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1、会计学1无机胶凝材料项目化教程石灰及其他气硬无机胶凝材料项目化教程石灰及其他气硬性胶凝材料性胶凝材料1 1 石灰石灰概述概述第1页/共61页石灰（石灰（CaO）的分类）的分类pp 根据使用性质分为根据使用性质分为（主要由粘土杂质造成）：（主要由粘土杂质造成）：（主要由粘土杂质造成）：（主要由粘土杂质造成）：气硬性石灰气硬性石灰 水硬性石灰（含水硬性活性物质）水硬性石灰（含水硬性活性物质）pp 根据成品加工方法分为根据成品加工方法分为（注意成分不同）：（注意成分不同）：（注意成分不同）：（注意成分不同）：块状生石灰块状生石灰 生石灰粉生石灰粉 消石灰粉消石灰粉 石灰浆石灰浆pp 根据根据消化速度
2、消化速度的快慢：的快慢：（1 1）快速消化石灰快速消化石灰：消化速度在消化速度在l0minl0min以内以内；（2 2）中速消化石灰）中速消化石灰：消化速度在消化速度在1030min1030min之间之间；（3 3）慢速消化石灰）慢速消化石灰：消化速度在消化速度在30min30min以上。以上。第2页/共61页2 2 石灰的原料石灰的原料第3页/共61页n n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 石灰的原料石灰的原料天然原料:石灰石,方解石、大理石（纯纯度度高高）、贝壳、珍珠、蛋壳、白垩等工业副产品：电石渣、制碱残渣第4页/共61页生石灰的生产生石灰的生产uu
3、生石灰也称建筑石灰。原料有天然原料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（石灰岩和白云岩）和化工副产品（电石电石渣渣，CaCOCaCO3 3）uu 根据煅烧程度可分为根据煅烧程度可分为欠火石灰欠火石灰、正火石灰正火石灰、过火石灰过火石灰。900 CaCO3 =CaO +CO2生石灰第5页/共61页正火石灰：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
4、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。第6页/共61页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。第7页/共61页3 3 石灰石的锻烧及石灰的结构特性石灰石的锻烧及石灰的结构特性第8页/共61页pp 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+C
5、O2一、碳酸钙的分解反应一、碳酸钙的分解反应一、碳酸钙的分解反应一、碳酸钙的分解反应第9页/共61页一、碳酸钙的分解反应一、碳酸钙的分解反应一、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898oC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。分解反应是可逆的第10页/共61页二、碳酸钙的分解设备二、碳酸钙的分解设备二、碳酸钙的分解设备二、碳酸钙的分解设备立窑第11页/共61页二、碳酸钙的分解温度pp工业上为提高效率，提高石
6、灰石产量，往往采工业上为提高效率，提高石灰石产量，往往采用用高于理论分解温度高于理论分解温度的温度进行煅烧。一般石的温度进行煅烧。一般石灰石的煅烧温度波动在灰石的煅烧温度波动在1000-12001000-1200o oC C之间。之间。pp影响碳酸钙煅烧温度的因素：影响碳酸钙煅烧温度的因素：n n致密程度：致密程度：石灰石越致密，煅烧温度越高；石灰石越致密，煅烧温度越高；n n料块大小：料块大小：小块的石灰石煅烧得快；小块的石灰石煅烧得快；n n料块形状：料块形状：球状、立方形、柱状、片状依次分解速率减球状、立方形、柱状、片状依次分解速率减慢；慢；n n杂质：杂质：粘土杂质粘土杂质中的二氧化硅
7、与中的二氧化硅与CaOCaO反应生成反应生成C C2 2S S、CACA、C C2 2F F，这些化合物可使石灰石分解温度下降，这些化合物可使石灰石分解温度下降（主动降低）。（主动降低）。菱镁矿（菱镁矿（MgCOMgCO3 3）杂质：）杂质：在保证在保证CaCOCaCO3 3分解完全前提下，分解完全前提下，降低煅烧温度降低煅烧温度（被动降低）（被动降低）。第12页/共61页四、氧化钙的活性和结构的关系四、氧化钙的活性和结构的关系四、氧化钙的活性和结构的关系四、氧化钙的活性和结构的关系（重点）（重点）（重点）（重点）pp碳酸钙加热分解的三个阶段（碳酸钙加热分解的三个阶段（D.R.D.R.格拉森试
8、验）格拉森试验）1.1.碳酸钙的分解，碳酸钙的分解，形成具有碳酸钙晶格形态的氧化钙形成具有碳酸钙晶格形态的氧化钙，称，称为亚稳氧化钙，内比表面积逐渐增加；为亚稳氧化钙，内比表面积逐渐增加；2.2.亚稳的氧化钙再结晶，亚稳的氧化钙再结晶，形成面心立方体氧化钙晶体形成面心立方体氧化钙晶体，这，这时内比表面积达到最高点，时内比表面积达到最高点，CaOCaO具有最高活性；具有最高活性；3.3.再结晶的再结晶的氧化钙烧结氧化钙烧结，烧结过程伴随，烧结过程伴随晶体长大晶体长大，这时内，这时内比表面积降低，比表面积降低，CaOCaO活性降低。活性降低。第13页/共61页由内比表面积分析碳酸钙加热分解的三个阶
9、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。第14页/共61页由晶格结构分析碳酸钙加热分解的三个阶段I.I.CaCOCaCO3 3中中COCO3 32-2-分解出分解出COCO2 2，CaCa2+2+和和O O2-2-仍停留在仍停留在CaCOCaCO3 3原来位置上，原来位置上，形成假晶氧化钙；形成假晶氧化钙；II.II.CaCa2+2+和和O O2-2-化合形成面心立方体结构的化合形成面心立方体结构的CaOCaO，即假晶氧化钙再结晶；，即假晶
10、氧化钙再结晶；III.III.CaOCaO晶体的烧结，晶粒长大。晶体的烧结，晶粒长大。第15页/共61页4 4 石石灰的水化反应灰的水化反应（重点）（重点）（重点）（重点）第16页/共61页一、石灰的水化反应过程及影响因素一、石灰的水化反应过程及影响因素一、石灰的水化反应过程及影响因素一、石灰的水化反应过程及影响因素pp石灰的水化反应（可逆反应）（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，亦称为程，即石灰的水化反应，亦称为“消化消化”、“熟化熟化”。CaO+HCaO+H2 2O Ca(OH)O Ca(OH
11、)2 2+64.9kJ+64.9kJ pp 石灰水化反应的条件 石石灰灰水水化化是是可可逆逆反反应应，反反应应的的方方向向取取决决于于温温度度及及周周围围介介质质中中水蒸气压力水蒸气压力。生生生生石石石石灰灰灰灰消消消消化化化化后后后后产产产产物物物物尚尚尚尚不不不不明明明明确确确确。生生生生石石石石灰灰灰灰用用用用过过过过量量量量的的的的水水水水形形形形成成成成石石石石灰灰灰灰膏。膏。膏。膏。石灰、生石灰消石灰、熟石灰、石灰膏、石灰浆第17页/共61页影响石灰水化反应的因素1.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，具有较大的内比表面积，CaO晶粒较小，其水化反应能力比含有一定
12、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CaCO3第18页/共61页2.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 第19页/共61页控制石灰水化时体积变化的措施：1.石灰细度2.水灰比3.介质温度4.石膏掺合料为什么？为什么？第20页/共61页三、石灰的消化方法pp消石灰粉：人工、机械消石灰粉：人工、机械pp石灰浆：陈伏石灰浆：陈伏2 2周以上周以上陈伏：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
13、，这个过程称为“陈伏”。否则，未水化的石灰颗粒将混砂浆中，在砂浆应用之后熟化，体积膨胀，致使已硬化的砂浆产生“崩裂”或“鼓包”现象，影响工程质量。第21页/共61页石灰主要产品石灰主要产品石灰主要产品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。第22页/共61页重点内容回顾重点内容回顾o石灰水化特点石灰水
14、化特点o控制石灰水化时体积变化的措控制石灰水化时体积变化的措施施第23页/共61页石灰的硬化石灰的硬化uu干燥：干燥：干燥：干燥：石灰浆内多余水分蒸发或被砌石灰浆内多余水分蒸发或被砌石灰浆内多余水分蒸发或被砌石灰浆内多余水分蒸发或被砌体吸收；体吸收；体吸收；体吸收；uu结晶：结晶：结晶：结晶：CaCa（OHOH）2 2从饱和溶液中析出，从饱和溶液中析出，从饱和溶液中析出，从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。晶体互相交叉连生，从而提高强度。晶体互相交叉连生，从而提高强度。晶体互相交叉连生，从而提高强度。（结晶硬化结晶硬化结晶硬化结晶硬化）uu碳化：碳化：碳化：碳化：CaCa（OHO
15、H）2 2空气中的空气中的空气中的空气中的COCO2 2发生发生发生发生化学反应，形成化学反应，形成化学反应，形成化学反应，形成CaCOCaCO3 3使石灰的强度使石灰的强度使石灰的强度使石灰的强度逐渐提高。（逐渐提高。（逐渐提高。（逐渐提高。（碳化硬化碳化硬化碳化硬化碳化硬化）CaCa（OHOH）2 2+CO+CO2 2+nH+nH2 2OO CaCOCaCO3 3+(n+1)H+(n+1)H2 2OO 由于空气中的二氧化碳量少，碳化不由于空气中的二氧化碳量少，碳化不由于空气中的二氧化碳量少，碳化不由于空气中的二氧化碳量少，碳化不充分，且缓慢充分，且缓慢充分，且缓慢充分，且缓慢。第24页/共
16、61页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）。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
17、，未水化的石灰颗。否则，未水化的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。第25页/共61页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。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.硬化
18、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）。）。第26页/共61页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，
19、多，多余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。第27页/共61页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）第28页/共61页7 石灰的技术指标及应用（重点）第29页/共61页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
20、，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/T621-2009硅酸盐建硅酸盐建筑制品用生石灰筑制品用生石灰；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。第30页/共61页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
21、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 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）2.82.32.02.82.32.0第31页/共61页2.2.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
22、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,（%）7.012.018.07.012.018.0第32页/共61页3.3.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
23、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%）。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
24、余,(%)310153101531015第33页/共61页4.4.石灰取样石灰取样 产品标准：产品标准：石灰取样方法石灰取样方法（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个点）；输送口及包
25、装机口用取样铲取样，每袋（或每个点）取样量不少于铲取样，每袋（或每个点）取样量不少于500g500g；总量不；总量不少于少于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，份，每份不少于每份不少于2kg2kg，总量不少于，总量不少于24kg24kg。第34页/共61页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
26、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)、粉煤灰砖及粉煤灰砌块等硅酸盐、粉煤灰砖及粉煤灰砌块等硅酸盐建筑制品建筑制品用的生石灰。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 第35页/共61页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第36页/共61页石灰的应用石灰的应用第37页/共61页石灰的应用石灰的应用品种品种适用范围适用范
27、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）调调制制石石灰灰砌砌筑筑砂砂浆浆或或抹抹面面砂砂浆浆；配配置置无无熟熟料料水水泥泥（石石灰灰矿矿渣渣水水泥泥、石石灰灰粉粉煤煤灰灰水水泥泥、石石灰灰火火山山灰灰水水泥泥等等）；制制作作硅硅酸酸盐盐制制品品（如如灰灰砂砂砖砖等等）；制制作作碳碳化化制制品品（如如碳碳化化石石灰灰空空心心板板）；石石灰灰土土（灰灰土土）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
28、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 石石第38页/共61页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
29、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。第39页/共61页项目三项目三 镁质胶凝材料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。第40页/共61页镁质胶凝材料镁质胶凝材料菱苦土菱苦土n n
30、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)冶炼镁合金的熔渣冶炼镁合金的熔渣(MgO(MgO含量含量25%)25%)第41页/共61页n n菱苦土的生产菱苦土的生产 镁质胶凝材料是将菱镁矿或镁质胶凝材料是将菱镁矿或镁质胶凝材料是将菱镁矿或镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。煅白云石经煅烧、磨细而制成。煅白云石经煅烧、磨细而制成。煅白云石经煅烧、磨细而制成。煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。烧的菱
31、苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。苛性白云石为白色粉末。苛性白云石为白色粉末。苛性白云石为白色粉末。联系石灰理解菱苦土过烧过烧MgO的危害？的危害？第42页/共61页n n菱苦土的水化硬化菱苦土的水化硬化 一般与一般与一般与一般与MgClMgCl2 2溶液按一定比例溶液按一定比例溶液按一定比例溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但吸湿性混合，硬化快，强度高。但吸湿性混合，硬化快，强度高。但吸湿性混合，硬化快，强度高。但吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主强，耐水性差。形成的水化产物主强，耐水性差。形成的水化产物主强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧化镁。要为氯氧化镁和氢
32、氧化镁。要为氯氧化镁和氢氧化镁。要为氯氧化镁和氢氧化镁。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）的掺量一般为菱苦土的土的55%60%。掺量太大掺量太大则凝结速度过快，且收缩大、则凝结速度过快，且收缩大、强度低。强度低。掺量过少掺量过少，则硬化太慢、强度也低。此外，温，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。度对凝结硬化很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。I.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，它疏松而无胶凝性，硬化慢且强度低。无胶凝性，硬化慢且强度低。II.故常用故常用MgCl2等
33、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。第43页/共61页菱苦土的应用菱苦土的应用uu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。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。uu菱苦土板材用于机械包装材料，可以菱苦土板材用于机械包装材料，可以菱苦土板材用于机械包装材料，可以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节约大量木材。与木屑制备菱镁混凝节约大量木材。与木屑制备菱镁混凝节约大量木材。与木屑制备菱镁混凝土，配入竹筋等制成混凝土构件，作土，
34、配入竹筋等制成混凝土构件，作土，配入竹筋等制成混凝土构件，作土，配入竹筋等制成混凝土构件，作包装箱板、建筑门窗、活动房等。包装箱板、建筑门窗、活动房等。包装箱板、建筑门窗、活动房等。包装箱板、建筑门窗、活动房等。uu只能用于干燥状态下，而不能受潮、只能用于干燥状态下，而不能受潮、只能用于干燥状态下，而不能受潮、只能用于干燥状态下，而不能受潮、遇水或酸性介质侵蚀的部位。遇水或酸性介质侵蚀的部位。遇水或酸性介质侵蚀的部位。遇水或酸性介质侵蚀的部位。uu玻璃纤维增强氯氧镁水泥，作瓦和板玻璃纤维增强氯氧镁水泥，作瓦和板玻璃纤维增强氯氧镁水泥，作瓦和板玻璃纤维增强氯氧镁水泥，作瓦和板材等。材等。材等。材
35、等。第44页/共61页项目四项目四 水玻璃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。也可将二者按比例混合，又叫混合水玻璃。合水玻璃。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。第45页/共61页水玻璃分类水玻璃分类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；3.按融制
36、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46页/共61页水玻璃水玻璃 水玻璃的组成水玻璃的组成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碱金属氧化物碱金属氧化物和和和和二氧化硅二氧化硅二氧化硅二氧化硅化化化化
37、合而成的一种可溶于水的硅酸盐。合而成的一种可溶于水的硅酸盐。合而成的一种可溶于水的硅酸盐。合而成的一种可溶于水的硅酸盐。根据碱金属氧化物的不同根据碱金属氧化物的不同，水玻璃，水玻璃有：有：硅酸钠水玻璃（硅酸钠水玻璃（Na2OnSiO2）、）、硅酸钾水玻璃硅酸钾水玻璃2nSiO2）、硅酸锂）、硅酸锂水玻璃（水玻璃（Li2OnSiO2）等品种，最常）等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃。用的是硅酸钠水玻璃。水玻璃模数水玻璃模数第47页/共61页水玻璃的生水玻璃的生产产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。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
38、两种。湿法湿法湿法湿法：R R2 2OOnSiOnSiO2 2+H+H2 2O O 水玻璃水玻璃水玻璃水玻璃 干法干法干法干法：R R2 2OOnSiOnSiO2 2 R R2 2O nSiOO nSiO2 2 R R2 2O nSiOO nSiO2 2+H+H2 2O O 水玻璃水玻璃水玻璃水玻璃第48页/共61页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，生成反应，生成无定型的硅酸凝胶，随着水分挥无定型的硅酸凝胶，随着水分挥发干燥，硅酸凝胶转变成发干燥，硅酸凝胶转变成SiO2而而硬化。硬化。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%1
39、5%的促硬剂氟硅酸钠。的促硬剂氟硅酸钠。第49页/共61页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：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.A.A.黏结力强、强度较高黏结力强、强度较高黏结力强、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，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，因而具有较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，因而具有较高的黏结力和强度。高的黏结力和强度。高的黏结力和强
40、度。高的黏结力和强度。B.B.B.B.耐酸性好耐酸性好耐酸性好耐酸性好-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。的几乎所有的无机和有机酸。的几乎所有的无机和有机酸。第50页/共61页C.C.耐热性好耐热性好耐热性好耐热性好-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，硬化后形成的二氧化硅网状
41、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。在高温下强度下降不大。在高温下强度下降不大。D.D.耐碱性和耐水性差耐碱性和耐水性差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NaNa2 2OOn nSiOSiO2 2。由于。由于。由于。由于SiOSiO2 2和和和和NaNa2 2OOn nSiOSiO2 2均可以溶于碱，均可以溶于碱，均可以溶
42、于碱，均可以溶于碱，且且且且NaNa2 2OOn nSiOSiO2 2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、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。不耐水。不耐水。第51页/共61页（）用用作作涂涂料料:涂涂刷刷材材料料表表面面直直接接将将液液体体水水玻玻璃璃涂涂刷刷在在建建筑筑物物表表面面，或或涂涂刷刷粘粘土土砖砖、硅硅酸酸盐盐制制品品、水水泥泥混混凝凝土土等等多多孔孔材材料料，可可使使材材料料的的密密实实度度、强强度度、抗抗渗渗性性、耐耐水水性性均均得得到到提高。提高。这这是是因因为为水水玻玻璃璃与与材材料料中中的的
43、a(OH)2反反应应生生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。u但但水水玻玻璃璃不不得得用用来来涂涂刷刷或或浸浸渍渍石石膏膏制制品品。因因为为水水玻玻璃璃与与石石膏膏反反应应生生成成硫硫酸酸钠钠（Na2SO4），在在制制品品孔孔隙内结晶膨胀，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。第52页/共61页（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（钾铝矾）、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各
44、份，溶于溶于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。这份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在种防水剂可以在1min内凝结内凝结,适用于堵塞漏适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。洞、缝隙等局部抢修。第53页/共61页（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
45、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。第54页/共61页（）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
46、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。第55页/共61页注意事项注意事项n n1 1运输与存放的容器：运输与存放的容器：n n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，使使水玻璃着色而影响质量。水玻璃着色而影响质量。n n不能用镀锌（不能用镀锌（ZnZn），因），因ZnZn太活泼，易与碱反应生成氢气。太活泼，易与碱反应生成氢气。n n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，应注意密封，以防与应注意密封，以防与COCO2 2和和H H2 2O O反应，而表面结皮。反应，而
47、表面结皮。n n2 2水玻璃在水玻璃在+10+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。n n3 3加加入入促促硬硬剂剂（如如NaNa2 2SiFSiF6 6）时时应应注注意意安安全全，NaSiFNaSiF6 6为为白白色色结结晶，在水玻璃工地易当成白糖或食盐。晶，在水玻璃工地易当成白糖或食盐。n n4 4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作用用而而沉沉淀淀，从从而而影影响响质质量量。模模数数大大的的水水玻玻璃璃易结皮易结皮。第56页/共61页【气硬性胶凝材料案例分析气硬性胶
48、凝材料案例分析】第57页/共61页【案例案例案例案例1 1 1 1】石灰砂浆的裂纹石灰砂浆的裂纹石灰砂浆的裂纹石灰砂浆的裂纹 n n请观察图中请观察图中A A、B B两种已经硬化的石灰砂浆产生的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。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第58页/共61页课堂练习：课堂练习：作业作业作业作业2 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：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？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？作业作业作业作业3 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：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？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？石灰硬化过程？石灰硬化过程？第59页/共61页结束结束第60页/共61页