160mm,脱模后立即测量并记录数据,前7天每24小时测量一次,随后每7天测量一次,直至28d㊂采用具有300kN 负载能力的CMT-5303型万能试验机测试抗压强度,加载速度为2.4MPa /s,试样尺寸为40mm ˑ40mm ˑ40mm,测试龄期为7和28d㊂2㊀结果与讨论2.1㊀XRD分析图1㊀MK 与不同养护环境下地聚物的XRD 谱Fig.1㊀XRD patterns of MK and geopolymers under different curing environments MK 与地聚物在不同环境养护28d 的XRD 谱如图1所示㊂晶体相主要有高岭土(K)㊁石英(Q)㊁刚玉(C)和莫来石(M)以及一些赤铁矿杂质(H),它们来源于未完全反应的原料㊂K 存在表明MK 未完全煅烧㊂XRD 谱中出现了碳酸钠(S)的衍射峰,这是由前期水玻璃配制过程中发生陈化和试样在养护时与空气中CO 2接触发生碳酸化所致[20]㊂MK 的XRD 谱中0ʎ~25ʎ处的弥散峰代表了无定形相硅铝酸盐[21]㊂经碱激发后,这个弥散峰向较大角度(25ʎ~30ʎ)移动,表明发生了地聚反应[22]㊂在所有地聚物样品中,K 和Q 的衍射峰有所降低,这是由于碱活化剂的激发效应导致硅铝质矿物的解聚,溶解的矿物形成Al(OH)4-单体,在碱性条件下聚合形成无定形凝胶(N-A-S-H 凝胶)[23]㊂由于该凝胶相中未反应的MK 还存在,因此K 和Q 等矿物质仍存在于体系中并可能会生成沸石,但是由于沸石形成缓慢,在28d 内的XRD 谱中没有显示出结晶相[24]㊂沸石是在高碱性条件下OH -和硅铝组分反应形成的长链结构,类似于有机聚合物,可以与浆体中的[AlO 4]4-四面体形成1466㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷化学键[25],从而使地聚物具有良好的力学性能和化学性能㊂在28d 龄期时,地聚物试样中矿物质的衍射峰弱于原材料但未消失,因此这些相在室温养护时表现出反应惰性并起填充物的作用[26]㊂此外,由于N-A-S-H 凝胶相的结构疏松,未反应的矿物质可能成为地聚物的缺陷点㊂一方面MK 吸水率较高,会吸水膨胀,而在低湿度环境中易失水,导致地聚物孔隙率增大;另一方面未反应的MK 强度较低,影响地聚物的强度发展[27]㊂通过比对MK 和不同养护条件下试样的XRD 谱,发现试样的衍射峰无明显变化,说明不同养护环境对地聚物中的晶体结构影响不大,这与Wang 等[28]和Zhang 等[29]的研究结果一致㊂2.2㊀FT-IR分析图2㊀MK 前驱体和不同养护环境下地聚物的FT-IR 谱Fig.2㊀FT-IR spectra of MK precursor and geopolymers under different curing environments 图2为MK 前驱体和不同环境下养护28d 地聚物的FT-IR 谱㊂MK 前驱体在1084cm -1处的吸收峰对应Si O T(T =Si㊁Al)键不对称拉伸振动,当加入碱活化剂时,该波段向低波数偏移,这与MK 在碱活化剂中溶解后其结构发生解聚反应以及随后形成新的凝胶相有关[30]㊂研究[31]表明以水玻璃溶液作为碱活化剂制备地聚物时会形成少量Na 2CO 3㊂因此1392cm -1处出现的峰对应Na 2CO 3中C O 键不对称拉伸振动[32],峰强度不同是由于不同养护环境下试样的开裂程度不同,湿度越低开裂越严重,基体与CO 2接触的可能性更大,因此碳化也就越严重㊂地聚物在1300~900cm -1处的吸收峰是由N A S H 凝胶相中Si O T 键不对称拉伸振动引起的[33],中心波数(1023cm -1)未发生偏移,说明养护环境不会影响地聚物凝胶相中Si O T 键的分子内部结构[31],这与XRD 分析结果一致㊂MK 前驱体在815cm -1处的Si O Al 键拉伸振动带在地聚物中消失,表明地聚物充分水化[34]㊂874cm -1附近的峰对应[SiO 4]4-单体中Si O 键不对称伸缩振动[24],717和575cm -1附近的峰对应Si O Al 键的弯曲振动和对称伸缩振动[35],455cm -1处对应Si O Si 弯曲振动带[36]㊂FT-IR 谱中还有其他特征峰,但这些峰与硅铝酸盐的结构变化无关㊂3455和1654cm -1附近的吸收峰分别对应高岭土煅烧过程中残留羟基的O H 键拉伸振动和游离水中的O H 键弯曲振动[37]㊂地聚物在这两个波数处的峰高于MK,说明MK 与碱活化剂反应生成了大量的O H [38]㊂即MK 碱活化后地聚物中结晶水含量增加,养护环境中湿度降低,结晶水含量随之减少(由3455和1654cm -1处的峰强度体现)㊂2.3㊀微观结构分析不同养护环境下地聚物的SEM 照片如图3所示㊂地聚物的微观结构主要包括未完全反应的MK 原料㊁凝胶相水化产物和裂纹等,与图1的XRD 分析结果一致㊂其中高倍数MS13S 试样的SEM 照片(见图3(f))显示地聚物的结构是疏松的,并由许多聚合物包裹前驱体组成[39]㊂由图3可知,随着环境中湿度降低,微裂纹的数量明显增多且裂纹增大,极干养护(MS13ED)试样的裂纹最大㊂这是由于未反应的MK 颗粒具有填充效应,可以填充基体中的毛细孔和孔隙,而在水化过程中MK 吸水膨胀导致孔径增大[27]㊂在养护过程中水分损失产生了非均向毛细应力,导致地聚物收缩产生裂纹并逐渐发展为大裂纹㊂同时未反应的MK 与凝胶相基体之间形成了界面过渡区(interface transition zone,ITZ),养护环境的湿度降低使界面两侧的凝胶相基体与MK 脱离[40]㊂值得注意的是干燥养护(MS13D)试样凝胶相结构最致密㊂标准养护环境中的湿度大,使体系中的水不能排出,导致凝胶相的形成缓慢,因此凝胶相不能形成较致密的结构;极干养护条件下大量的非均向毛细应力破坏了原本致密的凝胶相结构;冻融循环测试时体系中的水从液相转变为固相的过程中体积会膨胀,并且低温不利于凝胶相的形成,因此产生了较多的结构缺陷[41]㊂第4期黄大建等:养护环境对偏高岭土基地聚物性能及微观结构的影响1467㊀图3㊀不同养护环境下地聚物28d 龄期的SEM 照片Fig.3㊀SEM images of geopolymers at 28d under different curing environments 2.4㊀孔结构分析图4㊀不同养护环境下地聚物28d 龄期的T 2弛豫曲线Fig.4㊀T 2relaxation curves of geopolymers at 28d under different curing environments在不同养护环境下经过28d 后,地聚物的横向弛豫时间T 2曲线如图4所示㊂通过T 2曲线可以观察到存在三种不同的峰,第一个峰为凝胶孔峰(对应的时间为T 2b ),反映的是样品中的结构水;第二个峰为毛细孔峰(对应的时间为T 21),反映的是毛细孔内的水分子;第三个峰为宏观裂纹峰(对应的时间为T 22),反映的是裂缝中的水㊂它们代表不同的孔隙结构:凝胶孔(0<r ɤ100nm)㊁毛细孔(100nm <r <1000nm)㊁裂纹或空气空隙(r ȡ1000nm)[42],r 为孔径尺寸㊂通过曲线峰面积来反映地聚物样品的孔隙率,并研究孔结构随着不同养护环境的变化过程㊂表3显示了不同养护环境下地聚物的孔隙率及各种孔结构所占比例,虽然MS13D 试样的孔隙率最高(45.73%),但其毛细孔数量较少,因此在养护过程中毛细应力很小,不会破坏地聚物基体结构㊂表3㊀不同养护环境下地聚物孔隙率及各孔结构占比Table 3㊀Porosity of geopolymers and percentage of each pore structure under different curing environmentsNo.Porosity /%Percentage of pore structure /%Gel porosity Capillary porosity MS13S44.2638.45 5.63MS13N 44.6439.46 4.42MS13D 45.7341.25 3.80MS13ED 39.5527.028.35MS13F 44.5640.02 3.491468㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷通过T 2弛豫曲线可以发现,五种样品的孔结构以凝胶孔为主,同时还存在少量毛细孔㊂由于层片状MK 能够吸附大量的结构水,因此地聚物的T 2b 峰面积较大㊂由于在不同养护环境下的环境湿度不同,凝胶孔的结构会发生一定程度的变化,随着环境湿度的降低,凝胶孔会向大孔径方向移动,凝胶孔的数量随着环境湿度的降低而增加㊂除了MS13ED 试样外,毛细孔的孔径基本保持不变,但在环境湿度降低时其数量会增加,这将导致地聚物的孔隙率增加[43]㊂引起MS13ED 试样孔隙率低的原因是宏观大裂纹在浸泡水后水分流失导致低场核磁无法检测到这些孔隙结构㊂冻融循环(MS13F)试样的主峰分布在小孔隙范围内的短弛豫时间处,而凝胶孔的弛豫时间向右偏移并且峰面积增大,表明地聚物的孔体积不断增加并且孔径向较大方向扩展㊂这是由于冻融循环损坏了地聚物内部结构,导致缺陷的增加,在和其他试样对比时孔径偏大㊂2.5㊀干燥收缩分析图5为地聚物在不同养护环境下的干缩率㊂随着养护时间延长,地聚物试样的干燥收缩发展趋势相似但幅度不同,试样的干缩率随着养护环境中湿度降低而增加㊂结合图6不同养护环境下地聚物干燥收缩动力学曲线可知,试样的收缩主要发生在拆模后的第1天㊂各种孔结构中凝胶孔和毛细孔中水分蒸发产生的毛细管压力是干燥收缩的主要影响因素[44]㊂干燥养护(MS13D)㊁自然养护(MS13N)和极干养护(MS13ED)试样与标准养护(MS13S)试样相比干缩率较大(四种样品的28d 干缩率分别为237.5ˑ10-4㊁364.3ˑ10-4㊁482.6ˑ10-4㊁108.6ˑ10-4),这是因为西北地区昼夜温差大且环境湿度比标准养护低,因此MS13N 试样的干燥收缩是由温度变化导致体积变化和湿度较低导致失水两个因素引起的[45]㊂MS13D 和MS13ED 试样所处环境湿度分别为(50ʃ5)%和(10ʃ5)%,裹覆在凝胶颗粒表面的水分子在脱模移入养护环境中后迅速减少,导致表面张力增大;同时孔隙内的湿度随水分子散失而持续降低,水的解吸导致分离压力降低,会在毛细孔中引起拉应力㊂在表面张力和毛细孔拉应力作用下试样出现明显的体积变化[46]㊂Chen 等[47]发现大孔(d ȡ1000nm)中自由水产生的毛细管压力可以忽略不计,因此孔隙率与干缩率无直接关系,这与2.4节中结果一致㊂图5㊀不同养护环境下地聚物的干缩率Fig.5㊀Drying shrinkage rate of geopolymers under different curingenvironments 图6㊀不同养护环境下地聚物干燥收缩动力学曲线Fig.6㊀Kinetics curves of drying shrinkage of geopolymers under different curing environments ㊀㊀冻融循环(MS13F)试样的体积呈先收缩后膨胀的规律,这是由于温度降低使内部孔隙水发生冻结而膨胀产生膨胀应力,导致试件体积增大;温度升高时随着冰晶冻融膨胀应力衰减,试件干缩率下降㊂因此,试件的干燥收缩与所处环境的温度变化和湿度变化相关性较高㊂2.6㊀力学性能分析图7显示了地聚物在五种环境中养护7㊁28d 的抗压强度,抗压强度发展趋势基本相同㊂固化28d 后,处于干燥养护条件下的MS13D 试样抗压强度最高,其次是MS13ED㊁MS13N㊁MS13F 和MS13S 试样㊂不同养护环境的温度和湿度不同会影响地聚物的碱激发过程和水化过程,进而对抗压强度产生影响㊂随着养护环境湿度的降低,地聚物的抗压强度先增大后减小㊂在地聚物发生解聚的反应过程中,体系的结构水和温度会对解聚反应产生影响,当试样处于湿度较高(MS13S)和温度较低(MS13N㊁MS13F)的环境中时,一方面体系中多余的结构水在浆料硬化过程中无法排出,导致浆料硬化较慢且不利于凝胶相的生成;另一方面由于孔隙㊀第4期黄大建等:养护环境对偏高岭土基地聚物性能及微观结构的影响1469水较多,测试过程中外加载荷使试件内部产生较大的孔隙压力,导致地聚物的抗压强度降低㊂干燥养护环境会加速体系中的水分子排出,浆体可以快速硬化[48]㊂极干养护环境中湿度较低,试样与外界环境的水分交换较为剧烈,使表面张力和毛细孔压力急剧增大,原本致密的网状结构在两种力的作用下被破坏而产生裂纹,导致抗压强度下降㊂ITZ是地聚物结构中的薄弱区域[49],它也会影响地聚物的抗压强度㊂这与图3中SEM分析结果一致㊂因此MS13D试样的28d抗压强度最佳,为73.94MPa,较MS13S试样增长了68.77%㊂图7㊀不同养护环境下地聚物7和28d的抗压强度Fig.7㊀Compressive strength of geopolymers at7and28d under different curing environments3㊀结㊀论1)干燥养护条件下地聚物试样的28d抗压强度可达到73.94MPa,干缩率为237.5ˑ10-4,同时达到低收缩和高强的要求㊂由于地聚物体系中水分子释放速率不同,抗压强度随着养护环境湿度降低呈先上升后下降的趋势㊂2)养护温度会影响地聚物的反应速率和水分子释放速率,低温导致凝胶相形成缓慢且不利于水分子排出,使地聚物强度降低㊂3)养护湿度主要影响地聚物体系中水分子释放速率和孔结构的发展,高养护湿度对微观结构的影响呈负面效果;低养护湿度则使表面张力和毛细孔压力急剧增大,会破坏原本致密的网状结构凝胶相,而使地聚物产生开裂,强度降低㊂4)温度为20ħ㊁湿度为50%的养护环境最有利于偏高岭土基地聚物性能发展,因此在实际工程应用中应注意控制养护环境的温度和湿度㊂参考文献[1]㊀MA B,LUO Y,ZHOU L Z,et al.The influence of calcium hydroxide 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硅酸盐熔体是一种重要的无机材料，其成键和特点对于化学工业和材料科学具有重要意义。
本文将从硅酸盐熔体的成键结构、化学性质和物理性质等方面进行详细说明。
一、硅酸盐熔体的成键结构硅酸盐熔体的成键主要包括共价键和离子键。
在硅酸盐熔体中，硅氧四面体通过共价键连接在一起，形成了网状结构。
而硅氧四面体中的硅原子与氧原子之间是共价键，硅和氧之间的电负性差异较大，因此这种共价键具有一定的极性。
另硅酸盐熔体中还存在着大量的离子键，如钠离子、铝离子等与氧离子形成离子键，这些离子键使得硅酸盐熔体具有一定的电导率和电化学活性。
二、硅酸盐熔体的化学性质硅酸盐熔体在化学性质上具有一定的稳定性和活性。
它在高温下能够与金属氧化物反应，形成相应的金属硅酸盐玻璃。
另外，在一定的条件下，硅酸盐熔体还可以与碱金属氢氧化物反应，生成相应的硅酸盐水合物。
这些化学性质使得硅酸盐熔体在玻璃制造和陶瓷工业中有着广泛的应用。
三、硅酸盐熔体的物理性质硅酸盐熔体具有一定的物理性质，如高温下具有一定的流动性和粘度，这使得它在玻璃加工和陶瓷成型过程中具有很好的流动性和加工性。
另外，硅酸盐熔体在固化后具有一定的强度和硬度，这使得它在玻璃和陶瓷制品中具有较好的物理性能。
硅酸盐熔体是一种重要的无机材料，其成键结构、化学性质和物理性质对于其在化学工业和材料科学中的应用具有重要意义。
通过对硅酸盐熔体的研究，可以为其在玻璃、陶瓷和其他材料领域的开发和应用提供理论和实践支持。
硅酸盐熔体作为一种重要的无机材料，具有许多独特的特性和应用。
在此续写中，将进一步探讨硅酸盐熔体的特性和其在工业和科学领域中的具体应用。
四、硅酸盐熔体的热性质硅酸盐熔体在高温下具有很好的热稳定性，这使得它在高温工业过程中具有重要应用。
在玻璃工业中，硅酸盐熔体作为玻璃的主要原料，在高温下可以通过玻璃熔化工艺，制成各种玻璃制品，如建筑玻璃、光学玻璃、玻璃器皿等。
在陶瓷工业中，硅酸盐熔体也可作为瓷釉的重要成分，通过烧结过程，使其形成具有一定特定功能的釉料，使陶瓷制品具有良好的表面光洁度和装饰效果。
硅酸盐熔体在温度升高时粘度下降的原因
硅酸盐熔体在温度升高时粘度下降的原因可以归结为分子间距增大和分子运动加快两方面的影响。
首先，随着温度的升高，硅酸盐熔体中分子间的平均距离会增大。
这是因为温度升高会使熔体中的分子具有更大的热能，分子间的相互作用力会被削弱，从而使分子间的距离增大。
由于粘度是流体内分子间相互作用力的结果，分子间距的增大会导致熔体的粘度下降。
其次，温度升高还会使硅酸盐熔体中分子的平均动能增大，即分子的运动速度加快。
分子运动速度的增加会导致分子之间的相互作用减弱，从而减少了分子间的摩擦力，使得熔体的流动更加顺畅。
因此，分子运动加快也是导致硅酸盐熔体粘度下降的原因之一。
综上所述，硅酸盐熔体在温度升高时粘度下降的原因是由于分子间距增大和分子运动加快导致的。
普通配料的硅酸盐水泥熟料液相出现的温度
摘要：
1.硅酸盐水泥的简介
2.硅酸盐水泥熟料液相出现的温度
3.影响温度的因素
4.结论
正文：
硅酸盐水泥是一种广泛应用于建筑业的基本建材，它是由水泥熟料、石膏和少量混合材料磨制而成的。
在水泥生产过程中，熟料的液相温度是一个非常重要的参数。
那么，普通配料的硅酸盐水泥熟料液相出现的温度是多少呢？
硅酸盐水泥熟料液相出现的温度一般在1300-1500 摄氏度之间。
这个温度范围是根据我国硅酸盐水泥生产工艺和设备水平得出的。
在这个温度范围内，熟料中的矿物成分会发生一系列物理和化学变化，使其具有较高的强度和耐久性。
然而，硅酸盐水泥熟料液相出现的温度受到多种因素的影响，如原料的矿物组成、烧结温度、燃料种类等。
不同的原料矿物组成会影响熟料的矿物相形成和温度分布；烧结温度过高或过低都会使熟料矿物结构发生变化，从而影响液相温度；燃料种类的燃烧特性也会对熟料液相温度产生影响。
综上所述，普通配料的硅酸盐水泥熟料液相出现的温度一般在1300-1500 摄氏度之间，但具体温度会受到原料矿物组成、烧结温度、燃料种类等多种因素的影响。
CO_2和温度对硅酸盐风化作用的影响——对气候控制的可能影响Patrick V.Brady;卢鸿【期刊名称】《地质科学译丛》【年(卷),期】1995(12)2【摘要】全球碳循环与气候模式中一个关键的不确定性因素就是:有机质活动、温度和大气CO_2对硅酸盐风化作用的综合效应。
本文首次指出辉石和钙长石的溶解速率表明,硅酸盐在富有机质溶液中的风化作用并不受土壤CO_2的直接影响,但对温度却很敏感。
很明显,CO_2通过增加有机质的活度和产生腐蚀性有机酸而间接地加速了硅酸盐的风化。
当将这种风化因素引入稳态碳循环和气候模式中的输入时,就能加强硅酸盐风化而起到扮演全球恒温箱的作用并抑制气候的变化。
【总页数】4页(P16-19)【关键词】二氧化碳;硅酸盐;风化作用;气候控制【作者】Patrick V.Brady;卢鸿【作者单位】Geochemistry Research, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM87185, USA【正文语种】中文【中图分类】P578.94【相关文献】1.全球气候变暖对中国种植制度可能影响:VI.未来气候变化对中国种植制度北界的可能影响 [J], 杨晓光;刘志娟;陈阜2.全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅳ.未来气候变暖对东北三省春玉米种植北界的可能影响 [J], 刘志娟;杨晓光;王文峰;赵俊芳;张海林;陈阜3.硅酸盐细菌代谢产物对不同结构硅酸盐矿物风化作用的影响 [J], 王秀林;孙德四;曹飞4.微生物影响硅酸盐矿物风化作用的模拟试验 [J], 连宾;陈骏;傅平秋;刘丛强;陈烨5.CO2和温度对硅酸盐风化作用的影响：——对气候控制的可能影响 [J], Brad.,PV;卢鸿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
温度对硅酸盐结构的影响：29Si核磁共振的结果摘要温度对三种硅酸盐结构的影响已经通过29Si核磁共振分光镜，以玻璃态样品的形式进行了研究，并且这些样品具有不同的玻璃化温度。
所研究的组成分别是(Na2O)34(SiO2)66,(CaO)10(Na2O)13(SiO2)75,以及(CaO)25(MgO)25(SiO2)50。
在前两种物质中。
连接四个氧原子的四面体结构的SiO4的含量随着温度而发生显著变化，这种变化主要是由于反应的不平衡所导致的，可以看出高温下反应的不平衡暗示着产生阴离子结构的可能性增大。
在(Na2O)34(SiO2)66组分中，温度对于Q4含量的决定性，使我们能够估计这个反应中的Si的△H0为。
尽管这个反应对每一种液体整个结构的热容所做的贡献很小，但是它可能对SiO2的热力学活度有重要影响，通过升高温度来加宽(CaO)25(MgO)25(SiO2)50的光谱峰，同样暗示着阴离子结构数可能会增加。
尽管不知道具体哪一种结构对风宽的加大做了贡献。
如果假设这些被观察的种类在玻璃态下不受温度变化的影响，处于液化温度下的熔融态样品的性质会在准确性上受到限制。
前言不管是在实验中还是在大自然中，有关硅酸盐原子结构的信息在定位和预测这些复杂的原料的性质时变得越来越重要。
绝大部分直接可用的信息来自对玻璃态物质的分光和衍射研究，这些玻璃态结构一般假设至少定性的认为与处于液体状态下的物质的性质相似。
有关熔融状态结构的文献很少能证实从玻璃态到液态的键型，配位键以及主要结构种类的构型没有发生任何变化。
其中的研究主要用的是X射线散射的技术，红外线技术和Raman分光镜。
这些具体的研究得出的结论是：在小范围结构变化中，许多硅酸盐液体定性上与他们相对应的玻璃态物质相似。
然而一些研究已经发现了小的结构上的差异。
例如SEIFERT etal曾经用Raman分光镜来比较玻璃态的Na2SiO5，并且基于在相对键的强度上提出了一个与100℃下的玻璃态相比更加接近于1100℃下的液体连有氧和没有连氧的分布。
OKONO和MARUMG用X 射线散射技术来研究NaAlSiO8和CaAl2Si2O8液体和玻璃体，并且在玻璃体相学的分布函数上可以看到有少量的窄峰。
这些阐述暗示着玻璃态结构中有着微量的小的热振动伴随着小的随机性。
在这些例子中，然而由于分光镜技术本身的限制而不能准确的定位观察到有效果的积极的意义。
尽管这些光谱变化很小，玻璃化温度本身的存在表示着液体和玻璃态固体存在着本质的区别而这一点在从定性到定量上来解释液体状态行为的变化中必须予以考虑。
一经加到玻璃化温度（Tg）第二热力学性质像可压缩性热膨胀性和热容会发生突然的和相对大的增加，硅酸盐的恒容热容是————的15倍。
这就很大程度上证明了一个主要构型对热容的贡献原因可能是液体结构不会像玻璃态结构那样随着温度升高而重排。
这些受温度影响的结构变化的本质作用在液体粘度的结构熵理论中很明显。
这个理论已经成功地解释了有温度所引起的相应变化以及许多玻璃态结构液体的粘度问题，包括硅酸盐熔融物由温度引起的变化可能能够帮助解释许多硅酸盐液体的粘度和温度之间的复杂关系。
基于相平衡对混合物的焓熵进行考虑得出相同的结论：熔融态结构受温度的强烈影响。
这种阐述已经被硅酸盐系统所采纳。
在冷却此系统中，不能混合的液体会从均相熔融物中析出。
理论上你，热力学和相平衡因素的考虑表明硅酸盐液体结构必须随着温度发生改变。
当前的研究是从某种程度上尝试评估温度引起的硅酸盐熔融物的结构特征的变化并且来限制结构的变化对熔融物的热力学性质的影响正是为了实现这个目的，我们使用了一个能利向用液态玻璃态转变的热力学性质的方法。
当一种液体冷却时，粘度会增加而且结构的重新达到平衡的速率会相应的减慢。
对于一种玻璃态液体，再平衡速率最终在一个既定的冷却速率太慢以致于无法达到平衡，并且这种液体结构在此温度下“冻结”形成了玻璃体。
这样的话，玻璃化温度就是冷却速率的一个函数：快速的冷却产生较高的玻璃化温度（Tg），慢的冷却导致低的玻璃化冷却温度（Tg）。
通过在不同的速率下冷却同一种液体，很有可能获得一些晶体，它们能代表处于不同温度下的液体结构。
这时候可以用分光镜来研究处于室温下的玻璃态物质。
这种方法已经被证明在以前一些研究中是很有用的。
温度引起的硼烷种类的变化已经被核磁共振所观察得到。
玻璃态的SiO2键角分布的微型变化被Raman分光镜和X射线仪探测到，还有硅酸盐熔融物中铁的配合物的变化被Massbanor光谱线型所表明。
具体的当然硅酸盐的熔融物是复杂的，并且不同的性质可能展示着一些不同的玻璃化转变，因为不同方面的结构平衡性可能在不同温度下急速冷却这样这样热容——————Tg低。
可能解释玻璃态玻璃态物质和晶体熵的差异，就这些复杂的物质而言，强调两点很重要：首先是量热学研究表明绝大多数玻璃态硅酸盐之间的熵变是由接近于0K以不同速率快速冷却的液体所产生的。
并且这样的话确定能记录起初熔融物的构型差别；其次记录的结构是玻璃态也就是液体处于玻璃化温度（Tg），这对一些典型的无机物是低于液化温度300~600℃.这些结构模型的具体数据来源于它们的玻璃态光谱，可能与那些来自于延时学家有着极大兴趣的液体差别很大。
为了了解我们玻璃态样品的结构，我们已经用了核磁共振分光镜：是一种对单独核磁周围电子分布的微小变化都很敏感的技术29Si包含在内。
许多研究已经表明，对于这个原子核，化学变化的核磁性与许多固态硅酸盐的结构参数相关联。
这些包括了Si-O键角Si-O键长，以及每个SiO4四面体所连接的氧原子数。
我们应该特别注意最后一个结构的变化，用Q n来表示一个SiO4四面体连接几个氧原子数。
由于对结构环境的敏感性NMR被确认为研究玻璃态硅酸盐的强有力工具，更多的是，不像许多的技术，对NMR光谱的定量阐述是相对直接的。
当峰是由于不同结构种类时很好被解决，因为在一个合适可行的实验中峰的相关区域和产生他们中的原子部分是一致的。
实验三种玻璃态被选来进行研究：(Na2O)33(SiO2)67（NDS）(CaO)10(Na2O)13(SiO2)75(CNS )(CaO)25(MgO)25(SiO2)50(Di)。
样品用含有57%29Si同位素的SiO2，CaCO3，Mg(NO3)2·6H2O和高纯度的Na2CO3。
对每一种玻璃态物质而言，粉末状的试剂都完全的混合在一起；缓慢地除去CO2然后熔融和快速冷却；在一个玛瑙研钵研成细粉末，然后再熔融和快速冷却，产生的玻璃态物质被用来作为后面描述的热处理的原材料。
每一种组成的样品在核磁共振实验完成后都进行了分析。
玻璃态Di 和CNS 的成是用微型电子探针分析的。
玻璃态NDS 的固含量是通过焰测光法以一式三份的形式惊醒可分析。
样品组成被列与表一中。
实际分析出的组成已经应用到所有的计算中。
每一种液体以两种不同的方式冷却，一种慢的和一种快的，为了在每一种组成中获得两种不同的玻璃化温度不同的玻璃态物质。
缓慢冷却的样品是这样制成的：把一种玻璃态物质放在一个坩埚中，加热到玻璃化温度以上足够长时间来确保液体的亚稳平衡，然后以给定的速率进行冷却。
接近于玻璃化温度的冷却速率如下：s Di CNS MDS /103,;10522℃和，--⨯⨯。
快速冷却样品的预处理是：在密封的铂试管中，一高于玻璃化温度的温度对每一种液体进行加热，然后通过过快速把试管弄平放在两冷冻钼块之间来对整个试管进行冷却。
缓慢冷去玻璃态物质的玻璃化温度是基于一份有关冷却玻璃化价值的文献。
对于每种快速冷却的玻璃体，玻璃化温度是通过MOYNIHAN etul 方法来估计。
他们的方法是基于以下的预测：Tg 与冷却速率的自然对数成正比，与黏流液体的活化能成反比。
NDS 粘性流体的活化能数据是RICHET 所提供的；至于CNS ，它的数据来于LAKATOS etul,Di 来自于KIRKPAIRICK 的数据。
计算的玻璃化温度列于表2中。
Tg 的不确定性主要是由于对冷却速率估计的不确定，不管是文献中所提及到的玻璃态物质还是我们自己的快速冷却样品。
所有的核磁共振光谱都是用一个经修改过的----分光镜，----是****。
粉末样品用刚玉转子进行研磨，转动的和非转动的29分光谱由Doty 科学产生的MAS 探针来进行收集。
从400到880的自由诱导衰减平均能产生一种静态光谱，在180到240之间能产生一种MAS 光谱。
一个**对着在长度上增加了4MS ，使得产生一个30。
的顶角MAS 光谱的旋转频率在6-4到6-6KHz 之间，并且旋转的频带只占所有光谱的3-4%。
一个60秒的加长延缓已用于所有的实验中，并且更重要的是对于每一个实验我们已经证实这个延缓的时间足够长，以致能最小化。
由于不完全的-----所造成的饱和状态影响。
电子漂移在线型中并未引入任何随着时间可以进行测量的一些变化。
更多的是关注确保对含有同一组成的样品产生相同的基准线。
这些具有的细节在解决小的线型的变化上有着特别的作用：重复的测量和许多参数数据的处理测试，使我们相信我们的观察不是数据收集和过程分析的产物。
化学变化与外面的性能指标标准息息相关。
结果和光谱说明NDS 玻璃态物质图1和图2展示着玻璃态，NDS 的-------和静态光谱。
快速和缓慢冷却样品的直接比较在每一个图中的第一部分。
最高峰的光谱所占比例显示着快速与缓慢冷却之间小而意义重大的差异，不管是在------还是在静态光谱中。
在静态光谱中，中间的峰很明显咋快速冷却的玻璃态物质中有着相对高的强度（大概为5%）。
其他的话，两种光谱完全一致。
在MAS 光谱中，快速冷却样品总体上有着稍微宽的线型。
有玻璃态Na 2SiO 3以三种不同冷却速率所获得的新数据，证实了这些结论。
因为静态光谱比MAS 光谱宽许多，它们一般上很难获得，并且很少出版相关硅酸盐结果的刊物。
正如最近其他刊物所讨论的那样，玻璃态组分的静态光谱比如NDS实际上比MAS光谱包含更多的信息，并且可以解释如下（看STEBBINS 11987，198891）。
光谱是有两大主要成分构成；大的图1b中的曲线b所表示的宽的不对称的峰，并且----------。
它与一些非硅酸盐的结晶固体的静态光谱非常相似，只是由于位置混乱的缘故有些线比较宽。
这个峰是由于组分中的主要种类Q3，它有很大的化学变化取向性，主要是由于Si和所连接氧的键长和没有连接氧时的差异。
静态光谱中第二个明显的部分是有一个相对窄的中间的峰集中在一100ppm（图1b的曲线a）。
化学变化和线型是Q4种类的特征。
因为这种类型有着相对高的空间对称性（所有的键都在Si和O原子之间），它的峰在静态光谱中有很窄并且它的含量被很清晰地显现出来。
