材料学综述：气硬性材料教学课件.pptVIP

*************************************水玻璃的技术特性物理特性液体水玻璃的密度与模数和浓度相关，一般在1.3-1.5g/cm3之间；粘度随模数增加而增加，随温度升高而降低；表面张力约70-75mN/m；无味、不燃，冻结点约-3℃。固化后的水玻璃膜透明至半透明，具有一定的机械强度和耐水性。化学特性水玻璃呈强碱性，pH值通常在11-13之间；对金属有腐蚀性，特别是对铝、锌等两性金属；能与多价金属离子反应形成不溶性沉淀；对酸敏感，遇酸会迅速凝胶化；具有良好的耐热性和阻燃性，高温下会形成保护性玻璃质膜层。应用特性水玻璃具有优异的粘结性能，可粘结多种材料；具有良好的耐火性和防火性；硬化后形成的硅酸盐膜具有一定的防水性和耐酸性；能吸附重金属离子，有一定的环保功能；固化后的材料无毒无害，环境友好。水玻璃在建筑中的应用水玻璃在建筑领域的应用十分广泛。作为防水材料，水玻璃可用于墙体、地下室、水池等结构的防渗漏处理；作为粘结剂，可用于各种建筑材料的粘结，如人造石材的制作；作为混凝土和砂浆的添加剂，可改善强度和耐久性；作为钢结构和木结构的防火涂料基料，可提供有效的防火保护；作为特种水泥的组分，如耐酸水泥等。水玻璃在防火材料中的应用防火机理水玻璃基防火材料具有独特的防火机理：一方面，水玻璃含有大量结晶水，火灾时释放水分可吸收热量；另一方面，高温下水玻璃会形成膨胀的泡沫状玻璃质保护层，隔绝氧气和热量。这种双重保护机制使水玻璃成为理想的防火材料基料。防火涂料水玻璃是膨胀型防火涂料的重要组分，与膨胀剂、成炭剂等配合，可为钢结构、木结构等提供1-3小时的防火保护。这类涂料在正常温度下为薄膜状，火灾高温下迅速膨胀数十倍，形成隔热层保护基材。防火板材以水玻璃为粘结剂，结合矿物纤维、膨胀珍珠岩等材料，可制作轻质防火板材和防火隔墙。这类材料重量轻、强度适中、防火等级高，广泛用于建筑内部防火分区和管道井等处的防火保护。菱苦土：概述基本定义菱苦土是以氧化镁(MgO)为主要成分的气硬性胶凝材料，也称为苦土或轻烧镁。它是由菱镁矿(MgCO?)或水镁石[Mg(OH)?]等镁质原料经适当温度煅烧制得。菱苦土呈白色粉末状，具有良好的耐高温性能和电绝缘性能。与传统气硬性材料相比，菱苦土具有独特的使用特点，通常需要与氯化镁溶液配合使用，形成所谓的镁氧氯水泥或索雷尔水泥。历史与发展菱苦土水泥最早由法国科学家S.T.Sorel于1867年发明，因此也称为索雷尔水泥。20世纪初，这种材料在欧洲开始工业化应用，主要用于耐火材料和装饰材料。中国菱苦土资源丰富，辽宁、山东等地拥有大量优质菱镁矿。20世纪50年代起，中国开始大规模开发利用菱苦土，目前已成为世界上最大的菱苦土及制品生产国和出口国。菱苦土的生产过程原料准备开采菱镁矿石，进行破碎、筛分和清洗，以去除杂质。优质原料的MgCO?含量应在95%以上，SiO?、CaO等杂质含量应控制在合理范围内。煅烧处理将处理好的菱镁矿在700-850℃温度下煅烧，温度控制极为关键。温度过低，煅烧不充分，活性不足；温度过高，则形成过烧氧化镁，活性显著降低。冷却与粉磨煅烧后的产品迅速冷却，以保持活性，然后进行粉磨处理。优质菱苦土的细度一般要求比表面积达到600-800m2/kg，以确保后续反应的充分进行。成品处理对粉磨后的菱苦土进行包装和储存。由于菱苦土易吸收空气中的水分和二氧化碳，必须采用防潮包装并在干燥环境中储存，防止提前反应。菱苦土的化学反应原料分解菱镁矿在700-850℃下煅烧分解：MgCO?→MgO+CO?↑。这一反应吸热，需要持续供热。分解后形成的氧化镁具有微孔结构和高比表面积，化学活性高。水化反应菱苦土与水反应生成氢氧化镁：MgO+H?O→Mg(OH)?。这是一个放热反应，但反应速度相对较慢，需要数小时甚至数天才能完成，形成的氢氧化镁强度有限。3氯氧反应菱苦土与氯化镁溶液反应形成镁氧氯化物：5MgO+MgCl?·6H?O→5Mg(OH)?·MgCl?·8H?O。该反应形成的晶体结构是菱苦土制品获得强度的主要来源。菱苦土的技术特性强度特性菱苦土与氯化镁溶液配制的镁氧氯水泥，具有较高的强度。3天抗压强度可达30-40MPa，7天可达50-60MPa，远高于普通气硬性材料，接近普通硅酸盐水泥。耐高温性菱苦土制品具有优异的耐高温性能，可在1000℃以上高温环境下长期使用而不会分解，是制作耐火材料的理想原料。MgO本身的熔点高达2852℃。绝缘性能菱苦土制品的电绝缘性能优异，被广泛用于电气设备的绝缘材料。在高温条件下仍能保持良好的绝缘性