[科普中國]-石灰沸石水泥

石灰沸石水泥是用沸石巖、石灰和石膏不經(jīng)生料煅燒，將其按適當(dāng)比例混合，直接粉磨制成的水硬性膠凝材料，它的強(qiáng)度可達(dá)300-400號水泥標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有耐酸耐堿的性能。

簡介概述它要求沸石巖中沸石含量大于50%；氧化鈣吸收值大于150mg/g；活性成分（可溶硅和可溶鋁）含量大于15%；消石灰膠砂強(qiáng)度要求為抗拉強(qiáng)度：7天1MPa，28天1.5MPa；抗壓強(qiáng)度：7天9.8 MPa ，28天19.6 MPa；含蒙脫石等雜質(zhì)不得大于 10%。此外，石灰、石膏質(zhì)量對水泥強(qiáng)度也有影響，要求石灰為有效鈣>70%的塊狀礦，石膏則要求SO3>35%。配料比例為：沸石65~70%，石灰23~27%，石膏3~8%。

特點(diǎn)用此種水泥配制的50、75、100號砂漿，合乎建筑砂漿有關(guān)性能要求，具有不分層、不沉淀、易和性好等優(yōu)點(diǎn)。其制品在濕熱養(yǎng)護(hù)條件下，強(qiáng)度可大幅度增加，耐久性也有所改善，是建筑中的新型膠結(jié)材料，有質(zhì)量穩(wěn)定、成本低的特點(diǎn)。1

主要材料沸石巖是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。按沸石礦物特征分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種，按孔道體系特征分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由硅氧四面體和鋁氧四面體組成。四面體只能以頂點(diǎn)相連，即共用一個氧原子，而不能“邊”或“面”相連。鋁氧四面體本身不能相連，其間至少有一個硅氧四面體。而硅氧四面體可以直接相連。硅氧四面體中的硅，可被鋁原子置換而構(gòu)成鋁氧四面體。但鋁原子是三價(jià)的，所以在鋁氧四面體中，有一個氧原子的電價(jià)沒有得到中和，而產(chǎn)生電荷不平衡，使整個鋁氧四面體帶負(fù)電。為了保持中性，必須有帶正電的離子來抵消，一般是由堿金屬和堿土金屬離子來補(bǔ)償，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由于沸石具有獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)晶化學(xué)性質(zhì)，因而使沸石擁有多種可供工農(nóng)業(yè)利用的特性。 石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的干燥、凈化和污水處理等方面。沸石還具有“營養(yǎng)”價(jià)值。在飼料中添加5%的沸石粉，能使禽畜生長加快，體壯肉鮮，產(chǎn)蛋率高。

由于沸石的多孔性硅酸鹽性質(zhì)，小孔中存有一定量的空氣，常被用于防暴沸。在加熱時(shí)，小孔內(nèi)的空氣逸出，起到了氣化核的作用，小氣泡很容易在其邊角上形成。

石灰石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機(jī)膠凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經(jīng)900-1100℃煅燒而成。石灰是人類最早應(yīng)用的膠凝材料。

石灰中產(chǎn)生膠結(jié)性的成分是有效氧化鈣和氧化鎂，其含量是評價(jià)石灰質(zhì)量的主要指標(biāo)。石灰中的有效氧化鈣和氧化鎂的含量可以直接測定，也可以通過氧化鈣與氧化鎂的總量和二氧化碳的含量反映，生石灰還有未消化殘?jiān)康囊?；生石灰粉有?xì)度的要求；消石灰粉則還有體積安定性、細(xì)度和游離水含量的要求。

石灰的基本性能：石灰的保水性、可塑性好，工程上常被用來改善砂漿的保水性，以克服水泥砂漿保水性差的缺點(diǎn)。石灰凝結(jié)硬化速度慢、強(qiáng)度低、耐水性差。石灰的干燥收縮大，因此除粉刷以外，不宜單獨(dú)使用。

石灰在土木工程中應(yīng)用范圍很廣，主要用途如下：

（1）石灰乳和砂漿 消石灰粉或石灰膏摻加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用于砌筑或抹灰工程。

（2）石灰穩(wěn)定土 將消石灰粉或生石灰粉摻人各種粉碎或原來松散的土中，經(jīng)拌合、壓實(shí)及養(yǎng)護(hù)后得到的混合料，稱為石灰穩(wěn)定土。它包括石灰土、石灰穩(wěn)定砂礫土、石灰碎石土等。石灰穩(wěn)定土具有一定的強(qiáng)度和耐水性。廣泛用作建筑物的基礎(chǔ)、地面的墊層及道路的路面基層。

（3）硅酸鹽制品 以石灰(消石灰粉或生石灰粉)與硅質(zhì)材料(砂、粉煤灰、火山灰、礦渣等)為主要原料，經(jīng)過配料、拌合、成型和養(yǎng)護(hù)后可制得磚、砌塊等各種制品。因內(nèi)部的膠凝物質(zhì)主要是水化硅酸鈣，所以稱為硅酸鹽制品，常用的有灰砂磚、粉煤灰磚等。

石膏天然二水石膏（CaSO4·2H2O）又稱為生石膏，經(jīng)過煅燒、磨細(xì)可得β型半水石膏（CaSO4·1/2H2O），即建筑石膏，又稱熟石膏、灰泥。若煅燒溫度為190 °C可得模型石膏，其細(xì)度和白度均比建筑石膏高。若將生石膏在400-500 °C或高于800°C下煅燒，即得地板石膏，其凝結(jié)、硬化較慢，但硬化后強(qiáng)度、耐磨性和耐水性均較普通建筑石膏為好。

石膏通常為白色、無色，無色透明晶體稱為透石膏，有時(shí)因含雜質(zhì)而成灰、淺黃、淺褐等色。條痕白色。透明。玻璃光澤，解理面珍珠光澤，纖維狀集合體絲絹光澤。解理極完全，和中等，解理片裂成面夾角為66和114的菱形體。性脆。硬度1.5-2。不同方向稍有變化。相對密度2.3。 偏光鏡下：無色。二軸晶(+)。2V=58。Ng=1.530，Nm=1.523，Np=1.521。隨溫度升高2V減小，在大約90℃時(shí)2V為零。

石膏是生產(chǎn)石膏膠凝材料和石膏建筑制品的主要原料，也是硅酸鹽水泥的緩凝劑。石膏經(jīng)600～800°C煅燒后，加入少量石灰等催化劑共同磨細(xì)，可以得到硬石膏膠結(jié)料（也稱金氏膠結(jié)料）；經(jīng)900～1000°C煅燒并磨細(xì)，可以得到高溫煅燒石膏。用這兩種石膏制得的制品，強(qiáng)度高于建筑石膏制品，而且硬石膏膠結(jié)料有較好的隔熱性，高溫煅燒石膏有較好的耐磨性和抗水性。

石膏種類

建筑中使用最多的石膏品種是建筑石膏，其次是模型石膏，此外，還有高強(qiáng)度石膏、無水石膏水泥和地板石膏。

生產(chǎn)石膏的原料主要是天然二水石膏，又稱軟石膏或生石膏，是含兩個結(jié)晶水的硫酸鈣。天然二水石膏可制造各種性質(zhì)的石膏。

生產(chǎn)石膏的主要工序是加熱與磨細(xì)。由于加熱溫度和方式不同，可生產(chǎn)不同性質(zhì)的石膏。

（1）建筑石膏

建筑石膏是將天然H水石膏等原料在107℃-170℃的溫度下煅燒成熟石膏，再經(jīng)磨細(xì)而成的白色粉狀物。其主要成分為b型半水石膏。

建筑石膏硬化后具有很好的絕熱吸音性能和較好的防火性能吸濕性能；顏色潔白，可用于室內(nèi)粉刷施工，特別適合于制作各種。潔白光滑細(xì)致的花飾裝飾，如加入顏料可使制品具有各種色彩。

建筑石膏不宜用于室外工程和 65℃以上的高溫工程。

總之，建筑石膏可用于室內(nèi)粉刷,制作裝飾制品，多孔石膏制品和石膏板等。

（2）模型石膏煅燒二水石膏生成的熟石膏，若其中雜質(zhì)含量少，SKI較白粉磨較細(xì)的稱為模型石膏。它比建筑石膏凝結(jié)快，強(qiáng)度高.主要用于制作模型、雕塑、裝飾花飾等。

（3）高強(qiáng)度石膏將H水石膏放在壓蒸鍋內(nèi)，在 1.3大氣壓（124℃）下蒸煉生成。a型半水石膏，磨細(xì)后就是高強(qiáng)度。這種石膏硬化后具有較高的密實(shí)度和強(qiáng)度。高強(qiáng)度石膏適用于強(qiáng)度要求高的抹灰工程，裝飾制品和石膏板。摻入防水劑后，其制品可用于濕度較高的環(huán)境中。也可加入有機(jī)溶液中配成粘結(jié)劑使用。

（4）無水石膏水泥

將天然二水石膏加熱至400℃-750℃時(shí)，石膏將完全失去水份，成為不溶性硬石膏，將其與適量激發(fā)劑混合磨細(xì)后即為無水石膏水泥。無水石膏水泥適宜于室內(nèi)使用，主要用以制作石膏板或其它制品，也可用作室內(nèi)抹灰。

（5）地板石膏

如果將天然二水石膏在800℃以上煅燒，使部分硫酸鈣分解出氧化鈣，磨細(xì)后的產(chǎn)品稱為高溫煅燒石膏，亦稱地板石膏。地板石膏硬化后有較高的強(qiáng)度和耐磨性，抗水性也好，所以主要用作石膏地板，用于室內(nèi)地面裝飾。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學(xué)