第2章 无机气硬性胶凝材料

1、第二章第二章 无机气硬性胶凝材料无机气硬性胶凝材料 有机胶凝材料有机胶凝材料胶凝材料胶凝材料 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 无机胶凝材料无机胶凝材料 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料v气硬性无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料: :只能在空气中硬化、只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料保持或继续发展强度的无机胶凝材料（石灰、石膏、菱苦土和水玻璃石灰、石膏、菱苦土和水玻璃）v水硬性无机胶凝材料：水硬性无机胶凝材料：不仅能在空气中，不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化、保持或继续而且能更好地在水中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料。发展强度的无机胶凝材料。（水泥）第一节第一节 石石 灰灰

2、 以天然碳酸岩类岩石（石灰石、白云石等，主要成分为碳酸钙）经高温煅烧，生成的以CaOCaO为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：生石灰（堆积密度为8001000 kg/m3 )一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。29003COCaOCaCOC 生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大、窑中温度不均匀、煅烧温度低或煅烧时寸过大、窑中温度不均匀、煅烧温度低或煅烧时间短等原因，生石灰中残留有未烧透的的石灰石间短等原因，生石灰中残留有未烧透的的石灰石内核，这种石灰称为内核，这种石灰称为“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，不会，不会带来危害。带来危害。 第二种情况是由于烧制的温度过高或时间第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长，使得晶粒粗大，且石灰表面出现裂缝或过长，使得晶粒粗大，且石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。 危害：危害：过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，玻璃釉状物包覆，熟化很慢熟化很慢。当石灰已经硬化。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨胀，后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨胀，

4、引起隆起鼓包和开裂。引起隆起鼓包和开裂。二、石灰的熟化二、石灰的熟化 工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消（熟）石灰使之消解为消（熟）石灰氢氧化钙，这个氢氧化钙，这个过程称为石灰的过程称为石灰的“消化消化”，又称，又称“熟化熟化”：molKJOHCaOHCaO/85.64)(22 生石灰的熟化反应为放热反应，熟化生石灰的熟化反应为放热反应，熟化时时体积增大体积增大12.5倍倍。煅烧良好的。煅烧良好的CaO与水与水接触时接触时几秒钟几秒钟内即反应完毕。内即反应完毕。 陈伏：陈伏： 为了消除为了消除过火石灰过火石灰的危害，生石灰的危害，生石灰 熟化形

5、成的石灰浆应在储灰坑中放置熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以两周以 上上，这一过程称为石灰的，这一过程称为石灰的“陈伏陈伏”。“陈伏陈伏”期期 间，石灰浆表面应间，石灰浆表面应保有一层水分保有一层水分，与空气隔，与空气隔 绝，以免碳化。绝，以免碳化。三、石灰的硬化三、石灰的硬化 石灰浆体在空气中逐渐硬化，它包含石灰浆体在空气中逐渐硬化，它包含干燥、干燥、结晶和碳化结晶和碳化三个同时交错进行的过程。三个同时交错进行的过程。（）（）干燥作用：干燥作用：石灰浆体中多余水分蒸发或被砌石灰浆体中多余水分蒸发或被砌体吸收而使石灰粒子紧密，获得一定的强度。体吸收而使石灰粒子紧密，获得一定的强度。（2 2

6、）结晶作用：结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。和溶液中结晶。（3 3）碳化作用碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发： 碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。用不能在没有水分的全干状态下进行。OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化 四、建筑石灰的技术指标四、建筑石灰的技术指标 建筑

7、石灰的技术指标有建筑石灰的技术指标有细细度、度、CaO+MgOCaO+MgO含量、含量、COCO2 2含含量和体积安定性量和体积安定性等。并按技术指标分为等。并按技术指标分为优等品、一等优等品、一等品和合格品品和合格品三个等级。具体技术要求见：三个等级。具体技术要求见： 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） 钙质生石灰钙质生石灰 MgO5% MgO5% 钙质消石灰粉钙质消石灰粉 MgO4%MgO4% 镁质生石灰镁质生石灰 MgOMgO5% 5% 镁质消石灰粉镁质消石灰粉 MgOMgO4%4%五、石灰的技术性质五、石灰的技术性质（1 1）保水性、可塑性好）保水性、可塑性好 生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细（直径约为极细（直径约为1m1m）的呈胶体分散状态的氢）的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。 因此用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点因此用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具

9、有良好的保水性和可塑性。在水泥砂浆中是具有良好的保水性和可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。（2 2）凝结硬化慢、强度低）凝结硬化慢、强度低 从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成碳化后，形成紧密外壳紧密外壳，不利于碳化作用的深，不利于碳化作用的深入，也不利于内部水分的蒸发，因此石灰是入，也不利于内部水分的蒸发，因此石灰是硬硬化缓慢化缓慢的材料。的材料。 同时，石灰的硬化只能在空气中进行，硬同时，石灰的硬化只能在空气中进行

10、，硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（1 1：3 3）2828天强度仅为天强度仅为0.2-0.5MPa0.2-0.5MPa。所以，。所以，石灰不宜在潮石灰不宜在潮湿的环境下使用，也不宜用于重要建筑物基础湿的环境下使用，也不宜用于重要建筑物基础。（3 3）硬化时体积收缩大）硬化时体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩收缩而产生开裂开裂。因此，除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用不宜单独使用。常在其中掺入砂、麻刀、纸筋等以减少收缩和节约石灰。（4 4）耐水性差，不

11、易贮存）耐水性差，不易贮存 块状类石灰放置太久，会吸收空气中的水分块状类石灰放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生石灰，不但要石灰，不但要防止受潮防止受潮，而且，而且不宜贮存过久不宜贮存过久。最。最好运到后即熟化成石灰浆，好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期将贮存期变为陈伏期。 由于生石灰受潮熟化时由于生石灰受潮熟化时放出大量的热放出大量的热，而且，而且体积膨胀体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要，所以，储存和运输生石灰时，还要

12、注注意安全意安全。六、六、 石灰的应用石灰的应用v（1 1）石灰乳和石灰砂浆石灰乳和石灰砂浆 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料廉价的涂料，主要用，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。我国农于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。村也用于外墙。 石灰乳可加入各种石灰乳可加入各种耐碱颜料耐碱颜料可使色彩丰富。调可使色彩丰富。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐耐水性水性，调入氯化钙或明矾，可，调入氯化钙或明矾，可

13、减少涂层粉化减少涂层粉化现象。现象。 石灰砂浆是将石灰砂浆是将石灰膏、砂加水石灰膏、砂加水拌制而成，按其拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。（2 2）石灰土（灰土）和三合土）石灰土（灰土）和三合土 石灰与粘土或硅铝质工业废料石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰土或石灰混合使用，制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量的与工业废料的混合料，加适量的水水充分拌合后，经碾压或夯实，充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化硅在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的或氧化

14、铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙水化硅酸钙或水化铝酸钙，适，适于在潮湿环境中使用。于在潮湿环境中使用。 如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。石）等。（3 3）灰砂砖和硅酸盐制品）灰砂砖和硅酸盐制品 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌均匀，加水搅拌, , 经压振或压制，形成硅经压振或压制，形成硅酸盐制品。酸盐制品。 为使其获早期强度，往往采用为使其获早期

15、强度，往往采用高温高高温高压养护或蒸压压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。制品等。例例1 1 某宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数某宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂网状裂纹纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。试分析上述现象产生的原因。答：答： 石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的石

16、灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂网状裂纹纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收体积收缩缩的结果。的结果。 墙面上个别部位出现凸出的呈墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火过火石灰石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从

17、而出气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。现上述现象。例例2 2 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？的基层等潮湿部位？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。加适量的水充分拌合后，经碾压或配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有硅或氧化铝反应，生成具有水硬性水硬性的水化硅酸钙的水化硅酸钙或水

18、化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。环境中使用。 由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。湿部位。v第二节第二节 建筑建筑石膏石膏v石膏是以石膏是以硫酸钙硫酸钙为主要

19、成分的矿物，当石膏中含有为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。v2.1 2.1 石膏的原料、分类及生产石膏的原料、分类及生产v根据石膏中含有根据石膏中含有结晶水结晶水的多少不同可分为：的多少不同可分为：v（1 1）无水石膏（无水石膏（aSOaSO4 4）：也称硬石膏，它结晶紧：也称硬石膏，它结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料。密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料。v（2 2）天然石膏（天然石膏（aSOaSO4 42H2H2 2O O）：也称生石膏或二水：也称生石膏或二水石膏，大部分天然石膏矿为生石膏，是生产建筑石石膏，

20、大部分天然石膏矿为生石膏，是生产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） 也称熟石也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根据膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根据其内部结构不同可分为其内部结构不同可分为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经压蒸或煅烧加建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而成的。常压下煅烧加热到热而成的。常压下煅烧加热到107107170170，可，可产生产生型建筑石膏：型建筑石膏：v （二水石膏）（型半水石膏）v124124条件下压蒸（条件下压蒸（

21、1.31.3大气压）加热可产生大气压）加热可产生型建筑石膏：型建筑石膏：v （二水石膏）（型半水石膏） OHOHCaSOOHCaSOCC22417010724211212常压OHOHCaSOOHCaSOC22412424211212压蒸v型半水石膏型半水石膏与与型半水石膏相比，结晶颗粒较型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比表面积较小，调制成一定浓度的浆体时需粗，比表面积较小，调制成一定浓度的浆体时需水量较少，强度高，因此又称为水量较少，强度高，因此又称为高强石膏高强石膏。v当加热温度超过当加热温度超过170170时，可生成无水石膏，只时，可生成无水石膏，只要温度不超过要温度不超过200200，此无

22、水石膏就具有良好的，此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能凝结硬化性能。v2.2 2.2 建筑石膏的水化与硬化建筑石膏的水化与硬化v 建筑石膏与适量水拌合后，能形成建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生的可塑性很快消失而发生凝结凝结，此后进一步，此后进一步产生和发展强度而产生和发展强度而硬化硬化。 v建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：v 此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的沉淀的可逆反应可逆反应，因为二水石

23、膏溶解度（，因为二水石膏溶解度（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，所以此反应总体表现为应总体表现为向右进行向右进行，二水石膏以胶体微粒自水，二水石膏以胶体微粒自水中析出。中析出。OHCaSOOHOHCaSO24224221121v 随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结结晶晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下塑性开始下降降，这一现象称为石膏的，这一现象称为石膏的初凝初凝；

24、v 而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的浆体的塑性很快下降，直至消失塑性很快下降，直至消失，这种现象为石，这种现象为石膏的膏的终凝终凝。v石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其其强度也会不断增大强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬硬化化。v 石膏浆体的凝结和硬化，实际上是石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进交叉进行行的的。v2

25、.3 2.3 建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求v建筑石膏的技术要求有建筑石膏的技术要求有强度强度、细度细度和和凝结凝结时间时间。并按强度和细度分为。并按强度和细度分为优等品优等品、一等一等品品和和合格品合格品。具体技术要求见。具体技术要求见GB9776-GB9776-19881988。”土木工程材料土木工程材料“P57P57表表4-44-4）v2.4 2.4 建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质v（）（）凝结硬化速度快凝结硬化速度快v 建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。一般石膏的初凝时间仅为10min10min左右，终凝时间不超过30min30min，这对于普通工程施工操作十分方便。有时需

26、要操作时间较长，可加入适量的缓凝剂缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等。v（）（）体积微膨胀体积微膨胀v建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍有膨胀（0.5%1%），这种膨胀不会对石膏造成危害，还能使石膏的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥时的开裂。（）（）硬化后的多孔性，重量轻，但强度低硬化后的多孔性，重量轻，但强度低 v建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，常建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，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，石膏在硬化过程中由于硬化过程中由于水分的蒸发水分的蒸发

27、，使原来的充水部分空，使原来的充水部分空间形成孔隙，造成石膏内部的大量微孔，使其间形成孔隙，造成石膏内部的大量微孔，使其重量重量减轻减轻，但是，但是抗压强度也因此下降抗压强度也因此下降。v 通常石膏硬化后的表观密度约为通常石膏硬化后的表观密度约为800kg800kg3 31000 kg1000 kg3 3，7d7d抗压强度约为抗压强度约为8 8PaPa1212PaPa。v（）（）良好的隔热、吸音和良好的隔热、吸音和“呼吸呼吸”功功能能v石膏硬化体中大量的微孔大量的微孔，使其传热性显著下降，因此具有良好的绝热能力绝热能力；v 石膏的大量微孔，特别是表面微孔对声音传导或反射的能力也显著下降，使其具

28、有较强的吸声能力吸声能力。 v 大热容量和大的孔隙率及开口孔结构， 使石膏具有呼吸水蒸气呼吸水蒸气的功能。（5）吸湿性强，耐水性差 建筑石膏硬化后具有很强的吸湿性吸湿性，所以对室内的温度和湿度有一定的调节作用。建筑石膏制品孔隙率大，且二水石膏可微溶于水微溶于水，遇水后强度大大降低强度大大降低（软化系数仅为0.20.3），是不不耐水的材料耐水的材料。 为了提高建筑石膏及其制品的耐水性，可在石膏中掺入适当的防水剂、表面防水处理，或掺入适量的水泥、粉煤灰、磨细的粒化高炉矿渣等。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，当受到高温作用时或遇火后会脱出20

29、.93%的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸汽幕水蒸汽幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有良好的防火效果。可用于防火等级要求高的建筑物。 v 但二水石膏脱水后分解，强度下降，因而不耐火不耐火。 建筑石膏制品不宜长期用于靠近65以上高温的部位。v（7 7）有良好的装饰性和可加工性有良好的装饰性和可加工性v石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。微孔结构使其脆性有所改善，硬度也较低，所以硬化石膏可锯、可刨、可钉。具有良好的可加工性。v2.5 2.5 建筑石膏的应用建筑石膏的应用v（1 1） 室内抹灰和粉刷室内抹灰和粉刷v（2 2） 建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等建筑石膏制品：石膏板、石膏

30、砌块等v (3(3） 制作建筑雕塑和模型制作建筑雕塑和模型v第三节第三节 水玻璃水玻璃v3.1 3.1 水玻璃的组成水玻璃的组成v水玻璃俗称水玻璃俗称泡花碱泡花碱，由，由碱金属氧化物和二氧化硅碱金属氧化物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。化学式：组成，属可溶性的硅酸盐类。化学式： R R2 2O OSiOSiO2 2v根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有: :v硅酸钠水玻璃（硅酸钠水玻璃（NaNa2 2O OSiOSiO2 2）v硅酸钾水玻璃（硅酸钾水玻璃（2 2O OSiOSiO2 2）v硅酸锂水玻璃（硅酸锂水玻璃（i i2 2O OSiOSiO2 2）v最常用

31、的是最常用的是硅酸钠水玻璃硅酸钠水玻璃。v 称为称为水玻璃模数水玻璃模数，n n值越大值越大，则水玻，则水玻璃的粘度越大，粘结力与强度及耐酸、耐热性愈璃的粘度越大，粘结力与强度及耐酸、耐热性愈高，但也愈难溶于水。同时，不利于施工；高，但也愈难溶于水。同时，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，但粘结力、强度较小。因此，应选择适当的模数。粘结力、强度较小。因此，应选择适当的模数。ORSiOn22v根据水玻璃模数的不同，又分为根据水玻璃模数的不同，又分为“碱性碱性”水水玻璃（）和玻璃（）和“中性中性”水玻璃（水玻璃（33）。）。实际上中性水玻璃和

32、碱性水玻璃的溶液都呈实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都呈明显的明显的碱性反应碱性反应。v常用水玻璃模数为常用水玻璃模数为2.62.63.03.0，密度为，密度为1.361.361.50g/cm1.50g/cm3 3。v3.23.2水玻璃的硬化水玻璃的硬化v 液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形无定形硅酸凝胶硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化：，并逐渐干燥而硬化：v 由于空气中由于空气中COCO2 2浓度较低，这个过程进行的浓度较低，这个过程进行的很慢，为了很慢，为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，可将水玻璃可将水玻璃加热加热或加入氟

33、硅酸钠或加入氟硅酸钠NaNa2 2SiFSiF6 6作为促作为促硬剂，促使硅酸凝胶加速析出。氟硅酸钠的适硬剂，促使硅酸凝胶加速析出。氟硅酸钠的适宜用量为水玻璃重量的宜用量为水玻璃重量的12121515。OHSiOOHSiOOmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa222222322222v3.3 3.3 水玻璃的技术性质水玻璃的技术性质v（）（）粘结力强、强度较高。粘结力强、强度较高。 水玻璃硬化后的主要成分为水玻璃硬化后的主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅二氧化硅凝胶和氧化硅，因而具有较高的粘结强度、抗拉强，因而具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度。度和抗压强度。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、过热磷酸和高级脂肪酸、过热磷酸和高级脂肪酸以外几乎所有的无机酸和有机酸的作用以外几乎所有的无机酸和有机酸的作用。v（）（）耐热性好。耐热性好。 水玻璃水玻璃不燃烧不燃烧，硬化后形成，硬化后形成iOiO2 2空间网空间网状骨架，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，状骨架，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所甚至有所增加增加。v（4 4）耐碱性和耐水性差。耐碱性和耐水性差。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 均可溶于碱，且均可溶于碱，且NaNa2 2O OSiOSiO2 2 可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。为提高耐水性，常采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行为提高耐水性，常采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸洗处理酸洗处理。v3.4 3.4 水玻璃的应用水玻璃的应用v（）（）用作涂料，涂刷材料表面用作涂料，涂刷材料表面v 直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗

36、渗性、耐水性均得到提高。v 这是因为水玻璃与材料中的a(OH)2反应生成硅硅酸钙凝胶酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。|同时硅酸钠本身硬化所析出的硅酸凝胶也有利于材料保护。选用不同的耐火填料，还可配制不同耐热度的水玻璃耐热涂料。注：水玻璃不适于涂刷或浸渍石膏制品注：水玻璃不适于涂刷或浸渍石膏制品，因二，因二者发生化学反应生成者发生化学反应生成硫酸钠硫酸钠，在其制品孔隙中，在其制品孔隙中结晶膨胀，导致破坏。结晶膨胀，导致破坏。反应式为：反应式为：OHSiOCaOSiOnONaOHCanSiOONa2222222) 1()(v（2 2）配制防水剂配制防水剂v 以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂

37、是以蓝矾(硫酸铜)、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于60份的沸水中，降温至，投入400份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在1min1min内内凝结, 适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。v（3 3）加固土壤加固土壤v 将模数为. .的液体水玻璃的液体水玻璃和氯化钙溶液氯化钙溶液通过金属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出吸水膨胀的硅酸胶体硅酸胶体，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗压强度可达。v（4 4）配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土v 耐酸胶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。用水玻璃作为胶凝材料，选择耐酸骨料耐酸骨料，可配制满足耐酸工程要求的耐酸砂浆、耐酸混凝土。主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。v（）（）配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混凝土凝土v 水玻璃胶凝主要用于耐火材料耐火材料的砌筑和修补。选择不同的耐热骨料耐热骨料，可配制不同耐热度的水玻璃耐热砂浆和耐热混凝土，主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。 v第四节第四节 菱苦土菱苦土 （氯氧镁水泥）（氯氧镁水泥）v菱苦土是一种镁质胶凝材料。其主要成分是菱苦土是一种镁质胶凝材料。其主要成分是gOgO。v4.1 4.1 原料及生产原料及生产 v

39、菱苦土的主要原料是菱苦土的主要原料是天然菱镁矿天然菱镁矿。其主要成分。其主要成分是是gCOgCO3 3。v 菱苦土材料一般是将菱镁矿经菱苦土材料一般是将菱镁矿经煅烧磨细煅烧磨细而制成而制成的。要求的细度为的。要求的细度为49004900孔孔/cm/cm2 2的筛余量不大于的筛余量不大于2525: : 其化学反应可表示如下：其化学反应可表示如下： （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试验证明，用水调拌菱苦土时将生成试验证明，用水调拌菱苦土时将生成Mg(OH)Mg(OH)2 2 ，浆体，浆体凝结很慢，硬化后强度很低。若以凝结很

40、慢，硬化后强度很低。若以氯化镁水溶液氯化镁水溶液来来调制调制gOgO时，可以加速其水化反应，并且能形成新时，可以加速其水化反应，并且能形成新的水化产物。这种新的水化产物硬化后的强度较高的水化产物。这种新的水化产物硬化后的强度较高（40406060PaPa）。水化反应如下）。水化反应如下：v 222222)(OHMgOHMgOOzHyMgCIxMgOOzHyMgCIxMgO|水化产物中水化产物中x x、y y、z z的大小与煅烧温度、的大小与煅烧温度、MgClMgCl2 2溶溶液用量、初始配比、养护条件有关。液用量、初始配比、养护条件有关。|水化产物是针状结晶，彼此机械咬合，并相互连水化产物是针

41、状结晶，彼此机械咬合，并相互连生、长大，形成致密的结构，使浆体凝结硬化。生、长大，形成致密的结构，使浆体凝结硬化。v4.3 4.3 菱苦土的应用菱苦土的应用v菱苦土与植物纤维能很好粘接，而且碱性较弱，菱苦土与植物纤维能很好粘接，而且碱性较弱，不会腐蚀纤维。建筑工程中常用来不会腐蚀纤维。建筑工程中常用来配制菱苦土木配制菱苦土木屑浆和菱苦土木屑砂浆屑浆和菱苦土木屑砂浆。前者可胶结为菱苦土木。前者可胶结为菱苦土木屑板，用于内墙、天花板和地面。也可压制成各屑板，用于内墙、天花板和地面。也可压制成各种零件用作窗台板、门窗框、楼梯扶手等。后者种零件用作窗台板、门窗框、楼梯扶手等。后者掺加砂子可作为地坪耐磨

42、面层。用膨胀珍珠岩代掺加砂子可作为地坪耐磨面层。用膨胀珍珠岩代替木屑可制成轻质、阻燃型的室内装饰板材。以替木屑可制成轻质、阻燃型的室内装饰板材。以菱苦土为胶结料，以玻璃纤维为增强材料，添加菱苦土为胶结料，以玻璃纤维为增强材料，添加改性剂，可制成管材产品。改性剂，可制成管材产品。v菱苦土的不足之处是硬化后易菱苦土的不足之处是硬化后易吸潮反卤、耐水吸潮反卤、耐水性差性差，其原因是硬化产物具有较高的溶解度，其原因是硬化产物具有较高的溶解度，遇水会溶解。为提高耐水性，可采用遇水会溶解。为提高耐水性，可采用外加剂外加剂，或改用或改用硫酸镁硫酸镁作为拌合水溶液，降低吸湿性、作为拌合水溶液，降低吸湿性、改进耐水性。改进耐水性。v例例3-3 3-3 建筑石膏及其