无机胶凝材料项目化教程-石灰及其他气硬性胶凝材料课件.ppt

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1、无机胶凝材料项目化教程无机胶凝材料项目化教程主讲：李子成主讲：李子成模块二模块二 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 项目二 石灰1 概述2 石灰的原料3 石灰石的锻烧及石灰的结构特性4 石灰的水化反应5 石灰在水作用下的分散与浆体结构形成过程6 石灰浆体的硬化7 石灰的应用1 石灰概述石灰（CaO）的分类p 根据使用性质分为（主要由粘土杂质造成）：（主要由粘土杂质造成）： 气硬性石灰 水硬性石灰（含水硬性活性物质）p 根据成品加工方法分为（注意成分不同）：（注意成分不同）： 块状生石灰 生石灰粉 消石灰粉 石灰浆p 根据消化速度的快慢：（1）快速消化石灰：消化速度在l0min以内；（2）中速消化石

2、灰：消化速度在1030min之间；（3）慢速消化石灰：消化速度在30min以上。 2 石灰的原料 制造石灰的原料是含碳酸钙(CaCO3)为主的天然岩石，即石灰石等。 2 石灰的原料天然原料:石灰石,方解石、大理石（纯度高）、（纯度高）、贝壳、珍珠、蛋壳、白垩等工业副产品：电石渣、制碱残渣生石灰的生产生石灰的生产u 生石灰也称建筑石灰。原料有天然原料（石灰岩和白云岩）和化工副产品（电石渣，CaCO3）u 根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。900 CaCO3 = CaO + CO2生石灰 正火石灰：正常温度和煅烧时间所煅烧的石灰具有多孔结构，内部孔隙率大，表观密度较小，晶粒细小，与水

3、反应迅速，这种石灰称为正火石灰。 欠火石灰：若煅烧温度低或时间短时，石灰石的表层部分可能为正火石灰，而内部会有未分解的石灰石核心；其石灰石核不能水化。 过火石灰：若煅烧温度过高或高温持续时间过长，则会因高温烧结收缩而使石灰内部孔隙率减少，体积收缩，晶粒变得粗大，这种石灰称为过火石灰；其结构较致密，与水反应时速度很慢，往往需要很长时间才能产生明显的水化效果。 石灰石中常含有一定量的碳酸镁（MgCO3）： MgO：结构致密和水化速度很慢。 按氧化镁含量的多少，建筑石灰可分为钙质和镁质两类。 当石灰中MgO含量小于或等于5时，称钙质石灰； 当MgO含量大于5时，称为镁质石灰。600 70032 Mg

4、COMgOCO3 石灰石的锻烧及石灰的结构特性p 石灰是石灰石在锻烧过程中，由碳酸钙分解而成。其反应式如下：CaCO3 + 178kJ/mol CaO + CO2一、碳酸钙的分解反应一、碳酸钙的分解反应表2-2得出：碳酸钙在550oC时已开始分解，此时，由于分解压力很低，反应很容易达到平衡，因此碳酸钙的分解速度很小。800-850oC时分解加快，到8 9 8oC 时 ， 分 解 压 力 达 到0.1Mpa，该温度为分解温度。续提高温度，分解速率继续加快。 分解反应是可逆的二、碳酸钙的分解设备立窑二、碳酸钙的分解温度p工业上为提高效率，提高石灰石产量，往往采用高于理论分解温度的温度进行煅烧。一般

5、石灰石的煅烧温度波动在1000-1200oC之间。p影响碳酸钙煅烧温度的因素：致密程度：石灰石越致密，煅烧温度越高；料块大小：小块的石灰石煅烧得快；料块形状：球状、立方形、柱状、片状依次分解速率减慢；杂质：粘土杂质中的二氧化硅与CaO反应生成C2S、CA、C2F，这些化合物可使石灰石分解温度下降（主动降低）。 菱镁矿（MgCO3）杂质：在保证CaCO3分解完全前提下，降低煅烧温度（被动降低）。四、氧化钙的活性和结构的关系（重点）p 碳酸钙加热分解的三个阶段（D.R.格拉森试验）碳酸钙的分解，形成具有碳酸钙晶格形态的氧化钙，称为亚稳氧化钙，内比表面积逐渐增加；亚稳的氧化钙再结晶，形成面心立方体氧

6、化钙晶体，这时内比表面积达到最高点，CaO具有最高活性；再结晶的氧化钙烧结，烧结过程伴随晶体长大，这时内比表面积降低， CaO活性降低。 p 由内比表面积分析碳酸钙加热分解的三个阶段真空下煅烧碳酸钙，内比表面积开始快速增大，5h后达到最大内比表面积，继续煅烧内比表面积减小。空气中煅烧碳酸钙，内比表面积的变化具有类似的规律，煅烧温度越高，内比表面积越小，得到的CaO活性越小。p 由晶格结构分析碳酸钙加热分解的三个阶段pCaCO3中CO32-分解出CO2，Ca2+和O2-仍停留在CaCO3原来位置上，形成假晶氧化钙；pCa2+和O2-化合形成面心立方体结构的CaO，即假晶氧化钙再结晶；pCaO晶体

7、的烧结，晶粒长大。4 石灰的水化反应（重点）（重点）一、石灰的水化反应过程及影响因素p石灰的水化反应（可逆反应） 石灰与水作用后，迅速发生化学反应而生成氢氧化钙的过程，即石灰的水化反应，亦称为“消化”、“熟化”。CaO + H2O Ca(OH)2 + 64.9kJ p 石灰水化反应的条件 石灰水化是可逆反应，反应的方向取决于温度及周围介质中水蒸气压力。 生石灰消化后产物尚不明确。生石灰用过量的水形成石灰膏。生石灰消化后产物尚不明确。生石灰用过量的水形成石灰膏。石灰、生石灰消石灰、熟石灰、石灰膏、石灰浆p影响石灰水化反应的因素p煅烧条件对石灰水化反应能力的影响含有一定量欠烧的石灰，具有较大的内比

8、表面积，CaO晶粒较小，其水化反应能力比含有一定量过烧石灰的水化反应能力大。 正常煅烧正常煅烧过烧过烧CaCO32. 水化温度对石灰水化反应能力的影响 石灰水化反应速度随着水化温度的提高而显著增加3. 外加剂对石灰水化反应能力的影响 加快水化的外加剂：氯盐(NaCl、CaCl2等) 延缓水化的外加剂：磷酸盐、草酸盐、硫酸盐和碳酸盐等 p 控制石灰水化时体积变化的措施：p石灰细度p水灰比p介质温度p石膏掺合料为什么？为什么？三、石灰的消化方法p消石灰粉：人工、机械p石灰浆：陈伏2周以上陈伏：为保证石灰完全熟化，石灰必须放入坑中以水覆盖保存两星期以上，这个过程称为 “陈伏”。否则，未水化的石灰颗粒

9、将混砂浆中，在砂浆应用之后熟化，体积膨胀，致使已硬化的砂浆产生“崩裂”或“鼓包”现象，影响工程质量。石灰主要产品 生石灰粉：由块状生石灰磨细生成。 消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca(OH)2。 石灰膏：将块状石灰石用过量水（约为生石灰体积的34倍）消化所得的膏状物即为石灰膏，其主要成分为Ca(OH)2和水。石灰膏中的水分约占50%，容重为13001400kg/m3。lkg生石灰可熟化成1.5kg3kg石灰膏。 重点内容回顾重点内容回顾o石灰水化特点石灰水化特点o控制石灰水化时体积变化的措施控制石灰水化时体积变化的措施石灰的硬化石灰的硬化u干燥：干燥：石灰浆内多余

10、水分蒸发或被砌体吸收；石灰浆内多余水分蒸发或被砌体吸收；u结晶：结晶：Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。（连生，从而提高强度。（结晶硬化结晶硬化）u碳化：碳化：Ca（OH）2空气中的空气中的CO2发生化学反应，形成发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。（使石灰的强度逐渐提高。（碳化硬化碳化硬化） Ca（OH）2+ CO2+nH2O CaCO3+(n+1) H2O 由于空气中的二氧化碳量少，碳化不充分，且缓慢由于空气中的二氧化碳量少，碳化不充分，且缓慢。石灰的特性石灰的特性 1.可塑性和保水性较好。可塑性和保水性较好。高度分

11、散的高度分散的Ca(OH)2胶体表面吸附较厚水膜。胶体表面吸附较厚水膜。2.生石灰水化时生石灰水化时水化热大水化热大，体积增大体积增大（增大（增大1.02.5倍）。倍）。kJOHCaOHCaO9 .64)(22石灰的石灰的“熟化熟化”或或“消消化化” 过火石灰过火石灰：硬化后慢慢水化：硬化后慢慢水化膨胀膨胀局部隆起和开裂局部隆起和开裂需需“预预水化水化”（陈状陈状）二周左右。）二周左右。 陈伏陈伏：为保证石灰完全熟化，石灰必须放入坑中以水覆盖保存：为保证石灰完全熟化，石灰必须放入坑中以水覆盖保存两星期以上，这个过程称为两星期以上，这个过程称为 “陈伏陈伏”。否则，未水化的石灰颗。否则，未水化的

12、石灰颗粒将混砂浆中，在砂浆应用之后熟化，体积膨胀，致使已硬化粒将混砂浆中，在砂浆应用之后熟化，体积膨胀，致使已硬化的砂浆产生的砂浆产生“崩裂崩裂”或或“鼓包鼓包”现象，影响工程质量。现象，影响工程质量。3.硬化缓慢。硬化缓慢。石灰浆的硬化过程：石灰浆的硬化过程：结晶作用，干燥作用。结晶作用，干燥作用。水分蒸发，水分蒸发，Ca(OH)2逐渐结晶析出。逐渐结晶析出。碳化作用。碳化作用。OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(表层以表层以CaCO3为主，内层以为主，内层以Ca(OH)2晶体为主，内部水分脱晶体为主，内部水分脱出缓慢，因而石灰出缓慢，因而石灰凝结硬化缓慢凝结硬化缓慢。 4

13、.硬化时体积收缩大。硬化时体积收缩大。 游离水分游离水分蒸发蒸发所致。所致。除调成除调成石灰乳石灰乳做做薄层粉刷薄层粉刷外，外，不宜单独使用不宜单独使用。施工时常加入施工时常加入骨料骨料或纤维材料（如或纤维材料（如麻刀、纸筋麻刀、纸筋）。）。6.6.耐水性差。耐水性差。大部分尚未碳化的大部分尚未碳化的Ca(OH)Ca(OH)2 2易溶于水易溶于水所制。所制。 石灰不宜用于石灰不宜用于潮湿环境潮湿环境。7.7.吸湿性强，是传统的干燥剂。吸湿性强，是传统的干燥剂。5.5.硬化后强度低。硬化后强度低。生石灰消化生石灰消化理论需水量理论需水量32.13%，实际消化用水量很大实际消化用水量很大，多，多余

14、水分在硬化后余水分在硬化后蒸发留下大量孔隙蒸发留下大量孔隙。 1:3石灰砂浆石灰砂浆28d抗压强度只有抗压强度只有0.20.5MPa。5 石灰在水作用下的分散与浆体结构形 成过程（自学）6 石灰浆体的硬化（自学）7 石灰的技术指标及应用（重点）石灰检测及应用的技术标准石灰检测及应用的技术标准JC/T479-92 建筑生石灰建筑生石灰JC/T480-92建筑生石灰粉建筑生石灰粉JC/T481-92 建筑消石灰粉建筑消石灰粉JC/T620-2009石灰取样方法石灰取样方法蒸压灰砂砖，蒸压加气混凝土，粉煤灰砖，砌块蒸压灰砂砖，蒸压加气混凝土，粉煤灰砖，砌块等用生石灰还应满足等用生石灰还应满足JC/T

15、621-2009硅酸盐建筑制硅酸盐建筑制品用生石灰品用生石灰；桥涵用石灰技术标准应满足建筑石灰技术要求；桥涵用石灰技术标准应满足建筑石灰技术要求；路面基层用石灰技术标准应满足路面基层用石灰技术标准应满足JTJ034-2000公公路路面基层施工技术规范要求路路面基层施工技术规范要求。石灰的技术要求石灰的技术要求 1.1.建筑生石灰建筑生石灰 产品标准：产品标准：建筑生石灰建筑生石灰（JC/T 479-92）钙质生石灰钙质生石灰（MgO5%），镁质生石灰镁质生石灰（MgO5%） 。建筑生石灰的技术指标建筑生石灰的技术指标 项目项目钙质生石灰钙质生石灰 镁质生石灰镁质生石灰 优等品优等品一等品一等品

16、 合格品合格品 优等品优等品一等品一等品合格品合格品CaO+MgO含量含量 ，（，（%）908580858075CO2含量含量 ，（%）5796810未消解残渣含量未消解残渣含量（5mm圆孔筛余）圆孔筛余） ，（%）5101551015产浆量产浆量 ，（L/kg）2.82.32.02.82.32.02.2.建筑生石灰粉建筑生石灰粉 产品标准：产品标准：建筑生石灰粉建筑生石灰粉（JC/T 480-92）；）；分类：钙质生石灰粉分类：钙质生石灰粉（MgO5%），镁质生石灰粉镁质生石灰粉（MgO5%） 。建筑生石灰粉的技术指标建筑生石灰粉的技术指标 项目项目钙质生石灰钙质生石灰 粉粉镁质生石灰粉镁质

17、生石灰粉 优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品CaO+MgO含量含量,（%） 858070807570CO2含量含量,（%）791181012细细度度0.90mm筛的筛余筛的筛余,（%）0.20.51.50.20.51.50.125mm筛的筛余筛的筛余,（%）7.012.018.07.012.018.03.3.建筑消石灰粉建筑消石灰粉 产品标准：产品标准：建筑消石灰粉建筑消石灰粉（JC/T 481-92）；）；分类：钙质消石灰粉分类：钙质消石灰粉（MgO4%），镁质消石灰粉镁质消石灰粉（4%MgO24%），白云石消石灰粉白云石消石灰粉（24%MgO30%）。

18、建筑消石灰粉的技术指标建筑消石灰粉的技术指标 项目项目钙质消石灰钙质消石灰 粉粉镁质消石灰粉镁质消石灰粉 白云石消石灰粉白云石消石灰粉优优等等品品一一等等品品合合格格品品优优等等品品一一等等品品合合格格品品优优等等品品一一等等品品合合格格品品CaO+MgO含量含量,（%）706560656055656055游离水游离水（%）0.42体积安定性体积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细细度度0.90mm筛的筛余筛的筛余,(%)000.5000.5000.50.125mm筛的筛余筛的筛余,(%)3101531015310154.4.石灰取样石灰取样 产品标准：产品标准： 石灰取样

19、方法（石灰取样方法（ JC/T 620-2009）；）； 取样工具：取样管，取样铲，普通尖头钢锹。取样工具：取样管，取样铲，普通尖头钢锹。 取样地点：生产厂内，或供需双方协定地点。取样地点：生产厂内，或供需双方协定地点。 取样部位：出料口，仓库，其他部位。取样部位：出料口，仓库，其他部位。 取样量取样量u 生石灰或消石灰粉取样：生石灰或消石灰粉取样：散装（或袋装）用取样管取样，散装（或袋装）用取样管取样，随机抽取随机抽取1010袋（或袋（或1010个点）；输送口及包装机口用取样铲个点）；输送口及包装机口用取样铲取样，每袋（或每个点）取样量不少于取样，每袋（或每个点）取样量不少于500g500g

20、；总量不少于；总量不少于5kg5kg。u 生石灰块取样：生石灰块取样：堆场、仓库、车船等用普通尖头钢锹取堆场、仓库、车船等用普通尖头钢锹取样；输送口及包装机口用取样铲取样，随机抽取样；输送口及包装机口用取样铲取样，随机抽取1212份，每份，每份不少于份不少于2kg2kg，总量不少于，总量不少于24kg24kg。5.5.硅酸盐建筑制品用生石灰硅酸盐建筑制品用生石灰 产品标准：产品标准：硅酸盐建筑制品用生石灰硅酸盐建筑制品用生石灰 JC/T 621-2009本标准主要适用于蒸压加气混凝土蒸压加气混凝土(以下简称加气混凝土以下简称加气混凝土)、蒸、蒸压灰砂砖压灰砂砖(以下简称灰砂砖以下简称灰砂砖)、

21、粉煤灰砖及粉煤灰砌块等硅酸盐建、粉煤灰砖及粉煤灰砌块等硅酸盐建筑制品筑制品用的生石灰。硅酸盐建筑制品用生石灰技术指标硅酸盐建筑制品用生石灰技术指标 6.6.公路路面基层施工技术规范要求公路路面基层施工技术规范要求产品标准：产品标准：公路路面基层施工技术规范要求公路路面基层施工技术规范要求JTJ034-2000公路路面基层施工技术规范要求公路路面基层施工技术规范要求石灰的应用石灰的应用石灰的应用石灰的应用品种品种适用范围适用范围生石灰生石灰配置石灰膏；磨细成生石灰粉。配置石灰膏；磨细成生石灰粉。生石灰粉生石灰粉（磨细生（磨细生石灰粉）石灰粉）调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；配置无熟料水泥（石灰矿渣水

22、调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；配置无熟料水泥（石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等）；制作硅酸盐制品泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等）；制作硅酸盐制品（如灰砂砖等）；制作碳化制品（如碳化石灰空心板）；石灰（如灰砂砖等）；制作碳化制品（如碳化石灰空心板）；石灰土土（灰土）（灰土）和和三合土三合土 。消石灰粉消石灰粉制作硅酸盐制品；石灰土和三合土制作硅酸盐制品；石灰土和三合土 。石灰膏石灰膏调制调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；稀释成石灰乳（石灰水）涂料。；稀释成石灰乳（石灰水）涂料。 石灰乳石灰乳用于内墙和平顶刷白抹面砂浆。用于内墙和平顶刷白抹面砂浆。（1） 灰灰 土

23、土 石灰石灰 ( 消石灰粉消石灰粉) 粘土粘土 （2） 三合土三合土 石灰石灰 粘土粘土 砂砂 （3） 四合土四合土 石灰石灰 粘土粘土 砂砂 石石（4）二灰结石二灰结石 石灰石灰 粉煤灰粉煤灰 砂砂 石石 1.制作石灰乳涂料石灰乳由消石灰粉或消石灰浆掺大量水调制而成。可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。掺入107胶或少量水泥粒化高炉矿渣(或粉煤灰)，可提高粉刷层的防水性；掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。 2.配制砂浆 石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。 项

24、目三 镁质胶凝材料菱苦土是一种白色或浅黄色的粉末，其主要成分菱苦土是一种白色或浅黄色的粉末，其主要成分是氧化镁（是氧化镁（MgO）菱苦土作为胶凝材料与石灰的原理不同，石灰的菱苦土作为胶凝材料与石灰的原理不同，石灰的最终反应化学原理是最终反应化学原理是Ca(OH)2CaCO3生成物要生成物要求是求是CaCO3,而菱苦土的反应生成物是而菱苦土的反应生成物是Mg(OH)2。镁质胶凝材料镁质胶凝材料菱苦土菱苦土菱苦土的生产菱苦土的生产原原料料 苛性苦土苛性苦土(MgCO(MgCO3 3) )：菱镁矿：菱镁矿苛性白云石苛性白云石CaMg(CO 3 ) 2 蛇纹石蛇纹石( (含水硅酸镁含水硅酸镁) ) 冶

25、炼镁合金的熔渣冶炼镁合金的熔渣(MgO(MgO含量含量25%)25%)菱苦土的生产菱苦土的生产 镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。煅烧的菱苦土为白色或浅黄烧、磨细而制成。煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。色粉末。苛性白云石为白色粉末。联系石灰理解菱苦土28507503COMgOMgCOC过烧过烧MgO的危害？的危害？菱苦土的水化硬化菱苦土的水化硬化 一般与一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但吸湿性强，耐水性差。形成的水快，强度高。但吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢

26、氧化镁。化产物主要为氯氧化镁和氢氧化镁。22)(OHMgOHMgOOyHxMgClMgOOHMgClMgO222特点 氯化镁溶液（密度为氯化镁溶液（密度为1.2g/cm3）的掺量一般为菱苦土）的掺量一般为菱苦土的的55%60%。掺量太大掺量太大则凝结速度过快，且收缩大、强则凝结速度过快，且收缩大、强度低。度低。掺量过少掺量过少，则硬化太慢、强度也低。此外，温度对，则硬化太慢、强度也低。此外，温度对凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。 p使用使用菱苦土用水拌和时，将生成菱苦土用水拌和时，将生成Mg(OH)2，它疏松而无，它疏松而无胶凝性，硬化慢且强度低

27、。胶凝性，硬化慢且强度低。p 故常用故常用MgCl2等盐类水溶液拌和，配成等盐类水溶液拌和，配成氯氧镁水泥，氯氧镁水泥，它它硬化较快，强度较高，应用最广。硬化较快，强度较高，应用最广。菱苦土的应用菱苦土的应用u生产木屑地板、木丝板、刨花板等。生产木屑地板、木丝板、刨花板等。u菱苦土板材用于机械包装材料，可以节约大量菱苦土板材用于机械包装材料，可以节约大量木材。与木屑制备菱镁混凝土，配入竹筋等制木材。与木屑制备菱镁混凝土，配入竹筋等制成混凝土构件，作包装箱板、建筑门窗、活动成混凝土构件，作包装箱板、建筑门窗、活动房等。房等。u只能用于干燥状态下，而不能受潮、遇水或酸只能用于干燥状态下，而不能受潮

28、、遇水或酸性介质侵蚀的部位。性介质侵蚀的部位。u玻璃纤维增强氯氧镁水泥，作瓦和板材等。玻璃纤维增强氯氧镁水泥，作瓦和板材等。项目四 水玻璃水玻璃俗称为泡花碱，是一种易溶于水的碱金属水玻璃俗称为泡花碱，是一种易溶于水的碱金属硅酸盐，最常用的是硅酸钠和硅酸钾两种硅酸盐，最常用的是硅酸钠和硅酸钾两种R2OnSiO2。也可将二者按比例混合，又叫混合。也可将二者按比例混合，又叫混合水玻璃。水玻璃。硅酸盐大多不溶于水，但是水玻璃除外。硅酸盐大多不溶于水，但是水玻璃除外。水玻璃分类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2. 按碱金属氧化物：钾水玻璃、钠水玻璃和混合

29、按碱金属氧化物：钾水玻璃、钠水玻璃和混合水玻璃；水玻璃；3. 按融制时的原料，特别是碱金属氧化物原料：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；纯碱（碳酸盐）水玻璃和硫酸钠水玻璃；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；5. 按水玻璃中二氧化硅含量多少，有中性和碱性按水玻璃中二氧化硅含量多少，有中性和碱性水玻璃水玻璃水解后都为碱性。水解后都为碱性。 水玻璃的组成水玻璃的组成 水玻璃是由不同比例的水玻璃是由不同比例的碱金属氧化物碱金属氧化物和和二氧二氧化硅化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。 根据碱金

30、属氧化物的不同根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有：，水玻璃有： 硅酸钠水玻璃（硅酸钠水玻璃（Na2OnSiO2）、硅酸钾）、硅酸钾水玻璃水玻璃2nSiO2）、硅酸锂水玻璃）、硅酸锂水玻璃（Li2OnSiO2）等品种，最常用的是硅酸钠）等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃。水玻璃。ORSiOn22水玻璃模数水玻璃模数生产水玻璃的方法分为湿法和干法两种。生产水玻璃的方法分为湿法和干法两种。 湿法湿法： R2OnSiO2 + H2O 水玻璃水玻璃 干法干法： R2OnSiO2 R2O nSiO2 R2O nSiO2 + H2O 水玻璃水玻璃水玻璃的硬化水玻璃的硬化水玻璃与空气中的水玻璃与空气中的CO2反应，

31、生成无定型的硅反应，生成无定型的硅酸凝胶，随着水分挥发干燥，硅酸凝胶转变酸凝胶，随着水分挥发干燥，硅酸凝胶转变成成SiO2而硬化。而硬化。OHSiOOHSiOOmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa222222322222为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入12%15%的促硬剂氟硅酸钠。的促硬剂氟硅酸钠。水玻璃的性质水玻璃的性质 水玻璃在凝结硬化后，具有以下特性：水玻璃在凝结硬化后，具有以下特性： A. A. 黏结力强、强度较高黏结力强、强度较高-水玻璃在硬化后，水玻璃在硬化后，其主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅，因而具有较其主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅，

32、因而具有较高的黏结力和强度。高的黏结力和强度。B. B. 耐酸性好耐酸性好-由于水玻璃硬化后的主要成分由于水玻璃硬化后的主要成分为二氧化硅，它可以抵抗除氢氟酸、过热磷酸以外为二氧化硅，它可以抵抗除氢氟酸、过热磷酸以外的几乎所有的无机和有机酸。的几乎所有的无机和有机酸。C. 耐热性好耐热性好-硬化后形成的二氧化硅网状骨架，硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降不大。在高温下强度下降不大。D. 耐碱性和耐水性差耐碱性和耐水性差-水玻璃在加入氟硅酸钠后水玻璃在加入氟硅酸钠后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃Na2OnSiO2。由于。由于SiO2和和Na2

33、OnSiO2均可以溶于碱，均可以溶于碱，且且Na2OnSiO2可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。不耐水。（）用作涂料（）用作涂料:涂刷材料表面直接将液体水涂刷材料表面直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅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、抗渗性、耐水性均得到料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。提高。这是因为水玻璃与材料中的这是因为水玻璃与材料中的a(OH)2反应生反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。u但

34、水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。因为水但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠（玻璃与石膏反应生成硫酸钠（Na2SO4），在制品孔），在制品孔隙内结晶膨胀，导致石膏制品开裂破坏。隙内结晶膨胀，导致石膏制品开裂破坏。（2）配制防水剂：）配制防水剂： 以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂是以蓝矾矾防水剂是以蓝矾(硫酸铜硫酸铜)、明矾（钾铝、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于份，溶于60份的沸水中，降温至份的沸水中，降温至，投入投入400份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。

35、份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在这种防水剂可以在1min内凝结内凝结, 适用于堵塞适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。漏洞、缝隙等局部抢修。（3）加固土壤）加固土壤 将模数为将模数为2.5-3的液体水玻璃和氯化钙溶液通的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管交替向地层压入，两种溶液发生化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，包裹学反应，可析出吸水膨胀的硅酸胶体，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，抗压强土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗压强度可达度可达-MPa。( 4 ) 配制水

36、玻璃砂浆。配制水玻璃砂浆。 将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合成砂浆例配合成砂浆,可用于修补墙体裂缝。可用于修补墙体裂缝。（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土耐热混凝土 用水玻璃作为胶凝材料，选择耐用水玻璃作为胶凝材料，选择耐酸骨料，可配制满足耐酸工程要求的酸骨料，可配制满足耐酸工程要求的耐酸砂浆、耐酸混凝土。选择不同的耐酸砂浆、耐酸混凝土。选择不同的耐热骨料，可配制不同耐热度的水玻耐热骨料，可配制不同耐热度的水玻璃耐热混凝土。璃耐热混凝土。注意事项注意事项 1运输与存放的容器： 不能用木质容器或用木塞：因为木材

37、被碱性溶液浸蚀，使水玻璃着色而影响质量。 不能用镀锌（Zn），因Zn太活泼，易与碱反应生成氢气。 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CO2和H2O反应，而表面结皮。 2水玻璃在+10下有结冰的可能，故应保持贮存处温度。 3加入促硬剂（如Na2SiF6）时应注意安全，NaSiF6为白色结晶，在水玻璃工地易当成白糖或食盐。 4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。【气硬性胶凝材料案例分析】【案例【案例1 1】石灰砂浆的裂纹】石灰砂浆的裂纹 请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。 石灰砂浆石灰砂浆A A石灰砂浆石灰砂浆B B课堂练习：课堂练习：作业作业2：同样是含有粘土杂质，为什么在建筑石：同样是含有粘土杂质，为什么在建筑石膏和建筑石灰中体现的水硬性效果不同？膏和建筑石灰中体现的水硬性效果不同？作业作业3：建筑石膏制备过程中的陈化和石灰消化：建筑石膏制备过程中的陈化和石灰消化过程中的陈伏有何不同？过程中的陈伏有何不同？石灰水化后，体积膨胀的原因？石灰水化后，体积膨胀的原因？石灰硬化过程？石灰硬化过程？结束结束