第3章 氣硬性凝膠材料

1、第第3章章 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料膠凝材料（結(jié)合料）膠凝材料（結(jié)合料） 經(jīng)物理、化學(xué)作用，能將散粒經(jīng)物理、化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料粘結(jié)為整體的材料。狀或塊狀材料粘結(jié)為整體的材料。氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料只在空氣中硬化只在空氣中硬化 （石灰、石膏）（石灰、石膏） 無機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料（以無機(jī)化合物為基本成分）（以無機(jī)化合物為基本成分）按凝結(jié)硬化按凝結(jié)硬化條件分類條件分類水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料空氣、水中皆可硬化空氣、水中皆可硬化（水泥）（水泥） 有機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料 （天然的或合成的有機(jī)（天然的或合成的有機(jī)高分子化合物為基本成分）高分子化合物為基本成分）（瀝青（瀝青、

2、樹脂）樹脂）只能在空氣中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強(qiáng)度的無機(jī)膠凝材料稱為氣硬性無機(jī)膠凝材料。不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強(qiáng)度的無機(jī)膠凝材料稱為水硬性無機(jī)膠凝材料。土木工程中常用的氣硬性無機(jī)膠凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。石灰的生產(chǎn)石灰的生產(chǎn) 1.原料原料 以以CaCO3為主要成分的巖石為主要成分的巖石(石灰石、白堊等石灰石、白堊等)3.1 石灰石灰白堊懸崖天然碳酸巖類巖石（石灰石、白云石）經(jīng)高溫煅燒，其主要成分CaCO3分解為以CaO為主要成分的生石灰，其化學(xué)反應(yīng)可表示如下：29003COCaOCaCOC 生石灰（堆積密度為8001000 kg/m3 )一般為白

3、色或黃灰色塊灰，塊灰碾碎磨細(xì)即為生石灰粉。一.石灰的消化和硬化1.石灰的熟化和“陳伏” 工地上使用石灰時(shí)，通常將生石灰加水，使之消解為消（熟）石灰氫氧化鈣，這個(gè)過程稱為石灰的“消化”，又稱“熟化”：molKJOHCaOHCaO/85.64)(22生石灰燒制過程中，往往由于石灰石原料的尺寸過大或窯中溫度不均勻等原因，生石灰中殘留有未燒透的的內(nèi)核，這種石灰稱為“欠火石灰”。第二種情況是由于燒制的溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，使得石灰表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，這種石灰稱為“過火石灰”。過火石灰表面常被粘土雜質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆，熟化很慢。當(dāng)石灰已經(jīng)硬化后，過火石灰才開始熟化

4、，并產(chǎn)生體積膨漲，引起隆起鼓包和開裂。為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”?！瓣惙逼陂g，石灰漿表面應(yīng)保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。欠火石灰欠火石灰：溫度過低溫度過低/ /時(shí)間不夠時(shí)間不夠/ /石灰石不能充分燒透石灰石不能充分燒透, ,存在硬心存在硬心過火石灰：過火石灰：溫度過高溫度過高/ /時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)間過長(zhǎng)/ /顏色深（褐、黑）顏色深（褐、黑） 注意注意過火石灰可以使用，但應(yīng)陳伏過火石灰可以使用，但應(yīng)陳伏半個(gè)月半個(gè)月2. 石灰的硬化 石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過程來完成的： （1）游離水分蒸發(fā) （2）結(jié)

5、晶作用 氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結(jié)晶。 （3）碳化作用 氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結(jié)晶，釋出水分并被蒸發(fā)：OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化碳化作用實(shí)際是二氧化碳與水形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣。所以這個(gè)作用不能在沒有水分的全干狀態(tài)下進(jìn)行。 二二.建筑石灰的技術(shù)指標(biāo)建筑石灰的技術(shù)指標(biāo) 建筑石灰的技術(shù)指標(biāo)有建筑石灰的技術(shù)指標(biāo)有細(xì)度、細(xì)度、CaO+MgO含量、含量、CO2含量和含量和體積安定性體積安定性等。并按技術(shù)指標(biāo)分為優(yōu)等品、一等品和合格等。并按技術(shù)指標(biāo)分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。具體技術(shù)要求見手冊(cè)：品三個(gè)等級(jí)。具體技術(shù)要求見手冊(cè)： JC

6、/T479-1992 建筑生石灰（建筑生石灰（P48 表表3-2）、）、 JC/T480-1992 建筑生石灰粉建筑生石灰粉(P48 表表3-3） JC/T481-1992 建筑消石灰粉建筑消石灰粉(P48 表表3-34） 鈣質(zhì)生石灰鈣質(zhì)生石灰 MgO5%；鈣質(zhì)消石灰粉；鈣質(zhì)消石灰粉 MgO4% 鎂質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰 MgO5%；鎂質(zhì)消石灰粉；鎂質(zhì)消石灰粉 MgO4%石灰分類石灰分類1.1.按按MgOMgO含量分類含量分類鈣質(zhì)石灰（鈣質(zhì)石灰（MgO5）鎂質(zhì)石灰（鎂質(zhì)石灰（MgO5）特點(diǎn)：熟化較慢，但硬化強(qiáng)度稍高。特點(diǎn)：熟化較慢，但硬化強(qiáng)度稍高。2.2.石灰的存在形成石灰的存在形成v 塊狀生石灰

7、塊狀生石灰 煅燒直接獲得煅燒直接獲得v 生石灰粉生石灰粉 塊狀生石灰磨細(xì)塊狀生石灰磨細(xì)v 消石灰粉消石灰粉 生石灰消解生石灰消解v 石灰膏石灰膏/ /乳乳 生石灰生石灰+ +過量水過量水CaOCaOCa(OH)2項(xiàng)項(xiàng) 目目鈣質(zhì)生石灰鈣質(zhì)生石灰 鎂質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰 優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品 CaO+MgO CaO+MgO含量含量/% /% 908580858075 C0 C02 2含量含量/% /% 57 79 968 81010未消化殘?jiān)课聪瘹堅(jiān)?（5mm5mm圓孔篩余）圓孔篩余）/% /% 510101515510101515 產(chǎn)漿

8、量產(chǎn)漿量/Lkg/Lkg-1-1 2.82.82.32.32.02.02.82.82.32.32.02.0生石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)項(xiàng) 目目鈣質(zhì)生石灰鈣質(zhì)生石灰 鎂質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰 優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品 CaO+MgO CaO+MgO含量含量/% /% 858080757580757570 C0 C02 2含量含量/% /% 79 91111810101212細(xì)細(xì)度度0.90mm0.90mm篩篩余篩篩余/%/%0.20.50.51.51.50.20.50.51.51.50.125mm0.125mm篩篩余篩篩余/%/%7.012.01

9、2.0 18.018.07.012.012.0 18.018.0生石灰粉的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生石灰粉的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)項(xiàng) 目目鈣質(zhì)消石灰粉鈣質(zhì)消石灰粉 鎂質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉 白云石消石灰粉白云石消石灰粉優(yōu)等優(yōu)等品品一等一等品品合格合格品品優(yōu)等優(yōu)等品品一等一等品品合格合格品品優(yōu)等優(yōu)等品品一等一等品品合格合格品品CaO+MgOCaO+MgO含量含量/% /% 707065656060656560605555656560605555 游離水游離水/%/%0.40.4體積安定性體積安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格細(xì)細(xì)度度0.90mm0.90mm篩篩篩余篩余/%/%0 00 00.50.50

10、00 00.50.50 00 00.50.50.125mm0.125mm篩篩篩余篩余%3 3101015153 3101015153 310101515消石灰粉的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)消石灰粉的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)路面基層用石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)路面基層用石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)項(xiàng) 目目鈣質(zhì)生石灰鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰 鈣質(zhì)消石灰鈣質(zhì)消石灰鎂質(zhì)消石灰鎂質(zhì)消石灰等等 級(jí)級(jí) CaO+MgOCaO+MgO含量含量/% /% 8585 8080 7575 8080 7575 7070 6565 6060 5555 6060 5555 5050未消化殘?jiān)课聪瘹堅(jiān)?/5mm/5mm圓孔篩余圓孔篩余/% /% 7 71111 17

11、17 1010 1414 2020含水量含水量/% /% 4 44 44 44 44 44 4細(xì)細(xì)度度0.71mm0.71mm篩篩余篩篩余/%/%1 11 11 11 10.125mm0.125mm篩篩余篩篩余%1313 2020 1313 2020 MgOMgO含量含量/%/%555 5444 4石灰石石灰石9001000 C磨細(xì)磨細(xì)生石生石灰粉灰粉生石灰生石灰水噴淋水噴淋熟石熟石灰粉灰粉(水水)化灰池化灰池石灰漿濃縮濃縮石灰膏陳伏陳伏煅燒溫度較低，時(shí)間較短時(shí)，煅燒溫度較低，時(shí)間較短時(shí)， 欠火石灰欠火石灰煅燒溫度較高，時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，煅燒溫度較高，時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)， 過火石灰過火石灰減輕或消除過火石灰

12、的危害減輕或消除過火石灰的危害工程實(shí)例工程實(shí)例 某工地要使用一種生石灰粉，現(xiàn)取試樣，應(yīng)如何判某工地要使用一種生石灰粉，現(xiàn)取試樣，應(yīng)如何判 該石灰的品質(zhì)？該石灰的品質(zhì)？ 檢測(cè)石灰中檢測(cè)石灰中CaO和和MgO的含量的含量,二氧化碳的含量二氧化碳的含量,細(xì)度。細(xì)度。 根據(jù)根據(jù)MgO含量，判定該石灰的類別含量，判定該石灰的類別(屬鈣質(zhì)屬鈣質(zhì)/鎂質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰) 根據(jù)表根據(jù)表3.1判定該石灰的等級(jí)。判定該石灰的等級(jí)。 三三.石灰的技術(shù)性質(zhì)石灰的技術(shù)性質(zhì)（1）可塑性好）可塑性好 生石灰熟化為石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)生石灰熟化為石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)（直徑約為（直徑約為1）的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化

13、鈣，表面）的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調(diào)成的石灰砂漿其突吸附一層厚的水膜。因此用石灰調(diào)成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。漿，可使可塑性顯著提高。（2）硬化慢、強(qiáng)度低）硬化慢、強(qiáng)度低從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣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。而且表面碳化中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬化緩慢的不利

14、于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬化緩慢的材料。材料。同時(shí)，石灰的硬化只能在空氣中進(jìn)行，硬化后的強(qiáng)度也不高。受潮后石灰溶解，強(qiáng)度更低，在水中還會(huì)潰散。如石灰砂漿（1：3）28天強(qiáng)度僅為0.20.5MPa。所以，石灰不宜在潮濕的環(huán)境下作用，也不宜用于重要建筑物基礎(chǔ)。（3）硬化時(shí)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，所以除調(diào)成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨(dú)使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節(jié)約石灰。（4）耐水性差，不易貯存塊狀類石灰放置太久，會(huì)吸收空氣中的水分而自動(dòng)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(jié)能力。所以貯存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜貯

15、存過久。最好運(yùn)到后即熟化成石灰漿，將貯存期變?yōu)殛惙?。由于生石灰受潮熟化時(shí)放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲(chǔ)存和運(yùn)輸生石灰時(shí)，還要注意安全。四. 石灰的應(yīng)用（1）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?dāng)嚢柘♂?，成為石灰乳，是一種廉價(jià)的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國(guó)農(nóng)村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調(diào)入少量水泥、?；郀t礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調(diào)入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象。石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。（2）石灰土（灰土）和三合土石灰與粘土或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合使用，制成石灰土或石灰與工業(yè)廢料的

16、混合料，加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實(shí)，在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應(yīng)，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適于在潮濕環(huán)境中使用。如建筑物或道路基礎(chǔ)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(jí)配碎石）等。（3）灰砂磚和硅酸鹽制品石灰與天然砂或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合均勻，加水?dāng)嚢? 經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強(qiáng)度，往往采用高溫高壓養(yǎng)護(hù)或蒸壓，使石灰與硅鋁質(zhì)材料反應(yīng)速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強(qiáng)度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。 3.1.5 石灰的應(yīng)用石灰的應(yīng)用 1.石灰乳石灰乳 、

17、涂料、涂料 2.砂漿、石灰砂漿、水灰水泥混合砂漿砂漿、石灰砂漿、水灰水泥混合砂漿 3.石灰土和三合土石灰土和三合土石灰粘土石灰粘土 石灰土石灰土( (灰土灰土) )：用于道路的底基層、基層用于道路的底基層、基層 拌和拌和 按比例按比例5%5%12% 12% 石灰粘土砂（爐渣石灰粘土砂（爐渣/ /石膏）石膏）三合土：三合土：應(yīng)用歷史悠久應(yīng)用歷史悠久 主要用于建筑物的地基、基礎(chǔ)，也用于道路的基層、墊層主要用于建筑物的地基、基礎(chǔ)，也用于道路的基層、墊層石石 膏膏 石膏石膏CaSO4為主要成分。為主要成分。 分為建筑石膏和高強(qiáng)度石膏兩種。分為建筑石膏和高強(qiáng)度石膏兩種。石膏的存在形式石膏的存在形式天然二

18、水石膏天然二水石膏化工石膏化工石膏天然無水石膏天然無水石膏建筑石膏建筑石膏高強(qiáng)石膏高強(qiáng)石膏CaSOCaSO4 42H2H2 2O OCaSOCaSO4 4HH2 2O O與與CaSOCaSO4 4混合廢渣混合廢渣CaSOCaSO4 4硬硬-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O O-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O O4.2.1石膏的生產(chǎn)3.2 建筑石膏石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當(dāng)石膏中含有結(jié)晶水不同時(shí)可形成多種性能不同的石膏。3.2.1 石膏的原料、分類及生產(chǎn) 根據(jù)石膏中含有結(jié)晶水的多少不同可分為：（1）無水石膏（aSO4）：也稱硬石膏，它結(jié)晶緊密，質(zhì)地較硬，

19、是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。（2）天然石膏（aSO42H2O）：也稱生石膏或二水石膏，大部分自然石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的主要原料。（3）建筑石膏 （aSO41/2 H2O） 也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為型半水石膏和型半水石膏： 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107170，可產(chǎn)生型建筑石膏： （二水石膏）（型半水石膏） 124條件下壓蒸（1.3大氣壓）加熱可產(chǎn)生型建筑石膏： （二水石膏） （型半水石膏）OHOHCaSOOHCaSOCC22417010724211212常壓OHOHCaSOOHCaSOC22412424

20、211212壓蒸型半水石膏與型半水石膏相比，結(jié)晶顆粒較粗，比表面積較小，強(qiáng)度高，因此又稱為高強(qiáng)石膏。當(dāng)加熱溫度超過170時(shí)，可生成無水石膏，只要溫度不超過200，此無水石膏就具有良好的凝結(jié)硬化性能。3.2.2 建筑石膏的水化與硬化建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應(yīng)，漿體的可塑性很快消失而發(fā)生凝結(jié)，此后進(jìn)一步產(chǎn)生和發(fā)展強(qiáng)度而硬化。 建筑石膏與水之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)式為： OHCaSOOHOHCaSO24224221121|此反應(yīng)實(shí)際上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反應(yīng)，因?yàn)槎嗳芙舛缺劝胨嗟娜芙舛刃〉枚?，所以此反?yīng)總體表現(xiàn)為向右進(jìn)行，二水石膏以膠

21、體微粒自水中析出。隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶體的不斷生成和長(zhǎng)大，晶體顆粒之間便產(chǎn)生了磨擦力和粘結(jié)力，造成漿體的塑性開始下降，這一現(xiàn)象稱為石膏的初凝；而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結(jié)力的增大，漿體的塑性很快下降，直至消失，這種現(xiàn)象為石膏的終凝。石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長(zhǎng)大和連生，形成相互交錯(cuò)且孔隙率逐漸減小的結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度也會(huì)不斷增大，直至水分完全蒸發(fā)，形成硬化后的石膏結(jié)構(gòu)，這一過程稱為石膏的硬化。石膏漿體的凝結(jié)和硬化，實(shí)際上是交叉進(jìn)行的。3.2.3 建筑石膏的技術(shù)要求建筑石膏的技術(shù)要求有強(qiáng)度、細(xì)度和凝結(jié)時(shí)間。并按強(qiáng)度和細(xì)度分為優(yōu)等品、一等品和合格品。具體技術(shù)要求見GB97

22、76-1988。”土木工程材料“P45表3-1）3.2.4 建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)（1）凝結(jié)硬化速度快 建筑石膏的漿體，凝結(jié)硬化速度很快。一般石膏的初凝時(shí)間僅為10min左右，終凝時(shí)間不超過30min，這對(duì)于普通工程施工操作十分方便。有時(shí)需要操作時(shí)間較長(zhǎng)，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、動(dòng)物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等。（2）凝結(jié)硬化時(shí)的膨脹性 建筑石膏凝結(jié)硬化是石膏吸收結(jié)晶水后的結(jié)晶過程，其體積不僅不會(huì)收縮，而且還稍有膨脹（0.2%1.5%），這種膨脹不會(huì)對(duì)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(shí)的開裂。（3）硬化后的多孔性，重量輕，但強(qiáng)度低 建筑石

23、膏在使用時(shí)，為獲得良好的流動(dòng)性，常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水分的蒸發(fā)，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，使其重量減輕，但是抗壓強(qiáng)度也因此下降。通常石膏硬化后的表觀密度約為800kgm31000kgm3，抗壓強(qiáng)度約為MPa5Pa。（4）良好的隔熱和吸音和“呼吸”功能(調(diào)濕調(diào)溫作用)石膏硬化體中大量的微孔，使其傳熱性顯著下降，因此具有良好的絕熱能力；石膏的大量微孔，特別是表面微孔對(duì)聲音傳導(dǎo)或反射的能力也顯著下降，使其具有較強(qiáng)的吸聲能力。大熱容量和大的孔隙率及開口孔結(jié)構(gòu)， 使石膏具有呼吸水蒸氣的功能。（5）防火性好，但耐水性差硬化后石膏的主要成分

24、是二水石膏，當(dāng)受到高溫作用時(shí)或遇火后會(huì)脫出21%左右的結(jié)晶水，并能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢(shì)的蔓延，具有良好的防火效果。由于硬化石膏的強(qiáng)度來自于晶體粒子間的粘結(jié)力，遇水后粒子間連接點(diǎn)的粘結(jié)力可能被削弱。部分二水石膏溶解而產(chǎn)生局部潰散，所以建筑石膏硬化體的耐水性較差。 （6）有良好的裝飾性和可加工性石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質(zhì)地細(xì)膩，具有良好的裝飾性。微孔結(jié)構(gòu)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。3.2.5 建筑石膏的應(yīng)用(1)石膏砂漿及粉刷石膏(2)建筑石膏制品：石膏板、石膏砌塊等(3)制作建筑雕塑和模型3.3 . 水玻璃水玻璃水玻璃俗

25、稱泡花堿，由堿金屬氧化物和二氧化硅組成，屬可溶性的硅酸鹽類。根據(jù)堿金屬氧化物的不同，水玻璃有:硅酸鈉水玻璃（Na2OnSiO2）、硅酸鉀水玻璃2nSiO2）、硅酸鋰水玻璃（i2OnSiO2）等品種，最常用的是硅酸鈉水玻璃。（ 稱為水玻璃模數(shù)） 根據(jù)水玻璃模數(shù)的不同，又分為“堿性”水玻璃（n3和“中性”水玻璃（3）。實(shí)際上中性水玻璃和堿性水玻璃的溶液都呈明顯的堿性反應(yīng)。ORSiOn221. 水玻璃的生產(chǎn)生產(chǎn)水玻璃的方法分為濕法和干法兩種。 濕法生產(chǎn)硅酸水玻璃是將石英砂和苛性鈉溶液在壓蒸鍋內(nèi)用蒸汽加熱。直接反應(yīng)生液體水玻璃。 干法生產(chǎn)硅酸鈉水玻璃是將石英砂和碳酸鈉磨細(xì)拌勻，在熔爐中于1300140

26、0C溫度下熔化，按下式反應(yīng)生成固體水玻璃。固體水玻璃于水中加熱溶解而生成液體水玻璃。其反應(yīng)式為：222232COnSiOONanSiOCONa2. 水玻璃的硬化 液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化： 由于空氣中CO2濃度較低，這個(gè)過程進(jìn)行的很慢，為了加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入氟硅酸鈉Na2SiF6作為促硬劑，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1215。OHSiOOHSiOOmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa2222223222223. 水玻璃的技術(shù)性質(zhì)（1）粘結(jié)力強(qiáng)。 水玻璃硬化后具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。

27、另外，水玻璃硬化析出的硅酸凝膠還有堵塞毛細(xì)孔隙而防止水分滲透的作用。（2）耐酸性好。 硬化后的水玻璃，其主要成分是iO2，具有高度的耐酸性能，能抵抗大多數(shù)無機(jī)酸和有機(jī)酸的作用。但其不耐堿性介質(zhì)侵蝕。（3）耐熱性高 水玻璃不燃燒，硬化后形成iO2空間網(wǎng)狀骨架，在高溫下硅酸凝膠干燥得更加強(qiáng)烈，強(qiáng)度并不降低，甚至有所增加。4. 水玻璃的應(yīng)用水玻璃的應(yīng)用（1）用作涂料，涂刷材料表面 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(shí)度、強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐水性均得到提高。這是因?yàn)樗Ａc材料中的a（OH）2反應(yīng)生成硅酸鈣凝膠，填充了材料間孔隙。OHSiOCaO

28、SiOnONaOHCanSiOONa2222222)1()(|同時(shí)硅酸鈉本身硬化所析出的硅酸凝膠也有利于材料保護(hù)。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。反應(yīng)式為：反應(yīng)式為：（2）配制防水劑 以水玻璃為基料，配制防水劑。例如：四礬防水劑是以藍(lán)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50，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1min內(nèi)凝結(jié), 適用于堵塞漏洞、縫隙等局部搶修。（3）加固土壤 將模數(shù)為2.53的液體水玻璃和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(xué)反應(yīng)，可析出吸水膨脹的硅酸膠體，包裹土

29、壤顆粒并填充其空隙，阻止水分滲透并使土壤固結(jié)。用這種方法加固的砂土，抗壓強(qiáng)度可達(dá)36Mpa。( 4 ) 配制水玻璃砂漿。 將水玻璃、礦渣粉、砂和氟硅酸鈉按一定比例配合成砂漿,可用于修補(bǔ)墻體裂縫。（5）配制耐酸砂漿、耐酸混凝土、耐熱混凝土 用水玻璃作為膠凝材料，選擇耐酸骨料，可配制滿足耐酸工程要求的耐酸砂漿、耐酸混凝土。選擇不同的耐熱骨料，可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱混凝土。 3.4 菱苦土 （氯氧鎂水泥）菱苦土是一種鎂質(zhì)膠凝材料。其主要成分是gO。1. 原料及生產(chǎn) 菱苦土的主要原料是天然菱鎂礦。其主要成分是gCO3。 菱苦土材料一般是將菱鎂礦經(jīng)煅燒磨細(xì)而制成的。要求的細(xì)度為4900孔/cm2的

30、篩余量不大于25: 其化學(xué)反應(yīng)可表示如下： （菱苦土）（菱苦土）28508003COMgOMgCOC2、菱苦土的水化、硬化試驗(yàn)證明，用水調(diào)拌菱苦土?xí)r將生成Mg(OH)2 ，漿體凝結(jié)很慢，硬化后強(qiáng)度很低。若以氯化鎂水溶液來調(diào)制gO時(shí)，可以加速其水化反應(yīng)，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(qiáng)度較高（4060Pa）。水化反應(yīng)如下： |水化產(chǎn)物中x、y、z的大小與煅燒溫度、MgCl2溶液用量、初始配比、養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。| 水化產(chǎn)物是針狀結(jié)晶，彼此機(jī)械咬合，并相互連生、長(zhǎng)大，形成致密的結(jié)構(gòu)，使?jié){體凝結(jié)硬化。222222)(OHMgOHMgOOzHyMgCIxMgOOzHyMgCIxMgO3.

31、菱苦土的應(yīng)用菱苦土與植物纖維能很好粘接，而且堿性較弱，不會(huì)腐蝕纖維。建筑工程中常用來配制菱苦土木屑漿和菱苦土木屑砂漿。前者可膠結(jié)為菱苦土木屑板，用于內(nèi)墻、天花板和地面。也可壓制成各種零件用作窗臺(tái)板、門窗框、樓梯扶手等。后者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(zhì)、阻燃型的室內(nèi)裝飾板材。以菱苦土為膠結(jié)料，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，添加改性劑，可制成管材產(chǎn)品。菱苦土的不足之處是硬化后易吸潮反鹵、耐水性差，其原因是硬化產(chǎn)物具有較高的溶解度，遇水會(huì)溶解。為提高耐水性，可采用外加劑，或改用硫酸鎂作為拌合水溶液，降低吸濕性、改進(jìn)耐水性。建筑石膏凝結(jié)硬化速度 ，硬化時(shí)體積 ，硬化后孔隙率 ，表

32、觀密度 ，強(qiáng)度 ，保溫性 ，吸聲性能 ，防火性能 。石膏漿體的水化、凝結(jié)和硬化實(shí)際上是碳化作用。（ ）建筑石膏板因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，所以在裝修時(shí)可用于潮濕環(huán)境中。（ ）石膏由于其防火性好，故可用于高溫部位。（ ）例3-1 某單位宿舍樓的內(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)則的網(wǎng)狀裂紋。同時(shí)在個(gè)別部位還發(fā)現(xiàn)了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。石灰砂漿抹面的墻面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋，引發(fā)的原石灰砂漿抹面的墻面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋，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體積收縮的結(jié)果。離水而引起體積收縮的結(jié)果。 墻面上個(gè)別部位出現(xiàn)凸出的呈放射狀的裂紋，是由于配制石墻面上個(gè)別部位出現(xiàn)凸出的呈放射狀的裂紋，是由于配制石灰砂漿時(shí)所用的石灰中混入了過火石灰。這部分過火石灰在消解、灰砂漿時(shí)所用的石灰中混入了過火石灰。這部分過火石灰在消解、陳伏