第2章 無機氣硬性膠凝材料

1、第二章第二章 無機氣硬性膠凝材料無機氣硬性膠凝材料 有機膠凝材料有機膠凝材料膠凝材料膠凝材料 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料 無機膠凝材料無機膠凝材料 水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料v氣硬性無機膠凝材料氣硬性無機膠凝材料: :只能在空氣中硬化、只能在空氣中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料（石灰、石膏、菱苦土和水玻璃石灰、石膏、菱苦土和水玻璃）v水硬性無機膠凝材料：水硬性無機膠凝材料：不僅能在空氣中，不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化、保持或繼續(xù)而且能更好地在水中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料。發(fā)展強度的無機膠凝材料。（水泥）第一節(jié)第一節(jié) 石石 灰灰

2、 以天然碳酸巖類巖石（石灰石、白云石等，主要成分為碳酸鈣）經(jīng)高溫煅燒，生成的以CaOCaO為主要成分的生石灰，其化學反應可表示如下：生石灰（堆積密度為8001000 kg/m3 )一般為白色或黃灰色塊灰，塊灰碾碎磨細即為生石灰粉。29003COCaOCaCOC 生石灰燒制過程中，往往由于石灰石原料的尺生石灰燒制過程中，往往由于石灰石原料的尺寸過大、窯中溫度不均勻、煅燒溫度低或煅燒時寸過大、窯中溫度不均勻、煅燒溫度低或煅燒時間短等原因，生石灰中殘留有未燒透的的石灰石間短等原因，生石灰中殘留有未燒透的的石灰石內(nèi)核，這種石灰稱為內(nèi)核，這種石灰稱為“欠火石灰欠火石灰”。 危害：危害：欠火石灰只是欠火石

3、灰只是降低了石灰的利用率降低了石灰的利用率，不會，不會帶來危害。帶來危害。 第二種情況是由于燒制的溫度過高或時間第二種情況是由于燒制的溫度過高或時間過長，使得晶粒粗大，且石灰表面出現(xiàn)裂縫或過長，使得晶粒粗大，且石灰表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，這種石灰稱為這種石灰稱為“過火石灰過火石灰”。 危害：危害：過火石灰表面常被粘土雜質融化形成的過火石灰表面常被粘土雜質融化形成的玻璃釉狀物包覆，玻璃釉狀物包覆，熟化很慢熟化很慢。當石灰已經(jīng)硬化。當石灰已經(jīng)硬化后，過火石灰才開始熟化，并產(chǎn)生體積膨脹，后，過火石灰才開始熟化，并產(chǎn)生體積膨脹，

4、引起隆起鼓包和開裂。引起隆起鼓包和開裂。二、石灰的熟化二、石灰的熟化 工地上使用石灰時，通常將生石灰加水，工地上使用石灰時，通常將生石灰加水，使之消解為消（熟）石灰使之消解為消（熟）石灰氫氧化鈣，這個氫氧化鈣，這個過程稱為石灰的過程稱為石灰的“消化消化”，又稱，又稱“熟化熟化”：molKJOHCaOHCaO/85.64)(22 生石灰的熟化反應為放熱反應，熟化生石灰的熟化反應為放熱反應，熟化時時體積增大體積增大12.5倍倍。煅燒良好的。煅燒良好的CaO與水與水接觸時接觸時幾秒鐘幾秒鐘內(nèi)即反應完畢。內(nèi)即反應完畢。 陳伏：陳伏： 為了消除為了消除過火石灰過火石灰的危害，生石灰的危害，生石灰 熟化形

5、成的石灰漿應在儲灰坑中放置熟化形成的石灰漿應在儲灰坑中放置兩周以兩周以 上上，這一過程稱為石灰的，這一過程稱為石灰的“陳伏陳伏”。“陳伏陳伏”期期 間，石灰漿表面應間，石灰漿表面應保有一層水分保有一層水分，與空氣隔，與空氣隔 絕，以免碳化。絕，以免碳化。三、石灰的硬化三、石灰的硬化 石灰漿體在空氣中逐漸硬化，它包含石灰漿體在空氣中逐漸硬化，它包含干燥、干燥、結晶和碳化結晶和碳化三個同時交錯進行的過程。三個同時交錯進行的過程。（）（）干燥作用：干燥作用：石灰漿體中多余水分蒸發(fā)或被砌石灰漿體中多余水分蒸發(fā)或被砌體吸收而使石灰粒子緊密，獲得一定的強度。體吸收而使石灰粒子緊密，獲得一定的強度。（2 2

6、）結晶作用：結晶作用：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結晶。和溶液中結晶。（3 3）碳化作用碳化作用：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發(fā)：化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發(fā)： 碳化作用實際是二氧化碳與水形成碳酸，碳化作用實際是二氧化碳與水形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣。所以這個作然后與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣。所以這個作用不能在沒有水分的全干狀態(tài)下進行。用不能在沒有水分的全干狀態(tài)下進行。OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化 四、建筑石灰的技術指標四、建筑石灰的技術指標 建筑

7、石灰的技術指標有建筑石灰的技術指標有細細度、度、CaO+MgOCaO+MgO含量、含量、COCO2 2含含量和體積安定性量和體積安定性等。并按技術指標分為等。并按技術指標分為優(yōu)等品、一等優(yōu)等品、一等品和合格品品和合格品三個等級。具體技術要求見：三個等級。具體技術要求見： 土木工程材料土木工程材料 JC/T479-1992 JC/T479-1992 建筑生石灰建筑生石灰(P54 (P54 表表4 41 1） JC/T480-1992 JC/T480-1992 建筑生石灰粉建筑生石灰粉(P54 (P54 表表4 42 2） JC/T481-1992 JC/T481-1992 建筑消石灰粉建筑消石灰

8、粉(P54 (P54 表表4 43 3） 鈣質生石灰鈣質生石灰 MgO5% MgO5% 鈣質消石灰粉鈣質消石灰粉 MgO4%MgO4% 鎂質生石灰鎂質生石灰 MgOMgO5% 5% 鎂質消石灰粉鎂質消石灰粉 MgOMgO4%4%五、石灰的技術性質五、石灰的技術性質（1 1）保水性、可塑性好）保水性、可塑性好 生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒極細（直徑約為極細（直徑約為1m1m）的呈膠體分散狀態(tài)的氫）的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。 因此用石灰調成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點因此用石灰調成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點是具

9、有良好的保水性和可塑性。在水泥砂漿中是具有良好的保水性和可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。（2 2）凝結硬化慢、強度低）凝結硬化慢、強度低 從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成碳化后，形成緊密外殼緊密外殼，不利于碳化作用的深，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬硬化緩慢化緩慢的材料。的材料。 同時，石灰的硬化只能在空氣中進行，硬同時，石灰的硬化只能在空氣中進行

10、，硬化后的強度也不高。受潮后石灰溶解，強度更化后的強度也不高。受潮后石灰溶解，強度更低，在水中還會潰散。如石灰砂漿（低，在水中還會潰散。如石灰砂漿（1 1：3 3）2828天強度僅為天強度僅為0.2-0.5MPa0.2-0.5MPa。所以，。所以，石灰不宜在潮石灰不宜在潮濕的環(huán)境下使用，也不宜用于重要建筑物基礎濕的環(huán)境下使用，也不宜用于重要建筑物基礎。（3 3）硬化時體積收縮大）硬化時體積收縮大 石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著的收縮收縮而產(chǎn)生開裂開裂。因此，除調成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨使用不宜單獨使用。常在其中摻入砂、麻刀、紙筋等以減少收縮和節(jié)約石灰。（4 4）耐水性差，不

11、易貯存）耐水性差，不易貯存 塊狀類石灰放置太久，會吸收空氣中的水分塊狀類石灰放置太久，會吸收空氣中的水分而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結能力。所以貯存生用而還原為碳酸鈣，失去膠結能力。所以貯存生石灰，不但要石灰，不但要防止受潮防止受潮，而且，而且不宜貯存過久不宜貯存過久。最。最好運到后即熟化成石灰漿，好運到后即熟化成石灰漿，將貯存期變?yōu)殛惙趯①A存期變?yōu)殛惙凇?由于生石灰受潮熟化時由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱放出大量的熱，而且，而且體積膨脹體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要，所以，儲存和運輸生石灰時，還要

12、注注意安全意安全。六、六、 石灰的應用石灰的應用v（1 1）石灰乳和石灰砂漿石灰乳和石灰砂漿 將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水攪將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水攪拌稀釋，成為石灰乳，是一種拌稀釋，成為石灰乳，是一種廉價的涂料廉價的涂料，主要用，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國農(nóng)于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國農(nóng)村也用于外墻。村也用于外墻。 石灰乳可加入各種石灰乳可加入各種耐堿顏料耐堿顏料可使色彩豐富。調可使色彩豐富。調入少量水泥、粒化高爐礦渣或粉煤灰，可提高其入少量水泥、粒化高爐礦渣或粉煤灰，可提高其耐耐水性水性，調入氯化鈣或明礬，可，調入氯化鈣或明礬，可

13、減少涂層粉化減少涂層粉化現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 石灰砂漿是將石灰砂漿是將石灰膏、砂加水石灰膏、砂加水拌制而成，按其拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。（2 2）石灰土（灰土）和三合土）石灰土（灰土）和三合土 石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料混合使用，制成石灰土或石灰混合使用，制成石灰土或石灰與工業(yè)廢料的混合料，加適量的與工業(yè)廢料的混合料，加適量的水水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料表面的活性氧化硅在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的或氧化

14、鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適，適于在潮濕環(huán)境中使用。于在潮濕環(huán)境中使用。 如建筑物或道路基礎中使用的石灰土，三合土，二灰土（石如建筑物或道路基礎中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或爐灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或爐灰、級配碎灰、粉煤灰或爐灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或爐灰、級配碎石）等。石）等。（3 3）灰砂磚和硅酸鹽制品）灰砂磚和硅酸鹽制品 石灰與天然砂或硅鋁質工業(yè)廢料混合石灰與天然砂或硅鋁質工業(yè)廢料混合均勻，加水攪拌均勻，加水攪拌, , 經(jīng)壓振或壓制，形成硅經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。酸鹽制品。 為使其獲早期強度，往往采用為使其獲早期

15、強度，往往采用高溫高高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與硅鋁質材料反應，使石灰與硅鋁質材料反應速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。制品等。例例1 1 某宿舍樓的內(nèi)墻使用石灰砂漿抹面。數(shù)某宿舍樓的內(nèi)墻使用石灰砂漿抹面。數(shù)月后，墻面上出現(xiàn)了許多不規(guī)則的月后，墻面上出現(xiàn)了許多不規(guī)則的網(wǎng)狀裂網(wǎng)狀裂紋紋。同時在個別部位還發(fā)現(xiàn)了部分凸出的。同時在個別部位還發(fā)現(xiàn)了部分凸出的放射狀裂紋放射狀裂紋。試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。答：答： 石灰砂漿抹面的墻面上出現(xiàn)不規(guī)則的石

16、灰砂漿抹面的墻面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂網(wǎng)狀裂紋紋，引發(fā)的原因很多，但最主要的原因在于石灰，引發(fā)的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起體積收體積收縮縮的結果。的結果。 墻面上個別部位出現(xiàn)凸出的呈墻面上個別部位出現(xiàn)凸出的呈放射狀的裂紋放射狀的裂紋，是由于配制石灰砂漿時所用的石灰中混入了是由于配制石灰砂漿時所用的石灰中混入了過火過火石灰石灰。這部分過火石灰在消解、陳伏階段中未完。這部分過火石灰在消解、陳伏階段中未完全熟化，以致于在砂漿硬化后，過火石灰吸收空全熟化，以致于在砂漿硬化后，過火石灰吸收空氣中的水蒸汽繼續(xù)熟化，造成體積膨脹。從

17、而出氣中的水蒸汽繼續(xù)熟化，造成體積膨脹。從而出現(xiàn)上述現(xiàn)象?，F(xiàn)上述現(xiàn)象。例例2 2 既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻可以用于基礎的墊層、道路土或三合土卻可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位？的基層等潮濕部位？解： 石灰土或三合土是由石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土消石灰粉和粘土等按比例等按比例配制而成的。加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或配制而成的。加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中石灰與粘土表面的活性氧化夯實，在潮濕環(huán)境中石灰與粘土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性水硬性的水化硅酸鈣的水化硅酸鈣或水

18、化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環(huán)境中使用。環(huán)境中使用。 由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經(jīng)壓由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經(jīng)壓實或夯實，使灰土或三合土的實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土或三合土可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮或三合土可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位。濕部位。v第二節(jié)第二節(jié) 建筑建筑石膏石膏v石膏是以石膏是以硫酸鈣硫酸鈣為主要

19、成分的礦物，當石膏中含有為主要成分的礦物，當石膏中含有結晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。結晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。v2.1 2.1 石膏的原料、分類及生產(chǎn)石膏的原料、分類及生產(chǎn)v根據(jù)石膏中含有根據(jù)石膏中含有結晶水結晶水的多少不同可分為：的多少不同可分為：v（1 1）無水石膏（無水石膏（aSOaSO4 4）：也稱硬石膏，它結晶緊：也稱硬石膏，它結晶緊密，質地較硬，是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。密，質地較硬，是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。v（2 2）天然石膏（天然石膏（aSOaSO4 42H2H2 2O O）：也稱生石膏或二水：也稱生石膏或二水石膏，大部分天然石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石石膏，

20、大部分天然石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的主要原料。膏的主要原料。v（）（）建筑石膏建筑石膏 （aSOaSO4 41/2 H1/2 H2 2O O） 也稱熟石也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根據(jù)膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根據(jù)其內(nèi)部結構不同可分為其內(nèi)部結構不同可分為型半水石膏型半水石膏和和型半水型半水石膏石膏： v建筑石膏通常是由天然石膏經(jīng)壓蒸或煅燒加建筑石膏通常是由天然石膏經(jīng)壓蒸或煅燒加熱而成的。常壓下煅燒加熱到熱而成的。常壓下煅燒加熱到107107170170，可，可產(chǎn)生產(chǎn)生型建筑石膏：型建筑石膏：v （二水石膏）（型半水石膏）v124124條件下壓蒸（條件下壓蒸（

21、1.31.3大氣壓）加熱可產(chǎn)生大氣壓）加熱可產(chǎn)生型建筑石膏：型建筑石膏：v （二水石膏）（型半水石膏） OHOHCaSOOHCaSOCC22417010724211212常壓OHOHCaSOOHCaSOC22412424211212壓蒸v型半水石膏型半水石膏與與型半水石膏相比，結晶顆粒較型半水石膏相比，結晶顆粒較粗，比表面積較小，調制成一定濃度的漿體時需粗，比表面積較小，調制成一定濃度的漿體時需水量較少，強度高，因此又稱為水量較少，強度高，因此又稱為高強石膏高強石膏。v當加熱溫度超過當加熱溫度超過170170時，可生成無水石膏，只時，可生成無水石膏，只要溫度不超過要溫度不超過200200，此無

22、水石膏就具有良好的，此無水石膏就具有良好的凝結硬化性能凝結硬化性能。v2.2 2.2 建筑石膏的水化與硬化建筑石膏的水化與硬化v 建筑石膏與適量水拌合后，能形成建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，漿體性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，漿體的可塑性很快消失而發(fā)生的可塑性很快消失而發(fā)生凝結凝結，此后進一步，此后進一步產(chǎn)生和發(fā)展強度而產(chǎn)生和發(fā)展強度而硬化硬化。 v建筑石膏與水之間產(chǎn)生化學反應的反應式為：建筑石膏與水之間產(chǎn)生化學反應的反應式為：v 此反應實際上也是半水石膏的溶解和二水石膏此反應實際上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的沉淀的可逆反應可逆反應，因為二水石

23、膏溶解度（，因為二水石膏溶解度（2.04 g/L）比半水石膏的溶解度（比半水石膏的溶解度（8.85 g/L）小得多，所以此反）小得多，所以此反應總體表現(xiàn)為應總體表現(xiàn)為向右進行向右進行，二水石膏以膠體微粒自水，二水石膏以膠體微粒自水中析出。中析出。OHCaSOOHOHCaSO24224221121v 隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產(chǎn)生隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產(chǎn)生結結晶晶，結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便，結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產(chǎn)生了磨擦力和粘結力，造成漿體的產(chǎn)生了磨擦力和粘結力，造成漿體的塑性開始下塑性開始下降降，這一現(xiàn)象稱為石膏的，這一現(xiàn)象稱為石膏的初凝初凝；

24、v 而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結力的增大，而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結力的增大，漿體的漿體的塑性很快下降，直至消失塑性很快下降，直至消失，這種現(xiàn)象為石，這種現(xiàn)象為石膏的膏的終凝終凝。v石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和連生，形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結構，連生，形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結構，其其強度也會不斷增大強度也會不斷增大，直至水分完全蒸發(fā)，形，直至水分完全蒸發(fā)，形成硬化后的石膏結構，這一過程稱為石膏的成硬化后的石膏結構，這一過程稱為石膏的硬硬化化。v 石膏漿體的凝結和硬化，實際上是石膏漿體的凝結和硬化，實際上是交叉進交叉進行行的的。v2

25、.3 2.3 建筑石膏的技術要求建筑石膏的技術要求v建筑石膏的技術要求有建筑石膏的技術要求有強度強度、細度細度和和凝結凝結時間時間。并按強度和細度分為。并按強度和細度分為優(yōu)等品優(yōu)等品、一等一等品品和和合格品合格品。具體技術要求見。具體技術要求見GB9776-GB9776-19881988?！蓖聊竟こ滩牧贤聊竟こ滩牧稀癙57P57表表4-44-4）v2.4 2.4 建筑石膏的技術性質建筑石膏的技術性質v（）（）凝結硬化速度快凝結硬化速度快v 建筑石膏的漿體，凝結硬化速度很快。一般石膏的初凝時間僅為10min10min左右，終凝時間不超過30min30min，這對于普通工程施工操作十分方便。有時需

26、要操作時間較長，可加入適量的緩凝劑緩凝劑，如硼砂、動物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等。v（）（）體積微膨脹體積微膨脹v建筑石膏凝結硬化是石膏吸收結晶水后的結晶過程，其體積不僅不會收縮，而且還稍有膨脹（0.5%1%），這種膨脹不會對石膏造成危害，還能使石膏的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥時的開裂。（）（）硬化后的多孔性，重量輕，但強度低硬化后的多孔性，重量輕，但強度低 v建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動性，常建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化過程中由于硬化過程中由于水分的蒸發(fā)水分的蒸發(fā)

27、，使原來的充水部分空，使原來的充水部分空間形成孔隙，造成石膏內(nèi)部的大量微孔，使其間形成孔隙，造成石膏內(nèi)部的大量微孔，使其重量重量減輕減輕，但是，但是抗壓強度也因此下降抗壓強度也因此下降。v 通常石膏硬化后的表觀密度約為通常石膏硬化后的表觀密度約為800kg800kg3 31000 kg1000 kg3 3，7d7d抗壓強度約為抗壓強度約為8 8PaPa1212PaPa。v（）（）良好的隔熱、吸音和良好的隔熱、吸音和“呼吸呼吸”功功能能v石膏硬化體中大量的微孔大量的微孔，使其傳熱性顯著下降，因此具有良好的絕熱能力絕熱能力；v 石膏的大量微孔，特別是表面微孔對聲音傳導或反射的能力也顯著下降，使其具

28、有較強的吸聲能力吸聲能力。 v 大熱容量和大的孔隙率及開口孔結構， 使石膏具有呼吸水蒸氣呼吸水蒸氣的功能。（5）吸濕性強，耐水性差 建筑石膏硬化后具有很強的吸濕性吸濕性，所以對室內(nèi)的溫度和濕度有一定的調節(jié)作用。建筑石膏制品孔隙率大，且二水石膏可微溶于水微溶于水，遇水后強度大大降低強度大大降低（軟化系數(shù)僅為0.20.3），是不不耐水的材料耐水的材料。 為了提高建筑石膏及其制品的耐水性，可在石膏中摻入適當?shù)姆浪畡⒈砻娣浪幚?，或摻入適量的水泥、粉煤灰、磨細的粒化高爐礦渣等。v（6 6）防火性好，但耐火性差防火性好，但耐火性差 v 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出20

29、.93%的結晶水，并能在表面蒸發(fā)形成水蒸汽幕水蒸汽幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有良好的防火效果?？捎糜诜阑鸬燃壱蟾叩慕ㄖ?。 v 但二水石膏脫水后分解，強度下降，因而不耐火不耐火。 建筑石膏制品不宜長期用于靠近65以上高溫的部位。v（7 7）有良好的裝飾性和可加工性有良好的裝飾性和可加工性v石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質地細膩，具有良好的裝飾性。微孔結構使其脆性有所改善，硬度也較低，所以硬化石膏可鋸、可刨、可釘。具有良好的可加工性。v2.5 2.5 建筑石膏的應用建筑石膏的應用v（1 1） 室內(nèi)抹灰和粉刷室內(nèi)抹灰和粉刷v（2 2） 建筑石膏制品：石膏板、石膏砌塊等建筑石膏制品：石膏板、石膏

30、砌塊等v (3(3） 制作建筑雕塑和模型制作建筑雕塑和模型v第三節(jié)第三節(jié) 水玻璃水玻璃v3.1 3.1 水玻璃的組成水玻璃的組成v水玻璃俗稱水玻璃俗稱泡花堿泡花堿，由，由堿金屬氧化物和二氧化硅堿金屬氧化物和二氧化硅組成，屬可溶性的硅酸鹽類?；瘜W式：組成，屬可溶性的硅酸鹽類?；瘜W式： R R2 2O OSiOSiO2 2v根據(jù)堿金屬氧化物的不同，水玻璃有根據(jù)堿金屬氧化物的不同，水玻璃有: :v硅酸鈉水玻璃（硅酸鈉水玻璃（NaNa2 2O OSiOSiO2 2）v硅酸鉀水玻璃（硅酸鉀水玻璃（2 2O OSiOSiO2 2）v硅酸鋰水玻璃（硅酸鋰水玻璃（i i2 2O OSiOSiO2 2）v最常用

31、的是最常用的是硅酸鈉水玻璃硅酸鈉水玻璃。v 稱為稱為水玻璃模數(shù)水玻璃模數(shù)，n n值越大值越大，則水玻，則水玻璃的粘度越大，粘結力與強度及耐酸、耐熱性愈璃的粘度越大，粘結力與強度及耐酸、耐熱性愈高，但也愈難溶于水。同時，不利于施工；高，但也愈難溶于水。同時，不利于施工； 反之，反之，n n愈小愈小，愈易溶于水，施工便利，但，愈易溶于水，施工便利，但粘結力、強度較小。因此，應選擇適當?shù)哪?shù)。粘結力、強度較小。因此，應選擇適當?shù)哪?shù)。ORSiOn22v根據(jù)水玻璃模數(shù)的不同，又分為根據(jù)水玻璃模數(shù)的不同，又分為“堿性堿性”水水玻璃（）和玻璃（）和“中性中性”水玻璃（水玻璃（33）。）。實際上中性水玻璃和

32、堿性水玻璃的溶液都呈實際上中性水玻璃和堿性水玻璃的溶液都呈明顯的明顯的堿性反應堿性反應。v常用水玻璃模數(shù)為常用水玻璃模數(shù)為2.62.63.03.0，密度為，密度為1.361.361.50g/cm1.50g/cm3 3。v3.23.2水玻璃的硬化水玻璃的硬化v 液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形無定形硅酸凝膠硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化：，并逐漸干燥而硬化：v 由于空氣中由于空氣中COCO2 2濃度較低，這個過程進行的濃度較低，這個過程進行的很慢，為了很慢，為了加速硬化和提高硬化后的防水性加速硬化和提高硬化后的防水性，可將水玻璃可將水玻璃加熱加熱或加入氟

33、硅酸鈉或加入氟硅酸鈉NaNa2 2SiFSiF6 6作為促作為促硬劑，促使硅酸凝膠加速析出。氟硅酸鈉的適硬劑，促使硅酸凝膠加速析出。氟硅酸鈉的適宜用量為水玻璃重量的宜用量為水玻璃重量的12121515。OHSiOOHSiOOmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa222222322222v3.3 3.3 水玻璃的技術性質水玻璃的技術性質v（）（）粘結力強、強度較高。粘結力強、強度較高。 水玻璃硬化后的主要成分為水玻璃硬化后的主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅二氧化硅凝膠和氧化硅，因而具有較高的粘結強度、抗拉強，因而具有較高的粘結強度、抗拉強度和抗壓強度。度和抗壓強度。v（）（）耐酸性好。耐酸性

34、好。 硬化后的水玻璃，其主要成分是硬化后的水玻璃，其主要成分是iOiO2 2，具有高度的耐酸性能，能抵抗除具有高度的耐酸性能，能抵抗除HFHF、過熱磷酸和高級脂肪酸、過熱磷酸和高級脂肪酸以外幾乎所有的無機酸和有機酸的作用以外幾乎所有的無機酸和有機酸的作用。v（）（）耐熱性好。耐熱性好。 水玻璃水玻璃不燃燒不燃燒，硬化后形成，硬化后形成iOiO2 2空間網(wǎng)空間網(wǎng)狀骨架，在高溫下硅酸凝膠干燥得更加強烈，強度并不降低，狀骨架，在高溫下硅酸凝膠干燥得更加強烈，強度并不降低，甚至有所甚至有所增加增加。v（4 4）耐堿性和耐水性差。耐堿性和耐水性差。硬化后的水玻璃仍含有一定量的硬化后的水玻璃仍含有一定量的

35、NaNa2 2O OSiOSiO2 2 ，由于，由于SiOSiO2 2 和和 NaNa2 2O OSiOSiO2 2 均可溶于堿，且均可溶于堿，且NaNa2 2O OSiOSiO2 2 可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水?？扇苡谒?，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為提高耐水性，常采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行為提高耐水性，常采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸洗處理酸洗處理。v3.4 3.4 水玻璃的應用水玻璃的應用v（）（）用作涂料，涂刷材料表面用作涂料，涂刷材料表面v 直接將液體水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密實度、強度、抗

36、滲性、耐水性均得到提高。v 這是因為水玻璃與材料中的a(OH)2反應生成硅硅酸鈣凝膠酸鈣凝膠，填充了材料間孔隙。|同時硅酸鈉本身硬化所析出的硅酸凝膠也有利于材料保護。選用不同的耐火填料，還可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱涂料。注：水玻璃不適于涂刷或浸漬石膏制品注：水玻璃不適于涂刷或浸漬石膏制品，因二，因二者發(fā)生化學反應生成者發(fā)生化學反應生成硫酸鈉硫酸鈉，在其制品孔隙中，在其制品孔隙中結晶膨脹，導致破壞。結晶膨脹，導致破壞。反應式為：反應式為：OHSiOCaOSiOnONaOHCanSiOONa2222222) 1()(v（2 2）配制防水劑配制防水劑v 以水玻璃為基料，配制防水劑。例如：四礬防水劑

37、是以藍礬(硫酸銅)、明礬（鉀鋁礬）、紅礬（重鉻酸鉀）和紫礬（鉻礬）各份，溶于60份的沸水中，降溫至，投入400份水玻璃溶液中，攪拌均勻而成的。這種防水劑可以在1min1min內(nèi)內(nèi)凝結, 適用于堵塞漏洞、縫隙等局部搶修。v（3 3）加固土壤加固土壤v 將模數(shù)為. .的液體水玻璃的液體水玻璃和氯化鈣溶液氯化鈣溶液通過金屬管交替向地層壓入，兩種溶液發(fā)生化學反應，可析出吸水膨脹的硅酸膠體硅酸膠體，包裹土壤顆粒并填充其空隙，阻止水分滲透并使土壤固結。用這種方法加固的砂土，抗壓強度可達。v（4 4）配制耐酸膠凝、耐酸砂漿和耐酸混凝土配制耐酸膠凝、耐酸砂漿和耐酸混凝土v 耐酸膠凝是用水玻璃和耐酸粉料水玻璃和

38、耐酸粉料（常用石英粉）配制而成。用水玻璃作為膠凝材料，選擇耐酸骨料耐酸骨料，可配制滿足耐酸工程要求的耐酸砂漿、耐酸混凝土。主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。v（）（）配制耐熱膠凝、耐熱砂漿和耐熱混配制耐熱膠凝、耐熱砂漿和耐熱混凝土凝土v 水玻璃膠凝主要用于耐火材料耐火材料的砌筑和修補。選擇不同的耐熱骨料耐熱骨料，可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱砂漿和耐熱混凝土，主要用于高爐基礎和其他有耐熱要求的結構部位。 v第四節(jié)第四節(jié) 菱苦土菱苦土 （氯氧鎂水泥）（氯氧鎂水泥）v菱苦土是一種鎂質膠凝材料。其主要成分是菱苦土是一種鎂質膠凝材料。其主要成分是gOgO。v4.1 4.1 原料及生產(chǎn)原料及生產(chǎn) v

39、菱苦土的主要原料是菱苦土的主要原料是天然菱鎂礦天然菱鎂礦。其主要成分。其主要成分是是gCOgCO3 3。v 菱苦土材料一般是將菱鎂礦經(jīng)菱苦土材料一般是將菱鎂礦經(jīng)煅燒磨細煅燒磨細而制成而制成的。要求的細度為的。要求的細度為49004900孔孔/cm/cm2 2的篩余量不大于的篩余量不大于2525: : 其化學反應可表示如下：其化學反應可表示如下： （菱苦土（菱苦土）28508003COMgOMgCOC4.24.2、菱苦土的水化、硬化、菱苦土的水化、硬化v試驗證明，用水調拌菱苦土時將生成試驗證明，用水調拌菱苦土時將生成Mg(OH)Mg(OH)2 2 ，漿體，漿體凝結很慢，硬化后強度很低。若以凝結很

40、慢，硬化后強度很低。若以氯化鎂水溶液氯化鎂水溶液來來調制調制gOgO時，可以加速其水化反應，并且能形成新時，可以加速其水化反應，并且能形成新的水化產(chǎn)物。這種新的水化產(chǎn)物硬化后的強度較高的水化產(chǎn)物。這種新的水化產(chǎn)物硬化后的強度較高（40406060PaPa）。水化反應如下）。水化反應如下：v 222222)(OHMgOHMgOOzHyMgCIxMgOOzHyMgCIxMgO|水化產(chǎn)物中水化產(chǎn)物中x x、y y、z z的大小與煅燒溫度、的大小與煅燒溫度、MgClMgCl2 2溶溶液用量、初始配比、養(yǎng)護條件有關。液用量、初始配比、養(yǎng)護條件有關。|水化產(chǎn)物是針狀結晶，彼此機械咬合，并相互連水化產(chǎn)物是針

41、狀結晶，彼此機械咬合，并相互連生、長大，形成致密的結構，使?jié){體凝結硬化。生、長大，形成致密的結構，使?jié){體凝結硬化。v4.3 4.3 菱苦土的應用菱苦土的應用v菱苦土與植物纖維能很好粘接，而且堿性較弱，菱苦土與植物纖維能很好粘接，而且堿性較弱，不會腐蝕纖維。建筑工程中常用來不會腐蝕纖維。建筑工程中常用來配制菱苦土木配制菱苦土木屑漿和菱苦土木屑砂漿屑漿和菱苦土木屑砂漿。前者可膠結為菱苦土木。前者可膠結為菱苦土木屑板，用于內(nèi)墻、天花板和地面。也可壓制成各屑板，用于內(nèi)墻、天花板和地面。也可壓制成各種零件用作窗臺板、門窗框、樓梯扶手等。后者種零件用作窗臺板、門窗框、樓梯扶手等。后者摻加砂子可作為地坪耐磨

42、面層。用膨脹珍珠巖代摻加砂子可作為地坪耐磨面層。用膨脹珍珠巖代替木屑可制成輕質、阻燃型的室內(nèi)裝飾板材。以替木屑可制成輕質、阻燃型的室內(nèi)裝飾板材。以菱苦土為膠結料，以玻璃纖維為增強材料，添加菱苦土為膠結料，以玻璃纖維為增強材料，添加改性劑，可制成管材產(chǎn)品。改性劑，可制成管材產(chǎn)品。v菱苦土的不足之處是硬化后易菱苦土的不足之處是硬化后易吸潮反鹵、耐水吸潮反鹵、耐水性差性差，其原因是硬化產(chǎn)物具有較高的溶解度，其原因是硬化產(chǎn)物具有較高的溶解度，遇水會溶解。為提高耐水性，可采用遇水會溶解。為提高耐水性，可采用外加劑外加劑，或改用或改用硫酸鎂硫酸鎂作為拌合水溶液，降低吸濕性、作為拌合水溶液，降低吸濕性、改進耐水性。改進耐水性。v例例3-3 3-3 建筑石膏及其