1、第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料 (The Air-hardening Inorganic Binding Materials),第一節(jié) 石膏,第二節(jié) 石灰,第三節(jié) 菱苦土,第四節(jié) 水玻璃,思考題,膠凝材料的發(fā)展歷史,膠凝材料的發(fā)展歷史(the history of binding materials),（1）粘土?xí)r期：距今六千多年的半坡原始公社遺址，其圍墻就是用粘土建造的；古科威特城全用粘土建成，完好保持至今。而古希臘的建筑是用石塊而不用任何膠結(jié)料堆砌而成。,（2）石膏時期：古埃及人于公元前3600年建造金字塔時，將雪花石膏煅燒成熟石膏，再用水、河砂制成石膏砂漿，用花崗巖砌筑成146米高的正方錐體

2、。,第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,（3）石灰時期：由于石灰煅燒溫度比石膏高很多，而燃料短缺，因此石灰的使用比石膏遲一些。希臘在上古時代就已使用石灰；古羅馬人從古希臘學(xué)來使用石灰，砌墻的一些羅馬砂漿保持至今。我國古人于公元前220年修建長城時，用石灰、砂、粘土配成三合土，灑水夯實筑成城墻。,膠凝材料的發(fā)展歷史(the history of binding materials),（4）石灰火山灰時期：古希臘人用圣多倫島的火山凝灰?guī)r（即圣多倫土）磨細(xì)后與石灰、砂混合，所得砂漿強(qiáng)度高、抗水性好。古羅馬人用火山凝灰?guī)r（質(zhì)量最好的產(chǎn)于普佐里，因而被稱為普佐蘭那(puzzolana,火山灰質(zhì)材料)）加石灰制成

3、砂漿，建造了萬神殿（墻厚20英尺，圓頂跨度142英尺）、水渠（總長359英里）、克羅遜斗獸場、龐貝城等著名建筑。在中世紀(jì)（十二十四世紀(jì)），隨著陶瓷生產(chǎn)的發(fā)展，人們開始將廢陶瓷、碎磚瓦磨細(xì)后與石灰混合使用，并將這種人工火山灰質(zhì)材料稱為水泥。石灰與火山灰質(zhì)材料混合使用的做法延續(xù)至今，即硅酸鹽混凝土。,第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,膠凝材料的發(fā)展歷史(the history of binding materials),（5）水硬性石灰時期：1756年，英國工程師約翰斯米頓（John Smeaton）奉命在海上重建一個燈塔（Eddystone Lighthouse），他研究了石灰火山灰質(zhì)材料的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)

4、：凡是質(zhì)量好的石灰，石灰石中均含有相當(dāng)數(shù)量的粘土。這是第一次揭示了水硬性石灰(hydraulic lime)的性質(zhì)。1796年，約瑟夫派克（Joseph Perker）用龜甲石（一種粘土質(zhì)石灰石）燒成了羅馬水泥(Roman cement)。,第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,膠凝材料的發(fā)展歷史(the history of binding materials),（6）波特蘭水泥時期：1818年，法國人維卡（L.J.Vicat）在研究水硬性石灰中發(fā)現(xiàn)，用白堊與粘土加水濕磨后煅燒，能制成一種人工水硬性石灰。這可視作現(xiàn)代波特蘭水泥(Portland cement)制造的雛形。1824年10月21日，英國建

5、筑工人約瑟夫阿斯普?。↗oseph Aspdin）獲得了生產(chǎn)波特蘭水泥的專利。當(dāng)時的波特蘭水泥標(biāo)號不足5MPa，而目前在50 MPa左右。目前水泥有100多種。波特蘭水泥的發(fā)明，開創(chuàng)了膠凝材料的新紀(jì)元，從此，天然石材在建筑上的黃金時代就一去不復(fù)返了。,第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,第一節(jié) 石膏(gypsum),石膏是以硫酸鈣(calcium sulphate)為主要成分的氣硬性膠凝材料。石膏具有許多優(yōu)越的建筑性能，因此是一種有著悠久發(fā)展歷史和廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)建筑材料，而且在發(fā)展新型建筑材料方面也發(fā)揮出積極作用。石膏與石灰、水泥并稱三大膠凝材料。石膏是一種低能耗膠凝材料（建筑石膏的煅燒溫度16020

6、0，石灰10001200，水泥1450。），其生產(chǎn)能耗比水泥低78%、比石灰低65%。,第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,一、石膏的種類(The kinds of gypsum),石膏膠凝材料的種類有：建筑石膏、高強(qiáng)石膏、無水石膏水泥、高溫煅燒石膏。建筑工程中最常用的是建筑石膏。,按硬化特點，石膏分為快硬石膏膠凝材料（建筑石膏、高強(qiáng)石膏）和慢硬石膏膠凝材料（無水石膏、高溫煅燒石膏）。,能提高石膏溶解度的物質(zhì)是速凝劑(accelerator)（NaCl、Na2SO4、K2SO4等），能降低石膏溶解度的物質(zhì)是緩凝劑(retarder)（硼砂、紙漿

7、廢液、甲基硅酸鈉等）。,第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,二、石膏的生產(chǎn)(The production of gypsum),生產(chǎn)石膏膠凝材料的原料(raw material)是：天然二水石膏、天然無水石膏、化工石膏（如磷石膏、氟石膏、脫硫石膏等）。,生產(chǎn)工藝(technology)：原料 煅燒 脫水 磨細(xì) 石膏膠凝材料,根據(jù)加熱溫度和脫水條件的不同，可得到石膏的不同變體：天然二水石膏加熱后形成半水石膏；繼續(xù)加熱形成脫水半水石膏；繼續(xù)加熱形成可溶性硬石膏；繼續(xù)加熱形成不溶性硬石膏；繼續(xù)加熱形成高溫煅燒石膏；加熱到1495以上，石膏分解成CaO、SO2、O2。,第二章 氣

8、硬性無機(jī)膠凝材料,第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,三、建筑石膏的硬化機(jī)理 (The hardening mechanism of plaster of Paris),建筑石膏與適量水混合，成為具有一定流動性和可塑性的石膏漿。此時，半水石膏與水反應(yīng)，生成二水石膏并放出熱量（放熱量為石灰的五分之一）。二水石膏從過飽和溶液中不斷以膠體微粒析出，半水石膏不斷水化，漿體中水分逐漸減少，使?jié){體失去可塑性，產(chǎn)生凝結(jié)(setting)；隨著水分進(jìn)一步減少，石膏膠體凝聚并逐漸轉(zhuǎn)變成晶體，晶體長大并相互搭接、交錯、連生，使?jié){體產(chǎn)生強(qiáng)度并不斷增長，稱為硬化(hardening)。,第一節(jié)

9、石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,四、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)(The technical properties of plaster),（1）凝結(jié)硬化快：加水后30分鐘內(nèi)完全凝結(jié)，一星期左右能完全硬化（室內(nèi)自然干燥條件下）?？杉尤胪饧觿┱{(diào)節(jié)凝結(jié)硬化速度。,（2）成型性好：石膏漿體在凝結(jié)硬化初期會產(chǎn)生體積微膨脹（0.05%0.15%），且干燥時不開裂，因此可不摻加填料而單獨使用。石膏硬化后，表面致密光滑，制品尺寸準(zhǔn)確、輪廓清晰，適于制作復(fù)雜圖案花型的裝飾制品。石膏制品尺寸穩(wěn)定，加工性能好，可鋸、可釘、可刨、易于修補(bǔ)。,（3）輕質(zhì)：石膏硬化體的孔隙率50%60%（均為微細(xì)的毛細(xì)孔，開孔

10、結(jié)構(gòu)），表觀密度400900kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)?。?.1210.205W/(mK)，是磚的三分之一），保溫隔熱性和吸聲性好，強(qiáng)度較低。,第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,（4）防火性能良好：石膏本身為不燃材料，且傳熱慢，其水化產(chǎn)物含21%重量的結(jié)晶水，當(dāng)遇火災(zāi)溫度超過100時，結(jié)晶水開始脫水分解，吸收熱量蒸發(fā)，在面向火源的表面產(chǎn)生一層水蒸汽幕，能延緩溫升和火勢蔓延，耐火時間達(dá)23小時。但石膏制品的使用溫度最好不超過60，以免水分蒸發(fā)造成強(qiáng)度降低。,（5）具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性：石膏導(dǎo)熱系數(shù)小、熱容量大，可形成舒適的表面溫度。由于其孔隙率大及開孔結(jié)構(gòu)，所以有較高的透水蒸汽

11、的性能，可調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度。這一性能也稱為“呼吸功能” ，與木材相似。,四、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)(The technical properties of plaster),第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,（6）耐水性及抗凍性差：軟化系數(shù)0.20.3。石膏硬化體的孔隙率大，吸水性強(qiáng)，二水石膏微溶于水，在潮濕環(huán)境下，晶體粒子間結(jié)合力減弱，強(qiáng)度顯著下降。在石膏中摻入適量的水硬性材料（如水泥）、活性摻合料（如礦渣、石灰、粉煤灰、硅藻土）或聚合物可改善其耐水性。例：石膏4060%+礦渣2540%+水硬性摻合料1520%+石灰12%=石膏水泥火山灰質(zhì)膠結(jié)料，具有水硬性，28天強(qiáng)度比純石

12、膏高23倍。,（7）塑性變形大：尤其在彎曲荷載下徐變嚴(yán)重。一般不用于承重構(gòu)件。,四、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)(The technical properties of plaster),第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,建筑石膏的性能應(yīng)符合建筑石膏（GB9776-88）的規(guī)定。建筑石膏按產(chǎn)品名稱、抗折強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)號的順序進(jìn)行產(chǎn)品標(biāo)記，如：建筑石膏 2.5 GB9776。,建筑石膏在儲運(yùn)過程中不得受潮、混入雜物，不同等級石膏應(yīng)分別儲運(yùn)。儲存期為三個月。,四、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)(The technical properties of plaster),第一節(jié) 石膏(gypsum),第

13、二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,五、建筑石膏的應(yīng)用(The applications of plaster),（1）室內(nèi)抹灰、粉刷。,（2）裝飾制品，如：線條、浮雕板、雕塑等。,（3）多孔石膏制品，如：泡沫石膏、加氣石膏等，用于保溫隔熱、隔聲、降低建筑物自重。,（4）復(fù)合石膏制品，如：摻加輕質(zhì)多孔填料（膨脹珍珠巖、鋸末）或外加劑以減輕自重、降低導(dǎo)熱性；摻加纖維（玻璃纖維、紙筋、麻絲、甘蔗渣）或表面貼紙以提高抗折強(qiáng)度、降低脆性；摻加活性混合材（水泥、礦渣、粉煤灰、石灰、有機(jī)物）以改善耐水性、強(qiáng)度。制品品種有：板（實心板、蜂窩板、抽孔板、穿孔板）、砌塊等。復(fù)合石膏制品在發(fā)展新型建筑功能材料方面將發(fā)揮積極

14、作用。,第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,六、其他石膏簡介(An introduction of other gypsums),1、高強(qiáng)石膏,高強(qiáng)石膏是將二水石膏在0.13MP壓力、125飽和蒸汽下蒸煉制得，主要成分是型半水石膏（-CaSO40.5H2O）。其需水量比建筑石膏少，因此強(qiáng)度高。因生產(chǎn)需蒸壓設(shè)備，其價格也高于建筑石膏。,高強(qiáng)石膏主要用于強(qiáng)度要求較高的抹灰工程、裝飾制品、模型和石膏板。還可摻入有機(jī)材料（聚乙烯醇、聚醋酸乙烯）配成粘結(jié)劑，其特點是粘結(jié)性強(qiáng)、無收縮。,高強(qiáng)石膏根據(jù)其凈漿強(qiáng)度值劃分標(biāo)號。,第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,2、

15、無水石膏水泥,無水石膏水泥是將天然硬石膏或二水石膏煅燒過程中生成的不溶性硬石膏，加入適量激發(fā)劑共同磨細(xì)所制得，又稱硬石膏水泥。按強(qiáng)度分為50、100、150、200、250、300六個標(biāo)號。,適用激發(fā)劑(stimulator)有：硫酸鹽（硫酸鈉、硫酸氫鈉）、石灰、煅燒白云石、?；郀t礦渣等。激發(fā)劑使不溶性硬石膏遇水后表面生成不穩(wěn)定的復(fù)雜水化物，這些水化物隨后分解成二水石膏和含水鹽類，二水石膏再不斷結(jié)晶析出使?jié){體凝結(jié)硬化。,無水石膏水泥與建筑石膏相比，凝結(jié)速度較慢，需水量較少，硬化后孔隙率較小。,無水石膏水泥主要用于制作石膏板及其他制品、抹面灰漿等。,六、其他石膏簡介(An introducti

16、on of other gypsums),第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,3、高溫煅燒石膏,高溫煅燒石膏是將天然二水石膏或天然無水石膏在8001000煅燒后磨細(xì)而得。其主要成分是CaSO4及少量CaO。,高溫煅燒石膏凝結(jié)硬化速度慢、需水量最小，強(qiáng)度、耐磨性、抗水性較好，宜用作地板，故也稱地板石膏。,六、其他石膏簡介(An introduction of other gypsums),第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,4、工業(yè)附產(chǎn)石膏的資源化利用,按產(chǎn)出行業(yè)和品種，我國目前產(chǎn)生的工業(yè)附產(chǎn)石膏(by-product gypsum)分為9種：脫硫石膏

17、、磷石膏、檸檬酸石膏、鹽石膏、味精石膏、銅石膏、氟石膏、鈦石膏、添加劑石膏。,據(jù)2003年的資料統(tǒng)計，我國每年排出的工業(yè)廢渣石膏約1380萬噸，相當(dāng)于全國天然石膏開采量的35%，其中磷石膏1000萬噸，脫硫石膏200萬噸，檸檬酸石膏80萬噸，其他化學(xué)石膏100萬噸。為了減少酸雨的危害，國家規(guī)定電廠要設(shè)置脫硫裝置，預(yù)計到2010年我國脫硫石膏產(chǎn)量將達(dá)1500萬噸，工業(yè)廢渣石膏總產(chǎn)量達(dá)3500萬噸。,六、其他石膏簡介(An introduction of other gypsums),第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,4、工業(yè)附產(chǎn)石膏的資源化利用,我國目前對工業(yè)附產(chǎn)石膏的利

18、用率約3%。主要用途：經(jīng)漂洗烘干后，用于水泥工業(yè)做緩凝劑；經(jīng)漂洗甩干后，用于生產(chǎn)型石膏，以及生產(chǎn)石膏砌塊、板材等制品； 直接用于農(nóng)業(yè)，做土壤改良劑；直接用于筑路的路基材料；用磷石膏做原料，生產(chǎn)硫酸和水泥。,工業(yè)附產(chǎn)石膏的利用中存在的主要問題有：工業(yè)廢渣中的有害殘留物（磷、酸、氯鹽等）影響石膏的質(zhì)量（強(qiáng)度低或凝結(jié)時間長）；對磷石膏進(jìn)行漂洗需耗用大量的水（每洗1噸渣需2.55噸水），且污水無法處理。,六、其他石膏簡介(An introduction of other gypsums),參閱： 全國工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用技術(shù)協(xié)作網(wǎng)。,第一節(jié) 石膏(gypsum),第

19、二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,4、工業(yè)附產(chǎn)石膏的資源化利用,脫硫石膏為灰、黃色粉狀物，粒徑4060m，含水率1015%。其材料組成中，二水硫酸鈣含量在90%以上，還含有粉煤灰、碳、碳酸鈣、硫酸鹽等。參見“脫硫灰渣的背景知識”。,天然石膏與脫硫石膏相比較，化學(xué)組成相近，品位相當(dāng)；制成的建筑石膏性能相比較，標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時間相差不大，但脫硫石膏的強(qiáng)度較高 。脫硫石膏制成的建筑石膏，其水化產(chǎn)物結(jié)晶體為柱狀、結(jié)構(gòu)緊密，使硬化體的表觀密度較大（比天然石膏高1020%），因此強(qiáng)度較高。,脫硫石膏(desulfurized gypsum),六、其他石膏簡介(An introduction of other gy

20、psums),第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,4、工業(yè)附產(chǎn)石膏的資源化利用,煙氣脫硫工藝有多種，不同工藝產(chǎn)生的脫硫石膏的化學(xué)組成、性能差別較大。其中，石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術(shù)最成熟，所產(chǎn)生的石膏性能也最好，應(yīng)用最普遍。,如果將脫硫石膏用做水泥緩凝劑，可在產(chǎn)出地將脫硫石膏制成顆粒，然后作為原料運(yùn)到水泥廠。如果將脫硫石膏用于生產(chǎn)粉刷石膏、石膏砌塊、紙面石膏板等成品，應(yīng)在產(chǎn)出地將脫硫石膏制成半水石膏，以商品的形式供應(yīng)給生產(chǎn)企業(yè)。,六、其他石膏簡介(An introduction of other gypsums),脫硫石膏(desulfurized gypsum),第一

21、節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,4、工業(yè)附產(chǎn)石膏的資源化利用,磷石膏是磷酸及磷肥類工業(yè)產(chǎn)生的固體廢渣，一般每生產(chǎn)1噸磷酸約產(chǎn)生56噸磷石膏，每生產(chǎn)1噸磷酸二銨約產(chǎn)生2.55噸磷石膏。我國每年磷石膏排放量達(dá)1500萬噸。,磷石膏因含有825%的水分而呈漿體狀，顆粒粒徑5150m，外觀呈灰白、灰黃、淺綠等顏色，其中二水硫酸鈣含量7090%，還含有磷酸鹽等有害成分。,磷石膏(phosphogypsum),寧夏建材研究院開發(fā)的新技術(shù)，采用高溫快速煅燒（340380）的方法，使磷石膏中的有害成分轉(zhuǎn)化為活性較低的鹽類，再配合使用激發(fā)劑，使磷石膏產(chǎn)品的性能較好。,六、其他石膏簡介(An

22、 introduction of other gypsums),第一節(jié) 石膏(gypsum),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,4、工業(yè)附產(chǎn)石膏的資源化利用,拓展閱讀文獻(xiàn):,六、其他石膏簡介(An introduction of other gypsums),脫硫石膏轉(zhuǎn)化為建筑石膏的應(yīng)用研究，王裕銀等，磚瓦，2010.4.P35-38,磷石膏的物化特征及其作為建筑材料的性能研究，趙 拉等，貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010.3.P13-19,石膏砌塊的發(fā)展現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，婁廣輝等，磚瓦世界，2009.12.P33-35,第二節(jié) 石灰(lime),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,在鐘乳洞內(nèi)的石灰?guī)r上燒火后

23、，下面的灰用水拌和后能凝固，從此古人開始使用石灰。古埃及的金字塔就是用石灰砂漿將石頭砌筑而成的。石灰因其原料分布廣、生產(chǎn)工藝簡單、使用方便、成本低等優(yōu)點，自古至今在建筑上一直得到廣泛使用。,石灰是一種硬化慢、強(qiáng)度低、收縮大、耐水性差，而保水性和可塑性良好的氣硬性膠凝材料。,第二節(jié) 石灰(lime),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,一、石灰的種類(The kinds of lime),建筑石灰的市售品種有塊狀生石灰(quicklime )、磨細(xì)生石灰粉、消石灰(hydrated lime, slaked lime)粉、石灰漿（膏）。,煅燒(calcine)生石灰：CaCO3 CaO + CO2 （吸

24、熱反應(yīng)）,二、石灰的生產(chǎn)(The production of lime),生產(chǎn)石灰的原材料是：石灰石(limestone)、白云石(dolomite)、白堊(chalk)等天然材料，以及電石渣、堿渣等化工廢料。,煅燒生石灰時，理論溫度900960，實際煅燒溫度約10001200。若煅燒溫度過低、煅燒時間不足，則CaCO3不能完全分解，將生成欠火石灰；若煅燒溫度過高、煅燒時間過長，則導(dǎo)致巖石礦物熔融，將生成過火石灰。,第二節(jié) 石灰(lime),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,三、石灰的熟化與硬化(The hydration and hardening of lime),生石灰遇水，劇烈放熱，體積膨脹

25、。,石灰的熟化（或消解、水化）(slake)： CaO + H2O = Ca(OH)2 （放熱反應(yīng)）,石灰消解反應(yīng)快，放熱量大而迅速（生石灰消解最初1小時的放熱量是半水石膏的10倍，是普硅水泥1天放熱量的9倍。），體積急劇膨脹（生石灰加水后半小時內(nèi)，體積增大12.5倍?？衫糜谑覙?、建筑物拆除等），因此石灰漿體難以像石膏、水泥那樣在水化過程中形成凝聚結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在實際使用中，將水化和硬化分段進(jìn)行，先消解，再使用。,過火石灰的消解速度較慢，工地上通過對石灰的陳伏來消除過火石灰的危害。,第二節(jié) 石灰(lime),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,三、石灰的熟化與硬化(The hydration and

26、hardening of lime),石灰漿體在空氣中逐漸硬化，包括兩個同時進(jìn)行的過程：干燥及結(jié)晶、碳化。,（1）干燥(drying)及結(jié)晶(crystallization)硬化：石灰漿在干燥過程中，游離水失去導(dǎo)致毛細(xì)管緊縮，使氫氧化鈣顆粒相互靠攏、搭接，同時氫氧化鈣從過飽和溶液中結(jié)晶析出。,（2）碳化(carbonation)硬化：氫氧化鈣與潮濕空氣中的二氧化碳反應(yīng)，生成不溶于水的碳酸鈣晶體。,第二節(jié) 石灰(lime),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,三、石灰的熟化與硬化(The hydration and hardening of lime),上述結(jié)晶硬化是由內(nèi)向外進(jìn)行，而碳化硬化是由表向里進(jìn)

27、行，隨著水分的失去，內(nèi)外晶體相互交織，逐漸緊密，構(gòu)成緊密交織的結(jié)晶網(wǎng)，使石灰漿體變硬并產(chǎn)生強(qiáng)度。,由于空氣中二氧化碳濃度很低，碳化產(chǎn)物致使石灰漿體結(jié)構(gòu)更加致密，因此碳化過程非常緩慢。,石灰漿干燥硬化產(chǎn)生的強(qiáng)度不高，遇水即消失；結(jié)晶硬化形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的接觸點溶解度較高，遇水引起強(qiáng)度下降；碳化硬化速度很慢，在石灰硬化體中大部分是尚未碳化的氫氧化鈣，微溶于水。因此，石灰耐水性極差，不宜用于潮濕環(huán)境或易受水浸泡的部位。石灰在硬化過程中體積顯著收縮，因此一般不單獨使用，常摻入砂、紙筋、麻刀等。,第二節(jié) 石灰(lime),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,四、石灰的應(yīng)用(The applications of

28、 lime),（1）制作石灰乳涂料和砂漿：通常將生石灰熟化成熟石灰。熟化的石灰膏加入過量的水制成石灰乳，可用于墻面粉刷。石灰膏摻入適量的砂或水泥、砂，制成石灰砂漿或混合砂漿，可用于墻體砌筑或抹面。石灰膏摻入紙筋、麻刀，制成石灰灰漿，可用于內(nèi)墻或頂棚抹面。,（2）配制灰土或三合土：將消石灰粉或生石灰粉與粘土按一定比例拌合，制成灰土（或石灰土），若再加砂（或爐渣、石屑等）即成三合土，經(jīng)夯實，可用于道路、建筑物的墊層。消石灰粉與粉煤灰、碎石拌制成“三渣”也常用于道路工程。,第二節(jié) 石灰(lime),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,四、石灰的應(yīng)用(The applications of lime),（3）

29、生產(chǎn)硅酸鹽制品：以石灰（生石灰粉或消石灰粉）和硅質(zhì)材料（天然砂、粉煤灰、?；郀t礦渣、爐渣等）為原料，經(jīng)加水拌合、成型、養(yǎng)護(hù)等工序而制成的建筑材料，統(tǒng)稱為硅酸鹽制品(silicate products)。如：灰砂磚(sand-lime brick)、粉煤灰砌塊(fly ash block)等，用作墻體材料。用生石灰粉與玻璃纖維、爐渣，可制成輕質(zhì)碳化石灰空心板，用于內(nèi)隔墻板等。,常溫常壓下，天然石英砂與石灰?guī)缀醪划a(chǎn)生反應(yīng)。在高溫堿性水熱介質(zhì)條件下，石英砂表面的結(jié)晶態(tài)SiO2與液相中的Ca(OH)2相結(jié)合，生成多種水化硅酸鈣(calcium silicate hydrates，縮寫為C-S-H)，

30、這些水化物從溶液中析出結(jié)晶，與Ca(OH)2晶體連生，產(chǎn)生膠凝作用，將砂粒包覆、膠結(jié)，形成堆聚結(jié)構(gòu)。,第三節(jié) 菱苦土(magnesia),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,菱苦土是一種鎂質(zhì)膠凝材料，主要成分是氧化鎂（MgO）。菱苦土屬氣硬性無機(jī)膠凝材料，耐水性較差。,將菱鎂礦石(magnesite)在6001000下煅燒（理論溫度600650），產(chǎn)生MgO。生產(chǎn)中將MgO含量75%、淺黃色、活性較高的正燒產(chǎn)品稱為輕燒菱鎂粉，常用于配制氯氧鎂水泥；雜質(zhì)含量多、MgO含量較低、灰色、活性較差的菱鎂粉稱為苦土粉，常用于土法生產(chǎn)菱苦土制品。,第三節(jié) 菱苦土(magnesia),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,菱

31、苦土遇水發(fā)生水化反應(yīng)，生成Mg(OH)2，并放熱。用水調(diào)和的漿體，凝結(jié)硬化很慢，強(qiáng)度也很低，所以常用氯化鎂溶液作調(diào)和劑，性能應(yīng)達(dá)到地面與樓面工程施工及驗收規(guī)范（GBJ2009-83）的要求。,第三節(jié) 菱苦土(magnesia),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料,MgO- MgCl2-H2O三元膠凝體系也稱氯氧鎂水泥(magnesium oxychloride cement)或鎂水泥，于1867年由Sorel發(fā)明，又稱索列爾水泥。氯氧鎂水泥的優(yōu)點：凝結(jié)硬化快（終凝26小時，1天抗壓強(qiáng)度2040 MPa），凈漿強(qiáng)度高（抗壓強(qiáng)度110MPa，抗折強(qiáng)度20 MPa），防火，不需濕養(yǎng)護(hù)，易加工成型，能與各種有機(jī)、無機(jī)纖維復(fù)合等；缺點：耐水性差（軟化系數(shù)0.40.6），遇水易變形、起霜返潮。由于氯氧鎂水泥資源豐富，生產(chǎn)能耗低（僅為硅酸鹽水泥的1/4），性能優(yōu)良，因此具有很大發(fā)展?jié)摿?。近百年來，各國專家為改善氯氧鎂水泥的耐水性進(jìn)行了大量研究，已取得較大進(jìn)展。,第三節(jié) 菱苦土(magnesia),第二章 氣硬性無機(jī)膠凝材料