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第三章镁质胶凝材料

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第3章无机胶凝材料

第3章无机胶凝材料
共一百零四页
工程 实例 3 (gōngchéng)
某学校教室用完全熟化的石灰膏作为内墙装饰材料， 但施工完毕两周后，发现(fāxiàn)墙壁上有裂缝现象，试 分析原因？
原因：
这是由于石灰在凝结硬化过程中，失去水分，干燥收缩性大，导致 白色装饰墙上出现了干缩裂纹。
措施：在石灰膏中加入抗裂纤维，或在资金保证的前提下，用性 能好的装饰材料代替。
需要使用石灰膏，有时使用熟石灰粉。
共一百零四页
如果陈伏时间(shíjiān)不够。。。
12
共一百零四页
熟化(shúhuà)为石灰膏：
将生石灰放入水 中，注意(zhù yì)水要过量
池中透明(tòumíng)液体为氢氧
化钙饱和溶液，下部 沉淀即为熟石灰
生石灰要在水中放置两周以上，此过程即为“陈伏”。 在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过
慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过
程主要在内部发生。
原因(yuányīn)
空气中CO2含量稀薄，使碳化反应进展(jìnzhǎn)缓慢，
同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，阻止了
CO2的渗入，同时又使内部的水分无法析出，影响
硬化过程的进行。
共一百零四页
四、常用建筑石灰的品种
多用来(yònɡ lái)拌 制灰土和三合土
故灰土与三合土具有较高的强度和抗水性，广泛应用于建筑物基 础垫层，道路垫层与游泳池的抗渗工程。
共一百零四页
问 题？
1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？
答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物(zhuànɡ wù)包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿 水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石 灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。

3第三章 气硬性胶凝材料

3第三章 气硬性胶凝材料
熟石灰在使用前必须陈伏14d以上，以防止过 火石灰对建筑物产生的危害。
问题
1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？
答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹， 水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生 体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈 伏期，或过滤掉。
2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何 避免？
第3章 气硬性胶凝材料
胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，
将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个具有一定强度
整体的材料。
石灰、
胶凝材料的分类
石膏、 水玻璃
胶凝材料
无机胶凝材料 有机胶凝材料
气硬性胶凝材料
如水
水硬性胶凝材料 泥
如沥青、聚合物等
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中
熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 CaO + H2O == Ca（OH）2 + 65KJ
熟化的方式:
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰Байду номын сангаас— 熟石灰膏
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
熟化过程的特点 熟化速度快，放出大量的热；体积膨胀1.5～ 3.5倍；又是可逆的
熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏14d以上——防 止过火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳 化。
在不同的煅烧温度下，得到的产 品是不同的。具体过程如下所示：
二水石膏
CaSO4·2H2O
107～170℃ 加热、脱水
CaSO4·0.5H2O β型

第四章 镁质胶凝材料

第四章 镁质胶凝材料
镁水泥的硬化体是由水化物3· 1· 8相和5· 1· 8相为主的晶体 交叉连生而成的晶体网状结构。
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 3、镁水泥的硬化强度和抗水性 （一）硬化强度 1 2
在干燥条件下具有硬化快、
强度高的特点
氯镁水泥1与硅酸盐水泥2强度发展对比
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能 4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统 3、镁水泥的硬化强度和抗水性
（二）抗水性
抗水性差，在潮湿条件下其强度很快降低。 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。其根本原因是相3和相5是不稳定的。 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。
650 ~ 750C
控制 温度
MgCO3 CaCO3 MgCO3 CaCO3
碳酸镁分解
MgCO3 MgO CO2
600 ~ 650C
CaCO3 CaO CO2
900 C
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.2 镁质胶凝材料的生产 煅烧温度 650~750℃
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.1 原料
镁质胶凝材料一般是将菱镁矿或白云石矿煅烧再磨细而成。
主要煅烧设备为立窑和回转窑。
4.1 镁质胶凝材料的制备
4.1.1 原料 1.菱镁矿(MgCO3)： 菱镁矿的化学成分 化学成分 辽宁 山东 SiO2 0.67 3.63 Al2O3 0.19 0.36 Fe2O3 1.01 0.60 CaO 0.12 0.89 MgO 46.78 45.72 烧失量 51.39 49.32
4.2 镁质胶凝材料料浆的制备和硬化性能
4.2.2 氧化镁—氯化镁--水系统

耐水高强硫氧镁质胶凝材料的研制

耐水高强硫氧镁质胶凝材料的研制
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四川建 筑科 学研究
２１ ４
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ
第３ ９卷 第 ３期 ２ ０ 制
刘 涛 ， 郑 亚林 ， 杜 沛 ， 林 海燕。 ， 韩 敏 ， 王玉江
，
（ １ ． Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ５ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｉ ｔ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｙ ｔ Ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ５ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ａ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｉｎ ｇ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｉ ｔ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ２ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

土木工程材料第三章石灰水泥

土木工程材料第三章石灰水泥
分析答案
32
案例分析
某工人用建筑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以 在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半 小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突 然坠落，请分析原因。
分析答案
34
第三节 水玻璃
一、水玻璃的组成和硬化 二、水玻璃的性质与应用
36
一、水玻璃的组成和硬化
组成
• 俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物 和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸 盐。
制作碳化石灰板：用作非承重的内墙板、天花板等。
生产硅酸盐制品：如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸 盐砌块等。
配制无熟料水泥
16
总结
各类石灰的用途
品种名称
适用范围
生石灰
配制石灰膏；磨细成生石灰粉
石灰膏
用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆 稀释成石灰乳(石灰水)涂料，用于内墙和平 顶刷白
用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆
不仅能在空气中硬 化，而且能更好地 在水中硬化保持并 发展其强度。
如：水泥
有机胶凝材料 如：沥青、各种合成树脂
2
第一节 石 灰
• 原料：以碳酸钙为主的天然原料：石灰岩
（limestone ）、白垩、白云质石灰岩、贝壳等。
岩石名称
石灰岩 含白云质灰岩 白云质灰岩
钙质白云岩 含钙质白云岩
白云岩
方解石含量（%）
已知其孔隙率为38%，干燥质量为2488g，浸水 饱和后质量为3014g。试求该砌块的密度、表观 密度及质量吸水率。 3.天然岩石的主要技术性质有哪些？选用石材需考 虑技术条件是什么？ 4.烧结砖为什么要对泛霜和石灰爆裂情况进行测定? 5.生石灰熟化是为什么要进行“陈伏”？
终凝：随着水分蒸发和水化的继续进行，浆体完全失去可塑性，这 个过程称为终凝。

胶凝材料

胶凝材料
（5）装备水平提高；（6）效益同步增长
2.5 硅酸盐水泥


通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料、 适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝 材料。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水 泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水 泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水 泥。 硅酸盐水泥分为I型硅酸盐水泥（代号 P〃I，不掺加混合材料）和II型硅酸盐 水泥（代号P〃II，可掺加不超过水泥质 量5% 石灰石或粒化高炉矿渣）。




② 适宜的石膏掺量主要取决于水泥中铝酸 三钙和石膏中SO3的含量，同时与水泥细度 及熟料中SO3的含量有关，石膏掺量一般为 水泥质量的3%～5%。 ③ 拌合水泥浆时，水与水泥的质量比称为 水灰比。拌合水越多，水泥石中的毛细孔就 越多，而水泥石的强度随其孔隙增加呈线性 关系下降。在熟料矿物组成相近的情况下， 水灰比的大小是影响水泥石强度的主要因素。
图2-1 水泥材料在国民经济中的作用
2.4 水泥工业的发展概况


1 水泥的生产过程
水泥的生产过程可以简称为“两磨一烧”，即原料 （生料磨）→生料（窑烧成）→熟料（水泥磨）→水 泥。

2 水泥的生产方法分类
①按生料制备方法分：湿法[半湿法(湿磨干烧)亦归为湿 法]和干法[半干法(料球)亦归为干法]。 ②按煅烧熟料窑的结构分：立窑生产（普通立窑、机械 化立窑），回转窑生产（干法回转窑：普通干法和新 型干法、湿法回转窑、半干法回转窑）。



安定性是水泥硬化后体积变化的均匀性，体积 的不均匀变化引起膨胀、裂缝或翘曲等现象。
2.6 通用水泥


2.6.3 粒化高炉矿渣
凡在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸钙与铝硅酸钙为主 要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣 。

建筑材料与检测-第3章胶凝材料课件

建筑材料与检测-第3章胶凝材料课件
物影响石灰的粘结性。现行标准《建筑生石 灰粉》(JC／T480—92)和《建筑消石灰粉》(JC ／T 481—92)以0.9mm和0.125mm筛余百分率 控制。 试验方法是，称取试样50g，倒入0.9mm、 0.125mm套筛内进行筛分，分别称量筛余物， 按原试样计算其筛余百分率。
技术标准 建筑石灰按现行标准《建筑生石灰》(JC／
盐含量越高，则（CaO+MgO）含量相对降 低，导致石灰的胶结性能的下降。
生石灰试样1g放于坩埚内，在高温电炉中 于580±20℃灼烧结晶水，再将试样950～ 1000℃高温 1h，冷却至室温。以试验前后 试样质量的差与原试样质量的百分比计算 CO2含量。
➢ 消石灰游离水含量 游离水含量，指化学结合水以外的含水
• 活泼性小的石灰：加水要慢，水量少，如 加水过快，则发热量少，水温过低，增加 了未消化颗粒，称为“过冷”现象。
4．石灰的硬化
石灰的硬化速度很缓慢，且硬化体强度很低。石灰浆 体在空气中逐渐硬化，主要是干燥结晶和碳化这三个 过程同时进行来完成。 ⑴干燥作用。石灰浆中多余的水分蒸发或砌体吸收而使 石灰粒子紧密接触，获得一定强度。
量。生石灰消化时加入的水比理论需水量多 很多，多加的水残留于青氢氧化钙中，残余 水分蒸发后，留下孔隙会加剧消石灰粉碳化 作用，因而影响其使用质量。
取试样100g，在100～105℃烘箱中烘干至 恒重，冷却至室温。以试验前后试样质量的 差与原试样质量的百分比计算游离水含量。
➢ 细度 细度与石灰的质量有密切联系，过量的筛余
石灰的硬化主要依靠结晶作用，结晶作 用又主要依靠水分蒸发速度，由于自然界 中水分的蒸发速度是有限的，且因表面形 成的CaCO3结构致密，会阻碍CO2进一步 进入，且空气中的CO2的浓度很低，在相 当长得时间内，仍然是表层CaCO3内部为 Ca(OH)2，因此石灰的硬度是一个相当缓 慢的过程。

第三章气硬性胶凝材料

第三章气硬性胶凝材料

化灰池(附动画)
灰灰 蛋蛋
8:28:26 AM
Page:13
8:28:26 AM
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熟化为熟石灰粉：
将生石灰块淋水，使石灰充分熟化，又 不会过湿成团，此时得到的产品就是熟 石灰粉。
三、石灰的硬化
结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓 慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过 程主要在内部发生。 两个作用： 1）碳化作用： Ca(OH)2 CO2 nH2O CaCO 3 (n 1)H2O 2）结晶作用： Ca(OH)2晶体析出 硬化特点：非常缓慢
第四节 水玻璃
一．定义
以碱金属硅酸盐为主要成分的气硬性胶凝材 料，又称泡花碱。通式：R2O•nSiO2 R—K, Na等，n—模数
A n 1.032 D
A— SiO2的百分含量（%） D—Na2O的百分含量（%） 1.032—SiO2和Na2O的分子量之比
泡花碱（固体水玻璃）
二．分类
n<3碱性水玻璃 n>2.8难溶性水玻璃 按模数分 1.8<n<2.8微溶性水玻璃 n<1.8可溶性水玻璃 n≥3中性水玻璃
三、水玻璃的水化、硬化
Na2O•nSiO2+CO2+mH2O Na2CO3+nSiO2•mH2O SiO2+mH2O
2(Na2O•nSiO2)+NaSiF6+mH2O 6NaF+(2n+1)SiO2•mH2O
四．水玻璃的特性
（1）粘结力和强度较高 水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶和固体，比表面积大，因而具有 较高的粘结力。但水玻璃自身质量、配合料性能及施工养护对强度有显 著影响。 （2）耐酸性好 可以抵抗除氢氟酸（HF）、热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无 机和有机酸。 （3）．耐热性好 硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降很小，当采用 耐热耐火骨料配制水玻璃砂浆和混凝土时，耐热度可达1000℃。因此 水玻璃混凝土的耐热度，也可以理解为主要取决于骨料的耐热度。 （4）耐碱性和耐水性差 因和混合后易均溶于碱，故水玻璃不能在碱性环境中使用。同样由 于 、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等浓度的酸对已硬 化水玻璃进行酸洗处理，提高耐水性。

第三章 气硬性胶凝--水玻璃、菱苦土

第三章 气硬性胶凝--水玻璃、菱苦土

2、水玻璃的模数： 、水玻璃的模数：
根据水玻璃模数的不同，又分为“碱性”水玻璃 （ｎ＜３）和“中性”水玻璃（ｎ≥3）。 模数的大小决定着水玻璃的品质及其应用性能：n 值越大，水玻璃的黏度越大，黏结力、强度、耐酸 性、耐热性越高，但也越难溶解于水中，且由于黏 度太大，不利于施工。
成品水玻璃的性状
1.块状、粉状的固体水玻璃，不含水分； 2.液体水玻璃，由块状水玻璃溶解于水而得。模数、 浓度、相对密度各不相同； 3.含化合水的水玻璃，即水化玻璃。
氧化硅结合而成的一种能溶于水的硅酸盐物质，是 一种气硬性胶凝材料。
化学通式为
R2 O • nSiO2
1、种类： 、种类
硅酸钠水玻璃（简称钠水玻璃，Na2O·ｎSiO2）； 硅酸钠水玻璃 ｎ 硅酸钾水玻璃（简称钾水玻璃，Ｋ 硅酸钾水玻璃（简称钾水玻璃，Ｋ2Ｏ·ｎSiO2）。 ｎ ）。
在工程中最常用的是硅酸钠液态水玻璃 硅酸钠液态水玻璃，由固 硅酸钠液态水玻璃 体水玻璃溶解于水而得，质量好的水玻璃微带 淡黄色而透明。若其含杂质，则会呈现各种色 泽。
6、水玻璃的应用 、
（1）涂刷表面。 ）涂刷表面。
Na 2 O ⋅ nSiO 2 + Ca (OH ) 2 = Na 2O (n − 1) SiO2 + CaO ⋅ SiO2 + H 2O
请问：石膏制品能用水玻璃喷涂吗？ 请问：石膏制品能用水玻璃喷涂吗？
6、水玻璃的应用 、
（2）配制耐酸砂浆和耐酸混凝土 ） （3）配制防水剂 ） （4）作为灌浆材料，加固地基 石灰可作为膨胀剂） ）作为灌浆材料，加固地基（ （5） 配制水玻璃砂浆。 ） 配制水玻璃砂浆。
例3-4 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？

第三章无机凝胶材料

第三章无机凝胶材料
矿物组成主要是： （1）硅酸三钙(3CaO·SiO2，简写为C3S，占36%~60%) （2）硅酸二钙(2CaO·SiO2，简写成C2S，占15%~37%) （3）铝酸三钙(3CaO·Al2O3，简写成C3A，占7%~15%) （4）铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3，简写为C4AF，占
10%~18%)。
粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥(P·F)，是由硅酸盐水泥熟 料、粉煤灰、适量石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料。
矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥分为32.5、32.5R、42.5、 42.5R、52.5、52.5R等6个强度等级。各龄期强度要求见表。
强度等级
抗压强度(MPa)
3d
28d
抗折强度(MPa)
5、复合硅酸盐水泥
复合硅酸盐水泥简称复合水泥，是由硅酸盐水泥熟料、两 种或两种以上规定的混合材料、适量石膏，经磨细制成的 水硬性胶凝材料。
强度等级
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
抗压强度(MPa)
3d
28d
11.0
32.5
16.0
32.5
16.0
42.5
21.0
42.5
1、建筑石膏的水化
Ca 41 2 S H 2 O O 2 3H 2 O Ca 42 H S2 O O
2、建筑石膏的凝结硬化 （1）建筑石膏的凝结：石膏浆体中的自由水分因水化和蒸发而减 少，粒子总表面积增加，因而浆体可塑性逐渐减小，浆体渐渐变 稠，这一过程称为凝结。
（2）建筑石膏的硬化：石膏凝结后，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，其强度也会不断 增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称 为石膏的硬化。

01设施园艺材料第三章无机气硬性胶凝材料

01设施园艺材料第三章无机气硬性胶凝材料
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第24页，共24页。
第三章 无机气硬性胶凝材料
§1胶凝材料的定义和分类
一．胶凝材料的定义
在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体， 并能胶结其它物料，制成有一定机械强度的复合固体的物 质，称为胶凝材料。又称胶结料
使用的目的主要是胶结散粒材料和块体材料。 气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化。 水硬性胶凝材料：不仅在空气中，而且在水中也能硬化。
第21页，共24页。
五．水玻璃的应用
广泛应用于普通铸造、精密铸造、造纸、陶瓷、粘土、选矿、高岭土、 洗涤等众多领域。 1. 配制防水剂，作堵漏材料 2. 涂刷于其它材料表面，提高密实性、抗风化性
3. 加固土壤，提高地基承载能力；
4. 配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝；
5. 配制耐热、耐酸砂浆和混凝土
Ca(OH)2晶体析出
硬化特点： 非常缓慢
第7页，共24页。
四．建筑石灰的技术性质
《建筑生石灰》 JC/T479-92 《建筑生石灰粉》 JC/T480-92
《建筑消石灰粉》 JC/T481-92
第8页，共24页。
五．建筑石灰的特性
（一）优点
1．可塑性、保水性好
2．价廉
（二）缺点
1．硬化慢
2．强度低 3．耐水性差
陈伏期间，石灰浆表面保 持一层水，以隔绝空气，防 止Ca(OH)2与CO2发生碳化 反应
第6页，共24页。
石灰的陈伏
2．石灰的硬化
两个作用：
2O化1）合碳成化C作aC用O：3 结C晶a。（OH）2与空气中的CO2和H
Ca(OH)2 CO2 nH2O CaCO3 (n 1)H2O
2）结晶作用： Ca（OH）2逐渐从饱和溶液中结晶析出。

土木工程材料3无机胶凝材料

土木工程材料3无机胶凝材料

• 石灰：石灰的原料与生产。石灰的熟化与硬化。石灰
的特性、质量要求与应用。
• 水玻璃：水玻璃的组成；水玻璃的硬化；水玻璃的性
质；水玻璃的应用。
• 硅酸盐水泥： 硅酸盐水泥的生产过程与硅酸盐水泥熟
料的矿物组成。硅酸盐水泥的凝结与硬化。硅酸盐水泥 的技术要求。水泥石的腐蚀与防止。硅酸盐水泥的性质 、应用与存放。
[内容评析]
「粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间」。
石灰岩经过了火的洗礼，还得经过水的考验。生石灰被投入水中， 坚硬的生石灰经过一阵爆烈，逐渐解体，最终溶化成粉末状的熟石灰， 供人们粉刷墙壁，于是在人间出现了一座粉妆玉琢的白色宫殿。「粉 骨碎身全不怕，要留清白在人间。」仿佛听到石灰在说话了：「将我 粉身碎骨，最后化成石灰浆水，我也全然不怕，我的心愿就是要把清 白的本色长留人间呀！」诗人是借石灰之口，表示自己不怕牺牲的精 神和执着热烈的追求。 这首诗通篇运用借喻的手法，借物喻人，咏物言志。表面上是写 石灰，实际上是写人，写自己，勉励自己要以石灰为榜样，要经得起 任何严酷的考验。
（3）石灰时期：由于石灰煅烧温度比石膏高很多，而 燃料短缺，因此石灰的使用比石膏迟一些。希腊在上古 时代就已使用石灰；古罗马人从古希腊学来使用石灰， 砌墙的一些罗马砂浆保持至今。我国古人于公元前220 年修建长城时，用石灰、砂、粘土配成三合土，洒水夯 实筑成城墙。
古埃及金字塔
万里长城
万里长城
胶凝材料的发展历史(the history of binding materials)
气硬性 强度 低 耐水性 差 抗渗、抗冻性 差 用 途 地面以上、干燥环境
水硬性
高
好
好
干燥或潮湿环境、水中
胶凝材料的发展历史
• 粘土时代：始于4000~10000年前的新石器时期 其中发现天然姜石 • 石膏、石灰时代：约在公元前2000~3000年开始 • 石灰+火山灰：公元初，大量应用三合土 • 石灰+人工烧粘土材料：公元初 • 水硬性石灰、罗马水泥及天然水泥：18世纪后半期 • 硅酸盐水泥（波特兰水泥)的诞生：19世纪初期 （1810~1825年） • Joseph.Apsdin 首先获得专利权 ：1824年 • 糯米、红糖、植物粘液等都作为胶凝材料在建筑中使用过。
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我国矿质纯度高，MgCO3占90%以上，铁及碳酸盐等含量较 低，主要分布辽宁、四川、山东、新疆、西藏等地区， 占世界总储量的30%
白云石是碳酸镁与碳酸钙的复盐[CaCO3·MgCO3，MgCO3 的含量一般大于25%，常含有一些Fe 、Si、Al等氧化物杂 质，其颜色随所含杂质而变。
结构有晶态和非晶态，形状有颗粒、板状、鳞状等
第三章 镁质胶凝材料
掌握镁质胶凝材料的原料及煅烧的性质特点； 熟悉镁质胶凝材料水化硬化过程； 了解镁质胶凝材料在水化硬化过程中的作用。
镁质胶凝材料由磨细的苛性苦土（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
调和剂不用纯水，常用的是氯化镁溶液
其硬化体的性质与MgO的活性及水化产物的相组成等多 种因素有关。
III阶段（加速期）： 反应重 新加快，出现第二个放热峰
IV阶段（减速稳定期）： 水 化再次变慢，并趋于稳定
2.影响水化的主要因素
主要因素：MgO的活度及分散度、MgO与MgCl2和H2O的比
例关系
不同 Mg(OH)2/MgCl2 比时的水化热
（1）MgO、MgCl2和 H2O的比例关系
配比
水化热 J/g·MgO
在我国白云石矿比菱镁矿储量大
二、镁质胶凝材料的煅烧
MgO是碳酸镁在煅烧过程中分解而成，不论是菱镁矿或白 云石以及碱式碳酸镁等原料，分解均为放热反应。由于 CO2的放出，形成了多孔的MgO
碳酸镁一般在400℃开始分解，600－650℃分解剧烈进行。 但在实际生产中煅烧温度一般控制在800-850℃。分解所需 热量14.4kJ/g。
在1000℃煅烧的白云石在常温下达到95%的MgO水化需要 1800h。
在保证原料充分分解的条件下，煅烧温度较低时，MgO 晶粒之间存在较大孔隙和比表面积，反应活性高
方镁石的晶格常数a=0.420nm，而400℃煅 烧的MgO晶格常数增大为0.424-0.425nm
400℃煅烧的MgO分散度最大，比表面积 达180m2/g,高于这个温度,分散度降低 随煅烧温度增加，比表面积降低
为了解决上述问题，采取了围绕降低过饱和度和提 高溶解度的措施
主要是将镁质胶凝材料改用MgCl2溶液或其它有类似 作用的水溶液拌和，而不是水
第三节 氧化镁－氯化镁－水体系
有效使用镁质胶凝材料，要解决的问题： （1）加速MgO溶解 （2）降低体系的过饱和度
降低过饱和度的有效途径是提高水化产物的溶解度或者迅速形 成复盐
经过长期研究，通过掺加复合抗水外加剂已经解决了长期 抗水性问题，通过钢筋表面涂覆防腐涂层已经解决了钢筋 锈蚀问题，通过控制产品配合比和氯化镁的杂质含量，大 大减轻了吸潮返卤的可能性，通过掺加矿物填料等技术手 段可以使变形降低80％，因而氯氧镁水泥制品在建筑建材 和木材节约等领域得到了广泛的应用。
第一节 镁质胶凝材料的原料及煅烧
以氯化镁溶液代替水作MgO的调和剂是有效途径之一
以氯化镁溶液代替水作MgO的调和剂加速MgO的水化速度， 并形成比Mg(OH)2平衡溶解度高的新的水化相，使过饱和度 降低。
以氯化镁溶液调制的胶凝材料称为氯氧镁水泥或镁水泥
一、镁水泥水化相形成机制及相变 （一）镁水泥的水化过程及其影响因素 1. 镁水泥的水化过程 菱镁粉（MgO）与MgCl2溶液拌和后，开始发生反应 I阶段（诱导前期） ：急剧反应，放出大量热，大约持续5-10min II阶段（诱导期）： 反应速度变得很慢，一般持续几个小时
煅烧温度升高，MgO活性降低
第二节 氧化镁－水体系
MgO加入水后，
MgO H2O Mg(OH)2
MgO的活性决定于煅烧温度。煅烧温度越高，水化 活性越低
MgO 水化速度与煅烧温度的关系
水化时间
煅烧温度/℃
/d
800
1200
1400
1
75.4
6.49
4.72
ห้องสมุดไป่ตู้
3
100.0
23.40
9.27
30
在生产苛性白云石（轻烧白云石）时，为了避免CaCO3分 解，一般煅烧温度控制在650-750℃，产物主要MgO和 CaCO3。具体反应为：
MgCO 3 CaCO 3 CaCO 3 MgCO 3 MgCO 3 MgO CO 2
如果CO2气体压力保持1atm，煅烧温度 控制在540-900℃，就不会有CaO形成。
如果CO2气体压力低于1atm，温度要 向低方面转移，如果再保持900℃， CaCO3就可能分解
要控制白云石的煅烧温度和CO2的分压
三、MgO的活性与煅烧温度的关系 MgO的结构及水化活性与煅烧温度有很大关系。 致密的天然MgO水化活性很低，即使磨得很细，与水反应 也很缓慢
若经450-700℃煅烧后，再磨细，常温下几分钟完全水化
一、镁质胶凝材料的原料
苛性苦土的主要原料是天然菱镁矿，苛性白云石的主要原 料是天然的白云石
此外，以含水硅酸镁（3MgO·2SiO2·2H2O）为主要成份的蛇 纹石、冶炼轻质镁合金的熔渣等也可作原料
菱镁矿的主要成份是MgCO3，并含有一些石英、粘土、碳酸 钙等杂质
菱镁矿有晶态和非晶态，晶态的具有玻璃光泽，非晶态 呈瓷土状，一般呈白色
氯氧镁水泥是1867年法国化学家Sorel发明的MgO-MgCl2H2O体系的气硬性胶凝材料， 主要水化产物是5Mg(OH)2•MgCl2•8H2O（简称5•1•8），主 要原材料是轻烧氧化镁粉和氯化镁。 具有早强、高强、快凝、低碱度、粘结力强、耐磨、防火、 装饰效果好和抗盐卤腐蚀等优点，其缺点是不抗水、吸潮 返卤、易变形、腐蚀钢筋。
编号
t2/h t3/h
Mg(OH)2:MgCl2:H2O
8h 10h 12h
1
2:1:8
4.5 12.5 147 253 382
2
3:1:8
－
94.76
32.80
360
－
97.60
－
MgO的内比表面积越大，水化速度越 快，水化程度越高，但硬化体的最终 强度越小
原因 （1）MgO的溶解度低，如果提高煅 烧温度，降低其比表面积，则其溶 解速度和溶解度更低，水化缓慢。 要得到较高强度需较长时间
（2）若提高MgO的内比表面积，虽 相应增大MgO的溶解度和溶解速度， 加快水化，但过饱和度太大，产生 的结晶压力大，也使强度减小