项目一 气硬性胶凝材料.

1、模块二模块二 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料常见的建筑材料常见的建筑材料学习内容学习内容F 石灰石灰F 石膏石膏重难点重难点 凝结硬化原理凝结硬化原理 原料及生产，主要技术特性，工程应用原料及生产，主要技术特性，工程应用v胶凝材料胶凝材料(cements,binding materials)(cements,binding materials)胶胶凝凝材材料料有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶等有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶等无机胶凝材料无机胶凝材料气硬性：气硬性： 石膏、石灰、菱苦土、石膏、石灰、菱苦土、 水玻璃水玻璃水硬性：水硬性： 各种水泥各种水泥石灰膏石灰膏 v原料：原料：v以含碳酸钙为主的

2、天然岩石和化工副产品。以含碳酸钙为主的天然岩石和化工副产品。v天然岩石主要有石灰石、大理石、白云石、方解石、天然岩石主要有石灰石、大理石、白云石、方解石、白垩、石灰华、白垩、石灰华、；v化工副产品主要有电石渣（消化电石而得）等化工副产品主要有电石渣（消化电石而得）等: :CaC2+2H2O=C2H2 +Ca(OH)2 主要原料、烧制及产品主要原料、烧制及产品2.1 石石 灰灰石灰的煅烧过程石灰的煅烧过程2.1 石石 灰灰CaCO3+178 103J/mol CaO+CO2 9001100 v最佳煅烧温度、欠火石灰和过火石灰最佳煅烧温度、欠火石灰和过火石灰v碳酸钙的分解取决于温度、压力、介质和石

3、灰石原料碳酸钙的分解取决于温度、压力、介质和石灰石原料的致密度及块度的形状和均匀度。的致密度及块度的形状和均匀度。v原料中含有的原料中含有的Mg O杂质对生石灰的制造也有影响，杂质对生石灰的制造也有影响，MgCO3比比CaCO3煅烧温度低，因而先分解，等煅烧温度低，因而先分解，等CaCO3分解时，分解时，Mg O的致密度大增，消化性能降低，的致密度大增，消化性能降低，影响了生石灰的性能。影响了生石灰的性能。v所以生石灰的所以生石灰的最佳煅烧温度不是一成不变的最佳煅烧温度不是一成不变的。 “ “欠火石灰欠火石灰”、“过火石灰过火石灰”煅烧温度煅烧温度过低过低或时间不足、或时间不足、原料尺寸过大原

4、料尺寸过大煅烧温度煅烧温度过高过高或时间过长或时间过长v 1. 湿消化：在消化槽中，给石灰块和石灰粉不停的浇水，并湿消化：在消化槽中，给石灰块和石灰粉不停的浇水，并不断搅拌，直至放热结束。不断搅拌，直至放热结束。v 2. 干消化：石灰工业企业中，常用到。干消化：石灰工业企业中，常用到。v 3. 加压消化：常见于难消化的石灰，如硬烧石灰、镁质石灰加压消化：常见于难消化的石灰，如硬烧石灰、镁质石灰等。等。v 4. 工业副产品：生产乙炔工业中：工业副产品：生产乙炔工业中：v CaC2+2H2O=C2H2 +Ca(OH)2 1. 1. 石灰的熟化石灰的熟化molKJnn/64.9OHCa(OH)OHC

5、aO2223CaCO生石灰粉生石灰粉消石灰粉，主要成分为消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，又称，又称“熟石灰熟石灰”。石灰膏石灰膏90011002COCaO块状生石灰块状生石灰加过量水消化加过量水消化磨细磨细加水拌合加水拌合加适量水消化、然后干燥加适量水消化、然后干燥用于拌制石灰用于拌制石灰土、三合土土、三合土用于拌制石灰砌筑用于拌制石灰砌筑砂浆或抹灰砂浆砂浆或抹灰砂浆v3石灰的石灰的“陈伏陈伏” 生石灰中，一些石灰石在烧制过程中由于矿石品质的不均匀生石灰中，一些石灰石在烧制过程中由于矿石品质的不均匀及温度的不均匀，生成的生石灰中即有可能含有及温度的不均匀，生成的生石灰中即有可能含有欠火石灰

6、欠火石灰和和过过水石灰水石灰。对于欠火石灰，降低了石灰的利用率，而对于过火石。对于欠火石灰，降低了石灰的利用率，而对于过火石灰，由于其表面常被粘土类杂质融化形成的玻璃釉状物包裹，灰，由于其表面常被粘土类杂质融化形成的玻璃釉状物包裹，熟化很慢，就有可能在实际工程应用中，石灰已经硬化，而过熟化很慢，就有可能在实际工程应用中，石灰已经硬化，而过火石灰才开始热化，热石灰体积比生石灰体积大火石灰才开始热化，热石灰体积比生石灰体积大12.5倍，引起倍，引起隆起和开裂。为了消除这一危害，就有必要将石灰浆，在储存隆起和开裂。为了消除这一危害，就有必要将石灰浆，在储存坑中坑中“陈伏陈伏”两星期以上两星期以上，等

7、待过火石灰的完全等待过火石灰的完全“熟化熟化”。 这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增加, ,与水熟化反与水熟化反应速度加快应速度加快, ,几乎可以同步熟化几乎可以同步熟化, ,而且又均匀分散在而且又均匀分散在生石灰粉生石灰粉中中, ,不至引起过火石灰的种种危害。不至引起过火石灰的种种危害。 原题原题: : 生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使生石灰（又称块灰）加水熟化成石灰浆（氢氧化钙和水）。使用前，应在储灰坑中用前，应在储灰坑中“陈伏陈伏”（ ）天以上，其目的是消除过火）天以上，其目的是消除过火石灰的危害，同时也得到良好的可塑性。

8、石灰的危害，同时也得到良好的可塑性。 答答 案案： A A7 7 B B1515 C C2121 D D3030原题原题: : 袋白灰袋白灰( (消石灰粉消石灰粉) )使用前也应进行陈伏处理是为了（使用前也应进行陈伏处理是为了（ ）。）。 提提 示：示： 建筑材料建筑材料( (单选题单选题3) 3) 答答 案案： A.A.有利于硬化有利于硬化 B.B.消除过火石灰的危害消除过火石灰的危害 C. C.提高浆体的可塑性提高浆体的可塑性 D.D.使用方便使用方便 石灰的技术性质石灰的技术性质(1) 良好的保水性：直径约为良好的保水性：直径约为1m的呈胶体分的呈胶体分散状态的氢氧化钙，其表面吸附一层较

9、厚的水膜。散状态的氢氧化钙，其表面吸附一层较厚的水膜。(2) 凝结硬化慢、强度低：碳酸钙和氢氧化钙凝结硬化慢、强度低：碳酸钙和氢氧化钙结晶体结晶体 。(3) 耐水性差：氢氧化钙结晶易溶于水耐水性差：氢氧化钙结晶易溶于水 。(4) 体积收缩大：蒸发大量的游离水。体积收缩大：蒸发大量的游离水。1石灰乳涂料石灰乳涂料v将热化好的消石灰加入水稀释，直接用于室内墙壁将热化好的消石灰加入水稀释，直接用于室内墙壁和天棚的涂料。和天棚的涂料。v加入各种耐碱颜料，可变成彩色涂料。加入各种耐碱颜料，可变成彩色涂料。v加入少量磨细加入少量磨细slag或或flyash ，提高其耐水性。，提高其耐水性。v加入明矾，氯化

10、钙，聚乙烯醇等减少涂层粉化。加入明矾，氯化钙，聚乙烯醇等减少涂层粉化。v2石灰砂浆石灰砂浆v 石灰膏石灰膏+砂砂+水水+拌制，既可用作砌筑砂浆又可用拌制，既可用作砌筑砂浆又可用作抹面。作抹面。v 石灰膏石灰膏+纤维纤维+水拌制，多用于抹面。水拌制，多用于抹面。v3石灰土和三合土石灰土和三合土v石灰土（石灰石灰土（石灰+粘土）和三合土（石灰粘土）和三合土（石灰+粘土粘土+砂碱砂碱炸渣等填料），多用于加固地面、密实地面，稳定炸渣等填料），多用于加固地面、密实地面，稳定地基。地基。v4制作硅酸盐制品制作硅酸盐制品v将石灰与硅质材料磨细后，一起加压成型，再经过蒸汽将石灰与硅质材料磨细后，一起加压成型，

11、再经过蒸汽养护，生成以水化硅酸钙为主要产物的砼。养护，生成以水化硅酸钙为主要产物的砼。v反应式如下：反应式如下：vCa(OH)2+SiO2+aqCaOSiO2aqv硅酸盐砼制品有：灰砂砖、灰砂构件、加气砼等。硅酸盐砼制品有：灰砂砖、灰砂构件、加气砼等。v5碳化石灰板碳化石灰板v将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料搅拌成型，然将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料搅拌成型，然后用后用CO2进行碳化，而成的一种轻质板材。进行碳化，而成的一种轻质板材。v6将生石灰用于惰性胶凝材料的激发剂。将生石灰用于惰性胶凝材料的激发剂。v7接触硬化胶凝材料。接触硬化胶凝材料。 2. 石灰的硬化石灰的硬化OH) 1(Ca

12、COOHCOCa(OH)23222nn? 3. 硬化的特点硬化的特点由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。由此可见，石灰是一种硬化慢、强度低的气硬性胶凝材料。观察与讨论：观察与讨论：两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？ 成因？成因？ 石灰砂浆石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作伏时间不足，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而

13、形成膨胀性裂纹。，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。 两种已经硬化的石灰砂两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？浆产生的裂纹有何差别？成因？成因？ 两种已经硬化的石灰砂两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？浆产生的裂纹有何差别？成因？成因？ 石灰砂浆石灰砂浆B B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰过化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。多，易产生此类裂纹。 实例一实例一: 某住宅楼的内墙使用石灰砂浆抹面，数月后墙面上出现了许某住宅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

14、则的网状裂纹，同时在个别部位还发现部分凸出的放射多不规则的网状裂纹，同时在个别部位还发现部分凸出的放射状裂纹，试分析原因。状裂纹，试分析原因。实例二实例二： 某多层住宅楼室内抹灰采用的是石灰砂浆，交付使用后出现某多层住宅楼室内抹灰采用的是石灰砂浆，交付使用后出现墙面普遍鼓包开裂的，试分析其原因。欲避免这种情况发生，墙面普遍鼓包开裂的，试分析其原因。欲避免这种情况发生，应采取什么措施？应采取什么措施？v1消化时的温度与石灰粒度消化时的温度与石灰粒度v石灰在消化期间的温度应注意石灰的粒度大小，研石灰在消化期间的温度应注意石灰的粒度大小，研究结论指出，粒度较大的生石灰应在较低的温度下究结论指出，粒度

15、较大的生石灰应在较低的温度下消化，而粒度小的应在较高温度下进行消化。这主消化，而粒度小的应在较高温度下进行消化。这主要是与形成的石灰浆达到最好的塑性有关。要是与形成的石灰浆达到最好的塑性有关。v2石灰制品受潮后易溶解石灰制品受潮后易溶解，致使强度下降所以不宜致使强度下降所以不宜在潮湿环境中使用，若必须要用，就必须进行处理。在潮湿环境中使用，若必须要用，就必须进行处理。四、关于石灰用于建筑中的一些注意事项：四、关于石灰用于建筑中的一些注意事项： 建筑石灰的技术规范及分级建筑石灰的技术规范及分级 1. 保水性与可塑性好保水性与可塑性好 2. 硬化过程缓慢硬化过程缓慢 3. 硬化时体积收缩大硬化时体

16、积收缩大 4. 硬化后强度低硬化后强度低 5. 易受潮不宜贮存易受潮不宜贮存 6. 耐水性差耐水性差所以，所以， 石灰不宜在潮湿环境下使用；石灰不宜在潮湿环境下使用； 不宜用于重要建筑物基础；不宜用于重要建筑物基础； 石灰砂浆抹墙可产生一定的透气性。石灰砂浆抹墙可产生一定的透气性。 1. 石灰乳石灰乳 2. 石灰砂浆石灰砂浆 3. 石灰土（灰土）石灰土（灰土） 4. 三合土三合土石灰土石灰土三合土三合土 5. 硅酸盐制品硅酸盐制品灰砂空心墙体砖灰砂空心墙体砖蒸压灰砂墙体砖蒸压灰砂墙体砖灰灰砂砂墙墙体体砖砖轻轻质质保保温温灰灰砂砂砖砖灰砂砖工艺流程图灰砂砖工艺流程图（一）石灰的熟化与硬化（一）石

17、灰的熟化与硬化生石灰（块灰）不能直接用于工程，使用前需要进行熟化。生石灰（生石灰（块灰）不能直接用于工程，使用前需要进行熟化。生石灰（CaO）与水反应生成氢氧化钙与水反应生成氢氧化钙Ca（OH）2（熟石灰，又称消石灰）的过程，称为石（熟石灰，又称消石灰）的过程，称为石灰的熟化或消解（消化）。石灰熟化过程中会放出大量的热，同时体积增大灰的熟化或消解（消化）。石灰熟化过程中会放出大量的热，同时体积增大12.5倍。根据加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。倍。根据加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。（二）石灰的技术性质（二）石灰的技术性质1.保水性好。在水泥砂浆中掺入石灰膏，配成混合砂

18、浆，可显著提高砂浆保水性好。在水泥砂浆中掺入石灰膏，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性。的和易性。2.硬化较慢、强度低。硬化较慢、强度低。1：3的石灰砂浆的石灰砂浆28d抗压强度通常只有抗压强度通常只有0.20.5MPa。3.耐水性差。石灰不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于建筑物基础。耐水性差。石灰不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于建筑物基础。4.硬化时体积收缩大。除调成石灰乳作粉刷外，不宜单独使用，工程上通硬化时体积收缩大。除调成石灰乳作粉刷外，不宜单独使用，工程上通常要掺入砂、纸筋、麻刀等材料以减小收缩，并节约石灰。常要掺入砂、纸筋、麻刀等材料以减小收缩，并节约石灰。5.生石灰吸

19、湿性强。储存生石灰不仅要防止受潮，而且也不宜储存过久。生石灰吸湿性强。储存生石灰不仅要防止受潮，而且也不宜储存过久。知识点回顾石灰知识点回顾石灰2.2 石石 膏膏2.2 石石 膏膏(gypsum) 1. 原料原料(anhydrite,anhydrous gypsum) 2. 建筑石膏建筑石膏 (calcined gypsum) v 高强石膏高强石膏v 型半水石膏的型半水石膏的晶粒较粗晶粒较粗，也，也比较密比较密，因此比表面积较小，将，因此比表面积较小，将此种石膏加水硬化后，此种石膏加水硬化后，具有较高的密实度和强度具有较高的密实度和强度，3小时的抗压小时的抗压强度即可达到强度即可达到924MP

20、a，7天抗压强度可达天抗压强度可达15-40MPa，因此，因此，将之称为高强石膏。将之称为高强石膏。v 高强石膏在应用中，一般用于强度要求较高的抹灰工程，装饰高强石膏在应用中，一般用于强度要求较高的抹灰工程，装饰制品和石膏板，加入防水剂后，还可用于温度较高的环境中，制品和石膏板，加入防水剂后，还可用于温度较高的环境中，加入有机物如聚乙烯醇水溶液等可配制成粘结剂，其特点是无加入有机物如聚乙烯醇水溶液等可配制成粘结剂，其特点是无收缩。收缩。v 建筑石膏建筑石膏v 型半水石膏的晶体较细，所以调制成一定稠度的浆体时，型半水石膏的晶体较细，所以调制成一定稠度的浆体时，需水量也比型半水石膏的需水量大，导致

21、建筑石膏的孔隙需水量也比型半水石膏的需水量大，导致建筑石膏的孔隙率也大，因而强度较低。率也大，因而强度较低。v 在实际生产与工程中，建筑石膏的应用更广泛一些。在实际生产与工程中，建筑石膏的应用更广泛一些。 3. 建筑石膏的生产建筑石膏的生产 OH211OH21CaSO OH2CaSO22417010724常压CCOH211OH21CaSO OH2CaSO22412424 蒸压C 1. 建筑石膏的水化反应建筑石膏的水化反应 生成的二水硫酸钙与生石膏分子式相同，但物理力学性能生成的二水硫酸钙与生石膏分子式相同，但物理力学性能有差异。有差异。 二水石膏溶解度比半水石膏溶解度小得多，所以二水石膏二水石

22、膏溶解度比半水石膏溶解度小得多，所以二水石膏首先从饱和溶液中析晶沉淀，促使半水石膏继续溶解，这一反首先从饱和溶液中析晶沉淀，促使半水石膏继续溶解，这一反应过程连续不断进行，直至半水石膏全部水化生成二水石膏。应过程连续不断进行，直至半水石膏全部水化生成二水石膏。OH2CaSOOH211 OH21CaSO24224 3. 建筑石膏的硬化建筑石膏的硬化 2. 建筑石膏的凝结建筑石膏的凝结石膏水化硬化过程石膏水化硬化过程石膏水化硬化过程石膏水化硬化过程1. 胶凝理论胶凝理论2. 结晶理论结晶理论（1）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水吸附吸附在颗粒的在颗粒的表面；表

23、面；（2）水进入半水石膏的细孔内，并保持物理吸附状态，形）水进入半水石膏的细孔内，并保持物理吸附状态，形成胶凝结构，这就是成胶凝结构，这就是初凝初凝；（3）水进入分子间或离子间间隙内，胶凝体发生）水进入分子间或离子间间隙内，胶凝体发生膨胀膨胀；（4）水由物理吸附状态过渡到化学吸附状态，产生水化作）水由物理吸附状态过渡到化学吸附状态，产生水化作用，温度升高，形成二水石膏晶体，晶体逐渐长大，互相交用，温度升高，形成二水石膏晶体，晶体逐渐长大，互相交错形成密实结构，这就是错形成密实结构，这就是终凝终凝。v 在各种化学变形体中，无水石膏先要生成半水石膏，然后在各种化学变形体中，无水石膏先要生成半水石膏

24、，然后在形成二水石膏。在形成二水石膏。v 可溶性硬石膏相对来讲反应活性最强。不溶性硬石膏单独可溶性硬石膏相对来讲反应活性最强。不溶性硬石膏单独存在时不具有水化硬化能力，必须加入激发剂。而高温煅存在时不具有水化硬化能力，必须加入激发剂。而高温煅烧石膏由于含有少量石膏分解后的石灰，具有自激发性。烧石膏由于含有少量石膏分解后的石灰，具有自激发性。观察与讨论：观察与讨论：建筑石膏与石灰的凝结硬化对比建筑石膏与石灰的凝结硬化对比【讨论讨论】 从视频可见，建筑石膏凝结过程很快，终凝时间不超过从视频可见，建筑石膏凝结过程很快，终凝时间不超过30min；而石灰凝结慢。此外，石灰硬化后体积收缩，而石膏则；而石灰

25、凝结慢。此外，石灰硬化后体积收缩，而石膏则略有膨胀，膨胀率为略有膨胀，膨胀率为0.05%0.15%，此性质使石膏制品干燥时，此性质使石膏制品干燥时不开裂，光滑饱满。石膏硬化后多孔，故强度较低。石灰水化形不开裂，光滑饱满。石膏硬化后多孔，故强度较低。石灰水化形成成Ca(OH)2，强度也不高，碳化后强度才能提高，但这是一个缓，强度也不高，碳化后强度才能提高，但这是一个缓慢的过程。建筑石膏及石灰均为耐水性差的气硬性胶凝材料，且慢的过程。建筑石膏及石灰均为耐水性差的气硬性胶凝材料，且石膏吸湿、吸水性大。石膏吸湿、吸水性大。课外作业：课外作业：请观察与对比经过半小时后的建筑石膏与石灰的凝结视频，并请观察

26、与对比经过半小时后的建筑石膏与石灰的凝结视频，并分析两者凝结硬化的差别。分析两者凝结硬化的差别。 建筑石膏的技术指标有建筑石膏的技术指标有：陈化陈化v 由于新烧制的熟石膏为多相体的混合物，如建筑石膏在由于新烧制的熟石膏为多相体的混合物，如建筑石膏在120-140下也只是形成以（下也只是形成以（CaSO41/2 H2O）为主，）为主，还有很多未烧的石膏及其他化合物，因此，性能很不稳定，还有很多未烧的石膏及其他化合物，因此，性能很不稳定，将其静放一段时间后，待性能稳定以后在应用，这一过程将其静放一段时间后，待性能稳定以后在应用，这一过程即为即为“陈化陈化”。()()()半水石膏少量二水石膏少量型石

27、膏主要的半水石膏二水石膏变化矿物保温吸湿再结晶- -bbIII性能稳定性能不稳定强度增加强度较低凝结时间正常凝结时间不正常减少标准稠度标准稠度较大变化性能生石膏生石膏煅烧煅烧熟石膏熟石膏陈化陈化510天天石膏成品石膏成品v 石膏的特点：石膏的特点：v （1）抗水性差：原因、软化系数、解决途径；）抗水性差：原因、软化系数、解决途径；v （2）强度较低；）强度较低；v （3）孔隙率高；）孔隙率高；v （4）颜色洁白、质感好；）颜色洁白、质感好；v （5）一定的防火性）一定的防火性 1. 凝结硬化速度快凝结硬化速度快 2. 硬化时体积膨胀硬化时体积膨胀 3. 轻质多孔，但强度低轻质多孔，但强度低 4

28、. 良好的保温隔热和吸声、吸湿功能良好的保温隔热和吸声、吸湿功能 建筑石膏制品建筑石膏制品 5. 防火性好防火性好 6. 耐水性差耐水性差 7. 装饰性和可加工性好装饰性和可加工性好吊顶石膏板吊顶石膏板压花石膏板压花石膏板刚装好的石膏板吊顶刚装好的石膏板吊顶石膏装饰制品石膏装饰制品石膏制品背景墙石膏制品背景墙【现象现象】某住户喜爱石膏制品，房间运用普通石膏浮雕板作装饰。使用一某住户喜爱石膏制品，房间运用普通石膏浮雕板作装饰。使用一段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。试分析原因。制品出现发霉变形。试分析

29、原因。【分析分析】厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，普通石膏制品具有强的吸湿厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度下降、性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度下降、变形，且还会发霉。变形，且还会发霉。 建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。欲提高建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。欲提高其耐水性，可于建筑石膏中掺入一定量的水泥或其它含活性其耐水性，可于建筑石膏中掺入一定量的水泥或其它含活性SiO2、Al2O3、CaO的材料。如粉煤灰、石灰。掺入有机防水剂也可改善的材料。如粉煤灰、石灰。掺入有机防

30、水剂也可改善石膏制品的耐水性。石膏制品的耐水性。【思考思考】 :建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？【分析分析】 ：在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗渗性差、的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗渗性差、抗冻性差，所以不适用于室外使用。抗冻性差，所以不适用于室外使用。 。2.3 水水 玻玻 璃璃中文名称：硅酸钠中文名称：硅酸钠 硅酸钠的溶液名：硅酸钠的溶液名：水玻璃水玻璃 英文别名：英文别名：Sodium

31、 metasilicatenonahydrate，Sodium metasilicate， Sodium silicate 俗称俗称泡花碱泡花碱，是一种水溶性硅，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液为水玻璃。其化学式酸盐，其水溶液为水玻璃。其化学式为为R2On SiO2，式中，式中R2O为碱金属氧为碱金属氧化物，化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的模数。摩尔数的比值，称为水玻璃的模数。 建筑上常用的水玻璃是硅酸钠建筑上常用的水玻璃是硅酸钠（Na2On SiO2）的水溶液。）的水溶液。 钠水玻璃分子式中的钠水玻璃分子式中的n称为水玻璃的模数，代表称为水玻璃的

32、模数，代表Na2O和和SiO2的的摩尔比，是非常重要的参数。摩尔比，是非常重要的参数。n值越大，水玻璃的粘度越高，但值越大，水玻璃的粘度越高，但水中的溶解能力下降。当水中的溶解能力下降。当n大于大于3.0时，只能溶于热水中，给使用时，只能溶于热水中，给使用带来麻烦。带来麻烦。n值越小，水玻璃的粘度越低，越易溶于水。值越小，水玻璃的粘度越低，越易溶于水。通常，通常，n值在值在2.4 2.8 。最常用的是硅酸钠和硅酸钾两种最常用的是硅酸钠和硅酸钾两种(又称钠水又称钠水玻璃、钾水玻璃玻璃、钾水玻璃)也可将二者按比例混合，又叫混合水玻璃。也可将二者按比例混合，又叫混合水玻璃。 1. 组成组成n：氧化硅

33、与氧化钠的分子比，它被称为水玻璃的模数。：氧化硅与氧化钠的分子比，它被称为水玻璃的模数。水玻璃分类水玻璃分类v 1. 按模数大小：高模数水玻璃和低模数水玻璃按模数大小：高模数水玻璃和低模数水玻璃v 2. 按碱金属氧化物：钾水玻璃、钠水玻璃和混合水玻璃；按碱金属氧化物：钾水玻璃、钠水玻璃和混合水玻璃；v 3. 按融制时的原料，特别是碱金属氧化物原料：纯碱按融制时的原料，特别是碱金属氧化物原料：纯碱（碳酸盐）水玻璃和硫酸钠水玻璃；（碳酸盐）水玻璃和硫酸钠水玻璃；v 4. 改性水玻璃：掺有外加剂的水玻璃；改性水玻璃：掺有外加剂的水玻璃；v 5. 按水玻璃中二氧化硅含量多少，有中性和碱性水玻按水玻璃中

34、二氧化硅含量多少，有中性和碱性水玻璃璃水解后都为碱性。水解后都为碱性。工业上水玻璃形态有三种：工业上水玻璃形态有三种：v 块状或粉状水玻璃，溶解慢，且易潮解。块状或粉状水玻璃，溶解慢，且易潮解。v 含有化合水的固体水玻璃，称为水合水玻璃，其溶解度含有化合水的固体水玻璃，称为水合水玻璃，其溶解度大。大。v 由由而得的液体水玻璃，可与水按任意比例混合。而得的液体水玻璃，可与水按任意比例混合。 2. 生产生产v（一）原料：（一）原料：v1. SiO2 原料：石英砂、砂岩、燧石、硅藻土等；原料：石英砂、砂岩、燧石、硅藻土等；v2. Na2O原料：纯碱原料：纯碱(Na2CO3)、硫酸钠、硫酸钠(Na2S

35、O4)、苛性钠苛性钠(NaOH)、小苏打、小苏打(NaHCO3)等；等；v3. 其他原料：炭，在用硫酸盐生产时采用。其他原料：炭，在用硫酸盐生产时采用。蒸压法：蒸压法：（1）碳酸盐熔融法）碳酸盐熔融法22i22i3OOSONa OSNaCOCnn（国内多用碳酸盐法）（国内多用碳酸盐法）（2 2）硫酸盐法）硫酸盐法 在空气中的硬化在空气中的硬化有毒，有毒，使用要注意安全）使用要注意安全）掺量过多或过少的掺量过多或过少的都有弊端。都有弊端。OHOSONa OHOOSONa22i32222i2mnCmCn 加入氟硅酸钠促使硬化加入氟硅酸钠促使硬化v 水玻璃的模数和相对密度，对于凝结和硬化影响也很大水

36、玻璃的模数和相对密度，对于凝结和硬化影响也很大: 当模数高时，硅胶容易析出，水玻璃凝结硬化快。当模数高时，硅胶容易析出，水玻璃凝结硬化快。 当水玻璃相对密度小时，反应产物扩散速度快，水玻璃当水玻璃相对密度小时，反应产物扩散速度快，水玻璃凝结硬化速度也快。凝结硬化速度也快。 而而模数又低且相对密度又大时，凝结硬化就很慢。模数又低且相对密度又大时，凝结硬化就很慢。v 环境温度和湿度对凝结硬化影响也大，温度高、湿度低时环境温度和湿度对凝结硬化影响也大，温度高、湿度低时反应速度也加快。反应速度也加快。 1. 粘结力强粘结力强 2. 耐酸不耐碱耐酸不耐碱 3. 耐热性好耐热性好v1涂刷土木工程材料表面可

37、提高抗风化能力，并可掺入涂刷土木工程材料表面可提高抗风化能力，并可掺入耐碱颜料。耐碱颜料。v2配制防水剂。配制防水剂。v3配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙、裂缝。配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙、裂缝。v4用于加固土壤。用于加固土壤。v5碱矿渣砼中的碱。碱矿渣砼中的碱。v6配制耐酸砼。配制耐酸砼。v7. 配制耐热砂浆和耐热混凝土。配制耐热砂浆和耐热混凝土。 1. 涂刷材料表面，提高抗风化能力涂刷材料表面，提高抗风化能力 2. 配制防水剂配制防水剂 3. 加固土壤加固土壤 4. 配制耐酸、耐热砂浆和混凝土配制耐酸、耐热砂浆和混凝土水玻璃性能的调配水玻璃性能的调配 因为水玻璃在工程中应用主要与其粘度和粘结

38、力有关，而因为水玻璃在工程中应用主要与其粘度和粘结力有关，而这两点又分别与水玻璃的浓度和模数有关。这两点又分别与水玻璃的浓度和模数有关。v 1不考虑浓度与模数改变，可不考虑浓度与模数改变，可加入尿素加入尿素，在不提高粘度的，在不提高粘度的同时，增加粘结力。同时，增加粘结力。v 2模数的调查：若水玻璃在使用中模数不合要求，导致粘模数的调查：若水玻璃在使用中模数不合要求，导致粘结力等性能不符，则通过加入结力等性能不符，则通过加入NaOH来降低模数来降低模数，或加入硅，或加入硅酸或无定形酸或无定形SiO2来提高模数。来提高模数。v 3浓度可通过加水稀释或加热浓缩来实现。浓度可通过加水稀释或加热浓缩来

39、实现。注意事项：注意事项：v 1运输与存放的容器：运输与存放的容器：v 不能用木质容器或用木塞：因为木材被碱性溶液浸蚀，使水玻不能用木质容器或用木塞：因为木材被碱性溶液浸蚀，使水玻璃着色而影响质量。璃着色而影响质量。v 不能用镀锌（不能用镀锌（Zn），因），因Zn太活泼，易与碱反应生成氢气。太活泼，易与碱反应生成氢气。v 故而可用玻璃桶、铁桶、砼桶、塑料桶等。但不论何种容器，应故而可用玻璃桶、铁桶、砼桶、塑料桶等。但不论何种容器，应注意密封，以防与注意密封，以防与CO2和和H2O反应，而表面结皮。反应，而表面结皮。v 2水玻璃在水玻璃在+10下有结冰的可能，故应保持贮存处温度。下有结冰的可能，

40、故应保持贮存处温度。v 3加入促硬剂（如加入促硬剂（如Na2SiF6）时应注意安全，）时应注意安全，NaSiF6为白色结为白色结晶，在水玻璃工地易当成白糖或食盐。晶，在水玻璃工地易当成白糖或食盐。v 4不能长时间敞开有放，由于表面水分蒸发，表面易结皮，结不能长时间敞开有放，由于表面水分蒸发，表面易结皮，结皮又因沉降作用而沉淀，从而影响质量。模数大的水玻璃易结皮。皮又因沉降作用而沉淀，从而影响质量。模数大的水玻璃易结皮。一、基本性能一、基本性能粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，耐碱性和耐水性粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，耐碱性和耐水性差差二、性状二、性状无色正交双锥结晶或白色至灰白色

41、块状物或粉末。能风化。无色正交双锥结晶或白色至灰白色块状物或粉末。能风化。在在100时失去时失去6分子结晶水。易溶于水，溶于稀氢氧化钠溶液，分子结晶水。易溶于水，溶于稀氢氧化钠溶液，不溶于乙醇和酸。熔点不溶于乙醇和酸。熔点40 48。低毒，储存密封阴凉干燥保。低毒，储存密封阴凉干燥保存。存。三、用途三、用途水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类钠、硅溶胶、层硅及速溶粉

42、状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。产品，是硅化合物的基本原料。知识点回顾水玻璃 土木工程中主要使用钠水玻璃。当工程技术要求较高时也可采土木工程中主要使用钠水玻璃。当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃。优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体，溶于水。用钾水玻璃。优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体，溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色。 土木工程中常用水玻璃的密度一般为土木工程中常用水玻璃的密度一般为1.361.50g/cm3，相当于，相当于波美度波美度38.448.3 。密度越大，水玻璃含量越高，粘度越大。水。密度越大，水玻璃含量越高，粘度

43、越大。水玻璃通常采用石英粉（玻璃通常采用石英粉（SiO2）加上纯碱（）加上纯碱（Na2CO3），在），在13001400的高温下煅烧生成液体硅酸钠的高温下煅烧生成液体硅酸钠 ，从炉出料口流出、制块或，从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒。再在高温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃水淬成颗粒。再在高温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃产品。产品。 观察与讨论：观察与讨论：水玻璃与铝合金窗表面的斑迹水玻璃与铝合金窗表面的斑迹【讨论】 （1）铝合金制品不耐酸碱；）铝合金制品不耐酸碱； （2）水玻璃呈强碱性。）水玻璃呈强碱性。 当含碱涂料与铝合金接触时，引起铝合金窗表面发生腐蚀当含碱涂料与铝合金接触时

44、，引起铝合金窗表面发生腐蚀反应，使铝合金表面锈蚀而形成斑迹。反应，使铝合金表面锈蚀而形成斑迹。某些建筑物的室内墙面装修过程中我们可以观察到，使用以水某些建筑物的室内墙面装修过程中我们可以观察到，使用以水玻璃为成膜物质的腻子作为底层涂料，施工过程往往散落到铝玻璃为成膜物质的腻子作为底层涂料，施工过程往往散落到铝合金窗上，造成了铝合金窗外表形成有损美观的斑迹。试分析合金窗上，造成了铝合金窗外表形成有损美观的斑迹。试分析原因，应采取什么措施避免这类现象？原因，应采取什么措施避免这类现象？【措施】 （1）表面使用酸碱性比较大的涂料；）表面使用酸碱性比较大的涂料； （2）铝合金表面涂塑保护；）铝合金表面

45、涂塑保护； （3）精心、文明施工。）精心、文明施工。【思考思考】 :水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？璃的性能有什么影响？【分析分析】 ：【思考思考】 :水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？璃的性能有什么影响？【分析分析】： （续）（续）填空题填空题1.胶凝材料按照化学成分分为胶凝材料按照化学成分分为（有机胶凝材料）（有机胶凝材料）和和（无机胶凝（无机胶凝材料）材料）两类。无机胶凝材料按照硬化条件不同分

46、为（气硬性胶两类。无机胶凝材料按照硬化条件不同分为（气硬性胶凝材料）和（水硬性胶凝材料）两类。凝材料）和（水硬性胶凝材料）两类。2.建筑石膏的化学成分是建筑石膏的化学成分是（-2CaSO4.H2O），），高强石膏的化高强石膏的化学成分为学成分为（-2CaSO4.H2O），），生石膏的化学成分为生石膏的化学成分为（CaSO4.2H2O）。）。3.建筑石膏按建筑石膏按（ 细度细度 ）、（）、（ 强度强度 ）、（凝结时间）分为（优）、（凝结时间）分为（优等品）、（一等品）和（合格品）等品）、（一等品）和（合格品）三个质量等级。三个质量等级。4.生石灰的熟化是指生石灰的熟化是指（CaO+H2O=Ca(

47、OH)2）。）。熟化过程的特熟化过程的特点：一是点：一是（体积剧烈膨胀），（体积剧烈膨胀），二是二是（放出大量热）。（放出大量热）。5.生石灰按照煅烧程度不同可分为生石灰按照煅烧程度不同可分为（欠火石灰）、（过火石灰）（欠火石灰）、（过火石灰）和和（正火石灰）；（正火石灰）；按照按照MgO含量不同分为含量不同分为（钙质石灰）（钙质石灰）和和（镁（镁质石灰）。质石灰）。6.石灰浆体的硬化过程，包含了石灰浆体的硬化过程，包含了（干燥）、（结晶）和（碳化）（干燥）、（结晶）和（碳化）三个交错进行的过程。三个交错进行的过程。7.石灰按成品加工方法不同分为石灰按成品加工方法不同分为（块状生石灰）、（生石

48、灰（块状生石灰）、（生石灰粉）、（消石灰粉）、（石灰膏）、（石灰浆）粉）、（消石灰粉）、（石灰膏）、（石灰浆）五种。五种。8.建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉按照其主要活性建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉按照其主要活性指标指标（CaO+MgO）的含量划分为的含量划分为（优等品）、（一等品）和（优等品）、（一等品）和（合格品）（合格品）三个质量等级。三个质量等级。9.水玻璃的特性是水玻璃的特性是（粘结力强）、（耐酸性好）和（耐热性（粘结力强）、（耐酸性好）和（耐热性高）。高）。10.水玻璃的凝结硬化较慢，为了加速硬化，需要加入水玻璃的凝结硬化较慢，为了加速硬化，需要加入（氟硅（氟硅酸钠）