第二章.气硬性胶凝材料.ppt

1、第二章.气硬性胶凝材料,主要内容2.1 石灰2.2 石膏2.3 水玻璃重难点凝结硬化原理原料及生产，主要技术特性，工程应用,1.胶凝材料定义：指在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，又称胶结料。,沥青、树脂、橡胶,拌水后只能在空气中硬化,拌水后既能在空气中硬化 又能在水中硬化,概 述,2.胶凝材料的发展简史,泥巴墙不抗水 强度低,石块、砖用石灰粘结,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。石灰为何能产生胶凝性？,古罗马万神庙,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。为何？ （潜在水

2、硬性）,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。现在，水泥已成为现代人类生活中不可缺少的物资了。,1.石灰的生产,2.1 石 灰,主要原料：石灰石、白云石、白垩、贝壳等。 烧制及产品：,主要原料、烧制及产品,温度过低或温度分布不均匀 欠火石灰温度太高 过火石灰,特点：外部为正常煅烧的石灰，残留有未烧透的内核 氧化钙含量低，粘结能力差，降低了石灰的利用率,煅烧温度过低 或时间不足、 原料尺寸过大,煅烧温度过高 或时间过长,特点：石灰表面出现裂纹或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色灰黑；质地致密，熟化慢，硬化后体积膨胀，引起鼓包和开裂,石灰煅烧窑,生石灰粉,消石灰粉，

3、主要成分为Ca(OH)2，又称“熟石灰”。,石灰膏,块状生石灰,用于拌制石灰土、三合土,用于拌制石灰砌筑砂浆或抹灰砂浆,2.石灰的熟化与硬化,熟化（消化）：工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为熟(消)石灰氢氧化钙的过程。,1. 石灰的熟化,特点：速度快；体积膨胀（1-2.5倍）；放出大量的热,石灰熟化示意图,石灰的“陈伏”,为消除过火石灰的危害，生石灰熟化成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，使过火石灰充分熟化，这一过程称为石灰的“陈伏”。“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。思考：磨细生石灰不经陈伏可直接使用，为什么？这是因为粉磨过程使过火石灰表面积大大增

4、加,与水熟化反应速度加快,几乎可以同步熟化,而且又均匀分散在生石灰粉中,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。,石灰浆A,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？,石灰浆B,两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别？成因？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

5、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(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。 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。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。,石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由以下两个同时进行的过程来完成的： 结晶作用（干燥硬化）：游离水分蒸发或被砌体吸收，Ca(OH)2以结晶形态析出，浆体逐渐失去塑性。 碳化作用（碳化硬化）：Ca(OH)2与空气中的CO2与水化合生成CaCO3晶体，释出水分并被蒸发：,2. 石灰的硬化,碳化作用实际上是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙，所以

6、这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。,结晶自里向表，碳化自表向里；速度慢（通常需要几周的时间）；体积收缩大（容易产生收缩裂缝）；,3. 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。,产品标准：建筑生石灰 JC/T 479-2013 钙质生石灰（MgO5%），镁质生石灰（MgO5%） 将 JC/T 479和480两个合并，CL代表钙质生石灰；ML代表镁质生石灰 ；Q表示石灰块；OP表示石灰粉；,建筑生石灰的技术指标,3.石灰的技术要求,产品标准：建筑消石灰粉JC/T 481一2013 分类：钙质消石灰粉（MgO5%）HCL，镁质消石灰粉（MgO5%）HML,建筑消石灰粉的

7、技术指标,4.石灰的技术特性,生石灰熟化为石灰浆时，形成了颗粒极细的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚水膜。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。 工程应用：,1. 保水性与可塑性好,一种常见的改善水泥砂浆可塑性的方法,石灰是硬化缓慢的材料。,2. 硬化过程缓慢,石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩、开裂，所以除调成石灰乳作为薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩、提高抗裂能力和节约石灰。,3. 硬化时体积收缩大,石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0

8、.20.5MPa。,4. 硬化后强度低,为充分消化石灰，获得较好的塑性，拌制石灰的用水量较大，石灰凝结硬化时多余水分蒸发，会留下大量孔隙，因而其密实性很差。,块状石灰放置太久，会吸收空气中水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以石灰不能用于潮湿环境。生石灰具有很强的吸湿性，受潮会自动熟化成消石灰粉而失去胶凝能力，所以储存和运输生石灰时，既要防水防潮，而且不易久存。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。 另外，生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，因此储存和运输生石灰是，要注意安全，将生石灰与易燃物分开保管，以免引起火灾。,5. 易受潮不宜

9、贮存,石灰浆在水中或潮湿环境中没有强度，已凝结硬化的石灰在水中会溃散。,6. 耐水性差,所以，石灰不宜在潮湿环境下使用；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。,5.石灰的应用,调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象,1. 石灰乳,石灰膏 砂 水 石灰砂浆（抹面）,抹面砂浆时，需加纸筋等纤维物质，以克服其收缩性。,2. 石灰砂浆,石灰膏 砂 水泥 水 混合砂浆（砌筑、抹面）,可作低档住宅的基础和地面；可作低档道路的基层和面层。 产生强度的原因？,3. 石灰土（灰土）,消石灰粉 粘土 砂或石屑、炉渣 水 碾压夯实,消石灰粉 粘土 水

10、 碾压夯实,石灰与粘土或硅质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝可在潮湿环境中与水反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化氯酸钙，故石灰土可在潮湿环境中使用。常用于建筑物基础、路面的垫层。,4. 三合土,石灰土,三合土,5. 硅酸盐制品,石灰 天然砂 硅铝质工业废渣 水 硅酸盐制品,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；主要产品有灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。,中国矿业网：绿色墙体材料灰砂砖 灰砂砖是目前我国积极推广的一种新型墙体材料。轻质、高强、无毒、无辐射、保温隔热性能好、使用能耗低、防水性能好、施工方便、经济合理。广泛应用于住宅、民用、

11、厂房等工业民用建筑。,灰砂空心墙体砖,蒸压灰砂墙体砖,灰 砂 墙 体 砖,轻质保温灰 砂 砖,1.石膏的原料及生产,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。根据石膏中含有结晶水的多少，原料分为：,硬石膏（CaSO4）,1. 原料,天然石膏（CaSO42H2O）,以无水硫酸钙（CaSO4）为主要成分的天然矿石。也称无水石膏，结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的重要辅助原料。,也称生石膏或二水石膏。大部分天然石膏为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。,2.2 石 膏,在土木过程中，常用的石膏胶凝材料主要是建筑石膏。,硬石膏,天然石膏,2. 建筑石膏,也称熟

12、石膏或半水石膏。是由生石膏加工而成的，根据内部结构不同可分为型半水石膏和型半水石膏。,熟石膏（CaSO41/2H2O）,将天然石膏压蒸或煅烧加热，可分别得到型半水石膏和型半水石膏。,型半水石膏和型半水石膏相比，其结晶颗粒较粗，比表面积较小，拌制石膏浆体时的需水量较小，硬化后强度高，因此又称为“高强石膏”。,半水石膏(熟石膏)和半水石膏(高强石膏)在宏观性能上的差别，主要是由于亚微观上即晶粒的型态、大小以及聚集状态等方面的差别。,附：型与型半水石膏区别,结晶度较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大。,结晶比较完整，常呈短柱状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小，致密，有一定的结晶形状

13、。,二水石膏 CaSO42H2O,CaSO40.5H2O,CaSO40.5H2O,CaSO4 ,CaSO4 ,CaSO4 ,800,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,二水石膏在不同温度下的生成物及性质,2.建筑石膏的凝结硬化,建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：,1. 建筑石膏的水化反应,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。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

14、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。,石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化石膏结构，这一过程称为石膏的“硬化”。必须理解的是，石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的，贯穿于整个凝结硬化全过程。,3. 建筑石膏的硬化,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”。,2. 建筑石膏的凝结,凝结硬化的物理化学过程,水化初期：二水石膏晶体较少,随着水化反应进行二

15、水石膏晶体量,石膏硬化体中晶体堆积体,注意：半水石膏在空气中，也会吸收空气中的水分子水化成二水石膏晶体。,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、防水，以免失效！,3.建筑石膏的技术性能,建筑石膏的技术指标有：,性能特点,强度、细度、凝结时间（初凝、终凝）。 按强度和细度又分为优等品、一等品和合格品。,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。同时，石膏若长期存放,强度也会降低，一般储存三个月后强度会下降30%左右，

16、因此建筑石膏储存时间不宜过长，一般不超过三个月。若超过三个月，应重新检验并确定其质量等级。,产品标准：建筑石膏（GBT9776-2008） 分为优等品、一等品和合格品,建筑石膏技术指标,4.建筑石膏的性能特点,1. 凝结硬化速度快,凝结硬化速度很快。初凝时间仅为10min左右，终凝时间不超过30min，对于普通工程施工操作方便。需要操作时间较长时，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、亚硫酸盐酒精废液等。,2. 硬化时体积膨胀,凝结硬化是石膏的结晶过程，体积不仅不会收缩，且还稍有膨胀（ 0.2%1.5%），这种微膨胀不会对石膏制品造成危害，反而能使石膏表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，没有其它材料干燥时的

17、开裂现象。,3. 轻质多孔，但强度低,使用建筑石膏时，为获得良好的流动性，加入的拌和水要比水化的理论需水量多的多。因此，石膏在硬化过程中由于多余水分的蒸发，使原来的水空间形成孔隙，造成硬化后的石膏内部形成大量微孔，硬化后的表观密度约为800kg /3 1000 kg/3，重量较轻。但是抗压强度也因此下降。约为3MPa5MPa。受力时，石膏制品很容易损坏。,4. 良好的保温隔热和吸声、吸湿功能,石膏硬化体中的大量微孔，使其传热性显著下降，因而具有良好的保温绝热能力；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。 大热容量和大孔隙率以及开口孔结构，使石膏具有呼吸水蒸气的功能。

18、,建筑石膏制品,5. 防火性好,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，因而具有良好的防火效果。,6. 耐水性差,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。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。,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。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。,提高石膏耐水性,7. 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？,5.建筑石膏的

19、主要用途,配制石膏砂浆及粉刷石膏；（可用于内墙还是外墙？）制作各种保温、吸声、防火制品：石膏板、石膏砌块等；石膏板是土木工程中使用量最大的一类板材。吊顶、隔板制作各种装饰制品； 制作建筑雕塑和模型等； 生石膏可作为水泥生产的原料。水泥生产过程中必须掺入适量的石膏作为缓凝剂，不掺、少掺或多掺都会导致水泥无法正常使用或根本无法使用。,吊顶石膏板,压花石膏板,刚装好的石膏板吊顶,石膏装饰制品,石膏制品背景墙,工程实例分析,【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。【分析】 厨房、厕所、浴室等处

20、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、变形，且还会发霉。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石膏制品的耐水性。,1.水玻璃的组成及生产,2.3 水 玻 璃,俗称“泡花碱”，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，属于可溶性硅酸盐类；化学通式：R2O nSiO2，其中n为水玻璃模数；一般在2.63.0之间，密度为1.31.5g/cm3 。 碱性水玻璃n3，中性水玻璃n3；,1. 组成,水玻璃模数n越大，因硬化时

21、析出的硅酸凝胶nSiO2 mH2O较多，水玻璃粘度越大，硬化速度越快，硬化后的粘结强度、抗压强度等越高，耐水性越好，抗渗性及耐酸性也越好。,思考：水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能的影响？,2. 生产,水玻璃的生产方法分为湿法和干法两种；,湿法生产硅酸水玻璃是将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅内用蒸汽加热。直接反应成液体水玻璃。,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）：,2.水玻璃的硬化,液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化：,在空气中的硬化,由于空气中

22、CO2粘度较低，这个过程进行得很慢，为加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入氟硅酸钠（Na2SiF6）作为促硬剂，促使硅酸凝胶加速析出。氟硅酸钠的适宜用量为水玻璃重量的12%15%。,加入氟硅酸钠促使硬化,3.水玻璃的技术特性,1. 粘结力强,水玻璃是建筑上常用的粘结材料和胶凝材料。硬化后具有较高的粘结强度、抗拉和抗压强度。,2. 耐酸性好,硬化后的水玻璃，主要成分是SiO2，具有高度的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。 可作耐酸混凝土的胶凝材料，与耐酸骨料配制耐酸砂浆、耐酸混凝土。,3. 耐热性好,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。,4. 耐碱性

23、和耐水性差,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Na2OnSiO2。由于SiO2和Na2OnSiO2均可以溶于碱，且Na2OnSiO2可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。,4.水玻璃的工程应用,1. 涂刷材料表面，提高抗风化能力,水玻璃硬化析出的硅酸凝胶能堵塞毛细孔隙，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。可以：直接涂刷在建筑表面；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；,2. 配制防水剂,以水玻璃为基料，与多种矾配制成速凝防水剂，能在1min内凝结，故工地上使用时必须做到即配即用。适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢险。,3. 加固土壤,将模数

24、为2.53的液体水玻璃和氟化钙溶液通过金属管胶体向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出吸水膨胀的硅酸胶体，胶结土壤颗粒并填充其空隙，阻止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗压强度可达36MPa。常用于粉土、砂土和填土的地基加固，称为双液注浆。,4. 配制耐酸、耐热砂浆和混凝土,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。主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。水玻璃耐热砂浆和混凝土，主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。,回顾,观察与讨论：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； （2）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

25、表面发生腐蚀反应，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；（2）铝合金表面涂塑保护； （3）认真文明施工。,2.4 镁质胶凝材料,镁质胶凝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

26、的物相组成等多种因素有关。,菱镁矿的化学成分举例,一、镁质胶凝材料的原料,天然菱镁矿（MgCO3） 天然白云石（CaCO3MgCO3） 蛇纹石（3MgO2SiO22H2O） 冶炼轻质镁合金的熔渣,晶质菱镁矿,二、镁质胶凝材料的煅烧吸热反应,碳酸镁：在400开始分解，600650分解反应剧烈进行，实际生产的煅烧温度控制在800850。 白云石：一般煅烧温度控制在650750 。MgO具有多孔结构，活性好。,轻烧白云石,3.MgO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.氧化镁与水拌和后产生反应：,三、 镁质胶

27、凝材料料浆的制备和硬化性能,（1）氧化镁-水系统,MgO+H2O=Mg(OH)2,Text,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MgCl2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，简称镁水泥，也称索瑞尔水泥（Sorel Cement)。,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。,氯化镁溶液（密度为1.2g/cm3）的掺量一般为菱苦土的55%60

28、%。掺量太大则凝结速度过快，且收缩大、强度低。掺量过少，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。,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随时间t的变化率来描述。,(J/gMgOh),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“相3”和“相5” 相3：3Mg(OH)2MgCl2 8H2O，简称318 相5：5Mg(OH)2MgCl2 8H2O，简称518,镁水泥的硬化体是由水化物3

29、18相和518相为主的晶体交叉连生而成的晶体网状结构。,2、镁水泥的水化相,3、镁水泥的硬化强度和抗水性,（一）硬化体强度在干燥条件下具有硬化快、强度高的特点。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。,1,2,氯镁水泥1与硅酸盐水泥2强度发展对比,（二）抗水性,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

30、3和相5是不稳定的。,抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。强度损失率可达60%-80%。,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。,氯镁水泥掺1%H3PO4与不掺时强度的发展,表面涂防水层或掺入外加剂：如少量磷酸或磷酸盐水溶性树脂,曲线2：掺入1%H3PO4,曲线1：MgO/MgCl2=5.7H2O/MgO=3.3,改用硫酸镁(MgSO47H2O)、和铁矾(FeSO4)做调和剂后，可以降低吸湿性，提高抗水性，但强度较用氯化镁低。,解决措施,四.镁水泥的技术特性,1. 放热量高,镁水泥的水化热是普通水泥的3-4倍。,镁水泥可以轻易达到62.5MPa。在轻烧镁粉质量可以保证、

31、氯氧镁水泥配比合理、工艺科学的情况下，还可达到140MPa左右耐磨性是普通硅酸盐水泥的三倍。因此氯氧镁水泥特别适合生产地面砖及其他高耐磨制品，尤其是磨料磨具如抛光砖磨块等。,2. 强度高、耐磨性好,3. 快速凝结,镁水泥具有自来的快凝性，初凝为3545min，终凝5060min，相当于快硬水泥。,4. 耐高低温、抗盐卤腐蚀、抗渗性好,MgO的耐火性是2800，另还可耐-30的低温；镁水泥由于是用盐卤作调和剂的（大多为氯化镁），它本身有盐卤成分，就不怕盐卤腐蚀，而且遇盐卤还会增加强度。这就使它可以克服普通水泥及混凝土制品的不足，用于高盐卤地区。镁水泥在凝结硬化后，形成很高的密实度，毛细孔相对于常

32、规水泥要少得多。,5.制品光泽度高,五、镁水泥的优缺点,1. 优点,节能降耗，固体废弃物掺量大，代木节木；使用安全无毒无味；工艺简单，易于生产，成本低廉；应用领域多，制品范围广；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,耐水性差，易返卤泛霜，翘曲变形；硬化体容易胀裂； 返卤是指镁水泥制

33、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”。 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,六.镁质胶凝材料的应用,菱苦土与植物纤维能

34、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。菱苦土木屑板、木丝板、刨花板 配比：木屑颜料填料菱苦土 菱苦土地面：防爆、防静电、不起尘军工、纺织、电子车间 菱苦土制品：门窗、楼梯扶手、包装箱,灰土、三合土,思考与分析（1）,【思考】: 某宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的网状

35、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？【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。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，过火石灰吸收空气中的水蒸气继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。,石膏,思考与分析（2）,【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础的垫层、道路的基层等潮湿部位？【分析】 ：石灰土或三合土是由消石

36、灰粉和粘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。,续,思考与分析（3）,【思考】 : 建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？【分析】 ：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： （1）石膏板面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装

37、饰性。加入颜料后，可具有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，故其制品的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好； （2）硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保温性、吸声性好。,水玻璃,思考与分析（3）,【思考】 : 建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？【分析】 ：（续） （3）硬化后的石膏主要成分是二水石膏，当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，具有一定的防火性； （4）建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定的吸湿性，故可调节室内的温度和世俗，改变室内的小气候。在室外使用建筑石膏制品时，

38、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。,续,思考与分析（4）,【思考】 : 水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？【分析】 ：通常使用的水玻璃是Na2OnSiO2的水溶液，及液体水玻璃。一般而言，水玻璃的模数n越大时，水玻璃的粘度越大。硬化速度越快、干缩越大，硬化后的粘结强度、抗压强度等越高、耐水性越好、抗渗性及耐酸性越好。其主要原因是硬化时析出的硅酸凝胶nSiO2mH2O较多。,续,思考与分析（4）,【思考】 : 水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？【分析】： （续）水玻璃的模数n为氧化硅与氧化钠分子比。同一模数的水玻璃，密度越大，则其有效成分Na2OnSiO2的含量越多，硬化时析出的硅酸凝胶也多，粘结力越强。然而如果水玻璃的模数或密度太大，往往由于粘度过大而影响到施工质量和硬化后水玻璃的性质，故不宜过大。,