1、1.胶凝材料定义：胶凝材料定义：指在物理、化学作用下，能指在物理、化学作用下，能从浆体变成从浆体变成坚固的石状体，坚固的石状体，并能并能胶结其他物料胶结其他物料而具有一定而具有一定机械强度机械强度的物质，的物质，又称胶结料。又称胶结料。无机胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料气硬性石灰、石膏气硬性石灰、石膏水硬性各种水泥水硬性各种水泥沥青、树脂、橡胶沥青、树脂、橡胶拌水后只能在拌水后只能在空气空气中硬化中硬化拌水后既能在拌水后既能在空气空气中硬化中硬化又能在又能在水水中硬化中硬化概概 述述2.2.胶凝材料的发展简史胶凝材料的发展简史阶段时间胶凝材料天然黏土时期新石器时代距今约4000-
2、10000年天然黏土泥巴墙泥巴墙不抗水不抗水强度低强度低阶段时间胶凝材料石膏-石灰时期公元前2000-3000年石灰、石膏石块、砖用石灰粘结石块、砖用石灰粘结人们发现石灰岩在火中煅烧脱人们发现石灰岩在火中煅烧脱水、在雨中胶结产生胶凝性，水、在雨中胶结产生胶凝性，因而可用来调制砌筑砂浆。石因而可用来调制砌筑砂浆。石灰为何能产生胶凝性？灰为何能产生胶凝性？古罗马万神庙古罗马万神庙阶段时间胶凝材料石灰一火山灰时期 公元初至18世纪石灰、火山灰天然水泥时期18世纪下半叶天然水泥在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而在石灰中掺加某些火山灰沉积物，不仅强度提高，而且还具有一定的抗水性。且还具有一定
3、的抗水性。为何？为何？（潜在水硬性）石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉倒霉事事”为止，发现了为止，发现了天然水泥天然水泥。现在，水泥已成为现代人类。现在，水泥已成为现代人类生活中不可缺少的物资了。生活中不可缺少的物资了。3CaCO2.1 石石 灰灰 主要原料、烧制及产品主要原料、烧制及产品90011002COCaO生石灰生石灰温度过低或温度分布不均匀温度过低或温度分布不均匀 欠火石灰欠火石灰 温度太高温度太高 过火石灰过火石灰 “欠火石灰欠火石灰”、“过火石灰过火石灰”煅烧温度过低煅烧温度过低或时间不足、或时间不足、原料尺寸过大原料尺寸过大煅
4、烧温度过高煅烧温度过高或时间过长或时间过长（2）氧化镁氯化镁-水系统（2）氧化镁氯化镁-水系统试分析原因，应采取什么措施避免这类现象？加适量水消化、然后干燥同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。随水化反应进行，浆体中的自由水分因水化和蒸发而不断减少，二水石膏胶体微粒数量不断增加，浆体的稠度逐渐增大，可塑性逐渐减小，表现为石膏的“凝结”。石灰砂浆B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。直接涂刷在粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料表面；需水量较半水石膏小，硬化后强度较高抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。镁水泥可以轻易达到62.观察与讨论：两种已经硬化的石灰砂浆产生
5、的裂纹有何差别？成因？硬化胀裂的主要技术表现为：凝结时间特别快，放热量大，早期强度发展快，而后期强度低，并伴有标准温度裂缝形态，特别是遇水后胀裂为碎块体，且硬化中心为粉状，毫无强度。返卤是指镁水泥制品受潮时，制品表面出现水珠或黏性的潮渍，当水珠或潮渍积累较多时，就会从制品上淌下来，俗称“淌潮”。由于硬化石膏的强度来自晶体粒子间的粘结力，遇水后粒子间连接点的粘结力可能被削弱。温度太高 过火石灰试分析上述现象产生的原因？思考：建筑石膏与石灰的凝结硬化有什么不同？受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。石灰煅烧窑石灰煅烧窑3CaCO 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(O
6、H)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生石灰体积的生石灰体积的3-4倍倍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土、用于拌制石灰土、三合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 1.石灰的熟化石灰的熟化1222-64.79H,OHCa(OH)OHCaOmolKJnn曲线2：掺入1%H3PO4涂刷材料表面，提高抗风化能力消石灰粉或熟化好的石灰膏 水 石灰乳（廉价涂料）涂刷材料表面，提高抗风化能力受力时，石膏制品很容易损坏。观察与讨论：两种已经硬化的石
7、灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。灰砂砖是目前我国积极推广的一种新型墙体材料。高强石膏用于生产建筑石膏制品。采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度加快，令制品获得较高的早期强度；返卤是指镁水泥制品受潮时，制品表面出现水珠或黏性的潮渍，当水珠或潮渍积累较多时，就会从制品上淌下来，俗称“淌潮”。这部分过火石灰在消化、陈伏阶段中未完全熟化，以至于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸气继续熟化，造成体积膨胀。硬化后的石膏主要成分是二水石膏，受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效阻止火势的蔓延，因而具有良好
8、的防火效果。图中曲线1在24h后强度的下降，主要由于体系中水化相的变化及晶体结构间的内应力引起的。这种新相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其过饱和度也相应降低。相5：5Mg(OH)2MgCl2 8H2O，简称518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？成因？耐水性差，易返卤泛霜，翘曲变形；半水石膏颗粒 二水石膏晶体制作各种装饰制品；加入颜料后，可具有各种色彩。石灰熟化示意图石灰熟化示意图 石灰的石灰的“陈伏陈伏”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,与水熟化与水熟化反应速度加快反应速度加快,几乎可以同步熟化几乎可以同步熟化,而且又
9、均匀分散在生石灰粉而且又均匀分散在生石灰粉中中,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。根据砌筑砂浆配合比设计规程（JGJ 98-2000）生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm3mm的网过滤，熟化时间不得小于7d；磨细生石灰粉的熟化时间不得小于2d。建筑装饰装修工程质量验收规范（GB 50203-2001）规定：抹灰用的石灰膏的熟化期不应小于15d；罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应小于3d。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？成因？两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？两种已经硬化的石灰
10、砂浆产生的裂纹有何差别？成因？石灰砂浆石灰砂浆A为凸出为凸出放射性裂纹放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其，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时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续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水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。石灰砂浆石灰砂浆B为为网状干缩性裂纹网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。，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，石灰过多，易产生此类裂纹。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂
11、纹。2.石灰的硬化石灰的硬化OH)1(CaCOOHCOCa(OH)23222nn碳化 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。产品标准：产品标准：建筑生石灰建筑生石灰 JC/T 479-2013钙质生石灰钙质生石灰（MgO5%），镁质生石灰镁质生石灰（MgO5%）将将 JC/T 479和和480两个合并，两个合并，CL代表钙质生石灰；代表钙质生石灰；ML代表代表镁质生石灰镁质生石灰；Q表示石灰块；表示石灰块；OP表示石灰粉；表示石灰粉；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
12、镁质生石灰镁质生石灰 CL90CL85 CL75 ML85ML80CaO+MgO含量含量，（，（%）9085758580CO2含量含量，（，（%）471277产浆量产浆量，（，（L/10kg）仅对仅对Q262626-细度细度仅对仅对QP0.2mm筛余量筛余量%2222790m筛余量筛余量%77772产品标准：产品标准：建筑消石灰粉建筑消石灰粉JC/T 481一一2013分类：钙质消石灰粉分类：钙质消石灰粉（MgO5%）HCL，镁质消石灰粉镁质消石灰粉（MgO5%）HML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 HCL90HCL85
13、HCL75HML85HML80CaO+MgO含量含量,（%）9085758580游离水游离水，（，（%）2体积安定性体积安定性合格合格细细度度0.2mm筛余量筛余量,(%)290m筛余量筛余量,(%)7 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积收缩大 4.硬化后强度低硬化后强度低半水石膏颗粒 二水石膏晶体根据砌筑砂浆配合比设计规程（JGJ 98-2000）生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm3mm的网过滤，熟化时间不得小于7d；建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。由于SiO2和Na2OnSiO2均可以溶于碱，且Na2On
14、SiO2可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质：拌水后只能在空气中硬化“欠火石灰”、“过火石灰”中国矿业网：绿色墙体材料灰砂砖同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。故苛性苦土应用受到限制产浆量，（L/10kg）仅对Q调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性也可以把MgO结合氯离子的数量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。常用于建筑物基础、路面的垫层。主要原料、烧制及产品大部分天然石膏为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。水玻璃的生产方法分为湿法和干法两种；若超过三个月，
15、应重新检验并确定其质量等级。也可以把MgO结合氯离子的数量采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度加快，令制品获得较高的早期强度；（2）氧化镁氯化镁-水系统 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
16、墙墙体体砖砖轻轻质质保保温温灰灰砂砂砖砖 1.原料原料2.2 石石 膏膏硬石膏硬石膏天然石膏天然石膏 2.建筑石膏建筑石膏石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰硬化过程中，蒸发大量的游离水 而引起体积收缩的结果。硬化胀裂的主要技术表现为：凝结时间特别快，放热量大，早期强度发展快，而后期强度低，并伴有标准温度裂缝形态，特别是遇水后胀裂为碎块体，且硬化中心为粉状，毫无强度。由于硬化石膏的强度来自晶体粒子间的粘结力，遇水后粒子间连接点的粘结力可能被削弱。灰砂砖是目前我国积极推广的一种新型墙体材料。拌水后只能在空气中硬化镁水泥可以轻易达到62.观察与讨论：两种
17、已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？建筑消石灰粉的技术指标建筑消石灰粉的技术指标良好的保温隔热和吸声、吸湿功能抹面砂浆时，需加纸筋等纤维物质，以克服其收缩性。根据石膏中含有结晶水的多少，原料分为：制作各种保温、吸声、防火制品：石膏板、石膏砌块等；工艺简单，易于生产，成本低廉；石膏板是土木工程中使用量最大的一类板材。MgO在MgCl2溶液中的水化反应可以用水化放热速率q随时间t的变化率来描述。思考：水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能的影响？石灰砂浆A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时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(O
18、H)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。试分析原因，应采取什么措施避免这类现象？数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。建筑装饰装修工程质量验收规范（GB 50203-2001）规定：抹灰用的石灰膏的熟化期不应小于15d；（2）氧化镁氯化镁-水系统 半水石膏半水石膏(熟石膏熟石膏)和和半水石膏半水石膏(高强石膏高强石膏)在宏观在宏观性能上的差别，主要是由于亚微观上即晶粒的型态、大小以及性能上的差别，主要是由于亚微观上即晶粒的型态、大小以及聚集状态等方面的差别。聚集状态等方面的差别。附：附：型与型与型半水石膏区别型半水石膏区别结晶度较差，常为细小结晶度较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，的纤
19、维状或片状聚集体，内比表面积较大。内比表面积较大。结晶比较完整，常呈短柱结晶比较完整，常呈短柱状，晶粒较粗大，聚集体状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小，致密，的内比表面积较小，致密，有一定的结晶形状。有一定的结晶形状。二水石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4 107170加热、脱水125 0.13MPa蒸压锅170360加热、脱水400750800型型建筑石膏型型高强石膏可溶性石膏不溶性石膏高温煅烧石膏在常温下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。3.建筑石膏的生产建筑石膏的生产 二水石膏在不同温度下的
20、生成物及性质二水石膏在不同温度下的生成物及性质煅烧温度煅烧温度生成物生成物性性 质质107107170170（常压）（常压）半水石膏半水石膏CaSO41/2H2O加水后生成加水后生成CaSO42H2O，凝结硬化很快，凝结硬化很快，放出热量，体积略膨胀放出热量，体积略膨胀125125(0.13MPa)(0.13MPa)半水石膏半水石膏CaSO41/2H2O需水量较需水量较半水石膏小，硬化后强度较高半水石膏小，硬化后强度较高170170200200可溶硬石膏可溶硬石膏CaSO4水化凝结较快，同时放出大量热，需水量水化凝结较快，同时放出大量热，需水量较较半水石膏高，强度较低半水石膏高，强度较低400
21、400硬石膏硬石膏CaSO4400400500500是难溶石膏是难溶石膏500500750750为不溶石膏为不溶石膏800800煅烧石膏煅烧石膏CaSO4和少量和少量CaO不加激发剂也具有水化硬化能力，但凝结不加激发剂也具有水化硬化能力，但凝结较慢，抗水性好，耐磨性高较慢，抗水性好，耐磨性高 1.建筑石膏的水化反应建筑石膏的水化反应注：注：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。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。二水石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二水石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
22、水石膏继续溶解，这一反应过程连续不断进行，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。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 半水石膏颗粒 二水石膏晶体石膏浆体结晶开始晶体长大形成石膏硬化体水孔隙水化初期：二水石膏晶体较少随着水化反应进行二水石膏晶体量石膏硬化体中晶体堆积体石膏颗粒表面分子首先水化颗粒表面二水石膏晶体不断增多半水石膏全部水化成二水石膏 所以，石膏胶凝材料运输、储存中，必须防潮、所以，石膏胶凝材料运输、储存中，必
23、须防潮、防水，以免失效！防水，以免失效！调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象建筑生石灰的技术指标二水石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。一种常见的改善水泥砂浆可塑性的方法（2）氧化镁氯化镁-水系统但是抗压强度也因此下降。镁水泥可以轻易达到62.加过量水消化生石灰体积的3-4倍使用一段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？消石灰粉或熟化好的石灰膏 水 石灰乳（廉价涂料）2g/cm3）的掺量一般为菱苦土的
24、55%60%。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。建筑工程中常用来配制菱苦土木屑浆和菱苦土木屑砂浆。直接涂刷在粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料表面；水泥砂浆 石灰浆 混合砂浆故苛性苦土应用受到限制建筑石膏是在高温条件下煅烧而成的一种白色粉末状材料，本身易吸湿受潮，而且其凝结硬化速度很快，因此在储存和运输过程中，一定要注意防潮防水。干法生产硅酸水玻璃是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉中于13001400 下熔化，按下式反应生成固体水玻璃（固体水玻璃在水中加热溶解而生成液体水玻璃）：氯镁水泥掺1%H3PO4与不掺时强度的发展图中曲线1在24h后强度的下降，主要由于体系中水化相的变化及
25、晶体结构间的内应力引起的。直接涂刷在粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料表面；建筑石膏的技术指标有建筑石膏的技术指标有：产品标准：产品标准：建筑石膏建筑石膏（GBT9776-2008）分为优等品、一等品和合格品分为优等品、一等品和合格品建筑石膏技术指标建筑石膏技术指标技术指标技术指标优等品优等品 一等品一等品 合格品合格品 抗折强度，抗折强度，MPa，2.52.11.8抗压强度，抗压强度，MPa，4.93.92.9细度（细度（0.2mm方孔筛筛余，方孔筛筛余，%），），5.010.015.0凝结时间凝结时间 初凝时间初凝时间6min；终凝时间；终凝时间30min 1.凝结硬化速度快凝结硬化
26、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.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.耐水性差耐水性差加入水硬性材料，如水泥、矿渣加入水硬性材料，如水泥、矿渣加入水溶性树脂氨基、密胺、聚乙烯醇等加入水溶性树脂氨基、密胺、聚乙烯醇等加入有机乳液，如沥青、石蜡加入有机乳液，如沥青、石蜡提高石膏耐水性提高石膏耐水性 7.装饰性和可加工性好装饰性和可加工性好思考：建筑石膏与石灰的凝结硬化有什么不同？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
27、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、浴室的石一段时间后，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。膏制品出现发霉变形。试分析原因。【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
28、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。掺入有机防水剂也可改善石膏制品的耐水性。石膏制品的耐水性。产品标准：建筑石膏（GBT9776-2008）石膏制品表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。Ca(OH)2以结晶形态析出，采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度加快，令制品获得较高的早期强度；在土木过
29、程中，常用的石膏胶凝材料主要是建筑石膏。石膏制品表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。用于拌制石灰砌筑砂浆或抹灰砂浆掺量过少，则硬化太慢、强度也低。镁水泥制品一般都掺入粉煤灰、锯末、秸秆粉等，掺入量可达3060%；建筑消石灰粉的技术指标石灰被人们用了数千年，一直到史密顿遇上了“倒霉事”为止，发现了天然水泥。将 JC/T 479和480两个合并，CL代表钙质生石灰；人们发现石灰岩在火中煅烧脱水、在雨中胶结产生胶凝性，因而可用来调制砌筑砂浆。石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。煅烧石膏CaSO4和少量CaO石灰 天然砂 硅铝质工业废渣 水
30、 硅酸盐制品因此用石灰调成的石灰砂浆突出的优点是具有良好的可塑性。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性其主要原因是硬化时析出的硅酸凝胶nSiO2mH2O较多。相5：5Mg(OH)2MgCl2 8H2O，简称518一般中心部位拱起，边部下翘。2mm方孔筛筛余，%），2.3 水水 玻玻 璃璃 1.组成组成 2.生产生产22223OSiOONa SiONaCOCnn 在空气中的硬化在空气中的硬化OHSiOONa OHOSiOONa22322222mnCmCn 加入氟硅酸钠促使硬化加入氟硅酸钠促使硬化 1.粘结力强粘结力强 2.耐酸性好耐酸性好 3.耐热性好耐热性好 4.耐碱性和耐水性差
31、耐碱性和耐水性差 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，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，使用某些建筑物的室内墙面装修过
32、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合金窗上，造成了铝合金窗外表形成有损美观的斑迹。试到铝合金窗上，造成了铝合金窗外表形成有损美观的斑迹。试分析原因，应采取什么措施避免这类现象？分析原因，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；）铝合金表面涂塑保护；（3）认真文明施工。）认真文明施工。石膏制品表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？将天然石膏压蒸或煅烧加热
33、，可分别得到型半水石膏和型半水石膏。镁水泥的硬化体是由水化物318相和518相为主的晶体交叉连生而成的晶体网状结构。罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应小于3d。石灰砂浆B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。约为3MPa5MPa。石膏板是土木工程中使用量最大的一类板材。“陈伏”期间，灰浆表面应保有一层水分，隔绝空气，防止发生碳化反应。镁水泥可以轻易达到62.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、抗冻性差，所以不适用于室外使用。水玻璃不燃烧，高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。白云石：一般煅烧温
34、度控制在650750。氧化镁与水拌和后产生反应：建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质：以水玻璃为胶凝材料，选择耐酸骨料，配制耐酸砂浆、耐酸混凝土。产品标准：建筑消石灰粉JC/T 481一2013半水石膏颗粒 二水石膏晶体其表面微孔对声音传导或反射的能力也明显下降，因而具有较强的吸声能力。受力时，石膏制品很容易损坏。良好的保温隔热和吸声、吸湿功能硬化胀裂的主要技术表现为：凝结时间特别快，放热量大，早期强度发展快，而后期强度低，并伴有标准温度裂缝形态，特别是遇水后胀裂为碎块体，且硬化中心为粉状，毫无强度。2.4 镁质胶凝材料镁质胶凝材料 镁质胶凝
35、材料是由磨细的苛性苦土（MgO)或苛性白云石（MgO和CaCO3）为主要组成的一种气硬性胶凝材料。与其他胶凝材料不同，镁质胶凝材料在使用时不用水调和，必须用一定浓度的氯化镁溶液或其他盐类溶液来调和,其硬化体性质与MgO活性及水化产物的物相组成等多种因素有关。菱镁矿的化学成分举例菱镁矿的化学成分举例化学成分（化学成分（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOLoss辽宁辽宁0.670.191.010.1246.7851.39山东山东3.633.360.600.8945.7249.20一、镁质胶凝材料的原料一、镁质胶凝材料的原料1.天然菱镁矿（天然菱镁矿（MgCO3）2.天然白云石（天然白云石
36、（CaCO3MgCO3）3.蛇纹石（蛇纹石（3MgO2SiO22H2O）4.冶炼轻质镁合金的熔渣冶炼轻质镁合金的熔渣晶质菱镁矿晶质菱镁矿白云石白云石白云石白云石蛇纹石蛇纹石蛇纹石蛇纹石蛇纹石蛇纹石二、镁质胶凝材料的煅烧二、镁质胶凝材料的煅烧吸热反应吸热反应1.碳酸镁：在碳酸镁：在400开始分解，开始分解，600650分解反应剧烈进分解反应剧烈进行，实际生产的煅烧温度控制在行，实际生产的煅烧温度控制在800850。2.白云石：一般煅烧温度控制在白云石：一般煅烧温度控制在650750。MgO具有多孔结构，活性好。具有多孔结构，活性好。333332MgCOCaCOMgCOCaCOMgCOMgOCO轻
37、烧白云石轻烧白云石3.MgO的活性与煅烧温度的关系的活性与煅烧温度的关系MgO的晶格常数与煅烧温度的关系MgO的比表面积与烧成制度的关系晶胞尺寸比表面积1.1.氧化镁与水拌和后产生反应：氧化镁与水拌和后产生反应：三、三、镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能（1）氧化镁-水系统现象现象原因原因MgO+H2O=Mg(OH)2Text1、浆体凝结很慢、浆体凝结很慢2、硬化后强度很低、硬化后强度很低1、MgO溶解度小，水化过程缓慢溶解度小，水化过程缓慢导致硬化时间长。导致硬化时间长。2、若通过提高、若通过提高MgO内比表面积虽内比表面积虽可增加其溶解度，但相对过饱和度可增加
38、其溶解度，但相对过饱和度太大，产生结晶应力，使强度降低太大，产生结晶应力，使强度降低故苛性苦土应用受到限制 实验证明：用氯化镁溶液代替水来调制MgO时，可以加速其水化速度，并且能与之形成新的水化物相。这种新相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其过饱和度也相应降低。（2）氧化镁氯化镁-水系统这种用这种用MgCl2溶液调制的镁质胶凝材料材料就是目前广溶液调制的镁质胶凝材料材料就是目前广泛关注的氯化镁水泥，简称泛关注的氯化镁水泥，简称镁水泥镁水泥，也称索瑞尔水泥，也称索瑞尔水泥（Sorel Cement)。mMgOnMgCl26H2O+mMgOnMgCl26H2O+反应生成的氧氯化镁结晶速度比氢氧
39、化镁快，因而加反应生成的氧氯化镁结晶速度比氢氧化镁快，因而加速了镁质胶凝材料的凝结硬化速度，制品强度显著提高。速了镁质胶凝材料的凝结硬化速度，制品强度显著提高。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，凝结硬，则硬化太慢、强度也低。此外，凝结硬化对温度很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。化对温度很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。1.镁水泥的水化过程 MgO在MgCl2溶液中的水化反应可以用水化放热速率q随
40、时间t的变化率来描述。(J/gMgOh)q1t1t2t3q2q3 镁水泥水化反应速率取决于MgO的活性，且MgO和MgCl2的反应程度与镁水泥的强度发展规律一致。也可以把MgO结合氯离子的数量来反应水化程度和水化形成过程。现在较公认的水化相有现在较公认的水化相有“相相3”和和“相相5”相相3：3Mg(OH)2MgCl2 8H2O，简称，简称318相相5：5Mg(OH)2MgCl2 8H2O，简称，简称518 镁水泥的硬化体是由水化物镁水泥的硬化体是由水化物318相和相和518相为主的晶体相为主的晶体交叉连生而成的晶体网状结构。交叉连生而成的晶体网状结构。2、镁水泥的水化相、镁水泥的水化相mMg
41、OnMgCl26H2O+mMgOnMgCl26H2O+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。MgO的晶格常数与煅烧温度的关系配制耐酸、耐热砂浆和混凝土石灰是硬化缓慢的材料。菱苦土地面：防爆、防静电、不起尘军工、纺织、电子车间强度损失率可达60%-80%。但是抗压强度也因此下降。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？成因？半水石膏颗粒 二水石膏晶体抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性灰砂砖是目前我国积极推广的一种新型墙体材料。试分析原因，应采取什么措施避免这类现象？在干燥条件下具
42、有硬化快、强度高的特点。直接涂刷在粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料表面；一般中心部位拱起，边部下翘。可溶硬石膏CaSO4建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。部分二水石膏将溶解，发生局部溃散，故建筑石膏硬化时的耐水性较差。这部分过火石灰在消化、陈伏阶段中未完全熟化，以至于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸气继续熟化，造成体积膨胀。凝结硬化速度很快。3、镁水泥的硬化强度和抗水性、镁水泥的硬化强度和抗水性（一）硬化体强度（一）硬化体强度 在干燥条件下具有硬化快、强在干燥条件下具有硬化快、强度高的特点。度高的特点。镁水泥的硬化体为多孔结构，结构特性决定于水化物的类型和数量、水化物
43、之间的相互作用以及孔隙率的大小和孔径分布规律。图中曲线1在24h后强度的下降，主要由于体系中水化相的变化及晶体结构间的内应力引起的。然后又略有增长是由于镁水泥浆体中的过饱和度持续时间较长，新生成的水化物可以使结晶结构得到修复和发展。12 氯镁水泥氯镁水泥1与硅酸盐水泥与硅酸盐水泥2强度发展对比强度发展对比（二）抗水性（二）抗水性u 镁水泥制品的耐水性和耐久性差，吸湿性大，易返潮和镁水泥制品的耐水性和耐久性差，吸湿性大，易返潮和翘曲变形。其根本原因是水化物相翘曲变形。其根本原因是水化物相3和相和相5是不稳定的。是不稳定的。抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。强度损失率抗水性差，在潮湿条件下其强
44、度很快降低。强度损失率可达可达60%-80%。氯盐的吸湿性大，结晶接触点的溶解氯盐的吸湿性大，结晶接触点的溶解度高，水化物具有高的溶解度。度高，水化物具有高的溶解度。氯镁水泥掺氯镁水泥掺1%H3PO4与不掺时强度的发展与不掺时强度的发展表面涂防水层或掺表面涂防水层或掺入外加剂：如少量入外加剂：如少量磷酸或磷酸盐水溶磷酸或磷酸盐水溶性树脂性树脂曲线曲线2：掺入：掺入1%H3PO4曲线曲线1：MgO/MgCl2=5.7 H2O/MgO=3.3改用硫酸镁改用硫酸镁(MgSO47H2O)、和铁矾和铁矾(FeSO4)做调和剂后，做调和剂后，可以降低吸湿性，提高抗可以降低吸湿性，提高抗水性，但强度较用氯化
45、镁水性，但强度较用氯化镁低。低。1.放热量高放热量高 2.强度高、耐磨性好强度高、耐磨性好 3.快速凝结快速凝结4.耐高低温、抗盐卤腐蚀、抗渗性好耐高低温、抗盐卤腐蚀、抗渗性好。5.制品光泽度高制品光泽度高 1.优点优点 镁水泥制品一般都掺入粉煤灰、锯末、秸秆粉等，掺入量可达3060%；镁水泥材料在包装行业可制成包装箱代替木质包装箱，在建材行业可制成轻质瓦代替石棉瓦、窑烧瓦、琉璃瓦，或制成建材构件代替某些硅酸盐水泥制品；镁水泥制品已在包装材料、建筑材料、装饰材料、交通设施、水产养殖用品、巷道支护制品、耐火制品、音响制品、磨料磨具、代木家具制品等近二十个领域获得广泛的应用返卤是指镁水泥制品受潮时
46、，制品表面出现水珠或黏性的潮渍，当水珠或潮渍积累较多时，就会从制品上淌下来，俗称“淌潮”。镁水泥制品的翘曲变形表现最为明显，一般不规则形状的立体性制品，或厚度较大而幅度较小的平板制品，其变形较小或者不变开形，而大幅面薄型平板制品最容易发生翘曲变形。一般中心部位拱起，边部下翘。硬化体胀裂：它先是发生微裂纹，慢慢的微裂纹扩大加深，使制品慢慢碎裂，最终成为一堆碎片，完全报废。硬化胀裂的主要技术表现为：凝结时间特别快，放热量大，早期强度发展快，而后期强度低，并伴有标准温度裂缝形态，特别是遇水后胀裂为碎块体，且硬化中心为粉状，毫无强度。2.弊端弊端六六.镁质胶凝材料的应用镁质胶凝材料的应用v 菱苦土与植
47、物纤维能很好粘接，而且碱性较弱，不会腐蚀纤维。建筑工程中常用来配制菱苦土木屑浆和菱苦土木屑砂浆。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。v菱苦土木屑板、木丝板、刨花板 配比：木屑颜料填料菱苦土v菱苦土地面：防爆、防静电、不起尘军工、纺织、电子车间v菱苦土制品：门窗、楼梯扶手、包装箱【思考思考】:某宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多某宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数
48、月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因？裂纹。试分析上述现象产生的原因？【分析分析】：石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰硬化过程中，蒸发大量的游离水很多，但最主要的原因在于石灰硬化过程中，蒸发大量的游离水 而引起体积收缩的结果。而引起体积收缩的结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混
49、入了过火石灰。这部分过火石灰在消化、灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消化、陈伏阶段中未完全熟化，以至于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空陈伏阶段中未完全熟化，以至于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸气继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。气中的水蒸气继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。【思考思考】: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、道路的基层等潮湿部位？础的垫层、道路的基层等潮湿部位？【分析分析】：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。石灰土或三合土是由消石灰粉和粘
50、土等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压夯实，在潮湿环境中石灰与粘土加适量的水充分拌合后，经碾压夯实，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，生成具有水硬性的水化硅酸钙表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，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，适于在潮湿环境中使用。的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。
