高校实验课程教学改革探索与实践——以无机材料基础实验课程为例

实验课程是高等教育课程教学中一个不可或缺的组成部分,对于培养学生的实践能力,为社会输送应用型人才有着重要意义。文章以无机材料基础实验课程为例,对实验课程教学中存在的问题进行了深入分析,从教学内容、教学模式、考核方式等方面入手,探索课程改革的有效路径,使实验教学更加适应当前教育背景下多层次人才培养的需求。

率值对熟料烧结和氧化钙结合程度的影响研究

以实际生产率值KH=0.92,SM=2.58,IM=1.75为基础,用生产线生料、黏土和调整组份,分别变化其中一个率值制作了三组试件,并经实验电炉1400℃烧制40min而形成水泥熟料。然后对这三组熟料的烧结程度和氧化钙结合程度进行了对比试验研究。结果发现(:1)KH和SM对熟料的烧结程度和氧化钙结合程度的影响要明显大于IM,而IM影响最小;(2)随着KH和SM的升高,熟料的烧结程度明显降低,游离钙含量随之升高。

含矿渣水泥水化反应产物密度与强度变化特征

在P·Ⅱ52. 5级水泥中加入一定量的矿渣,并制备成水泥石样品,养护至不同的龄期,测定水泥石密度值、强度值与养护龄期的对应值,采用了XRD检测样品水化产物进行关联分析。试验结果分析表明:未加入矿渣的水泥石样品28 d前的强度持续增加,并高于含矿渣样品;养护至90 d,未加入矿渣的水泥石样品强度相对28 d发生了倒缩,而矿渣含量30%的水泥样品强度持续增长,并超过未加入矿渣的水泥石样品;XRD测试结果表明,矿渣的加入改变了水泥石的水化产物组成,且引起了水泥石水化产物的密度的变化,28 d后含矿渣水泥水化样品的密度呈不断增长的趋势。

纳米C-S-H对固硫灰蒸压加气混凝土水化产物形成的影响

通过强度、干密度测试以及XRD、FTIR、SEM分析,研究了纳米C-S-H对固硫灰蒸压加气混凝土性能及水化产物的影响。结果表明:随着纳米C-S-H掺量的增加,蒸压加气混凝土的干密度和抗压强度均呈先增后降的趋势,且当纳米C-S-H掺量为3%时,蒸压加气混凝土的抗压强度最大,较空白组提高了13.2%;在蒸压养护条件下,纳米C-S-H的掺入一方面促进了体系中的Ca(OH)_(2)与固硫灰中的活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)反应,形成了更多的托贝莫来石和C-S-H凝胶,另一方面加速了托贝莫来石和C-S-H凝胶的生长速度,形成了尺寸更大的反应产物;纳米C-S-H的掺入降低了蒸压加气混凝土中的孔洞率,提高了蒸压加气混凝土的密实度和强度;固硫灰中的三种主要物相与Ca(OH)_(2)的蒸压反应活性大小为薄片叠层状的黏土矿物热分解产物最高,带棱角粒状的石英颗粒次之,球状的铝硅酸钙物相最低。

硅酸盐水泥熟料Fe还原态的近红外吸收光谱特性研究

采用紫外可见近红外分光光度计对某水泥生产企业的氧化熟料和还原熟料、不同IM的氧化熟料和不同温度(900~1300℃)条件进行氧化(30 min)的还原熟料进行了检测分析,发现各类熟料的表观吸收率和处于λ=1437nm处的吸收峰均有差异,进一步归纳分析表明,熟料中的Fe3+的含量越高,处于λ=1437 nm处的光谱吸收越强,近红外波段处的表观吸收率也随之增大。近红外吸收光谱中的λ=1437 nm吸收峰和近红外波段处的表观吸收率可以用于表征硅酸盐水泥熟料中的Fe3+含量。

高碱性拜耳法赤泥碳酸化脱碱及其机理研究

利用二氧化碳对高碱性拜耳法赤泥进行碳酸化脱碱实验,研究了反应体系压力、时间、温度和液固比对赤泥脱碱效果的影响,并对其反应机理进行探讨。结果表明,室温下,在反应压力为0.6 MPa,反应时间为60 min,液固比为7的反应条件下,碱溶出率为6.99%。拜耳法赤泥中的碱主要以两种形式存在,一是以NaOH、NaCO3为主的游离态碱,二是以钙霞石为主的结合态碱。其脱碱机理主要是通过碳酸化作用脱除赤泥中的游离态碱,部分钙霞石与碳酸反应生成可溶性钠盐。

FeS与TiO_(2)共存对水泥熟料中Ti的固化与迁移及矿物组成的影响

为研究FeS与TiO_(2)共存对水泥熟料中Ti的固化与迁移及矿物组成的影响,采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、能量色散光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)与Rietveld全谱拟合法分别测量水泥熟料中Ti的含量与分布以及熟料的矿物组成,根据X射线光电子能谱(XPS)、结构性差异因子D与Hume-Rothery经验公式探究S与Ti在水泥熟料中的存在形式。结果表明,FeS的掺入对水泥熟料固化Ti的能力影响较小,但使得Ti由中间相向硅酸盐相迁移。随着FeS含量增加,Ti在C_(2)S中的含量增加46.9%,促进α-C_(2)S的形成,增强了硅酸盐相对Ti的固化能力;熟料中Fe^(2+)/Fe^(3+)摩尔比增大和CaSO_(4)的生成是使C_(3)S和C 4AF含量降低,C_(2)S和C_(3)A含量增加的主要原因。

不同重金属和氯对水泥熟料及其超早期水化特性的影响

在制备水泥熟料过程中掺入不同重金属元素(Cu、Zn、Pb)和氯,利用Rietveld全谱拟合法、ICP-OES、拉曼光谱、电导率仪和全自动水泥水化热测定仪等手段研究不同重金属和氯共存对水泥熟料矿物组成及其30 min内超早期水化特性的影响。研究表明:重金属Cu、Zn、Pb及其氯化物的挥发难易程度是影响重金属和氯固化率的主要原因;氯阻碍了C 12 A 7向C 3 A、C 4 AF的转化,使得重金属和氯共存时C 3A含量随重金属固化率的增加而降低,C 12 A 7则随氯固化率的增加而增加;重金属与氯共存时,水泥第一水化放热峰和超早期水化活性主要取决于铝相盐的组成及含量,水化产物AFt、AFm的生成量则分别随C 3A、C 12 A 7含量的增加而增多。

水泥熟料率值对其烧结线收缩率的影响

熟料烧结线收缩受到液相量含量、黏度和表面张力等因素的影响,而这些因素与水泥熟料率值直接相关,经试验研究发现熟料率值对烧结线收缩的影响是:①KH值对烧结线收缩率的影响最大,在KH=0.69~0.98对内两者成正相关,线收缩最大差值为3.32%;②在IM=0.89~1.46时,随IM值的增大而呈先减后增的趋势、存在极小值,线收缩率最大差值为1.54%;③SM值在2.06~3.00对熟料线收缩率影响最小、随SM值增大呈先增后减的趋势,线收缩率最大变化率为0.87%。

镍渣蒸压制品致密度、抗压强度的试验研究

试验利用红土酸浸镍渣、水泥熟料、熟石灰、细砂等原料制备镍渣蒸压制品,以m(红土酸浸镍渣):m(水泥):m(石灰)=70:15:15为基础配方,通过孔隙率、致密度、强度试验、XRD、XRF等研究分析了成型胚体的性能.结果表明:同一样品致密度的大小关系为:煮沸后>压样后>烘干后;不同样品经压样、蒸煮、烘干后致密度大小关系为:试样2>试样3>试样1;以m(试样2):m(砂)=1:1为比例配制样品时其强度可以达到最大值43.26MPa.