材料——气硬性胶凝材料优秀课件.ppt

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1、材料材料气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料第1页，本讲稿共73页胶凝材料有机胶凝材料：如沥青、树脂等无机胶凝材料气硬性：如石膏、石灰、菱苦土、水玻璃水硬性：各种水泥第2页，本讲稿共73页l气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，且只气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，且只能在空气中保材或发展其强度。而水硬性能在空气中保材或发展其强度。而水硬性不仅在空气中，而且能更好的在水中硬化，不仅在空气中，而且能更好的在水中硬化，并保持、发展其强度。并保持、发展其强度。第3页，本讲稿共73页l第一节、第一节、石膏石膏(gypsum)膏膏plaster l一、一、原材料原材料l二、生产及产品二、生产及产品l三、水化硬化过程三、

2、水化硬化过程l四、应用四、应用 第4页，本讲稿共73页l石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料，石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料，其原料来源有：其原料来源有：l(1)(1)天然二水石膏，又称软石膏或生石膏。天然二水石膏，又称软石膏或生石膏。l(2)(2)天然硬石膏天然硬石膏无水硫酸钙。无水硫酸钙。l(3)(3)化工废石膏化工废石膏(含有二水石膏含有二水石膏(CaSO42H2O)或含有或含有CaSO42H2O与与CaSO4的混合物的化工的混合物的化工副产品及废渣副产品及废渣)脱硫石膏、磷石膏、氟石脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、硼石膏等。膏、硼石膏等。一、石膏原料一、石膏原料第5页，本讲稿共

3、73页二、石膏的生产及品种二、石膏的生产及品种l石膏胶凝材料的主要生产原料是天然的二水石石膏胶凝材料的主要生产原料是天然的二水石膏。在将原料加热时，不同的温度和不同的压膏。在将原料加热时，不同的温度和不同的压力下所得力下所得CaSO42H2O，石膏产品的结晶类型、，石膏产品的结晶类型、结晶水含量不同，因而有不同的性能指标。结晶水含量不同，因而有不同的性能指标。第6页，本讲稿共73页蒸炼蒸炼炒制炒制第7页，本讲稿共73页品种品种l(1)建筑石膏(calcined gypsum)l(2)高强石膏(high strength gypsum/plaster)l(3)硬石膏：无水石膏(anhydrite

4、,anhydrous gypsum)第8页，本讲稿共73页l1.高强石膏高强石膏l 型型半半水水石石膏膏的的晶晶粒粒较较粗粗，也也比比较较密密，因因此此比比表表面面积积较较小小，将将此此种种石石膏膏加加水水硬硬化化后后，具具有有较较高高的的密密实实度度和和强强度度，3小小时时的的抗抗压压强强度度即即可可达达到到924MPa，7天天抗压强度可达抗压强度可达15-40MPa，因此，将之称为高强石膏。，因此，将之称为高强石膏。l高高强强石石膏膏在在应应用用中中，一一般般用用于于强强度度要要求求较较高高的的抹抹灰灰工工程程，装装饰饰制制品品和和石石膏膏板板，加加入入防防水水剂剂后后，还还可可用用于于温

5、温度度较较高高的的环环境境中中，加加入入有有机机物物如如聚聚乙乙烯烯醇醇水水溶溶液等可配制成粘结剂，其特点是无收缩。液等可配制成粘结剂，其特点是无收缩。第9页，本讲稿共73页l2.2.建筑石膏建筑石膏l型半水石膏的晶体较细，所以调制成一定稠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度的浆体时，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，因而强度较大，导致建筑石膏的孔隙率也大，因而强度较低。低。l在实际生产与工程中，建筑石膏的应用更广泛在实际生产与工程中，建筑石膏的应用更广泛一些。一些。第10页，本讲稿共73页建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质

6、凝结迅速：可以考虑加入缓凝剂凝结迅速：可以考虑加入缓凝剂(retarder)来缓凝来缓凝水化反应理论需水量为水化反应理论需水量为18.6，但为了使石膏浆体具有，但为了使石膏浆体具有可塑性，通常实际加水为可塑性，通常实际加水为6080%石膏制品堆密度小，保温绝热性能好，吸音性强，吸水率石膏制品堆密度小，保温绝热性能好，吸音性强，吸水率大，抗渗性、抗冻性和耐水性差大，抗渗性、抗冻性和耐水性差(石膏硬化体的软化系数石膏硬化体的软化系数在在0.20.3之间之间)。建筑石膏硬化后体积略有膨胀建筑石膏硬化后体积略有膨胀不会出现裂纹。不会出现裂纹。颜色洁白，质感饱和。颜色洁白，质感饱和。第11页，本讲稿共7

7、3页性能型半水石膏（高强石膏）型半水石膏（建筑石膏）强度（MPa）10以上510标准调度（）40506080凝结时间（min）1720712第12页，本讲稿共73页3.可溶性硬石膏可溶性硬石膏4.不溶性硬石膏不溶性硬石膏5.高温煅烧石膏高温煅烧石膏第13页，本讲稿共73页l1.胶凝理论胶凝理论l2.结晶理论结晶理论三、石膏水化硬化过程三、石膏水化硬化过程第14页，本讲稿共73页（1）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水吸附）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水吸附在颗粒的表面；在颗粒的表面；（2）水进入半水石膏的细孔内，并保持物理吸附状）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

8、就是初凝；态，形成胶凝结构，这就是初凝；（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）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，化作用，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，这就是终凝。互相交错形成密实结构，这就是终凝。第15页，本讲稿共73页l在各种化学变形体中，无水石膏先要生成半水在各种化学变形体中，无水石膏先要生成半水石膏，然后在形成二水石膏。石膏，然后在形成二水石膏。l可溶性硬石膏相对来讲反应活性最强。不溶性可溶

9、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。而高温煅烧石膏由于含有少量石加入激发剂。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。膏分解后的石灰，具有自激发性。第16页，本讲稿共73页四四.石膏的应用石膏的应用l1.石膏的特点：石膏的特点：l（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；l（2）强度较低；）强度较低；l（3）孔隙率高；）孔隙率高；l（4）颜色洁白、质感好；）颜色洁白、质感好；l（5）一定的防火性）一定的防火性第17页，本讲稿共73页2.应用应用l（1

10、）水泥的缓凝；）水泥的缓凝；l（2）石膏制品）石膏制品l建筑石膏：装饰板材、雕塑、装饰型材、抹灰工程、建筑石膏：装饰板材、雕塑、装饰型材、抹灰工程、砌块等；砌块等；l高强石膏：抹灰工程、装饰板材、砌块等；高强石膏：抹灰工程、装饰板材、砌块等；l可溶性硬石膏一般不用，避免出现；可溶性硬石膏一般不用，避免出现；第18页，本讲稿共73页l不溶性硬石膏：加入激发剂后配制成硬石膏水泥；不溶性硬石膏：加入激发剂后配制成硬石膏水泥；l 激发剂：硫酸盐激发、碱激发激发剂：硫酸盐激发、碱激发l高温煅烧石膏：此时其中的石灰作为激发剂，耐磨高温煅烧石膏：此时其中的石灰作为激发剂，耐磨性和抗水性提高，又称为地板石膏。

11、性和抗水性提高，又称为地板石膏。第19页，本讲稿共73页作为石膏制品时，因为石膏凝作为石膏制品时，因为石膏凝结速度很快，需要进行调节，结速度很快，需要进行调节，此时可以加入促凝剂和缓凝剂。此时可以加入促凝剂和缓凝剂。第20页，本讲稿共73页3.2.4 建筑石膏的应用l(1)纸面石膏板：两面用坚韧的纸做护面 l(2)纤维石膏板：含纤维材料 l(3)装饰石膏板：造型美观，品种多样 l(4)空心石膏条板：空心l(5)石膏蜂窝板、石膏矿棉复合板、防潮石膏板等 第21页，本讲稿共73页l（1）石膏浆）石膏浆体强度发展过体强度发展过程程3.强度发展时间强度第22页，本讲稿共73页（2）影响强度发展的因素）

12、影响强度发展的因素l温度；温度；l水灰比水灰比第23页，本讲稿共73页（4）陈化）陈化l由于新烧制的熟石膏为多相体的混合物，如建由于新烧制的熟石膏为多相体的混合物，如建筑石膏在筑石膏在120-140下也只是形成以下也只是形成以（CaSOCaSO4 41/2 H1/2 H2 2O O）为主，还有很多未烧的）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，将石膏及其他化合物，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，其静放一段时间后，待性能稳定以后在应用，这一过程即为这一过程即为“陈化陈化”。第24页，本讲稿共73页()()()半水石膏少量二水石膏少量型石膏主要的半水

13、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第25页，本讲稿共73页第二节第二节 石灰石灰(lime,CaO)l一、石灰分类一、石灰分类l二、生石灰的原料与生产二、生石灰的原料与生产 l三、生石灰的性质三、生石灰的性质l四、熟石灰的制造（石灰的熟化）四、熟石灰的制造（石灰的熟化）(slake)l五、熟石灰的性质五、熟石灰的性质l六、生石灰和熟石灰的应用六、生石灰和熟石灰的应用第26页，本讲稿共73页一、石灰的分类一、石灰的分类l根根据据石石灰灰加加工工方方法法：块块状状生生石石灰灰、磨磨细细生生石石灰

14、灰、石灰浆、石灰乳、石灰水等；石灰浆、石灰乳、石灰水等；l石石灰灰石石中中含含有有杂杂质质氧氧化化镁镁（MgOMgO），根根据据MgOMgO的的多多少少，将将生生石石灰灰中中MgOMgO含含量量5%5%的的称称为为钙钙质质石石灰灰（低低镁镁石石灰灰），5%20%的的称称为为中中镁镁石石灰灰。20%40%为高镁石灰；为高镁石灰；第27页，本讲稿共73页l根据消化速度：快速消化石灰、中速消化石灰根据消化速度：快速消化石灰、中速消化石灰和满素消化石灰，消化速度分别：和满素消化石灰，消化速度分别：小于小于10min、1030min、30min以上。以上。l根据消化时所达到的温度指标，又有高热石灰根据消

15、化时所达到的温度指标，又有高热石灰（高于高于70C）和低热石灰（）和低热石灰（70C）第28页，本讲稿共73页二、生石灰的原材料和生产二、生石灰的原材料和生产l原料：原料：l以含碳酸钙为主的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。l天然岩石主要有石灰石、大理石、白云石、方天然岩石主要有石灰石、大理石、白云石、方解石、白垩、石灰华等；解石、白垩、石灰华等；l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第29页，本讲稿共73页制造：制造：CaCO3+178 103J/molCaO+CO2 l最佳煅

16、烧温度最佳煅烧温度过火石灰和欠火石灰过火石灰和欠火石灰l碳酸钙的分解取决于温度、压力、介质和石灰石原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。料的致密度及块度的形状和均匀度。l原料中含有的原料中含有的MgO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，MgO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。l所以生石灰的最佳煅烧温度不是一成不变的。所以生石灰的最佳煅烧温度不是一成不变的。第30页，本讲稿共

17、73页三、三、生石灰的性质生石灰的性质l（一）物理性能（一）物理性能l1.晶形和晶格结构晶形和晶格结构lCaO具有面心立方晶格，晶格常数具有面心立方晶格，晶格常数a=0.48nm，MgO也是面心立方晶格，也是面心立方晶格，a=0.4203nm，所，所以白云石（以白云石（CaCO3:MgCO3=1:1）密度比石灰石）密度比石灰石（主要是（主要是CaCO3）高。）高。l2.煅烧度煅烧度石灰被煅烧的程度石灰被煅烧的程度l 轻烧石灰、中烧石灰和硬烧石灰及死烧石灰轻烧石灰、中烧石灰和硬烧石灰及死烧石灰第31页，本讲稿共73页l3.体积密度体积密度随煅烧度的增加而增大。随煅烧度的增加而增大。l4.气孔率气

18、孔率 开口（连通、半连通）及全封闭孔开口（连通、半连通）及全封闭孔l5.颜色颜色与比表面积和杂质含量有关。与比表面积和杂质含量有关。第32页，本讲稿共73页（二）化学性质（二）化学性质l1.与水的作用与水的作用消化、熟化消化、熟化lCaO+H2OCa(OH)2+6.49 104Jl消化与煅烧度、颗粒大小、外加剂、温度有关消化与煅烧度、颗粒大小、外加剂、温度有关l石灰的消化特点：石灰的消化特点：l（1）大量放热；）大量放热；l（2）比表面积急剧增加，以及块状生石灰变）比表面积急剧增加，以及块状生石灰变为粉末状消石灰；为粉末状消石灰；l（3）石灰粒子在水中形成石灰胶团结构。）石灰粒子在水中形成石灰

19、胶团结构。第33页，本讲稿共73页2.与与CO2作用作用碳化碳化lCa(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2OlCO2与与H2O先形成先形成H2CO3，然后与，然后与Ca（OH）2发生发生反应反应，因此因此只有在半潮湿、升压和升温状态下的只有在半潮湿、升压和升温状态下的CaO或或CO2浓度大的条件下，碳化作用才明显。浓度大的条件下，碳化作用才明显。l碳化与石灰乳的形成及硬化有关。碳化与石灰乳的形成及硬化有关。第34页，本讲稿共73页l3.与与SiO2的作用的作用在高温下（在高温下（10001200），），与与SiO2反应形成反应形成C2S。l4.其他反应其他反应第35页，本讲

20、稿共73页四、熟石灰的制造四、熟石灰的制造l1.湿消化：在消化槽中，给石灰块和石灰粉不停湿消化：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。的浇水，并不断搅拌，直至放热结束。l2.干消化：石灰工业企业中，常用到。见图干消化：石灰工业企业中，常用到。见图1-17l3.加压消化：常见于难消化的石灰，如硬烧石灰、加压消化：常见于难消化的石灰，如硬烧石灰、镁质石灰等。镁质石灰等。l4.工业副产品：生产乙炔工业中：工业副产品：生产乙炔工业中：lCaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2第36页，本讲稿共73页五、熟石灰的性质五、熟石灰的性质l（一）物理性质（一）物理性质l1.晶形

21、和晶体结构晶形和晶体结构l2.密度和堆积密度密度和堆积密度l3.硬度硬度l4.粒度和比表面积粒度和比表面积l5.溶解度溶解度l6.热性能热性能l7.颜色颜色第37页，本讲稿共73页（二）化学性质（二）化学性质第38页，本讲稿共73页（三）（三）其他性质其他性质l1.流动性流动性l2.可塑性及和易性可塑性及和易性l3.产浆量产浆量l4.沉降体积沉降体积l5.均匀性均匀性第39页，本讲稿共73页六、应用六、应用石灰的技术性质l(1)良好的保水性：直径约为1m的呈胶体分散状态的氢氧化钙，其表面吸附一层较厚的水膜。l(2)凝结硬化慢、强度低：碳酸钙和氢氧化钙结晶体 l(3)耐水性差：氢氧化钙结晶易溶于

22、水 l(4)体积收缩大：蒸发大量的游离水第40页，本讲稿共73页l1石灰乳涂料l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。l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。l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。l加入明矾，氯化钙，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。（一）建筑业第41页，本讲稿共73页l2石灰砂浆石灰砂浆l石石灰灰膏膏+砂砂+水水+拌拌制制，既既可可用用作作砌砌筑筑砂砂浆浆又又可可用作抹面。用作抹面。l石灰膏石灰

23、膏+纤维纤维+水拌制，多用于抹面。水拌制，多用于抹面。l3石灰土和三合土石灰土和三合土l石石灰灰土土（石石灰灰+粘粘土土）和和三三合合土土（石石灰灰+粘粘土土+砂砂碱碱炸炸渣渣等等填填料料），多多用用于于加加固固地地面面、密密实实地地面面，稳定地基。稳定地基。第42页，本讲稿共73页l4制作硅酸盐制品制作硅酸盐制品l将将石石灰灰与与硅硅质质材材料料磨磨细细后后，一一起起加加压压成成型型，再再经经过过蒸蒸汽汽养护，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。l反应式如下：反应式如下：lCa(OH)2+SiO2+aqCaOSiO2aql硅酸盐砼制品有：灰砂砖、灰砂构件、加

24、气砼等。硅酸盐砼制品有：灰砂砖、灰砂构件、加气砼等。第43页，本讲稿共73页l5碳化石灰板碳化石灰板l将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料搅拌成型，将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料搅拌成型，然后用然后用CO2进行人碳化，而成的一种轻质板材。进行人碳化，而成的一种轻质板材。l6将生石灰用于惰性胶凝材料的激发剂，如将生石灰用于惰性胶凝材料的激发剂，如FA，slay等。等。l7接触硬化胶凝材料。接触硬化胶凝材料。第44页，本讲稿共73页四、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：l1陈陈伏伏：生生石石灰灰中中，一一些些石石灰灰石石在在烧烧制制过过程程中中由由于于矿矿石

25、石品品质质的的不不均均匀匀及及温温度度的的不不均均匀匀，生生成成的的生生石石灰灰中中即即有有可可能能含含有有欠欠火火石石灰灰和和过过水水石石灰灰。对对于于欠欠火火石石灰灰，降降低低了了石石灰灰的的利利用用率率，而而对对于于过过火火石石灰灰，由由于于其其表表面面常常被被粘粘土土类类杂杂质质融融化化形形成成的的玻玻璃璃釉釉状状物物包包裹裹，熟熟化化很很慢慢，就就有有可可能能在在实实际际工工程程应应用用中中，石石灰灰已已经经硬硬化化，而而过过火火石石灰灰才才开开始始热热化化，热热石石灰灰体体积积比比生生石石灰灰体体积积大大12.5倍倍，引引起起隆隆起起和和开开裂裂。为为了了消消除除这这一一危危害害，

26、就就有有必必要要将将石石灰灰浆浆，在在储储存存坑坑中中“陈陈伏伏”两两星星期期以以上上，等等待待过过火火石石灰灰的的完完全全“热化热化”。l“陈陈伏伏”期期间间，石石灰灰浆浆表表面面应应保保有有一一层层水水分分，与与空空气气隔隔绝，以免碳化。绝，以免碳化。第45页，本讲稿共73页l2消化时的温度与石灰粒度消化时的温度与石灰粒度l石石灰灰在在消消化化期期间间的的温温度度应应注注意意石石灰灰的的粒粒度度大大小小，研研究究结结论论指指出出，粒粒度度较较大大的的生生石石灰灰应应在在较较低低的的温温度度下下消消化化，而而粒粒度度小小的的应应在在较较高高温温度度下下进进行行消消化化。这这主主要是与形成的石

27、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。l3石石灰灰制制品品受受潮潮后后易易溶溶解解，致致使使强强度度下下降降所所以以不不宜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。第46页，本讲稿共73页（二）钢铁工业（二）钢铁工业第47页，本讲稿共73页（三）化学工业（三）化学工业第48页，本讲稿共73页第三节第三节 镁质胶凝材料（菱苦土）镁质胶凝材料（菱苦土）l菱菱苦苦土土是是一一种种白白色色或或浅浅黄黄色色的的粉粉末末，其其主主要要成成分分是是氧氧化化镁镁（MgO），菱菱苦苦土土作作为为胶胶凝凝材材料料与与石石灰灰的的原原理理不

28、不同同，石石灰灰的的最最终终反反应应化化学学原原理理是是Ca(OH)2CaCO3生生成成物物要要求求是是CaCO3,而而菱菱苦苦土的反应生成物是土的反应生成物是Mg(OH)2。第49页，本讲稿共73页一、菱苦土原料一、菱苦土原料l（一）菱镁矿（一）菱镁矿l（二）白云石（二）白云石l（三）蛇纹石（三）蛇纹石l（四）化工副产品（四）化工副产品第50页，本讲稿共73页二、菱苦土的生产二、菱苦土的生产lMgCO3MgO+CO2 l在原材料煅烧过程中，应使在原材料煅烧过程中，应使MgCO3充分分解，而充分分解，而其中的其中的CaCO3避免分解，这样所得到的菱苦土材避免分解，这样所得到的菱苦土材料就是活性

29、料就是活性MgO和惰性的和惰性的CaCO3，这主要是因为，这主要是因为若生成若生成CO2，会对菱苦土性能产生负面影响。，会对菱苦土性能产生负面影响。l煅烧最适宜温度与原材料中的化学组成、结构状煅烧最适宜温度与原材料中的化学组成、结构状态有关。态有关。l煅烧温度也直接影响菱苦土的水化速度，煅烧温煅烧温度也直接影响菱苦土的水化速度，煅烧温度低，则烧结速度快，但可能度低，则烧结速度快，但可能MgCO3又不能充分又不能充分分解。分解。第51页，本讲稿共73页三、菱苦土的硬化与调和三、菱苦土的硬化与调和lMgO+H2O=Mg(OH)2l在纯水中，这个反应很慢，且硬化后的强度很在纯水中，这个反应很慢，且硬

30、化后的强度很低，低，因此，一般不用水来调配菱苦土浆体，而因此，一般不用水来调配菱苦土浆体，而是用某些盐水。最常用的就是是用某些盐水。最常用的就是MgCl2，其次还，其次还有有MgSO4、FeSO4等。等。第52页，本讲稿共73页l用用MgCl2作为调凝剂，硬化后强度最高，但吸作为调凝剂，硬化后强度最高，但吸湿性较大，抗水性差；而用湿性较大，抗水性差；而用MgSO4作为调凝剂，作为调凝剂，制品吸湿小，但强度较低；用制品吸湿小，但强度较低；用FeSO4,吸湿性强吸湿性强度都还可以，但时间一长，制品表面容易出现度都还可以，但时间一长，制品表面容易出现锈斑。锈斑。第53页，本讲稿共73页l在在实实际际

31、中中，多多采采用用MgCl2（此此时时又又叫叫氯氯镁镁水水泥泥）作作为为调调凝剂，同时辅以采取抗水措施：凝剂，同时辅以采取抗水措施：l1加加入入H3PO4，加加入入H3PO4后后，可可与与MgCl2生生成成不不溶溶于于水的水的2MgHPO43H2O的结构物。（掺量的结构物。（掺量1%左右）左右）l2有有机机外外加加剂剂，有有水水溶溶性性和和水水乳乳性性的的高高聚聚物物和和有有机机硅硅，如如丙丙烯烯酸酸聚聚合合乳乳液液，砖砖酸酸乙乙酯酯等等。它它们们自自力力交交联联聚聚合合，可以包裹可以包裹Mg(OH)2晶体，形成良好的防水保护层。晶体，形成良好的防水保护层。第54页，本讲稿共73页l3.加入加

32、入FeCl3，可以增加硬化体强度，并堵塞，可以增加硬化体强度，并堵塞毛细管，增加抗渗性。毛细管，增加抗渗性。l4掺入某些水硬性胶凝混合材如浮石粉，红掺入某些水硬性胶凝混合材如浮石粉，红砖等。混合材中的砖等。混合材中的SiO2、Al2O3可与可与Mg(OH)2作作用生成耐水性强的物质。用生成耐水性强的物质。第55页，本讲稿共73页四、应用四、应用l菱菱苦苦土土硬硬化化后后与与植植物物纤纤维维的的粘粘结结性性很很好好，且且碱碱性性较较弱弱，对对植植物物纤纤维维腐腐蚀蚀性性也也小小，可可以以用用做做：（1）制制作作构构件件。常常将将菱菱苦苦土土与与木木纤纤维维，如如木木屑屑、刨刨花花、芦芦苇苇、竹竹

33、筋筋等等制制成成一一些些板板材材及及其其他他构构件件。这这些些板板材材及及构件包括：刨花板、人造大理石、隔热材料等。构件包括：刨花板、人造大理石、隔热材料等。第56页，本讲稿共73页l（2）制作菱苦土木屑地面，此时可以再加入）制作菱苦土木屑地面，此时可以再加入石棉、硅藻土、石英和颜料等。特点是强度较石棉、硅藻土、石英和颜料等。特点是强度较高，弹性好，不起灰，放火、碰撞不起火花，高，弹性好，不起灰，放火、碰撞不起火花，但不常用于潮湿环境。但不常用于潮湿环境。l（3）加入气泡或泡沫后，制成保温隔热材料。）加入气泡或泡沫后，制成保温隔热材料。l（4）耐水性处理好的话，还可以用于浴缸等）耐水性处理好的

34、话，还可以用于浴缸等生活用具。生活用具。l（5）其他）其他第57页，本讲稿共73页菱苦土一些注意事项：菱苦土一些注意事项：l（1）仍仍是是保保存存与与运运输输中中的的防防潮潮以以及及其其制制品品不不宜宜用用于室外和多水的地方，要么耐水性处理的很好。于室外和多水的地方，要么耐水性处理的很好。l（2）调和剂的掺量。）调和剂的掺量。MgCl2：MgO：46之间。之间。l（3）与与玻玻璃璃制制品品隔隔开开，因因为为菱菱苦苦土土的的弱弱碱碱性性对对玻玻璃璃有有腐腐蚀蚀性性，所所以以若若用用到到玻玻璃璃纤纤维维，耐耐久久性性要要注注意。意。第58页，本讲稿共73页第四节第四节 水玻璃水玻璃(water g

35、lass)一、组成及分类二、水玻璃的生产三、水玻璃的凝结硬化四、水玻璃的性质五、水玻璃的应用第59页，本讲稿共73页一、水玻璃组成及分类一、水玻璃组成及分类l水水玻玻璃璃俗俗称称为为泡泡花花碱碱，是是一一种种易易溶溶于于水水的的碱碱金金属属硅硅酸酸盐盐，最最常常用用的的是是硅硅酸酸钠钠和和硅硅酸酸钾钾两两种种R2OnSiO2。(又又称称钠钠水水玻玻璃璃、钾钾水水玻玻璃璃)也也可可将二者按比例混合，又叫混合水玻璃。将二者按比例混合，又叫混合水玻璃。ln：氧氧化化硅硅与与氧氧化化钠钠的的分分子子比比，它它被被称称为为水水玻玻璃的模数。璃的模数。第60页，本讲稿共73页水玻璃分类水玻璃分类l1.按模

36、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l2.按碱金属氧化物：钾水玻璃、钠水玻璃和混按碱金属氧化物：钾水玻璃、钠水玻璃和混合水玻璃；合水玻璃；l3.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；l4.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；l5.按水玻璃中二氧化硅含量多少，有中性和碱按水玻璃中二氧化硅含量多少，有中性和碱性水玻璃性水玻璃水解后都为碱性。水解后都为碱性。第61页，本讲稿共73页l工业上水玻璃形态有三种：工业上水玻璃形态有

37、三种：l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。l含有化合水的固体水玻璃，称之为水合水玻含有化合水的固体水玻璃，称之为水合水玻璃溶解度大。璃溶解度大。l由由而得的液体水玻璃，可与水按任意比例而得的液体水玻璃，可与水按任意比例混合。混合。第62页，本讲稿共73页二、水玻璃的生产二、水玻璃的生产l（一）原料：（一）原料：l1.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；l2.Na2O原料：纯碱原料：纯碱(Na2CO3)、硫酸钠、硫酸钠(Na2SO4)、苛性钠苛性钠(NaOH)、小苏打、小苏打(NaHCO3)等；等；l3.其他原料

38、：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。第63页，本讲稿共73页（二）生产（二）生产l1.干法干法l（1）碳酸盐熔融法）碳酸盐熔融法lNa2CO3+nSiO2CO2+Na2OnSIO2l（2）硫酸盐法）硫酸盐法l4Na2SO4+2C+4SiO2=4NaOSiO+4SO2+2CO2l2.湿法湿法蒸压法蒸压法l国内多用碳酸盐法国内多用碳酸盐法第64页，本讲稿共73页三、水玻璃的凝结硬化三、水玻璃的凝结硬化lNa2nSiO2+CO2+mH2O=Na2CO3+nSiO2 mH2Ol这这个个反反应应在在空空气气中中进进行行，反反应应速速度度偏偏慢慢，一一般般加加入入硅氟酸钠（硅氟

39、酸钠（Na2SiF6）作为促硬剂。）作为促硬剂。l但但Na2SiF6有有毒毒，使使用用要要注注意意安安全全。掺掺量量12-15%。掺量过多或过少的都有弊端。掺量过多或过少的都有弊端。第65页，本讲稿共73页l水玻璃的模数和相对密度，对于凝结和硬化影水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，水玻响也很大。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，水玻璃凝结硬化速度也快。产物扩散速度快，水玻璃凝结硬化速度也快。而模数又低且相对密度又大时，凝结硬化就很而模数又低且相对密度又大时，凝结

40、硬化就很慢。慢。l环境温度和湿度对凝结硬化影响也大，温度高、环境温度和湿度对凝结硬化影响也大，温度高、湿度低时放映速度也加快。湿度低时放映速度也加快。第66页，本讲稿共73页四、水玻璃性质四、水玻璃性质第67页，本讲稿共73页第68页，本讲稿共73页第69页，本讲稿共73页五、水玻璃的应用五、水玻璃的应用l1涂涂刷刷土土木木工工程程材材料料表表面面可可提提高高抗抗风风化化能能力力，并可掺入耐碱颜料。并可掺入耐碱颜料。l2配制防水剂。配制防水剂。l3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。l4用于加固土壤。用于加固土壤。l5碱矿渣砼中的碱。碱矿渣砼中的碱。l6配制

41、耐酸砼。配制耐酸砼。l7.配制耐热砂浆和耐热混凝土。配制耐热砂浆和耐热混凝土。第70页，本讲稿共73页水玻璃性能的调配水玻璃性能的调配l因因为为水水玻玻璃璃在在工工程程中中应应用用主主要要与与其其粘粘度度和和粘粘结结力力有有关关，而这两点又分别与水玻璃的浓度和模数有关。而这两点又分别与水玻璃的浓度和模数有关。l1不不考考虑虑浓浓度度与与模模数数改改变变，可可加加入入尿尿素素，在在不不提提高高粘粘度的同时，增加粘结力。度的同时，增加粘结力。l2模模数数的的调调查查：若若水水玻玻璃璃在在使使用用中中模模数数不不合合要要求求，导导致致粘粘结结力力等等性性能能不不符符，则则通通过过加加入入NaOH来来

42、降降低低模模数数，或加入硅酸或无定形或加入硅酸或无定形SlO2来提高模数。来提高模数。l3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实现。第71页，本讲稿共73页注意事项：注意事项：l1运输与存放的容器：运输与存放的容器：l不不能能用用木木质质容容器器或或用用木木塞塞：因因为为木木材材被被碱碱性性溶溶液液浸浸蚀蚀，使使水水玻玻璃着色而影响质量。璃着色而影响质量。l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。l故故而而可可用用玻玻璃璃桶桶、铁铁桶桶、砼砼桶桶、塑塑料料桶桶等等。但但不不论论何何种种容容器器，应应注注意意

43、密密封，以防与封，以防与CO2和和H2O反应，而表面结皮。反应，而表面结皮。l2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，故应保持贮存处温度。l3加加入入促促硬硬剂剂（如如Na2SiF6）时时应应注注意意安安全全，NaSiF6为为白白色色结结晶晶，在水玻璃工地易当成白糖或食盐。在水玻璃工地易当成白糖或食盐。l4不不能能长长时时间间敞敞开开有有放放，由由于于表表面面水水分分蒸蒸发发，表表面面易易结结皮皮，结结皮皮又又因因沉沉降降作用而沉淀，从而影响质量。模数大的水玻璃易结皮作用而沉淀，从而影响质量。模数大的水玻璃易结皮。第72页，本讲稿共73页l思考题思考题l(1)气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别?l(2)石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两星期以上，为什么?l(3)何为欠火石灰、过火石灰?各有何特点?l(4)试述石灰的技术性能与应用?l(5)试述建筑石膏的技术性能与应用。l(6)水玻璃有哪些用途?l(7)第73页，本讲稿共73页