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1、第4章 无机胶凝材料工程中将能够把散粒材料或块状材料粘结成一个整体的材料称为胶凝材料。按化学成分，将胶凝材料分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。无机胶凝制品的特点是造价低、原料来源广及防火、防水、防潮、隔热、吸音等性能较好，同时生产工艺简单，因此国内外无机矿物装饰材料的发展很快，产量很高，新的品种也在不断出现。4.1 无机胶凝材料原料简介无机胶凝材料按硬化条件分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化，也只能在空气中保持和发展其强度，即气硬性胶凝材料的耐水性差，不宜用于潮湿环境；水硬性胶凝材料则既能在空气中硬化，又能在水中更好地硬化，并保持和发展其强度，即水硬性胶凝材料
2、的耐水性好，可用于潮湿环境或水中。常用的气硬性胶凝材料有石膏、石灰、水玻璃、镁质胶凝材料等，常用的水硬性胶凝材料统称为水泥。4.1.1气硬性胶凝材料 能在空气中硬化,并能长久保持强度或继续提高强度的材料称为气硬性胶凝材料,其主要有以下几种:4.1.1.1石灰膏自然界中的石灰是经石灰石(CaCO3)煅烧生产出生石膏并放出大量CO2气体,生石灰不能直接使用,必须加水熟化过滤,并在沉淀中沉淀熟化过滤而成。一般用孔径3mm3mm的筛过滤.其熟化时间一般不少于是15天(常温下),用于罩面的不少于30天.使用时,石灰膏内不得含有未熟化的颗粒和杂质。为了防止石灰膏的干燥、冻结、风化、干硬,应在沉淀池石灰膏上
3、面保留一层水来保护。主要化学反应式如下：CaCO3 CaO + CO2CaO + H2O Ca(OH)2Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O4.1.1.2 石膏把生石灰膏在某些方面100190的温度下煅烧成熟石膏,再经过磨细后成的粉物,称为“建筑石膏”,简称“石膏”。石膏适用于室内装饰以及隔热保温、吸音和防火等饰面,在建筑工程中,常用的石膏主要有建筑石膏、模型石膏、粉刷石膏和高硬石膏等四种。粉刷石膏以建筑石膏粉为基料,加入多种添加剂和填充料等配制而成的白色材料,称为“粉刷石膏”。它是一种新型装饰材料,适用于混凝土墙板、砂子灰墙、砖石、石棉水水泥板、加气混凝土基层作内墙装饰.粉刷石
4、膏分为面层型、底层型、保温型.粉刷石膏具有表面硬度大、硬化速度快、硬化后结构稳定、不开裂、不腐蚀、不掉粉、不脱皮的特点。4.1.1.3 水玻璃水玻璃为钠、钾的硅酸盐水溶液,是一种无色、微黄或灰白色的粘稠液体.它能溶于水,稠度和比重可根据需要进行调整,但水玻璃空气中硬化比较慢.为了加速硬化,在施工中常采用将水玻璃加热或加入氟硅酸钠促凝剂等方法,以缩短其硬化时间.水玻璃具有良好的粘结能力,硬化时析出的硅酸凝胶能堵塞毛细孔,防止水分渗透.因为水玻璃还有较强的耐酸性能,能抵抗无机酸和有机酸的侵蚀,所在抹来过程中常用来配制特种砂浆,用于耐酸、耐热、防水等要求的工程上。4.1.2水硬性胶凝材料遇水后凝结硬
5、化并保持一定强度的材料称为水硬性胶凝材料.常分为一般水泥和装饰水泥两种.一般水泥分为普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥和煤灰水泥等四种。装饰水泥又分为白水泥和彩色水泥两种，水硬性胶结材料应储存在防止风吹、日晒和受潮的仓库中。 水泥是一种粉末状的水硬性胶凝材料,与水拌和呈塑性材料,能胶结砂石材料,并能在空气中、水中硬化成具有强度的石状固体.常风的水泥有硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水、氟铝酸盐水泥及少熟料或无熟料水泥等. 4.1.2.1水泥砂浆抹灰骨料1 砂 自然条件下所形成的粒径在工作5mm以下的岩石颗粒称为砂。抹灰工程中常用普通砂(粒径为0.155mm).按砂的来源,普通砂分为自然山砂、湖砂、
6、河砂和海砂四种,它是由坚硬的岩石经自然风化逐渐形成的疏散颗粒的混合物.根据颗粒大小(细度模数)普通砂又分为粗砂、中砂、细砂和特细砂四种.抹灰砂采用中砂,或者粗砂与中砂混合掺用.砂在使用前应过筛,不得含有杂质, 要求颗粒坚硬、洁净,含泥量不得超过3%.特殊用途的工程用少量石英砂.石英砂分为人造石英砂、天然石英砂和机制石英砂三种.人造石英砂和机制石英砂,是由石英岩焙烧并经过人工或机械破碎、筛分而成,它们比天然石英砂纯净、质量好.而且二氧化碳含量高.在抹来工程中,石英砂常用以配制耐腐蚀砂浆.2 石粒石粒又称为石米、彩色石渣、彩色石子.把天然大理石、白云石、方解石、花岗石以及其他天然石材,由人工或机械
7、细碎而成.石粒有各种色泽,在抹灰工程中用来来制作水磨石、水刷石、干粘石、斩假石的骨料。3 砾石 又称豆石、特细卵石.砾石是自然风化形成的石子,抹灰工程中用于水刷石面层及楼地面细石混凝土面层等。4 石屑粒径比石粒还小的细骨料,主要用于配制外墙喷涂饰面的聚合物砂浆.常用的有松香石屑、白云石屑等。5 彩色瓷粒以石英、长石和瓷土为主要原料经烧制而成的称为彩色瓷粒.粒径（1.23）小，颜色多样。一般用彩色瓷粒代替彩色石粒用于室外装修抹灰，优点有大气稳定性好、颗粒小表面瓷粒均匀、露出粘结砂浆较少、整个饰面厚度薄、自重轻等。 6 膨胀珍珠岩又称珠光砂、珍珠岩粉。珍珠岩是一种酸性火山玻璃质岩石，因为它具有珍珠
8、岩裂隙结构而得名。膨胀珍珠岩是珍珠岩矿石经过破碎、筛分、预热，在高温（1260左右）中悬浮瞬间焙烧，体积骤然膨胀而成的一种白色或灰白色的中性无机砂状材料。颗粒结构呈蜂窝泡沫状，质量特轻，凤吹可扬，主要有保温、隔热、吸声、无毒、不燃、无臭等优点。抹灰工程中膨胀珍珠岩与水泥、石灰膏及其他胶结材料做成保温、隔热、吸声灰浆，适用于内墙抹灰工程。7 膨胀蛭石又称蛭石粉。由蛭石经过晾干、破碎、筛选、煅烧、膨胀而成膨胀蛭石。蛭石在8501000温度下煅烧时，其颗粒单片体积能膨胀20倍以上，许多颗粒的总的膨胀体积约57倍，膨胀后的蛭石， 成许多薄片组成的层状碎片，在碎片内具有无数细小薄层空隙，其中充满空气，所
9、以膨胀珍珠岩密度极轻，导热系数很小，耐火防腐，是一种很好的无机保温隔热、吸声材料。为了防止阴冷潮湿、凝结水等不良现象，厨房、浴室、地下室及湿度较大的车间等内墙面和顶棚抹灰时，常用蛭石砂浆。4.1.2.2水泥砂浆中纤维材料 在抹灰面装饰中，为了抹灰层不易开裂和脱落，常用纤维材料做骨架物质。常用的纤维材料有麻刀、纸筋、草秸、玻璃纤维等。1 麻刀麻刀即为细碎麻丝，要求坚韧、干燥、不含杂质，使用前剪成2030长，敲打松散，妹100石灰膏掺1麻刀。2 纸筋纸筋常用粗草纸浸泡、捣烂而成，常分为干纸筋和湿纸筋两种，使用前按100石灰膏掺2.75纸筋的比例加入淋灰池，使用时应过筛。3 草秸将坚韧而干燥的稻草、
10、麦秸断割成碎段（长不大于30），经过石灰水浸泡处理15天后使用。每100石灰膏掺8稻草（或麦秸）。4 玻璃纤维将玻璃丝切成碎段（长1左右），每100石灰膏掺入200300玻璃丝灰。玻璃丝耐热、耐腐蚀、抹出墙面洁白光滑、价格便宜等优点，但需防止玻璃丝刺激皮肤。4.1.2.3水泥砂浆中颜料为了增加装饰艺术效果，通常在抹灰砂浆中掺入适量颜料。抹灰用的颜料必须为耐碱、耐光的矿物颜料，常用的颜料有白、黄、红、蓝、绿、棕、紫、黑等色，按使用要求选用。4.2 装饰水泥、砂浆装饰水泥是指白色水泥和彩色水泥，在建筑装饰工程中，常用白水泥、彩色水泥配成水泥色浆或装饰色浆，或制成装饰混凝土，用于建筑物室内外表面装饰
11、，以材料本身的质感、色彩美化建筑，又是也可以用各种大理石、花岗岩碎屑作为骨料配置成水刷石、水磨石等。4.2.1 白水泥1 白水泥生产制造原理硅酸盐水泥的主要原料为石灰石、黏土和少量的铁矿石粉，将这几种原料按适合的比例混合磨成生料，生料经均化后送入窑中进行煅烧，得到以硅酸钙为主要成分的水泥孰料，再在水泥孰料中掺入适量的石膏共同磨细得到的水硬性胶凝材料，即硅酸盐水泥。其生产流程如白水泥与普通硅酸盐水泥的生产方法基本相同，严格控制水泥中的含铁量是白水泥生产中的一项主要技术。其工艺要求如下：（1）严格空盒子原料中的含铁量。要求生产白色水泥的石灰石质原料中的含铁的质量份数（以Fe2O3:计）低于0.05
12、%；黏土质原料要选用氧化铁含量低的高岭土（或成为白土）或含铁质较低的砂质黏土；校正性原料有瓷石和石英砂等。（2）严格控制粉磨工艺中带入的铁质。生产白色水泥时，磨机衬板应用花岗岩、陶瓷或优质耐磨钢制成，研磨体用硅质鹅卵石或高铬铸铁材料制成。铁质输送设备须仔细油漆，以防铁屑混入，降低孰料的白度。（3）尽量选用灰分小的燃料，最好是无灰分的燃料，如天然气、重油等。（4）孰料中硅酸三钙的颜色较硅酸二钙白，而且着色氧化物易固溶于硅酸二钙中，所以提高硅酸三钙含量有利于提高睡你的白度。（5）采取一定的漂白工艺。水泥厂生产白色水泥常用的漂白工艺有两种：一种是将孰料在高温下急速冷却到500600，使孰料中的Fe2
13、O3及其他着色元素固溶于玻璃体中，达到孰料颜色变淡的目的。孰料急冷前的温度越高，漂白作用越好。另一种是在特殊的漂白设备中进行漂白处理，在800900的还原气氛下，孰料中强着色的三价铁还原为着色力弱的二价铁，提高孰料的白度。（6）为了保证睡你的白度，石膏的白度必须比孰料的白度高，所以一般采用优质的纤维石膏。2 白色水泥的白度及等级国家标准对白色硅酸盐水泥的白度，分为四个等级，见下表，白色水泥的白度等级等级特级一级二级三级白度（%）86848075白色水泥具有强度高、色泽洁白、可以配制各种彩色砂浆及彩色涂料的特点，主要应用于建筑装饰工程的粉刷，制造具有艺术性和装饰性的白色、彩色混凝土装饰结构，制造
14、各种颜色的水刷石、仿大理石及水磨石等制品，配制彩色水泥。4.2.2 彩色水泥1 彩色水泥生产方法彩色水泥生产方法有三种：（1）在普通白水泥孰料中加入无机或有机颜料共同进行磨细。常用的无机矿物颜料包括铅丹、铬绿、群青、普鲁士红等。在制造如红色、黑色或棕色等深色彩色水泥时，可在普通硅酸盐水泥中加入矿物颜料，而不一定用白水泥。（2）在白水泥生料中加入少量金属氧化物作为着色剂，烧成孰料后再进行磨细。（3）将彩色物质以干式混合的方法掺入白水泥或其他硅酸盐水泥中进行磨细。上述三种方法中：第一种方法生产的彩色水泥色彩较为均匀，颜色也浓；第二种方法生产的彩色水泥着色剂用量较少，也可用工业副产品作着色剂，成本较
15、低，但彩色水泥色泽数量有限；第三种方法生产的彩色水泥生产方法简单，色泽数量较多，但色彩不易均匀，颜料用量较大。无论用上述哪一种方法生产彩色水泥，它们所用的着色剂必须满足以下要求：不溶于水，分散性好。耐候性好，耐光性达七级以上（耐光性共分为八级）。抗碱性强，达到一级耐碱性（耐碱性共分为七级）。着色力强，颜色浓（着色力是指颜料与水泥等胶凝材料混合后显现颜色深浅的能力）。不含杂质。不能导致水泥强度显著降低，也不能影响水泥的正常凝结硬化。价格便宜。从上述要求看，彩色水泥用的着色剂以无机颜料最适宜。彩色水泥经常使用的颜料掺入量与着色度关系密切，掺量越多，颜色越浓。初次以外，在相同混合条件下，颜料种类不同着色度也不同。如铁丹的粒子较细，所以着色效果也比较好，一般颜料的着色能力与其粒径的平方成反比。2 彩色水泥的应用白水泥和彩色水泥主要用在建筑物内外表面的装饰。它既可配制成彩色水泥砂浆，用于建筑物的粉刷，又可配置彩色砂浆，制作具有一定装饰效果的各种水刷石、水磨石、水泥地面砖、人造大理石等。（1）配制彩色水泥浆彩色水泥浆是以各种彩色水泥为基料，同时掺入适量氯化钙促凝早强剂和胶料配制而成的刷浆材料。凡混凝土、砖石、水泥砂浆、混合砂浆、石棉板、等基层，均可使用。彩色水泥沙浆的配置须分为头道浆和二道浆两种：头道浆按水灰比0.75，二道浆按水灰比
