Bài giảng hóa lý kỹ thuật vật liệu xây dựng

HOÁ LÝ KỸ THUẬT

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VẬT LIỆU
SILICAT

TS. TRẦN VĂN MIỀN
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TP.HCM


TÀI LIỆU THAM KHẢO
 Hoá lý Silicat, Bùi Văn Chén
 Hoá lý Silicat, Đỗ Quang Minh
 Giáo trình Hoá Lý, GS.TS.Nguyễn Quang Lượng


Tuần

Nội dung

1,2

Chương I
Khái niệm vật liệu silicat

3

Chương 2
Phản ứng pha rắn và pha lỏng khi nung ở nhiệt độ cao
4,5

Chương 3:
Cân bằng pha và giản đồ trạng thái

Tài liệu
[1], [2],
1,2,3, ,

1,2,3,

6

Chương 4
Hệ một cấu tử

1,2,3,

8,9,

Chương 5
Hệ hai cấu tử

1,2,3,

10,11

Chương 6
Hệ ba cấu tử

1,2,3,

12

Chương 7
Hệ bốn cấu tử

1,2,3

12,14

BÀI TÂP GIẢN ĐỒ PHA

Ghi chú


1. Silicat trong trạng thái rắn


Thành phần vỏ trái đất gồm có: 86,5% trọng lượng là SiO2, trong
đó gồm có: tràng thạch 55% trọng lượng, mêta và octosilicat 15%
trọng lượng, quazit, opan, khanxêdon 12% trọng lượng. Theo nghiên
cứu của Vinogarat trong vỏ trái đất luôn luôn chứa 27,6% SiO2,
8,8% nhôm. Do đó theo chiều sâu vào tâm quả đất có thể có
những vùng, những chỗ tạo nên màng dầy Pha-a-lit (Me2 SiO4),
phoocterit (2MgO.SiO2), enstatit (MgO.SiO2), Olimin (MgO.SeO.SiO2)… đến
nay người ta giả thuyết là: lớp trung gian giữa màng dày ở trên
lớp vỏ quả đất tạo nên màng sunfat hoặc kim loại sắt, niken với
silicat hay olimin. Trước đây người ta coi tâm trái đất tạo nên chủ
yếu là những kim loại, nhưng hiện nay có cơ sở kết luận là tâm
trái đất tạo nên chủ yếu là hợp chất silicat và vẫn tồn tại dưới
áp suất khá lớn.

Quartz

Biotite

Feldspar


2. Cấu trúc của khoáng Silicat
 Silicate là các hợp chất trên cơ sở đa diện phối trí của Cation
Si4+, trong đó các tứ diện [SiO4]4- là những thành phần cơ bản
cấu thành vật liệu Silicat. Trong cấu trúc của tứ diện [SiO4]4-,
Si4+ ở vị trí trung tâm, bao quanh là 4 Anion O2-. Các tứ diện
[SiO4]4- có thể liên kết với nhau hoặc liên kết với các Cation
khác tạo thành các vật liệu Silicat khác nhau với mạng lưới cấu
trúc trung hoà điện.
 Trong các vật liệu Silicat khác nhau, liên kết Si – O sẽ có
những thay đổi khác nhau.


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản
cấu thành các vật liệu
Silicat





4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản
cấu thành các vật liệu
Silicat





4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản
cấu thành các vật liệu
Silicat






4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản
cấu thành các vật liệu
Silicat





4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản
cấu thành các vật liệu
Silicat






4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản
cấu thành các vật liệu
Silicat





4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản

cấu thành các vật liệu
Silicat





4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4


Silica Tetrahedra – Tứ diện [SiO4]4

Đây là thành phần cơ bản
cấu thành các vật liệu
Silicat





4 O2- tạo thành tứ diện
1 Si4+ được đặt ở giữa tứ diện
(4  -2) +4 = -4
(SiO4)-4

-4

Cấu trúc khoáng
Silicat được phân loại dựa vào liên kết Si - O
Thành phần chính: [SiO4]4-


Cấu trúc khoáng
[SiO4]4-

tứ diện độc lập Nesosilicates

Ví dụ: olivine, garnet

[Si2O7]6-

Tứ diện đôi

Sorosilicates

Ví dụ: lawsonite

n[SiO3]2- n = 3, 4, 6 Tứ diện vòng

Cyclosilicates

Ví dụ: benitoite BaTi[Si3O9]
axinite Ca3Al2BO3[Si4O12]OH
beryl Be3Al2[Si6O18]

Cấu trúc khoáng

[SiO3]2-

Chuỗi đơn

pryoxenes

pyroxenoids

Liên kết chuỗi

[Si4O11]4-

Chuỗi kép

amphiboles


Cấu trúc khoáng

[Si2O5]2-

Tấm – lớp tứ diện

mica talc đất sét

Phyllosilicates – Cấu trúc tấm

Cấu trúc khoáng

low-quartz

[SiO2]

khung không gian 3-D

quartz , feldspars feldspathoids zeolites

Tectosilicates – Cấu trúc khung


Cấu trúc khoáng
Nesosilicates: tứ diện SiO4 độc lập