УТВЕРЖДАЮ Декан ХТФ ____________ В.М. Погребенков

Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
УТВЕРЖДАЮ
Декан ХТФ
____________ В.М. Погребенков
«___»_______________2007 г.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
ТУГОПЛАВКИХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ И СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Рабочая программа
по магистерской программе 240131 (550831) «Химическая технология
тугоплавких неметаллических и силикатных материалов»
Факультет Химико-технологический – ХТФ
Обеспечивающая кафедра – технологии силикатов ТС
Первый год обучения
Семестр 9
Учебный план набора 2008 г.
Распределение учебного времени
Лекции
18 часов (ауд.)
Практические (семинарские) занятия
Лабораторные занятия
18 часов
Всего аудиторных занятий
Самостоятельная (внеаудиторная) работа
135 часов
153 часа
Общая трудоемкость
Зачет
9 семестр
Томск 2007
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. Рабочая программа составлена на основе Образовательного стандарта
высшего профессионального образования Томского политехнического
университета по направлению 240100 «Химическая технология и
биотехнология», магистерской программе 240131 (550831) «Химическая
технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов».
РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА на заседании кафедры технологии
силикатов «1» июня 2007 г. протокол № 73
2. Разработчик: профессор кафедры технологии силикатов
__________________Т.В. Вакалова
3. Зав. обеспечивающей кафедрой технологии силикатов
__________________В.И. Верещагин
4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с факультетом, выпускающими
кафедрами специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.
Зав. выпускающей кафедрой технологии силикатов
__________________В.И. Верещагин
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
Дисциплина «Физико-химические основы технологии тугоплавких
неметаллических и силикатных материалов» относится к дисциплинам
направления магистерской подготовки.
Изучение данной дисциплины проходит на базе знаний, полученных
студентами при подготовке бакалавра в процессе освоения дисциплин
гуманитарного
и
социально-экономического,
естественнонаучного,
общепрофессионального и ряда дисциплин специального циклов. Содержание
дисциплины согласовано с материалами других дисциплин, таких как
«Минералогия и кристаллография», «Техническая петрография», «Физическая
химия тугоплавких неметаллических и силикатных материалов», «Химическая
технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов»,
«Тепловые процессы и агрегаты в технологии тугоплавких неметаллических и
силикатных материалов», «Оборудование и основы проектирования»
АННОТАЦИЯ
Физико-химические основы технологии тугоплавких неметаллических и
силикатных материалов
240131 (550831) (м)
кафедра технологии силикатов ХТФ
профессор, д.т.н. Вакалова Татьяна Викторовна
тел. (3822) 563169, Е-mail: tvv@tpu.ru
Цель: подготовка магистров к выполнению теоретических и
экспериментальных исследований в области химии и технологии тугоплавких
неметаллических и силикатных материалов.
Содержание: физико-химические основы технологии керамики и
огнеупоров, стекла и ситаллов, вяжущих веществ и изделий (классификация
материалов, характеристика сырьевой базы, процессы фазообразования в
массах при термической обработке, взаимосвязь структуры и свойств изделий,
технологические
особенности
соответствующих
производств,
эксплуатационные свойства и закономерности изменений свойств изделий в
службе).
Первый год обучения (9 сем. - зачет)
Всего 153 часа, в т.ч. аудиторных занятий 18 часов: Лк.- 18 часов;
самостоятельной работы -135 час.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ
ТЕХНОЛОГИИ
ТУГОПЛАВКИХ
НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ И СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ»
Целью изучения дисциплины “Физико-химические основы технологии
тугоплавких неметаллических и силикатных материалов” является подготовка
магистров к выполнению теоретических и экспериментальных исследований в
области химии и технологии тугоплавких неметаллических и силикатных
материалов.
Основной задачей дисциплины является получение научных знаний,
определяющих пути, способы и средства совершенствования технологии
тугоплавких неметаллических и силикатных материалов.
1.1. Цели преподавания дисциплины
Цели преподавания дисциплины «Физико-химические основы технологии
тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» предполагают
формирование представлений, знаний и умений, которыми должен овладеть
магистр, реализованными в квалификационных требованиях.
После окончания изучения курса «Физико-химические основы технологии
тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» магистр должен:
знать и понимать
(Федеральный уровень)
 основные теоретические положения процессов синтеза и применения
высокоэффективных материалов и изделий из керамики, вяжущих, стекла,
ситаллов и композитов на их основе;
 источники сырья и основные технологические процессы в
технологиях тугоплавких неметаллических и силикатных материалов;
 основные физико-химические процессы, происходящие на различных
стадиях технологического процесса при температурных и других воздействиях
на силикатные и тугоплавкие неметаллические объекты;
 тенденции
развития
современных
технологий
тугоплавких
неметаллических и силикатных материалов.
 региональный уровень
 месторождения традиционных и нестандартных сырьевых материалов
Западной Сибири и перспективы их использования в технологиях вяжущих
материалов, стекла и керамики;
университетский уровень
историю становления и развития кафедры технологии силикатов
ТПУ, вклад ее сотрудников в исследование нерудного сырья Томской области
и развитие томских предприятий силикатного профиля;

Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
уметь использовать:
федеральный уровень
 методы теоретического и экспериментального изучения физикохимических свойств и закономерностей получения керамики, вяжущих,
стекломатериалов и композитов на их основе;
 планирование
и
организацию
технологических
процессов
производства силикатных материалов с учетом качества исходного сырья и
требований к конечной продукции;
 современные методы контроля технологических операций, качества
сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;
региональный уровень
 принципы выбора сырьевых материалов и технологических решений
для получения изделий на основе тугоплавких неметаллических и силикатных
материалов с учетом влияния климатических и природных условий;
университетский уровень
 собственные полученные знания с накопленным опытом ученых ТПУ
с целью их совершенствования и реализации в своей профессиональной
деятельности.
иметь навыки:
федеральный уровень
 экспериментального исследования основных физико-химических и
технологических свойств сырья и готовой продукции;
региональный уровень
 оценки качества природного сырья новых месторождений Западной
Сибири с целью расширения региональной сырьевой базы;
университетский уровень
 проведения анализа сырьевых источников и определения качества
конечных продуктов по методикам, разработанным учеными ТПУ и кафедры
технологии силикатов.
1.2. Задачи изложения и изучения дисциплины
Изложение дисциплины направлено на совершенствование приёмов
познавательной деятельности студента, развитие и формирование творческого
подхода к решению профессиональных задач.
Для достижения поставленных целей рабочей программой предусмотрен
комплекс учебно-методических средств (лекции, учебники, практикумы,
методические разработки к проведению лабораторных и практических занятий,
индивидуальные и контрольные задания, методические указания и
методические разработки к самостоятельной работе студентов по отдельным
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
темам, другие методические разработки кафедры.) и организационных
мероприятий, обусловленных особенностями студенческой аудитории, учебнометодическим и материально-техническим обеспечением учебного процесса
кафедры технологии силикатов.
Для закрепления и углубления теоретических знаний, полученных на
лекциях, запланировано выполнение индивидуальных (домашних) заданий
каждым студентом; самостоятельное изучение теоретического материала с
последующей беседой с преподавателем в форме реферативного чтения,
доклада или обсуждения на семинарских занятиях.
Небольшое количество студентов в учебной группе позволяет
использовать индивидуальный подход к их обучению, широко использовать во
время занятий специальную литературу из библиотечного фонда кафедры и
раздаточный материал.
2 СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
– 18 часов.
Для активации самостоятельной работы студентов теоретический раздел
включает 3 модуля.
Модуль 1: 6 часов
Содержание и задачи курса. Связь курса с другими дисциплинами
химико-технологического профиля. Комментарии по рекомендуемой
литературе.
Физико-химические основы технологии керамики и огнеупоров.
Строение и свойства керамических и огнеупорных материалов. Фазовый
состав и микроструктура изделий. Текстура. Анизотропия текстуры.
Пористость. Виды пор и характер распределения по размерам. Параметры,
характеризующие поровую структуру. Механические, теплофизические,
электрофизические
свойства,
химическая,
радиационная
стойкость
керамических материалов.
Теория и практика процессов измельчения сырьевых материалов и
методов формования керамических и огнеупорных изделий. Специфика тонкого
помола сырьевых материалов. Пластическое формование. Пластифицирующие
добавки керамических и огнеупорных масс. Виды технологических связок.
Литье из водных суспензий в пористые формы, пленочное литье, литье под
давлением
пластифицированных
шликеров
(особенности
процесса,
регулирование
свойств
шликеров,
режимы
литья).
Прессование
порошкообразных масс. Специфика прессования тонкодисперсных порошков.
Необходимость грануляции. Режимы и специальные способы прессования
(гидростатическое, вибропрессование, горячее прессование).
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
Высокотемпературные процессы при термической обработке
керамических и огнеупорных материалов. Классификация процессов спекания
по участвующим фазам и по механизмам переноса вещества. Жидкостное
спекание. Условия жидкофазового спекания. Механизмы вязкого течения
жидкости и “растворение и кристаллизация“. Стадии уплотнения.
Регулирование процесса. Твердофазовое спекание (по механизмам
поверхностной и объемной диффузии, испарения-конденсации, пластической
деформации, реакционное спекание). Кинетика процесса уплотнения при
спекании. Рекристаллизация
при спекании. Роль добавок на процессы
твердофазового спекания. Активация спекания. Образование твердых
растворов и их влияние на процесс спекания. Факторы, определяющие выбор
конечной температуры и режима обжига керамических и огнеупорных
материалов.
Расширение
областей
применения
современных
керамических
материалов
(физико-химические
основы
технологии
огнеупорных
керамических материалов для черной и цветной металлургии, керамических
материалов
в
нефтегазодобывающей
отрасли,
высокоэффективных
теплоизоляционных высокопористых материалов для строительства и техники
и др.).
Модуль 2: 6 часов
Физико-химические основы технологии вяжущих веществ
Основные положения теории прочности изделий на основе вяжущих
материалов /законы: В/Т (В/Ц) отношения; влияния свойств заполнителя
(крупный и мелкий заполнитель); влияния свойств (активности) сложного
вяжущего (известково-кремнеземистого, состоящего из высокодисперсных
вяжущего и кремнеземистого компонентов); влияния условий синтеза/.
Физико-химические основы гидротермального синтеза (ГТС) соединений
/растворение исходных сырьевых компонентов, образование насыщенного и
пересыщенного раствора, коллоидация; химические процессы образования ГСК
и зародышеобразование, образование центров кристаллизации новых
соединений; рост кристаллов и формирование кристаллического сростка
(каркаса); обрастание, прорастание кристаллических структур/, особенности
тепловлажностной обработки известково-песчаных смесей при повышенных
температурах; управление направленным структурообразованием при
тепловлажностной обработке известковых и известково-песчаных силикатных
масс.
Физико-химические основы технологии плотных и ячеистых бетонов.
Технологические стадии и процессы производства бетонов. Подготовка
сырьевых материалов и приготовление бетонных масс. Реологические свойства
бетонных масс, влияние химических добавок на формирование свойств
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
бетонных масс. Дозирование и смешение сырьевых материалов. Физикохимические процессы поризации бетонных масс газообразованием (сущность
метода, виды газообразователей, химические процессы, механизм
формирования пористой структуры (физические и химические процессы),
влияние технологических параметров на процессы поризации бетонных масс).
Процессы и методы формования бетонных изделий (вибрирование, ударное
виброформование и др.). Процессы при вспучивании, вызревании
ячеистобетонного массива (схватывание и твердение масс, химические
процессы при тепловлажностной обработке, протекающие в традиционных по
составу бетонных и ячеистобетонных массах и с участием в них техногенных
отходов).
Модуль 3: 6 часов
Физико-химические основы технологии стекла и ситаллов
Современные направления интенсификации процессов стекловарения в
печах промышленного типа. Технологический режим процесса стекловарения.
Теоретические основы стекловарения и качество стекломассы. Физикохимические процессы в стекольной шихте при ее нагревании. Факторы,
влияющие на кинетику силикато- и стеклообразования. Газы в стекломассе:
происхождение и состав газов. Механизм осветления. Условия гомогенизации
стекломассы. Влияние окислительно-восстановительных процессов на качество
стекломассы. Пороки стекла: камни, свили, пузыри. Диагностика пороков и их
устранение. Теоретические основы формования стеклаоиэделий. Механические
и термические явления при формовании. Роль вязкости и поверхностного
натяжения, текучесть стекломассы. Охлаждение и твердение стекломассы.
Пороки при формовании стекла. Теоретические основы процессов
механической и термической обработки стеклоизделий. Теоретические основы
процессов шлифовки и полировки стекла. Возникновение и распределение
внутренних напряжений в стекле. Закономерности релаксации напряжений.
Температурно-временной режим отжига. Теоретические основы процесса
закалки стекла. Влияние закалки на прочность стёкол. Химическая обработка.
Теория химического травления стекла и области его применения (полировка,
матирование, декорирование, упрочнение). Модифицирование поверхностного
слоя стекла путём ионного обмена. Покрытия на стекле. Теоретические основы
получения покрытий. Теоретические основы синтеза ситаллов. Явления
фазового разделения в стёклах. Закономерности процесса кристаллизации
стекла. Гомогенная кристаллизация. Катализированная кристаллизация.
Требования к катализаторам. Технологический режим направленной
кристаллизации стекла.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
3. ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Организация самостоятельной познавательной деятельности студента
способствует развитию творческого мышления и направлена на: закрепление,
углубление и расширение знаний студентов в области химии и технологии
керамических материалов; формирование, развитие и закрепление навыков
конспектирования, реферирования, обобщения и структуризации технической
информации; умение осуществлять патентную проработку по конкретной теме
профессиональной деятельности; приобретение опыта по оформлению
технической документации в соответствии с установленными правилами.
Программой предусмотрены 135 часов самостоятельной (внеаудиторной)
познавательной деятельности студента по данной дисциплине.
Самостоятельная (внеаудиторная) работа студентов слагается из
следующих видов деятельности:
- работы над лекционным материалом - 18/18 час.
- выполнения 3 индивидуальных расчетных заданий (домашних) –
рубежный контроль – 0/30 часов;
- подготовки и написания 3 рефератов по физико-химическим основам
технологии отдельного вида тугоплавких неметаллических и силикатных
материалов– 0/60 час.
- подготовки к итоговому зачету – 0/27 час.
ПРИМЕЧАНИЕ. Над чертой указаны часы совместной (аудиторной)
работы, под чертой – самостоятельной (внеаудиторной).
Темы, вынесенные на самостоятельную работу, соответствуют
содержанию теоретического раздела. Предполагается, что студенты
самостоятельно поработают с рекомендованной литературой, освоят основные
теоретические положения технологии ТНСМ, выполнят три индивидуальных
задания и подготовят 3 реферата.
3.1. Рекомендации к самостоятельной работе над лекционным
материалом
При внимательном домашнем прочтении лекционных конспектов по
дисциплине ««Физико-химические основы технологии ТНСМ» рекомендуется
отмечать возникающие (непонятные) вопросы и обсуждать их в часы
аудиторных занятий или консультаций ведущего преподавателя.
3.2. Основные требования к содержанию рефератов
Целесообразность подготовки и написания рефератов обусловлена
современными тенденциями в подготовке магистров, ориентированными на
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
увеличении доли самостоятельной (индивидуальной) познавательной
деятельности студентов. Тематика рефератов неразрывно связана с
содержанием дисциплины и призвана активировать процесс достижения целей
преподавания дисциплины в части овладения теоретическими знаниями.
Выдача тем 3-х научных рефератов проводится на первой – третьей неделе
обучения, а сдача законченных вариантов рефератов производится на
двенадцатой неделе. Своевременность и качество выполнения оценивается в
баллах (рейтинг!). За задержку и недостаточный уровень выполнения
снижается общий балл (до 10 и 30 баллов соответственно).
Реферативные задания (объемом до 20 страниц) выполняются на листах
формата А4 в полном соответствии с правилами оформления учебной и научноисследовательской документации, изложенными в стандартах ТПУ.
Структура реферата:
 титульный лист;
 содержание с указанием страниц;
 тема, основное содержание;
 краткое резюме по теме реферата (для сообщения на занятии);
 список использованной литературы.
Темы рефератов:
Тематика реферата № 1
по теме « ФХО технологии вяжущих материалов»
 История развития производства вяжущих веществ изделий на их основе;
 Новые виды вяжущих материалов и изделия на их основе;
 Эффективные строительные материалы;
 Нетрадиционные сырьевые материалы в технологии вяжущих изделий на их
основе;
 Декоративно-отделочные строительные материалы на основе вяжущих;
 Повышение водостойкости воздушных вяжущих материалов;
 Строительные материалы с использованием полимеров;
 Неорганические клеи - связки;
 Вяжущие композиции на основе жидкого (растворимого) стекла и изделия из
них;
 Золы (другие техногенные сырьевые материалы) - резерв сырьевых
материалов для производства вяжущих строительных материалов;
 Природные цеолиты (другие нетрадиционные сырьевые материалы) перспективное сырье в технологии вяжущих строительных материалов
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины









Ф ТПУ 7.1-21/01
Тематика реферата № 2
по теме «ФХО технологии стекла и ситаллов»
Эффективные теплоизоляционные стекломатериалы;
Способы интенсификации процесса варки стекла;
Нетрадиционные сырьевые материалы в стекловарении;
Назначение и специфика процесса гранулирования стекольной шихты;
Отделочные материалы из стекла;
Физико-химические основы технологии высокопрочных стёкол;
Особенности технологии лазерных, фото- и полихромных стекол;
Стеклоприпои и стеклоцементы;
Возможности и перспективы вторичного использования стекла;
Тематика реферата № 3
по теме «ФХО технологии керамики и огнеупоров»
1. Механизм и кинетика твердофазовых реакций
2. Физико-химические основы процесса спекания керамических материалов.
3. Техническая керамика на основе основе шпинелей.
4. Особенности физико-химических и технологических свойств глинистых
пород, применяемых в технологиях фарфора, огнеупоров и строительной
керамики.
5. Огнеупоры в кислородо - конвертерном получении стали.
6. Плавленые огнеупоры
7. Химия и технология известковых огнеупоров
8. Теоретические основы получения углеродсодержащих огнеупоров
9. Физико-химические основы технологии азотсодержащих огнеупоров
10. Взаимодействие огнеупоров с корродиентами
11. Физико-химические основы и технологические особенности производства
прозрачной керамики
12. Керамические композиционные материалы и керметы
13. Керамика на основе тугоплавких бескислородных соединений.
3.3. Основные требования к содержанию индивидуальной расчетной
работы
Индивидуальные расчетные задания выполняются на листах формата А4
в полном соответствии с правилами оформления учебной документации,
изложенными в стандартах ТПУ.
Структура работы:
 титульный лист;
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
 номер варианта и тема работы, содержание с указанием страниц;
 основное содержание по теме работы;
 список использованной литературы.

Тематика индивидуальных расчетных заданий
Индивидуальная работа № 1:
Расчет рационального и фазового составов сырьевых материалов и
керамических масс.
Индивидуальная работа № 2:
Расчет состава силикатной массы для производства силикатного кирпича
по заданным технологическим параметрам.
Индивидуальная работа № 3:
Расчет состава шихты для производства стекла.
Условие: пользуясь данными таблиц 1 и 2, выполнить следующие расчеты:
 подобрать сырьевые материалы для варки стекла заданного состава.
 рассчитать состав шихты по заданному составу сырьевых материалов и
составу стекла.
Таблица 1 - Составы промышленных стекол, мас. %
N
Вид стекла, завод
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
SO2
Листовое стекло:
1
Борский
71,20
1,36
0,12
7,76
4,00
15,14
-
0,38
2
Им. Дзержинского
71,92
1,38
0,13
7,89
3,15
14,90
-
0,50
3
«Автостекло»
72,22
1,58
0,10
7,16
3,59
14,90
-
0,52
4
Гомельский
71,62
2,00
0,08
6,70
4,10
14,60
0,50
0,40
5
Львовский
72,37
1,69
0,13
7,83
3,63
13,82
-
0,49
6
Салаватский
72,00
1,61
0,09
6,60
4,10
14,60
0,5
0,50
7
Саратовский
72,54
0,99
0,13
8,47
3,54
13,79
-
0,62
8
США
71,50
1,90
-
9,70
2,80
14,80
-
0,45
9
Херсонский
73,00
2,30
0,20
6,60
3,40
14,40
-
0,20
10
Им. 9 Янв. обесцв.
73,10
2,45
0,05
5,90
3,80
14,20
-
0,50
11
Прессованное
75,00
1,00
-
6,00
-
16,00
2,00
-
12
Выдувное
73,20
0,00
0,01
7,30
2,00
15,00
2,00
0,50
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
13
Ф ТПУ 7.1-21/01
С-96 -12
72,10
1,50
0,12
5,80
3,80
16,10
1,20
-
Таблица 2- Составы сырьевых материалов, масс. %
Сырьевые материалы
SiO2
Песок Ташлинский
99,28
0,16
Доломит Заиграевск. 2,82
Содопоташная смесь 0,10
Al2O3 Fe2O3
ВаO
mпр
-
0,23
-
42,74
55,97
-
43,78
0,50
-
0,90
-
48,26
-
41,56
-
31,90
76,80
23,20
CaO
MgO Na2O
0,10
0,06
0,03
0,22
0,28
30,84 21,10
0,15
-
-
-
K2O
0,14
-
-
Глинозем Ачинск.
0,10
98,45
0,05
-
-
Селитра калиевая
-
-
-
-
-
0,10
Сода
-
-
0,003
-
-
58,42
Поташ
-
-
0,002
-
-
Барий углекислый
-
-
0,005
-
-
51,64
68,10
ПРИМЕЧАНИЕ. Темы, выносимые на самостоятельную работу студента,
темы научных рефератов и индивидуальных заданий могут дополняться и
изменяться.
3. ТЕКУЩИЙ И ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Входной контроль выполняется с целью определения остаточных знаний
студентов по специальным дисциплинам при подготовке бакалавра:
«Физическая химия тугоплавких неметаллических и силикатных материалов»,
«Оборудование и основы проектирования», «Тепловые процессы и агрегаты в
технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов»,
«Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных
материалов» в форме собеседования в часы консультаций ведущего
преподавателя.
Текущий контроль усвоения студентами теоретического материала и
оценка уровня практических навыков и умений, приобретаемых и усваиваемых
каждым студентом при изучении дисциплины, осуществляется в форме
контрольного опроса во время лекционных занятий.
Рубежный контроль предполагает выполнение трех индивидуальных
заданий трех рефератов.
Итоговый контроль осуществляется на зачете с использованием
контрольных вопросов.
Материалы входного, текущего и рубежного контроля знаний студентов в
семестре по дисциплине «Физико-химические основы технологии ТНСМ» в
виде банка данных теоретических вопросов, рекомендуемых к рассмотрению
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
при подготовке к сдаче коллоквиумов, расчетных заданий и зачета, приведены
в приложении 1.
Контроль результатов изучения дисциплины проводится по рейтинговой
системе оценки знаний студентов.
Целью внедрения рейтинговой системы является повышение качества
подготовки магистров путем создания условий для систематической работы
студентов в течение семестра, усиления мотивации в приобретении знаний,
стимулирования учебной деятельности студентов, объективного самоконтроля
студента в процессе обучения.
Максимальная рейтинговая оценка (общий рейтинг ОР) дисциплины
составляет 1000 баллов.
Если оценка экзамена менее 100 баллов, то экзамен считается не сданным и
студент теряет рейтинг семестра.
Примерный тип рейтинг – листа приведен ниже.
РЕЙТИНГ-ЛИСТ
по дисциплине “Физико-химические основы технологии тугоплавких
неметаллических и силикатных материалов“
Девятый семестр
Плановый объем учебной нагрузки
Лекций
18 часов
Практических занятий
нет
Лабораторных работ
нет
Виды выполняемых работ и их значение в баллах
1. Лекции:
9 лекций х 20 бал.= 180 бал.
2. Индивидуальные задания:
- представление 3-х рефератов
3 х 150 бал. = 450 бал.
- защита рефератов
3 х 40 бал. = 120 бал.
- три расчетных домашних работы
3 х 50 бал. = 150 бал.
5. Зачет
100 бал
И Т О Г О: 1000 бал.
Контрольные точки, объемы работ и максимальное количество
баллов к указанному сроку
Вид работ
8-я
12-я
17-я
неделя
неделя
неделя
Лекции
80
120
180
Индивидуальные задания, реферат № 1,2.3
190
380
570
Расчетное индивидуальное задание № 1, 2,3
50
100
150
Итого
320
600
900
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
Составил: профессор Вакалова Т.В.
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для изучения дисциплины “Физико-химические основы технологии
ТНСМ” преподавателями кафедры технологии силикатов создан комплект
учебно-методического обеспечения, который включает набор видеофильмов,
набор демонстрационного материала в виде плакатов, иллюстрирующий
принципиальные технологические схемы производства различных видов
силикатных материалов, устройство и принцип действия соответствующего
оборудования, комплект наглядных пособий в виде натурных образцов
сырьевых материалов, полуфабрикатов и готовых изделий, а также авторский
комплект, состоящий из монографии, методического пособия, лабораторного
практикума и методических указаний к проведению учебно-исследовательских
работ по данной дисциплине.
5.1. Перечень учебных видеофильмов
1.
Производство фарфоровых изделий на Прокопьевском фарфоровом
заводе 2.
Производство тонкой керамики
3.
Производство ячеистобетонных изделий.
4.
Производство силикатного кирпича.
5.
Производство бетона
6.
Производство стекла и стеклоизделий на ОАО «Саратовский институт
стекла»
7.
Выставка стекла и стеклоизделий в Дюссельдорфе (Германия)
5.2. Демонстрационный плакатный материал
1. Подготовка сырьевых материалов:
а) машины для дробления сырьевых материалов (молотковые, щековые,
валковые, конусные дробилки, бегуны, стругачи);
б) машины для помола сырьевых материалов (дезинтеграторы,
барабанная, трубная мельницы);
2. Оборудование для сортировки и обогащения (барабанный грохотбурат, виброгрохот).
3. Оборудование для дозирования (ящичный, винтовой, тарельчатый,
секторный дозаторы).
4. Оборудование для смешивания силикатных масс (двухвальные,
пропеллерные смесители).
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
5. Оборудование для подготовки полусухих масс (башенное
распылительное сушило).
6. Оборудование для формования силикатных изделий пластическим
способом (ленточный и вакуумный пресс).
7. Оборудование для формования изделий полусухим способом
(коленорычажный и гидравлический прессы).
8. Оборудование для тепловой обработки силикатных материалов
(кольцевая, туннельные печи).
5.3. Монографии, созданные в соавторстве с сотрудниками
кафедры технологии силикатов
1. Азаров Г.М., Вакалова Т.В., Верещагин В.И., Мананков А.В.,
Погребенков В.М. Строительная керамика из сухарных глин и другого
непластичного сырья Байкальского региона. – Томск, 1999.
2. Верещагин В.И., Козик В.В., Сырямкин В.И., Погребенков В.М.,
Борило Л.П. Полифункциональные неорганические материалы на основе
природных и искусственных соединений. – Томск: Изд. ТГУ, 2002. – 359 с.
3. Азаров Г.М., Вакалова Т.В., Верещагин В.И. Сухарные и аргиллитовые
глины Иркутской области. – Ангарск: Изд. АГТА, 2003. - 126 с.
5.4. Перечень учебных пособий,
разработанных на кафедре технологии силикатов ТПУ
1. Вакалова Т.В., Хабас Т.А., Верещагин В.И., Мельник Е.Д. Глины.
Особенности структуры и методы исследования. - Томск: Изд. ТПУ, 2002.-121с
2. Вакалова Т.В., Хабас Т.А., Эрдман С.В., Верещагин В.И. Практикум
по основам технологии тугоплавких неметаллических и силикатных
материалов. – Томск: Изд. ТПУ ,1999.- 160 с.
3. Вакалова Т.В., Хабас Т.А., Погребенков В.М., Верещагин В.И. Глины.
Структура, свойства и методы исследования. – Томск: Изд. ТПУ, 2005.- 260 с.
6.5. Перечень методических указаний
к выполнению лабораторных работ
1. Вакалова Т.В., Погребенков В.М., Ревва И.Б. Исследование физикомеханических и технологических свойств глинистого сырья. - Томск: Изд-во
ТПУ, 2007. – 36 с.
2. Вакалова Т.В., Ревва И.Б. Расчет структурной формулы глинистых
минералов. - Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 20 с.
3. Вакалова Т.В., Погребенков В.М., Ревва И.Б. Инженернотехнологические расчеты. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 36 с.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
4. Вакалова Т.В, Рева И.Б., Гурина В.Н., Горбатенко В.В. Химический
анализ в технологии силикатов. - Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 28 с.
5. Алексеев Ю.И., Хабас Т.А., Вакалова Т.В. Измерение температуры в
технологиях силикатов. - Томск: Изд. ТПУ, 1996.-22с.
6. Хабас Т.А., Вакалова Т.В., Алексеев Ю.И. Рентгенофазовый анализ
силикатных материалов. - Томск: Изд. ТПУ, 1997.- 40с.
5.6. Перечень рекомендуемой литературы
5.6.1. Основная литература
1. Химическая технология керамики и огнеупоров /Под ред. Будникова
П.П. М.: Стройиздат, 1972. – 551 с.
2. Августиник А.И. Керамика. - Л.: Стройиздат, 1975. - 588 с.
3. Балкевич В.С.Техническая керамика. - М.: Стройиздат, 1984. – 255 с.
4.Стрелов К.К. ,Кащеев И.Д. Теоретические основы технологии
огнеупорных материалов. - М.: Металлургия, 1996. – 607 с.
5. Ю.М. Бутт и др. Химическая технология вяжущих материалов. - М.:
Высшая школа, 1980.
6. Ю.М. Бутт и др. Практикум по химической технологии вяжущих
материалов. - М.: Стройиздат, 1973.
7. Т.В. Кузнецова и др. Физическая химия вяжущих материалов. - М.:
Высшая школа, 1989.
8. В.С. Горшков. Методы физико-химического анализа вяжущих
материалов. - М.: Высшая школа, 1981.
9. под ред. Х.Ф.У. Тейлора. Химия цементов. - М.: Мир, 1969,1996.
10 под ред. И.И. Холина. Справочник по производству цемента. - М.:
Стройиздат, 1963.
11. П.И. Боженов. Технология автоклавных материалов. - Л.: Стройиздат,
1978.
12. .Л.М. Хавкин. Технология силикатного кирпича. - М.: Стройиздат,
1982.
13. Ю.М. Баженов Технология бетона. – М.: Изд-во АСВ, 2003.
14. Химическая технология стекла и ситаллов. Под ред. Н. М.
Павлушкина. -М : Стройиздат, 1983. - 432с.
15. Аппен А.А. Химия стекла. -Л., Химия, 1970.-315с.
14. Павлушкин Н.М. Основы технологии ситаллов. -М : Стройиздат, 1970.
-320с.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
15. М. А. Матвеев, Г. М. Матвеев, Б. Н. Френкель. Расчёты по химии и
технологии стекла. -М : Стройиздат, 1972. - 238с.
16. Павлушкин Н.М., Сентюрин Г.Г., Ходаковская Р.Я. Практикум по
технологии стекла и ситаллов. -М : Стройиздат, 1970. -512с.
17. Бутт Л.И., Поляк В.В. Технология стекла. – М.: Стройиздат, 1971. –
386 с.
5.6.2. Дополнительная литература
1. Кайнарский И.С. Динас.- М.: Металлургия, 1961. - 469 с.
2. Карклит А.К. и др. Производство огнеупоров полусухим способом. - М.:
Металлургия, 1981. - 310 с.
3. Белинская Г.В., Выдрик Г.А. Технология электровауумной и
радиотехнической керамики. - М.: Энергия, 1977. - 335 с.
4. Кайнарский И.С. Процессы технологии огнеупоров.- М.: Металлургия,
1969. - 350 с.
5. Мороз И.И. Технология фарфоро-фаянсовых изделий. М.:Стройиздат,
1984. – 334 с.
6. Богородицкий Н.П. и др. Радиокерамика. - М.: Госэнергоиздат, 1963. –
554 с.
7. Практикум по технологии керамики и огнеупоров /Под ред.
Полубояринова Д.Н. - М.: Стройиздат, 1982.
8. Дудеров Ю.Г., Дудеров И.Г. Расчеты керамических масс. М.:
Стройиздат, 1973. - 80 с.
9. Ю.М. Баженов Технология бетонных и железобетонных изделий. – М.:
Стройиздат, 1984.
10. Ю.М.Бутт, Л.Н Рашкович. Твердение вяжущих при повышенных
температурах. – М.: Стройиздат, 1965.
11. Х.С. Воробьев. Вяжущие материалы для автоклавных изделий. – М.:
Стройиздат, 1972.
12. В. Эйтель Физическая химия силикатов. – М.: Иностранная литература,
1962.
13. под ред А.В. Саталкина. Технология изделий из силикатных бетонов. –
М.: Стройиздат, 1972.
14. ИТ. Кудряшов Ячеистые бетоны. - М.: Стройиздат,1959.
15. К.Э. Горяйнов и др. Технология производства полимерных и
теплоизоляционных изделий. – М.: Высшая школа, 1975.
16. Виды брака в производстве стекла. Под ред. Г. Иебсена-Мардвеля. -М.,
1986.
17.Демкина Л.И. Физико-химические основы производства оптического
стекла. – Л.: Химия, 1976. – 456 с.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
19. Парюшкина О.В., Мамина Н.А., Панкова Н.А., Матвеев Г.М.
Стекольное сырье России. – М.: АО «Силинформ», 1995. – 84 с.
20. Шапилова М.В., Барышников Ю.А.. Охрана труда в производстве
стеклянной тары и сортовой посуды. – М.: Легпромбытиздат, 1989. – 202 с.
21. Панкова Н.А., Михайленко Н.Ю. Стекольная шихта и практика ее
приготовления. – М.: РХТУ, 1997. – 80 с.
23. Мелконян Р.Г., Казьмина О.В., Беломестнова Э.Н. Строение и
свойства стекла. – Томск.: ТПУ, 2004. – 116 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
к рабочей программе дисциплины «Физико-химические основы
технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов»
Материалы контрольных средств для организации текущего, рубежного и
итогового контроля результатов изучения дисциплины
1.1. Банк данных теоретических вопросов для организации текущего
контроля
(для контрольного опроса и для самоконтроля)
Тема «Физико-химические основы технологии керамики и огнеупоров»
1. Классификация глинистых минералов;
2. Особенности кристаллической структуры каолинита;
3. Особенности кристаллической структуры монтмориллонита;
4. Особенности кристаллической структуры гидрослюды;
5. Взаимосвязь структуры и свойств основных глинообразующих минералов;
6. Поведение глинистых минералов при нагревании;
7. Процессы муллитообразования в глинах и глиносодержащих керамических
массах
8. Химический, гранулометрический и вещественный составы глинистых пород
9. Области возможного использования глинистых пород по химическому
составу глин.
10. Требования к глинистому сырью применительно к конкретным
керамическим технологиям (огнеупорным, фарфоро-фаянсовым, майоликовым,
строительной керамики).
11. Способы подготовки и реологические свойства шликерных керамических
масс
12. Свойства системы “ глина - вода “.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
13.Суть катионной и анионной обменной способности глинистых минералов.
14. Диспергация и флокуляция глинистых частиц в водных суспензиях.
15. Роль обменных катионов в связывании воды слоистыми силикатами.
16. Влияние ионного обмена на вязкость водных суспензий глинистых пород.
17. Механизмы образования двойного электрического слоя в системе “ глина –
вода “.
18. Способы подготовки керамических шликеров и их реологические свойства .
19. Требования к реологическим свойствам литейных шликеров.
20.Способы регулирования реологических свойств керамических шликеров.
21.Механизмы разжижения керамических шликеров.
22.Критерии выбора электролитов для разжижения керамических шликеров.
23. Принцип действия и особенности конструкции оборудования для
приготовления литейных шликеров.
24. Способы получения пластичных керамических масс.
25. Теория пластичности керамических масс.
26. Сущность понятия “пластичность“ глинистых пород
27. Способы оценки пластических свойств глиносодержащей керамики по
косвенным признаком (по методу Аттерберга).
28. Оценка пластичности по напряжениям и деформациям, возникающих в
глиняных массах при внешних воздействиях.
29. Физический смысл понятий “пластическая прочность” и “оптимальная
влажность” пластичных керамических масс.
30. Виды и сущность деформаций, возникающих под действием напряжения
сдвига в пластичных массах.
31. Классификация глин и пластичных масс по структурно-механическому типу
(по Ничипоренко).
32. Классификация глазурей и назначение глазурования.
33. Составы и свойства глазурей.
34. Выбор сырьевых материалов для глазурей
35. Способы подготовки глазурей.
36. Основные технологические переделы технологии ”сырых” и
“фриттованных” глазурей.
37. Методы глазурования ( окунание, обливание, пульверизация, прокатка и
др.)
38. Особенности температурно-временных режимов обжига глазурей.
39. Причины возникновения основных видов дефектов глазурного покрытия.
40. Критерии подбора глазури к керамическому черепку.
41. Способы определения согласованности глазури и керамического черепка
42. Взаимосвязь структуры и свойств технической керамики;
43. Специфика твердофазового синтеза в технологиях технической керамики
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
44. Процессы, протекающие при твердофазовом спекании керамических масс
технического назначения.
45. Способы активизации твердофазового спекания технической керамики.
46. Назначение и сущность действия минерализирующих добавок при
твердофазовом синтезе и спекании.
48. Суть процессов пластификации керамических масс на основе
синтетического сырья.
49. Разновидности связующих добавок в непластичных керамических массах и
особенности технологии при их использовании.
Тема «Физико-химические основы технологии стекла и ситаллов»
1. Что такое шихта? От каких факторов зависит качество шихты?
2. Охарактеризуйте зерновой состав компонентов шихты.
3. Почему соду, сульфат, мел пропускают через самые крупные сита?
4. Как осуществляется увлажнение шихты?
5. Как контролируется степень однородности шихты?
6. Из каких отделений состоит цех составления шихты?
7. Основные операции подготовки главных сырьевых материалов.
8. Основные этапы процесса варки стекла.
9. Физико-химические процессы, протекающие в шихте при ее нагревании.
10. Факторы, влияющие на кинетику силикато- и стеклообразования.
11. Происхождение и состав газов в стекломассе.
12. Условия гомогенизации стекломассы.
13. Варка стекла в газопламенных печах.
14. Режим загрузки шихты в печь.
15. Тепловой режим работы газопламенных печей.
16. Движение стекломассы в печи.
17. Режим давлений в печной установке.
18. Управление процессом стекловарения: проблемы и решения.
19. Качество стекломассы. Пороки стекла: камни, свили, пузыри. Диагностика
пороков и их устранение.
20. Механические и термические явления при формовании.
21. Основные стадии процесса формования.
22. Способы формования стекла.
23. Взаимодействие стекломассы с формой. Тепловой режим форм.
24. Классификация способов обработки стекла.
25. Механическая обработка. Теоретические основы процессов шлифовки и
полировки стекла. Влияние технологических параметров на эти процессы.
26.Термическая обработка. Классификация способов термической обработки.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
27. Отжиг стекла. Возникновение и распределение внутренних напряжений в
стекле. Закономерности релаксации напряжений. Температурно-временной
режим отжига.
28. Теоретические основы процесса закалки стекла. Степень закалки, критерий
БИО. Влияние закалки на прочность стёкол.
29. Химическая обработка. Теория химического травления стекла и области
его применения (полировка, матирование, декорирование, упрочнение).
30. Модифицирование поверхностного слоя стекла путём ионного обмена.
31. Покрытия на стекле. Теоретические основы получения покрытий.
32. Предшественники ситаллов.
33. Классификация ситаллов по составу, свойствам и назначению.
34. Явления фазового разделения в стёклах. Закономерности процесса
кристаллизации стекла.
35. Гомогенная кристаллизация.
36. Катализированная кристаллизация.
37. Требования к катализаторам.
38. Особенности варки и формования кристаллизующихся стекол.
39. Режим направленной кристаллизации стекла.
40. Технические ситаллы.
41. Стеклокристаллические материалы на основе промышленных отходов и
горных пород.
42. Проектирование ситаллов с заданными свойствами.
43. Выбор состава стекла и катализатора кристаллизации.
44. Определение температурного режима направленной кристаллизации.
Тема «Физико-химические основы технологии вяжущих и изделий на их
основе»
1. Основные виды сырьевых материалов для производства вяжущих
строительных материалов (силикатные изделия, изделия на основе воздушных
вяжущих).
2. Природные и искусственные пески.
3. Важнейшие свойства песков.
4. Особенности химико-минералогического состава песков.
5. Критерии (коэффициенты) качества кремнеземистых компонентов.
6. Критерии (коэффициенты) основности и качества вяжущих компонентов
(требования к значениям критериев качества в России и за рубежом).
7. Гранулометрические исследования песков.
8. Форма и характер поверхности зерен песка.
9. Разновидности кремнеземистых материалов и их свойства.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
10.
Требования,
предъявляемые
к
кремнеземистому
компоненту
ячеистобетонных масс.
11. Требования, предъявляемые к кремнеземистому компоненту силикатных
масс при производстве силикатного кирпича.
12. Виды вяжущих веществ для производства вяжущих строительных
материалов.
13. Строительно-технические свойства и требования, предъявляемые к
воздушной извести.
14. Строительно-технические свойства и требования, предъявляемые к
портландцементу.
15. Методы, методики испытаний основных свойств вяжущего компонента
сырьевых масс.
16. Методы, методики испытаний основных свойств кремнеземистого
компонента сырьевых масс.
17. Методы, методики испытаний основных свойств добавок различного
назначения.
18. Основные признаки классификации силикатных изделий.
19. Классификация изделий (по одному из признаков)
20. Особенности автоклавной технологии.
21. Агрегатное состояние веществ, участвующих и образующихся при
гидротермальном синтезе.
22. Типы химических связей гидросиликатных соединений.
23. Типы структур силикатных и гидросиликатных соединений.
24. Типы структур гидросиликатных соединений различной степени
устойчивости.
25. Структура силикатного камня. Общее представление.
26. Классификация гидросиликатов кальция по Боггу и Тейлору (условное
обозначение соединения, его состав).
27. Важнейшие свойства гидросиликатов кальция.
28.Роль воды в формировании структуры соединений в процессе
гидротермального синтеза.
29. Формы связи воды в структуре соединений, образующихся в процессе
гидротермального синтеза.
30. Химические процессы взаимодействия между водой и твердым телом в
гидротермальных условиях.
31. Водяной пар, его технологические параметры и роль в процессах
гидротермального синтеза.
32. Основные положения теории прочности автоклавных материалов.
33. Физико-химические процессы гидротермального синтеза соединений
(назвать основные процессы).
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
34. Технологические факторы, влияющие на процессы гидротермального
синтеза соединений.
35. Особенности классификации гидросиликатов кальция по структурному
признаку.
36. Классификация ячеистых бетонов.
37. Строительно-технические свойства ячеистых бетонов.
38. Назначение сырьевых материалов в составе ячеистобетонных масс.
39. Критерии выбора сырьевых материалов.
40. Технологические стадии и основные процессы технологии ячеистого
бетона.
41. Особенности подготовки сырьевых материалов в производстве ячеистого
бетона.
42. Приготовление ячеистобетонных масс, реологические свойства, способы их
регулирования.
43. Физико-химические процессы поризации ячеистобетонных масс.
44. Процессы и методы формования ячеистого бетона.
45. Химические процессы при тепловлажностной обработке ячеистого бетона.
46. Особенности химических процессов, протекающих при тепловлажностной
обработке ячеистых бетонов с использование техногенных отходов.
47. Качество ячеистых бетонов и факторы, определяющие качество.
48. Критерии оценки качества ячеистых бетонов.
49. Взаимосвязь структуры и свойств ячеистого бетона.
50. Технологическая схема производства стеновых материалов из ячеистого
бетона.
51. Ассортимент и номенклатура силикатных изделий.
52. Виды и краткая характеристика сырья для производства силикатного
кирпича.
53. Основные принципы проектирования силикатных масс.
54. Схема расчета силикатной массы.
55. Основные технологические стадии производства силикатного кирпича.
56. Особенности подготовки кремнеземистого компонента силикатных масс.
57. Особенности подготовки вяжущего компонента силикатных масс.
58. Процессы при гашении силикатных масс и способы их интенсификации.
59. Процессы при формовании силикатного кирпича.
60. Факторы, определяющие прочность кирпича-сырца.
16. Физико-химические процессы при тепловлажностной обработке
силикатного кирпича.
62. Режимы и основные стадии запаривания силикатного кирпича.
63. Современные виды строительных материалов на основе гипсовых вяжущих.
64. Сырьевые материалы для производства гипсовых изделий.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
65. Классификация гипсовых изделий.
66. Специфические свойства гипсовых изделий.
67. Особенности производства изделий на основе гипсовых вяжущих.
68. Гипсокартон, особенности производства, свойства.
69. Гипсоволокнистые изделия, особенности производства, свойства.
70. Способы повышения водостойкости гипсовых изделий.
71. Области применения гипсовых изделий.
71. Современные виды строительных материалов на основе магнезиальных
вяжущих.
72. Сырьевые материалы для производства изделий на основе магнезиальных
вяжущих.
73. Строительно-технические свойства магнезиального вяжущего.
74. Затворители магнезиальных вяжущих.
75. Особенности производства изделий на основе магнезиальных вяжущих.
76. Ксилолит, особенности производства, свойства.
77. Фибролит, особенности производства, свойства.
78. Способы повышения водостойкости изделий на основе магнезиальных
вяжущих.
79. Области применения изделий на основе магнезиальных вяжущих.
1.2. Банк данных теоретических вопросов для организации рубежного
контроля
(при выполнении и подготовке к защите индивидуальных расчетных заданий)
Индивидуальная работа №1:
Расчет рационального и фазового составов сырьевых материалов и
керамических масс
1.
Суть понятий «рациональный состав» и «фазовый состав» сырьевых
материалов и керамических масс
1.
Особенности вещественного состава глинистого сырья для керамических
материалов.
2.
Способы диагностики минерального типа глинистых пород
3.
Особенности
кристаллохимического
строения
основных
глинообразующих минералов
4.
Влияние примесей на свойства глинистого сырья
5.
Назначение отощающих и плавней в составах керамических масс
6.
Процессы фазообразования в глиносодержащих керамических массах
строительного, технического и огнеупорного назначений.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
7.
Суть методики расчета рационального и фазового составов сырьевых
материалов и керамических масс
Индивидуальная работа №2:
Расчет состава силикатной массы для производства силикатного
кирпича по заданным технологическим параметрам.
1. Состав силикатной массы. Суть понятий «рациональный состав» и «фазовый
состав» сырьевых материалов и силикатных масс.
2. Особенности вещественного состава кремнеземистого сырья для
производства силикатного кирпича.
3. Исходные параметры силикатного кирпича, необходимые для выбора
способа и выполнения расчетов состава силикатной массы.
4. Упрощенная схема расчета состава силикатной массы.
5. Назначение сырьевых материалов в составе силикатной массы.
6. Суть методики расчета состава силикатной массы по заданной прочности
силикатного кирпича.
9. Суть методики расчета состава силикатной массы по заданной прочности
кирпича-сырца.
8. Суть методики расчета состава силикатной массы с использованием
табличных данных
Индивидуальная работа №3:
Расчет состава шихты для производства стекла.
1. В чем различие между главными и вспомогательными сырьевыми
материалами?
2. Требования к пескам по содержанию SiO2 и красящим примесям.
3. Как влияет на соотношение катионов Fe 2+ и Fе3+ температура, количество
щелочных оксидов, добавка окислителей?
4. Назовите наиболее крупные месторождения кварцевых песков.
5. Каков характер требований к дисперсности кварцевых песков?
6. Какие материалы используют для введения в состав стекла Na2O?
7. Чем отличается искусственная сода от природной?
8. С какой целью сульфат натрия вводится в состав шихты?
9. Каким образом вводят в состав стекла K2O?
10. Перечислите материалы, используемые в качестве красителей.
11. Какие вещества используются для глушения стекол?
12. Каково назначение осветлителей?
13. Перечислите соединения, используемые в качестве осветлителей и
обесцвечивателей.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
14. Соединения, используемые в качестве физических обесцвечивателей?
15. Соединения, используемые в качестве химических обесцвечивателей.
16. Назначение окислителей. Соединения, используемые в качестве
окислителей. Их свойства.
17. Соединения, используемые в качестве восстановителей?
18. Ускорители варки стекла?
1.3. Банк данных для организации итогового контроля
(при подготовке к сдаче зачета)
Тема «Физико-химические основы технологии керамики и огнеупоров»
1.
Поведение глин при нагревании
2.
Теоретические основы технологии стеатитовой керамики (сырье,
технология, свойства, назначение)
3.
Физико-химические основы технологии периклазовой керамики
4.
Силикаты глинозема в технологиях высокоглиноземистой керамики
5.
Химический и зерновой состав глинистого сырья
6.
Глины как сырье для огнеупоров
7.
Физико-химические основы технологии корундовой керамики (сырье,
технология, свойства, назначение)
8.
Механизмы спекания керамических масс
9.
Тонкий помол керамического сырья как способ интенсифицирования
процессов спекания керамических масс
10.
Процессы муллитизации при обжиге глиносодержащей керамики
11. Временные технологические связки
в технологиях керамических
материалов
12. Физико-химические основы технологии периклазовой керамики (сырье,
технология, свойства, назначение)
13. Физико-химические основы технологии циркониевой керамики (сырье,
технология, свойства, назначение)
14. Физико-химические основы технологии бериллиевой керамики (сырье,
технология, свойства, назначение)
15. Физико-химические основы технологии алюмосиликатных огнеупоров
(сырье, технология, свойства, назначение)
16. Физико-химические основы технологии динасовых огнеупоров (сырье,
технология, свойства, назначение)
Тема «Физико-химические основы технологии стекла и ситаллов»
1. Физико-химические основы варки стекла Основные стадии стекловарения.
2. Способы формования стеклоизделий, основные достоинства и недостатки.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
3. Технология подготовки сырьевых материалов и шихты. Увлажнение шихты.
4. Режим отжига стекол.
5. Пороки стекла – пузыри.
6. Стекловидные включения – вид пороков стекломассы.
7. Кристаллические включения в стекле.
8. Технологические особенности варки стекла в печах непрерывного действия.
9. Распределение температуры в печи.
10. Движение стекломассы.
11. Картограмма зеркала стекломассы.
12. Получение и области применения золо и петро ситаллов.
13. Твердые включения в стекле, классификация и причины образования.
14. Получение и применение шлакоситаллов.
15. Электрофизические свойства стекла, полищелочной эффект.
16. Виды пленочных покрытий на стекле, способы их нанесения.
17. Виды технических ситаллов, области их применения.
18. Сущность ионного обмена в поверхностном слое стеклоизделий.
19. Определение режима термообработки стекла с целью получения ситалла.
20. Химическое травление поверхности стеклоизделий. С какой целью
производится данный способ обработки стекла.
21. Основные этапы проектирования ситаллов.
22. Механизм упрочнения стекол с помощью процесса закалки.
23. Осветление стекломассы, осветлители.
24. Особенности сульфатного осветления.
25. Классификация огнеупорных материалов, применяемых для кладки
стекловаренных печей. Требования к огнеупорам. Меры, принимаемые для
уменьшения коррозии огнеупоров.
26. Газовые включения в стекломассе, причины их образования.
27. Применение дополнительного электроподогрева. Размещение электродов в
бассейне печи, материалы для изготовления электродов.
28. Окислительно-восстановительные характеристики стекломассы и сырьевых
материалов. Способы их определения.
29. Основные направления интенсификации процессов стекловарения.
30. Осветление стекломассы и меры, способствующие этому процессу.
Тема «Физико-химические основы технологии вяжущих и изделий на
их основе»
1. Классификация силикатных изделий.
2. Особенности автоклавной технологии силикатных материалов.
3. Силикаты. Гидросиликаты (агрегатное состояние, типы связей, строение
кристаллических решеток, типы структур).
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
4. Роль воды и водяного пара в гидротермальных процессах.
5. Основные положения теории прочности автоклавных силикатных
материалов.
6. Физико-химические основы гидротермального синтеза соединений.
7. Технологические факторы, влияющие на процессы гидротермального синтеза
соединений.
8. Общая характеристика диаграммы состояния «известь-кремнезем-вода».
9. Структурная классификация гидросиликатов кальция.
10. Классификация ячеистых бетонов.
11. Сырьевые материалы для производства ячеистых бетонов. Требования к
ним.
12. Физико-химические основы технологии ячеистых бетонов.
12.1. Особенности подготовки сырьевых материалов.
12.2. Реологические свойства ячеистобетонных масс.
12.3. Физико-химические процессы поризации ячеистобетонных масс.
12.4. Процессы и методы формования ячеистых бетонов.
12.5. Процессы при вспучивании, вызревании, схватывании и твердении
ячеистобетонного массива.
12.6. Химические процессы при тепловлажностной обработке ячеистого
бетона.
13. Качество ячеистого бетона.
14. Основные свойства ячеистого бетона.
15. Строительно-технические свойства силикатного кирпича.
16. Сырьевые материалы для производства силикатного кирпича. Требования к
ним.
17. Физико-химические основы технологии силикатного кирпича.
17.1. Особенности подготовки сырьевых материалов и силикатных масс.
17.2. Процессы при формовании силикатного кирпича. Факторы,
влияющие на формирование прочности кирпича-сырца.
17.3. Процессы при тепловлажностной обработке силикатного кирпича.
18. Классификация бетонов по различным признакам.
19. Характеристика основных сырьевых материалов для производства тяжелого
бетона. Требования к ним.
20. Составы и свойства бетонных смесей.
21. Основные технологические процессы производства тяжелого бетона.
22. Основные строительно-технические свойства бетона.
23. Особенности производства изделий на основе гипсовых вяжущих.
24. Специфические свойства гипсовых вяжущих и изделий на их основе.
25. Гипсокартонные изделия.
26. Гипсоволокнистые изделия.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.
Рабочая программа
учебной дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
27. Магнезиальные вяжущие (состав, свойства, применение).
28. Ксилолитовые изделия.
29. Фибролит, «искусственный мрамор» и др. виды изделий на основе
магнезиальных вяжущих.
30. Новые виды вяжущих веществ и изделий на их основе.
31. Шлакощелочные вяжущие и изделия на их основе.
32. Полимербетоны, бетонополимеры и изделия на их основе.
33. Экологические проблемы в технологии вяжущих и изделий на их основе.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине «Физико-химические основы
технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» для
студентов 5 курса специальности 240304 (250800) «Химическая технология
тугоплавких неметаллических и силикатных материалов».
Составитель: д.т.н., профессор кафедры технологии силикатов
Вакалова Т.В.
Вакалова –раб прогр.
Дата разработки: 25.08.2007 г.