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材料化学专业综合实验指导书

发布时间:2015-01-26 来源:人大经济论坛
材料化学专业综合实验指导书 综合实验指导书;水玻璃模数的调节及对钢渣粉成型的;影响研究;学生姓名路琳专业材料化学学号指导老师;一,实验目的:;1.掌握水玻璃样品模数的调整与检测办法2.掌握水;4.通过实验,提高学生发现问题,分析并解决问题的;二,实验意义与原理:;随着我国钢铁工业的发展,产生了大量的钢渣和矿渣等;水玻璃是矿建工程中的常用固化材料,常用来配制浆液;本实验拟利用氢氧化钠水溶 综合实验指导书 水玻璃模数的调节及对钢渣粉成型的 影响研究 一,实验目的: 1. 掌握水玻璃样品模数的调整与检测办法 2. 掌握水玻璃固化钢渣粉的实验过程 3. 通过动手操作,提高学生实验动手操作能力 4. 通过实验,提高学生发现问题,分析并解决问题的能力 二,实验意义与原理: 随着我国钢铁工业的发展,产生了大量的钢渣和矿渣等工业副产品,这些副产品如得不到有效利用,必然会造成严重的环境污染,巨大的资源浪费,因此,如何有效地利用钢渣,矿渣则成为迫在眉睫的问题。研究表明,矿渣是一种很好的活性掺合料,在水泥和混凝土中已经得到了广泛的应用,但因钢渣成分波动大、稳定性差、难磨等原因,其充分利用问题一直没有得到很好的解决。钢渣作为一种具有潜在活性的胶结材料,其化学成分与水泥熟料相似,但含有大量不稳定的游离CaO和MgO、FeO。理论上钢渣是一种低活性的水泥熟料,采用合适的活化方式、早强剂和激发剂对其进行处理,激发其活性,不仅可解决环境问题,还可节约资源、降低能耗。 水玻璃是矿建工程中的常用固化材料,常用来配制浆液、拌合塑胶泥等。水玻璃的性能对所配制的浆液和拌合的塑胶泥的性能有很大影响,特别是影响这些配合物的凝固时间,从而对整个注浆工艺造成影响。所以,在注浆施工现场对所购进的水玻璃性能要有准确的了解。反映水玻璃性能的主要指标是其浓度和模数。其中,水玻璃模数高低直接影响产品的硬度、强度等各项性能指标。水玻璃的模数需要通过试验和计算方能确定。 本实验拟利用氢氧化钠水溶液对商品购置水玻璃的模数进行调整,在此基础上,利用实验配制的水玻璃作为激发剂,研究其模数变化对于钢渣粉成型的影响研究,并就其中的影响机理进行分析。 三,实验所用仪器与溶剂 化学试剂及设备 氢氧化钠,盐酸,甲基红,乙醇,溴百里酚蓝,氟化钠,硫酸铜,硫酸铬钾,碳酸钠均为分析纯,水玻璃,钢渣粉为企业提供,去离子自制。 202型电热恒温干燥箱,山东省龙口市电炉总厂;DF—101S集热式磁力加热搅拌器,常州华冠仪器股份有限公司。AEC—201型抗压强度试验机,无锡建筑材料仪器机械厂。 四,实验过程 4.1 水玻璃模数的检测 ①、试验溶液的制备:称取m克(约5g)水玻璃试样,精确至0.1g,移入250mL容量瓶中,用蒸馏水溶解,稀释至刻度,摇匀,此溶液为试验溶液A。 ②、氧化钠含量滴定:用移液管精确移取50mL试样A置于250mL锥形瓶中,加8-lO滴甲基红乙醇指示剂,用盐酸溶液滴定至溶液由黄色变为微红色即为终点,记录下所用盐酸体积V1。 ③、二氧化硅含量滴定:用移液管精确移取50mL试样A置于250mL锥形瓶中,精确滴加V1体积上述盐酸,然后加入氟化钠M克(约3g),充分震荡溶解2-3min后,加入4~6滴溴百里酚蓝乙醇指示剂,用盐酸溶液滴定至溶液由蓝色变为黄色即为终点,记录下所用盐酸体积V2;该过程OH-释放比较缓慢,不可加热处理,温度过高会造成硅酸缩聚出现絮状沉淀或凝胶,需耐心滴定。 ④、空白试验:由于氟化钠本身的碱性,需做空白实验。用移液管移取50mL蒸馏水置于250mL锥形瓶中,加入3中同样重量的氟化钠M克,精确到0.1g,充分震荡溶解2~3min后,加入4~6滴溴百里酚蓝乙醇指示剂,用盐酸溶液滴定至溶液由蓝色变为黄色,记录下所用盐酸体积V3(经验值约力0.9mL)。更精确的模数测定试验,可采用pH计测定pH,终点pH约为6.0。 ⑤、用来滴定二氧化硅含量的盐酸量即为V2-V3,重复这个步骤做三次平行实验。 水玻璃模数(n)计算公式:n=(V2-V3)/2V1 五,结果与讨论 5.1 水玻璃模数的调整及检测结果 根据实验方法,本次实验利用氢氧化钠溶液依次配制出多种不同模数的水玻璃,具体结果如下 表1不同水玻璃水样模数检测结果 氢氧化钠加入量对水玻璃模数数值大小的影响如图1所示 3.532.521.510.50 1# 14 16 28 36 40 56 NaOH量(mL)—模数n图 从图中可以看出,随着氢氧化钠量的增加,水玻璃模数是逐渐减小的。这是因为 依定义,水玻璃的模数是水玻璃中的二氧化硅(SiO2)克分子数与氧化钠(Na2O)克分子 数之比值,加入NaOH后发生反应 SiO2 。 Na2O+ NaOH NaOH加入量的增多,Na2O的百分量递增,模数降低。 ? SiO2 。 Na2O+ Na2O +H2O 随 5.2 不同模数水玻璃对钢渣粉抗压强度的影响规律 6543210 0.83 1.05 1.21 1.43 1.82 2.05 模数n---抗压强度(107Pa)图 从图中看出:模数与抗压强度的关系:由模数与抗压强度的图可知模数越大,抗压强度越好。 5.3 硫酸铜的加入对钢渣粉抗压强度的影响规律 化工专业实验指导书,
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