1、模塊二模塊二 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料常見的建筑材料常見的建筑材料學習內容學習內容F 石灰石灰F 石膏石膏重難點重難點 凝結硬化原理凝結硬化原理 原料及生產，主要技術特性，工程應用原料及生產，主要技術特性，工程應用v膠凝材料膠凝材料(cements,binding materials)(cements,binding materials)膠膠凝凝材材料料有機膠凝材料：瀝青、樹脂、橡膠等有機膠凝材料：瀝青、樹脂、橡膠等無機膠凝材料無機膠凝材料氣硬性：氣硬性： 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： 各種水泥各種水泥石灰膏石灰膏 v原料：原料：v以含碳酸鈣為主的

2、天然巖石和化工副產品。以含碳酸鈣為主的天然巖石和化工副產品。v天然巖石主要有石灰石、大理石、白云石、方解石、天然巖石主要有石灰石、大理石、白云石、方解石、白堊、石灰華、白堊、石灰華、；v化工副產品主要有電石渣（消化電石而得）等化工副產品主要有電石渣（消化電石而得）等: :CaC2+2H2O=C2H2 +Ca(OH)2 主要原料、燒制及產品主要原料、燒制及產品2.1 石石 灰灰石灰的煅燒過程石灰的煅燒過程2.1 石石 灰灰CaCO3+178 103J/mol CaO+CO2 9001100 v最佳煅燒溫度、欠火石灰和過火石灰最佳煅燒溫度、欠火石灰和過火石灰v碳酸鈣的分解取決于溫度、壓力、介質和石

3、灰石原料碳酸鈣的分解取決于溫度、壓力、介質和石灰石原料的致密度及塊度的形狀和均勻度。的致密度及塊度的形狀和均勻度。v原料中含有的原料中含有的Mg O雜質對生石灰的制造也有影響，雜質對生石灰的制造也有影響，MgCO3比比CaCO3煅燒溫度低，因而先分解，等煅燒溫度低，因而先分解，等CaCO3分解時，分解時，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，影響了生石灰的性能。影響了生石灰的性能。v所以生石灰的所以生石灰的最佳煅燒溫度不是一成不變的最佳煅燒溫度不是一成不變的。 “ “欠火石灰欠火石灰”、“過火石灰過火石灰”煅燒溫度煅燒溫度過低過低或時間不足、或時間不足、原料尺寸過大原

4、料尺寸過大煅燒溫度煅燒溫度過高過高或時間過長或時間過長v 1. 濕消化：在消化槽中，給石灰塊和石灰粉不停的澆水，并濕消化：在消化槽中，給石灰塊和石灰粉不停的澆水，并不斷攪拌，直至放熱結束。不斷攪拌，直至放熱結束。v 2. 干消化：石灰工業企業中，常用到。干消化：石灰工業企業中，常用到。v 3. 加壓消化：常見于難消化的石灰，如硬燒石灰、鎂質石灰加壓消化：常見于難消化的石灰，如硬燒石灰、鎂質石灰等。等。v 4. 工業副產品：生產乙炔工業中：工業副產品：生產乙炔工業中：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，主要成分為消石灰粉，主要成分為Ca(OH)2，又稱，又稱“熟石灰熟石灰”。石灰膏石灰膏90011002COCaO塊狀生石灰塊狀生石灰加過量水消化加過量水消化磨細磨細加水拌合加水拌合加適量水消化、然后干燥加適量水消化、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漿或抹灰砂漿砂漿或抹灰砂漿v3石灰的石灰的“陳伏陳伏” 生石灰中，一些石灰石在燒制過程中由于礦石品質的不均勻生石灰中，一些石灰石在燒制過程中由于礦石品質的不均勻及溫度的不均勻，生成的生石灰中即有可能含有及溫度的不均勻，生成的生石灰中即有可能含有欠火石灰

6、欠火石灰和和過過水石灰水石灰。對于欠火石灰，降低了石灰的利用率，而對于過火石。對于欠火石灰，降低了石灰的利用率，而對于過火石灰，由于其表面常被粘土類雜質融化形成的玻璃釉狀物包裹，灰，由于其表面常被粘土類雜質融化形成的玻璃釉狀物包裹，熟化很慢，就有可能在實際工程應用中，石灰已經硬化，而過熟化很慢，就有可能在實際工程應用中，石灰已經硬化，而過火石灰才開始熱化，熱石灰體積比生石灰體積大火石灰才開始熱化，熱石灰體積比生石灰體積大12.5倍，引起倍，引起隆起和開裂。為了消除這一危害，就有必要將石灰漿，在儲存隆起和開裂。為了消除這一危害，就有必要將石灰漿，在儲存坑中坑中“陳伏陳伏”兩星期以上兩星期以上，等

7、待過火石灰的完全等待過火石灰的完全“熟化熟化”。 這是因為粉磨過程使過火石灰表面積大大增加這是因為粉磨過程使過火石灰表面積大大增加, ,與水熟化反與水熟化反應速度加快應速度加快, ,幾乎可以同步熟化幾乎可以同步熟化, ,而且又均勻分散在而且又均勻分散在生石灰粉生石灰粉中中, ,不至引起過火石灰的種種危害。不至引起過火石灰的種種危害。 原題原題: : 生石灰（又稱塊灰）加水熟化成石灰漿（氫氧化鈣和水）。使生石灰（又稱塊灰）加水熟化成石灰漿（氫氧化鈣和水）。使用前，應在儲灰坑中用前，應在儲灰坑中“陳伏陳伏”（ ）天以上，其目的是消除過火）天以上，其目的是消除過火石灰的危害，同時也得到良好的可塑性。

8、石灰的危害，同時也得到良好的可塑性。 答答 案案： A A7 7 B B1515 C C2121 D D3030原題原題: : 袋白灰袋白灰( (消石灰粉消石灰粉) )使用前也應進行陳伏處理是為了（使用前也應進行陳伏處理是為了（ ）。）。 提提 示：示： 建筑材料建筑材料( (單選題單選題3) 3) 答答 案案： A.A.有利于硬化有利于硬化 B.B.消除過火石灰的危害消除過火石灰的危害 C. C.提高漿體的可塑性提高漿體的可塑性 D.D.使用方便使用方便 石灰的技術性質石灰的技術性質(1) 良好的保水性：直徑約為良好的保水性：直徑約為1m的呈膠體分的呈膠體分散狀態的氫氧化鈣，其表面吸附一層較

9、厚的水膜。散狀態的氫氧化鈣，其表面吸附一層較厚的水膜。(2) 凝結硬化慢、強度低：碳酸鈣和氫氧化鈣凝結硬化慢、強度低：碳酸鈣和氫氧化鈣結晶體結晶體 。(3) 耐水性差：氫氧化鈣結晶易溶于水耐水性差：氫氧化鈣結晶易溶于水 。(4) 體積收縮大：蒸發大量的游離水。體積收縮大：蒸發大量的游離水。1石灰乳涂料石灰乳涂料v將熱化好的消石灰加入水稀釋，直接用于室內墻壁將熱化好的消石灰加入水稀釋，直接用于室內墻壁和天棚的涂料。和天棚的涂料。v加入各種耐堿顏料，可變成彩色涂料。加入各種耐堿顏料，可變成彩色涂料。v加入少量磨細加入少量磨細slag或或flyash ，提高其耐水性。，提高其耐水性。v加入明礬，氯化

10、鈣，聚乙烯醇等減少涂層粉化。加入明礬，氯化鈣，聚乙烯醇等減少涂層粉化。v2石灰砂漿石灰砂漿v 石灰膏石灰膏+砂砂+水水+拌制，既可用作砌筑砂漿又可用拌制，既可用作砌筑砂漿又可用作抹面。作抹面。v 石灰膏石灰膏+纖維纖維+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+砂堿砂堿炸渣等填料），多用于加固地面、密實地面，穩定炸渣等填料），多用于加固地面、密實地面，穩定地基。地基。v4制作硅酸鹽制品制作硅酸鹽制品v將石灰與硅質材料磨細后，一起加壓成型，再經過蒸汽將石灰與硅質材料磨細后，一起加壓成型，

11、再經過蒸汽養護，生成以水化硅酸鈣為主要產物的砼。養護，生成以水化硅酸鈣為主要產物的砼。v反應式如下：反應式如下：vCa(OH)2+SiO2+aqCaOSiO2aqv硅酸鹽砼制品有：灰砂磚、灰砂構件、加氣砼等。硅酸鹽砼制品有：灰砂磚、灰砂構件、加氣砼等。v5碳化石灰板碳化石灰板v將磨細生石灰、纖維狀填料或輕質骨料攪拌成型，然將磨細生石灰、纖維狀填料或輕質骨料攪拌成型，然后用后用CO2進行碳化，而成的一種輕質板材。進行碳化，而成的一種輕質板材。v6將生石灰用于惰性膠凝材料的激發劑。將生石灰用于惰性膠凝材料的激發劑。v7接觸硬化膠凝材料。接觸硬化膠凝材料。 2. 石灰的硬化石灰的硬化OH) 1(Ca

12、COOHCOCa(OH)23222nn? 3. 硬化的特點硬化的特點由此可見，石灰是一種硬化慢、強度低的氣硬性膠凝材料。由此可見，石灰是一種硬化慢、強度低的氣硬性膠凝材料。觀察與討論：觀察與討論：兩種已經硬化的石灰砂漿產生的裂紋有何差別？兩種已經硬化的石灰砂漿產生的裂紋有何差別？ 成因？成因？ 石灰砂漿石灰砂漿A為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時間不足，致使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作伏時間不足，致使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作時尚未水化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續水化成時尚未水化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續水化成Ca(OH)2，產生體積膨脹，從而

13、形成膨脹性裂紋。，產生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。 兩種已經硬化的石灰砂兩種已經硬化的石灰砂漿產生的裂紋有何差別？漿產生的裂紋有何差別？成因？成因？ 兩種已經硬化的石灰砂兩種已經硬化的石灰砂漿產生的裂紋有何差別？漿產生的裂紋有何差別？成因？成因？ 石灰砂漿石灰砂漿B B為網狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬為網狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過大，石灰過化過程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過大，石灰過多，易產生此類裂紋。多，易產生此類裂紋。 實例一實例一: 某住宅樓的內墻使用石灰砂漿抹面，數月后墻面上出現了許某住宅樓的內墻使用石灰砂漿抹面，數月后墻面上出現了許多不規

14、則的網狀裂紋，同時在個別部位還發現部分凸出的放射多不規則的網狀裂紋，同時在個別部位還發現部分凸出的放射狀裂紋，試分析原因。狀裂紋，試分析原因。實例二實例二： 某多層住宅樓室內抹灰采用的是石灰砂漿，交付使用后出現某多層住宅樓室內抹灰采用的是石灰砂漿，交付使用后出現墻面普遍鼓包開裂的，試分析其原因。欲避免這種情況發生，墻面普遍鼓包開裂的，試分析其原因。欲避免這種情況發生，應采取什么措施？應采取什么措施？v1消化時的溫度與石灰粒度消化時的溫度與石灰粒度v石灰在消化期間的溫度應注意石灰的粒度大小，研石灰在消化期間的溫度應注意石灰的粒度大小，研究結論指出，粒度較大的生石灰應在較低的溫度下究結論指出，粒度

15、較大的生石灰應在較低的溫度下消化，而粒度小的應在較高溫度下進行消化。這主消化，而粒度小的應在較高溫度下進行消化。這主要是與形成的石灰漿達到最好的塑性有關。要是與形成的石灰漿達到最好的塑性有關。v2石灰制品受潮后易溶解石灰制品受潮后易溶解，致使強度下降所以不宜致使強度下降所以不宜在潮濕環境中使用，若必須要用，就必須進行處理。在潮濕環境中使用，若必須要用，就必須進行處理。四、關于石灰用于建筑中的一些注意事項：四、關于石灰用于建筑中的一些注意事項： 建筑石灰的技術規范及分級建筑石灰的技術規范及分級 1. 保水性與可塑性好保水性與可塑性好 2. 硬化過程緩慢硬化過程緩慢 3. 硬化時體積收縮大硬化時體

16、積收縮大 4. 硬化后強度低硬化后強度低 5. 易受潮不宜貯存易受潮不宜貯存 6. 耐水性差耐水性差所以，所以， 石灰不宜在潮濕環境下使用；石灰不宜在潮濕環境下使用； 不宜用于重要建筑物基礎；不宜用于重要建筑物基礎； 石灰砂漿抹墻可產生一定的透氣性。石灰砂漿抹墻可產生一定的透氣性。 1. 石灰乳石灰乳 2. 石灰砂漿石灰砂漿 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. 硅酸鹽制品硅酸鹽制品灰砂空心墻體磚灰砂空心墻體磚蒸壓灰砂墻體磚蒸壓灰砂墻體磚灰灰砂砂墻墻體體磚磚輕輕質質保保溫溫灰灰砂砂磚磚灰砂磚工藝流程圖灰砂磚工藝流程圖（一）石灰的熟化與硬化（一）石

17、灰的熟化與硬化生石灰（塊灰）不能直接用于工程，使用前需要進行熟化。生石灰（生石灰（塊灰）不能直接用于工程，使用前需要進行熟化。生石灰（CaO）與水反應生成氫氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣Ca（OH）2（熟石灰，又稱消石灰）的過程，稱為石（熟石灰，又稱消石灰）的過程，稱為石灰的熟化或消解（消化）。石灰熟化過程中會放出大量的熱，同時體積增大灰的熟化或消解（消化）。石灰熟化過程中會放出大量的熱，同時體積增大12.5倍。根據加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。倍。根據加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。（二）石灰的技術性質（二）石灰的技術性質1.保水性好。在水泥砂漿中摻入石灰膏，配成混合砂

18、漿，可顯著提高砂漿保水性好。在水泥砂漿中摻入石灰膏，配成混合砂漿，可顯著提高砂漿的和易性。的和易性。2.硬化較慢、強度低。硬化較慢、強度低。1：3的石灰砂漿的石灰砂漿28d抗壓強度通常只有抗壓強度通常只有0.20.5MPa。3.耐水性差。石灰不宜在潮濕的環境中使用，也不宜單獨用于建筑物基礎。耐水性差。石灰不宜在潮濕的環境中使用，也不宜單獨用于建筑物基礎。4.硬化時體積收縮大。除調成石灰乳作粉刷外，不宜單獨使用，工程上通硬化時體積收縮大。除調成石灰乳作粉刷外，不宜單獨使用，工程上通常要摻入砂、紙筋、麻刀等材料以減小收縮，并節約石灰。常要摻入砂、紙筋、麻刀等材料以減小收縮，并節約石灰。5.生石灰吸

19、濕性強。儲存生石灰不僅要防止受潮，而且也不宜儲存過久。生石灰吸濕性強。儲存生石灰不僅要防止受潮，而且也不宜儲存過久。知識點回顧石灰知識點回顧石灰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 高強石膏高強石膏v 型半水石膏的型半水石膏的晶粒較粗晶粒較粗，也，也比較密比較密，因此比表面積較小，將，因此比表面積較小，將此種石膏加水硬化后，此種石膏加水硬化后，具有較高的密實度和強度具有較高的密實度和強度，3小時的抗壓小時的抗壓強度即可達到強度即可達到924MP

20、a，7天抗壓強度可達天抗壓強度可達15-40MPa，因此，因此，將之稱為高強石膏。將之稱為高強石膏。v 高強石膏在應用中，一般用于強度要求較高的抹灰工程，裝飾高強石膏在應用中，一般用于強度要求較高的抹灰工程，裝飾制品和石膏板，加入防水劑后，還可用于溫度較高的環境中，制品和石膏板，加入防水劑后，還可用于溫度較高的環境中，加入有機物如聚乙烯醇水溶液等可配制成粘結劑，其特點是無加入有機物如聚乙烯醇水溶液等可配制成粘結劑，其特點是無收縮。收縮。v 建筑石膏建筑石膏v 型半水石膏的晶體較細，所以調制成一定稠度的漿體時，型半水石膏的晶體較細，所以調制成一定稠度的漿體時，需水量也比型半水石膏的需水量大，導致

21、建筑石膏的孔隙需水量也比型半水石膏的需水量大，導致建筑石膏的孔隙率也大，因而強度較低。率也大，因而強度較低。v 在實際生產與工程中，建筑石膏的應用更廣泛一些。在實際生產與工程中，建筑石膏的應用更廣泛一些。 3. 建筑石膏的生產建筑石膏的生產 OH211OH21CaSO OH2CaSO22417010724常壓CCOH211OH21CaSO OH2CaSO22412424 蒸壓C 1. 建筑石膏的水化反應建筑石膏的水化反應 生成的二水硫酸鈣與生石膏分子式相同，但物理力學性能生成的二水硫酸鈣與生石膏分子式相同，但物理力學性能有差異。有差異。 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，所以二水石膏首先從飽和溶液中析晶沉淀，促使半水石膏繼續溶解，這一反首先從飽和溶液中析晶沉淀，促使半水石膏繼續溶解，這一反應過程連續不斷進行，直至半水石膏全部水化生成二水石膏。應過程連續不斷進行，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. 建筑石膏的凝結建筑石膏的凝結石膏水化硬化過程石膏水化硬化過程石膏水化硬化過程石膏水化硬化過程1. 膠凝理論膠凝理論2. 結晶理論結晶理論（1）半水石膏晶體結構中內在的殘余力將水）半水石膏晶體結構中內在的殘余力將水吸附吸附在顆粒的在顆粒的表面；表

23、面；（2）水進入半水石膏的細孔內，并保持物理吸附狀態，形）水進入半水石膏的細孔內，并保持物理吸附狀態，形成膠凝結構，這就是成膠凝結構，這就是初凝初凝；（3）水進入分子間或離子間間隙內，膠凝體發生）水進入分子間或離子間間隙內，膠凝體發生膨脹膨脹；（4）水由物理吸附狀態過渡到化學吸附狀態，產生水化作）水由物理吸附狀態過渡到化學吸附狀態，產生水化作用，溫度升高，形成二水石膏晶體，晶體逐漸長大，互相交用，溫度升高，形成二水石膏晶體，晶體逐漸長大，互相交錯形成密實結構，這就是錯形成密實結構，這就是終凝終凝。v 在各種化學變形體中，無水石膏先要生成半水石膏，然后在各種化學變形體中，無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 可溶性硬石膏相對來講反應活性最強。不溶性硬石膏單獨可溶性硬石膏相對來講反應活性最強。不溶性硬石膏單獨存在時不具有水化硬化能力，必須加入激發劑。而高溫煅存在時不具有水化硬化能力，必須加入激發劑。而高溫煅燒石膏由于含有少量石膏分解后的石灰，具有自激發性。燒石膏由于含有少量石膏分解后的石灰，具有自激發性。觀察與討論：觀察與討論：建筑石膏與石灰的凝結硬化對比建筑石膏與石灰的凝結硬化對比【討論討論】 從視頻可見，建筑石膏凝結過程很快，終凝時間不超過從視頻可見，建筑石膏凝結過程很快，終凝時間不超過30min；而石灰凝結慢。此外，石灰硬化后體積收縮，而石膏則；而石灰

25、凝結慢。此外，石灰硬化后體積收縮，而石膏則略有膨脹，膨脹率為略有膨脹，膨脹率為0.05%0.15%，此性質使石膏制品干燥時，此性質使石膏制品干燥時不開裂，光滑飽滿。石膏硬化后多孔，故強度較低。石灰水化形不開裂，光滑飽滿。石膏硬化后多孔，故強度較低。石灰水化形成成Ca(OH)2，強度也不高，碳化后強度才能提高，但這是一個緩，強度也不高，碳化后強度才能提高，但這是一個緩慢的過程。建筑石膏及石灰均為耐水性差的氣硬性膠凝材料，且慢的過程。建筑石膏及石灰均為耐水性差的氣硬性膠凝材料，且石膏吸濕、吸水性大。石膏吸濕、吸水性大。課外作業：課外作業：請觀察與對比經過半小時后的建筑石膏與石灰的凝結視頻，并請觀察

26、與對比經過半小時后的建筑石膏與石灰的凝結視頻，并分析兩者凝結硬化的差別。分析兩者凝結硬化的差別。 建筑石膏的技術指標有建筑石膏的技術指標有：陳化陳化v 由于新燒制的熟石膏為多相體的混合物，如建筑石膏在由于新燒制的熟石膏為多相體的混合物，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）為主，）為主，還有很多未燒的石膏及其他化合物，因此，性能很不穩定，還有很多未燒的石膏及其他化合物，因此，性能很不穩定，將其靜放一段時間后，待性能穩定以后在應用，這一過程將其靜放一段時間后，待性能穩定以后在應用，這一過程即為即為“陳化陳化”。()()()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變化礦物保溫吸濕再結晶- -bbIII性能穩定性能不穩定強度增加強度較低凝結時間正常凝結時間不正常減少標準稠度標準稠度較大變化性能生石膏生石膏煅燒煅燒熟石膏熟石膏陳化陳化510天天石膏成品石膏成品v 石膏的特點：石膏的特點：v （1）抗水性差：原因、軟化系數、解決途徑；）抗水性差：原因、軟化系數、解決途徑；v （2）強度較低；）強度較低；v （3）孔隙率高；）孔隙率高；v （4）顏色潔白、質感好；）顏色潔白、質感好；v （5）一定的防火性）一定的防火性 1. 凝結硬化速度快凝結硬化速度快 2. 硬化時體積膨脹硬化時體積膨脹 3. 輕質多孔，但強度低輕質多孔，但強度低 4

28、. 良好的保溫隔熱和吸聲、吸濕功能良好的保溫隔熱和吸聲、吸濕功能 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. 裝飾性和可加工性好裝飾性和可加工性好吊頂石膏板吊頂石膏板壓花石膏板壓花石膏板剛裝好的石膏板吊頂剛裝好的石膏板吊頂石膏裝飾制品石膏裝飾制品石膏制品背景墻石膏制品背景墻【現象現象】某住戶喜愛石膏制品，房間運用普通石膏浮雕板作裝飾。使用一某住戶喜愛石膏制品，房間運用普通石膏浮雕板作裝飾。使用一段時間后，客廳、臥室效果相當好，但廚房、廁所、浴室的石膏段時間后，客廳、臥室效果相當好，但廚房、廁所、浴室的石膏制品出現發霉變形。試分析原因。制品出現發霉變形。試分析

29、原因。【分析分析】廚房、廁所、浴室等處一般較潮濕，普通石膏制品具有強的吸濕廚房、廁所、浴室等處一般較潮濕，普通石膏制品具有強的吸濕性和吸水性，在潮濕的環境中，晶體間的粘結力削弱，強度下降、性和吸水性，在潮濕的環境中，晶體間的粘結力削弱，強度下降、變形，且還會發霉。變形，且還會發霉。 建筑石膏一般不宜在潮濕和溫度過高的環境中使用。欲提高建筑石膏一般不宜在潮濕和溫度過高的環境中使用。欲提高其耐水性，可于建筑石膏中摻入一定量的水泥或其它含活性其耐水性，可于建筑石膏中摻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。摻入有機防水劑也可改善的材料。如粉煤灰、石灰。摻入有機防

30、水劑也可改善石膏制品的耐水性。石膏制品的耐水性。【思考思考】 :建筑石膏及其制品為什么適用于室內，而不適用于室外使用？建筑石膏及其制品為什么適用于室內，而不適用于室外使用？【分析分析】 ：在室外使用建筑石膏制品時，必然要受到雨水冰凍等在室外使用建筑石膏制品時，必然要受到雨水冰凍等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗滲性差、的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗滲性差、抗凍性差，所以不適用于室外使用。抗凍性差，所以不適用于室外使用。 。2.3 水水 玻玻 璃璃中文名稱：硅酸鈉中文名稱：硅酸鈉 硅酸鈉的溶液名：硅酸鈉的溶液名：水玻璃水玻璃 英文別名：英文別名：Sodium

31、 metasilicatenonahydrate，Sodium metasilicate， Sodium silicate 俗稱俗稱泡花堿泡花堿，是一種水溶性硅，是一種水溶性硅酸鹽，其水溶液為水玻璃。其化學式酸鹽，其水溶液為水玻璃。其化學式為為R2On SiO2，式中，式中R2O為堿金屬氧為堿金屬氧化物，化物，n為二氧化硅與堿金屬氧化物為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數的比值，稱為水玻璃的模數。摩爾數的比值，稱為水玻璃的模數。 建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉（Na2On SiO2）的水溶液。）的水溶液。 鈉水玻璃分子式中的鈉水玻璃分子式中的n稱為水玻璃的模數，代表稱為水玻璃的

32、模數，代表Na2O和和SiO2的的摩爾比，是非常重要的參數。摩爾比，是非常重要的參數。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。當水中的溶解能力下降。當n大于大于3.0時，只能溶于熱水中，給使用時，只能溶于熱水中，給使用帶來麻煩。帶來麻煩。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 。最常用的是硅酸鈉和硅酸鉀兩種最常用的是硅酸鈉和硅酸鉀兩種(又稱鈉水又稱鈉水玻璃、鉀水玻璃玻璃、鉀水玻璃)也可將二者按比例混合，又叫混合水玻璃。也可將二者按比例混合，又叫混合水玻璃。 1. 組成組成n：氧化硅

33、與氧化鈉的分子比，它被稱為水玻璃的模數。：氧化硅與氧化鈉的分子比，它被稱為水玻璃的模數。水玻璃分類水玻璃分類v 1. 按模數大小：高模數水玻璃和低模數水玻璃按模數大小：高模數水玻璃和低模數水玻璃v 2. 按堿金屬氧化物：鉀水玻璃、鈉水玻璃和混合水玻璃；按堿金屬氧化物：鉀水玻璃、鈉水玻璃和混合水玻璃；v 3. 按融制時的原料，特別是堿金屬氧化物原料：純堿按融制時的原料，特別是堿金屬氧化物原料：純堿（碳酸鹽）水玻璃和硫酸鈉水玻璃；（碳酸鹽）水玻璃和硫酸鈉水玻璃；v 4. 改性水玻璃：摻有外加劑的水玻璃；改性水玻璃：摻有外加劑的水玻璃；v 5. 按水玻璃中二氧化硅含量多少，有中性和堿性水玻按水玻璃中

34、二氧化硅含量多少，有中性和堿性水玻璃璃水解后都為堿性。水解后都為堿性。工業上水玻璃形態有三種：工業上水玻璃形態有三種：v 塊狀或粉狀水玻璃，溶解慢，且易潮解。塊狀或粉狀水玻璃，溶解慢，且易潮解。v 含有化合水的固體水玻璃，稱為水合水玻璃，其溶解度含有化合水的固體水玻璃，稱為水合水玻璃，其溶解度大。大。v 由由而得的液體水玻璃，可與水按任意比例混合。而得的液體水玻璃，可與水按任意比例混合。 2. 生產生產v（一）原料：（一）原料：v1. SiO2 原料：石英砂、砂巖、燧石、硅藻土等；原料：石英砂、砂巖、燧石、硅藻土等；v2. Na2O原料：純堿原料：純堿(Na2CO3)、硫酸鈉、硫酸鈉(Na2S

35、O4)、苛性鈉苛性鈉(NaOH)、小蘇打、小蘇打(NaHCO3)等；等；v3. 其他原料：炭，在用硫酸鹽生產時采用。其他原料：炭，在用硫酸鹽生產時采用。蒸壓法：蒸壓法：（1）碳酸鹽熔融法）碳酸鹽熔融法22i22i3OOSONa OSNaCOCnn（國內多用碳酸鹽法）（國內多用碳酸鹽法）（2 2）硫酸鹽法）硫酸鹽法 在空氣中的硬化在空氣中的硬化有毒，有毒，使用要注意安全）使用要注意安全）摻量過多或過少的摻量過多或過少的都有弊端。都有弊端。OHOSONa OHOOSONa22i32222i2mnCmCn 加入氟硅酸鈉促使硬化加入氟硅酸鈉促使硬化v 水玻璃的模數和相對密度，對于凝結和硬化影響也很大水

36、玻璃的模數和相對密度，對于凝結和硬化影響也很大: 當模數高時，硅膠容易析出，水玻璃凝結硬化快。當模數高時，硅膠容易析出，水玻璃凝結硬化快。 當水玻璃相對密度小時，反應產物擴散速度快，水玻璃當水玻璃相對密度小時，反應產物擴散速度快，水玻璃凝結硬化速度也快。凝結硬化速度也快。 而而模數又低且相對密度又大時，凝結硬化就很慢。模數又低且相對密度又大時，凝結硬化就很慢。v 環境溫度和濕度對凝結硬化影響也大，溫度高、濕度低時環境溫度和濕度對凝結硬化影響也大，溫度高、濕度低時反應速度也加快。反應速度也加快。 1. 粘結力強粘結力強 2. 耐酸不耐堿耐酸不耐堿 3. 耐熱性好耐熱性好v1涂刷土木工程材料表面可

37、提高抗風化能力，并可摻入涂刷土木工程材料表面可提高抗風化能力，并可摻入耐堿顏料。耐堿顏料。v2配制防水劑。配制防水劑。v3配制水玻璃礦渣砂漿，修補磚墻、裂縫。配制水玻璃礦渣砂漿，修補磚墻、裂縫。v4用于加固土壤。用于加固土壤。v5堿礦渣砼中的堿。堿礦渣砼中的堿。v6配制耐酸砼。配制耐酸砼。v7. 配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。 1. 涂刷材料表面，提高抗風化能力涂刷材料表面，提高抗風化能力 2. 配制防水劑配制防水劑 3. 加固土壤加固土壤 4. 配制耐酸、耐熱砂漿和混凝土配制耐酸、耐熱砂漿和混凝土水玻璃性能的調配水玻璃性能的調配 因為水玻璃在工程中應用主要與其粘度和粘結

38、力有關，而因為水玻璃在工程中應用主要與其粘度和粘結力有關，而這兩點又分別與水玻璃的濃度和模數有關。這兩點又分別與水玻璃的濃度和模數有關。v 1不考慮濃度與模數改變，可不考慮濃度與模數改變，可加入尿素加入尿素，在不提高粘度的，在不提高粘度的同時，增加粘結力。同時，增加粘結力。v 2模數的調查：若水玻璃在使用中模數不合要求，導致粘模數的調查：若水玻璃在使用中模數不合要求，導致粘結力等性能不符，則通過加入結力等性能不符，則通過加入NaOH來降低模數來降低模數，或加入硅，或加入硅酸或無定形酸或無定形SiO2來提高模數。來提高模數。v 3濃度可通過加水稀釋或加熱濃縮來實現。濃度可通過加水稀釋或加熱濃縮來

39、實現。注意事項：注意事項：v 1運輸與存放的容器：運輸與存放的容器：v 不能用木質容器或用木塞：因為木材被堿性溶液浸蝕，使水玻不能用木質容器或用木塞：因為木材被堿性溶液浸蝕，使水玻璃著色而影響質量。璃著色而影響質量。v 不能用鍍鋅（不能用鍍鋅（Zn），因），因Zn太活潑，易與堿反應生成氫氣。太活潑，易與堿反應生成氫氣。v 故而可用玻璃桶、鐵桶、砼桶、塑料桶等。但不論何種容器，應故而可用玻璃桶、鐵桶、砼桶、塑料桶等。但不論何種容器，應注意密封，以防與注意密封，以防與CO2和和H2O反應，而表面結皮。反應，而表面結皮。v 2水玻璃在水玻璃在+10下有結冰的可能，故應保持貯存處溫度。下有結冰的可能，

40、故應保持貯存處溫度。v 3加入促硬劑（如加入促硬劑（如Na2SiF6）時應注意安全，）時應注意安全，NaSiF6為白色結為白色結晶，在水玻璃工地易當成白糖或食鹽。晶，在水玻璃工地易當成白糖或食鹽。v 4不能長時間敞開有放，由于表面水分蒸發，表面易結皮，結不能長時間敞開有放，由于表面水分蒸發，表面易結皮，結皮又因沉降作用而沉淀，從而影響質量。模數大的水玻璃易結皮。皮又因沉降作用而沉淀，從而影響質量。模數大的水玻璃易結皮。一、基本性能一、基本性能粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好，耐堿性和耐水性粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好，耐堿性和耐水性差差二、性狀二、性狀無色正交雙錐結晶或白色至灰白色

41、塊狀物或粉末。能風化。無色正交雙錐結晶或白色至灰白色塊狀物或粉末。能風化。在在100時失去時失去6分子結晶水。易溶于水，溶于稀氫氧化鈉溶液，分子結晶水。易溶于水，溶于稀氫氧化鈉溶液，不溶于乙醇和酸。熔點不溶于乙醇和酸。熔點40 48。低毒，儲存密封陰涼干燥保。低毒，儲存密封陰涼干燥保存。存。三、用途三、用途水玻璃的用途非常廣泛，幾乎遍及國民經濟的各個部門。水玻璃的用途非常廣泛，幾乎遍及國民經濟的各個部門。在化工系統被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸在化工系統被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉

42、狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產品，是硅化合物的基本原料。產品，是硅化合物的基本原料。知識點回顧水玻璃 土木工程中主要使用鈉水玻璃。當工程技術要求較高時也可采土木工程中主要使用鈉水玻璃。當工程技術要求較高時也可采用鉀水玻璃。優質純凈的水玻璃為無色透明的粘稠液體，溶于水。用鉀水玻璃。優質純凈的水玻璃為無色透明的粘稠液體，溶于水。當含有雜質時呈淡黃色或青灰色。當含有雜質時呈淡黃色或青灰色。 土木工程中常用水玻璃的密度一般為土木工程中常用水玻璃的密度一般為1.361.50g/cm3，相當于，相當于波美度波美度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）加上純堿（）加上純堿（Na2CO3），在），在13001400的高溫下煅燒生成液體硅酸鈉的高溫下煅燒生成液體硅酸鈉 ，從爐出料口流出、制塊或，從爐出料口流出、制塊或水淬成顆粒。再在高溫或高溫高壓水中溶解，制得溶液狀水玻璃水淬成顆粒。再在高溫或高溫高壓水中溶解，制得溶液狀水玻璃產品。產品。 觀察與討論：觀察與討論：水玻璃與鋁合金窗表面的斑跡水玻璃與鋁合金窗表面的斑跡【討論】 （1）鋁合金制品不耐酸堿；）鋁合金制品不耐酸堿； （2）水玻璃呈強堿性。）水玻璃呈強堿性。 當含堿涂料與鋁合金接觸時，引起鋁合金窗表面發生腐蝕當含堿涂料與鋁合金接觸時

44、，引起鋁合金窗表面發生腐蝕反應，使鋁合金表面銹蝕而形成斑跡。反應，使鋁合金表面銹蝕而形成斑跡。某些建筑物的室內墻面裝修過程中我們可以觀察到，使用以水某些建筑物的室內墻面裝修過程中我們可以觀察到，使用以水玻璃為成膜物質的膩子作為底層涂料，施工過程往往散落到鋁玻璃為成膜物質的膩子作為底層涂料，施工過程往往散落到鋁合金窗上，造成了鋁合金窗外表形成有損美觀的斑跡。試分析合金窗上，造成了鋁合金窗外表形成有損美觀的斑跡。試分析原因，應采取什么措施避免這類現象？原因，應采取什么措施避免這類現象？【措施】 （1）表面使用酸堿性比較大的涂料；）表面使用酸堿性比較大的涂料； （2）鋁合金表面涂塑保護；）鋁合金表面

45、涂塑保護； （3）精心、文明施工。）精心、文明施工。【思考思考】 :水玻璃的化學組成是什么？水玻璃的模數、密度（濃度）對水玻水玻璃的化學組成是什么？水玻璃的模數、密度（濃度）對水玻璃的性能有什么影響？璃的性能有什么影響？【分析分析】 ：【思考思考】 :水玻璃的化學組成是什么？水玻璃的模數、密度（濃度）對水玻水玻璃的化學組成是什么？水玻璃的模數、密度（濃度）對水玻璃的性能有什么影響？璃的性能有什么影響？【分析分析】： （續）（續）填空題填空題1.膠凝材料按照化學成分分為膠凝材料按照化學成分分為（有機膠凝材料）（有機膠凝材料）和和（無機膠凝（無機膠凝材料）材料）兩類。無機膠凝材料按照硬化條件不同分

46、為（氣硬性膠兩類。無機膠凝材料按照硬化條件不同分為（氣硬性膠凝材料）和（水硬性膠凝材料）兩類。凝材料）和（水硬性膠凝材料）兩類。2.建筑石膏的化學成分是建筑石膏的化學成分是（-2CaSO4.H2O），），高強石膏的化高強石膏的化學成分為學成分為（-2CaSO4.H2O），），生石膏的化學成分為生石膏的化學成分為（CaSO4.2H2O）。）。3.建筑石膏按建筑石膏按（ 細度細度 ）、（）、（ 強度強度 ）、（凝結時間）分為（優）、（凝結時間）分為（優等品）、（一等品）和（合格品）等品）、（一等品）和（合格品）三個質量等級。三個質量等級。4.生石灰的熟化是指生石灰的熟化是指（CaO+H2O=Ca(

47、OH)2）。）。熟化過程的特熟化過程的特點：一是點：一是（體積劇烈膨脹），（體積劇烈膨脹），二是二是（放出大量熱）。（放出大量熱）。5.生石灰按照煅燒程度不同可分為生石灰按照煅燒程度不同可分為（欠火石灰）、（過火石灰）（欠火石灰）、（過火石灰）和和（正火石灰）；（正火石灰）；按照按照MgO含量不同分為含量不同分為（鈣質石灰）（鈣質石灰）和和（鎂（鎂質石灰）。質石灰）。6.石灰漿體的硬化過程，包含了石灰漿體的硬化過程，包含了（干燥）、（結晶）和（碳化）（干燥）、（結晶）和（碳化）三個交錯進行的過程。三個交錯進行的過程。7.石灰按成品加工方法不同分為石灰按成品加工方法不同分為（塊狀生石灰）、（生石

48、灰（塊狀生石灰）、（生石灰粉）、（消石灰粉）、（石灰膏）、（石灰漿）粉）、（消石灰粉）、（石灰膏）、（石灰漿）五種。五種。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標指標（CaO+MgO）的含量劃分為的含量劃分為（優等品）、（一等品）和（優等品）、（一等品）和（合格品）（合格品）三個質量等級。三個質量等級。9.水玻璃的特性是水玻璃的特性是（粘結力強）、（耐酸性好）和（耐熱性（粘結力強）、（耐酸性好）和（耐熱性高）。高）。10.水玻璃的凝結硬化較慢，為了加速硬化，需要加入水玻璃的凝結硬化較慢，為了加速硬化，需要加入（氟硅（氟硅酸鈉）