常用的胶结剂及其应用领域

1.石灰

分气硬性与水硬性两种，工程上经常使用的为气硬性石灰。气硬性石灰的主要成分是CaO，其余为MgO。

（1）生石灰　利用石灰石（CaCO₃）、贝壳石和灰岩等天然石料，经过800～1000℃煅烧后所得的白色块状成品称为生石灰，密度为800～1000kg/m³。

（2）消石灰（熟石灰）将生石灰淋以适量的水（约生石灰质量的40%），经消解作用后所得的粉末状成品称为熟石灰。石灰消解时所产生的温度一般为70～100℃，体积膨胀大约2.5～3.5倍。

（3）石灰膏　将生石灰加足量的水，经熟化作用，过滤后所得的稠桨状称为石灰膏。

石灰的质量标准是：CaO+MgO质量分数不低于80%，1kg生石灰产浆量不小于2.2L，不溶解颗粒质量分数不大于7%，消解温度大于70℃。

2.水玻璃

水玻璃又称硅酸钠或泡花碱，是由磨细的硅砂或硅石粉与碳酸钠或硫酸钠按一定比例混合后，在熔炉内加热到1300～1400℃而最后生成的块状固体硅酸钠，再将固体硅酸钠装入蒸釜内，通入蒸汽后溶化而成液体硅酸钠，即水玻璃。

水玻璃是一种矿物胶，具有粘接能力。在空气中CO₂的作用下，由于干燥和析出无定形氧化硅而硬化。能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用，但不能抵抗氢氟酸的作用，也不能经受水的长期作用。常用来调制泥浆、涂料和耐火浇注料。

水玻璃溶液中SiO₂与Na₂O的摩尔质量比值称为水玻璃的模数M。

式中62、60分别为Na₂O和SiO₂的相对分子质量。

例1 已知化学成分（质量分数）为SiO₂31.5%，Na₂O13.0%的水玻璃，其模数M=1.032×31.5/13.0=2.5。当需要配置模数为2.75的水玻璃时，Na₂O质量分数不变，求1kg水玻璃中SiO₂的添加量。

解 Na₂O为13.0%时，SiO₂相应量为（0.315×2.75/2.5）×100%=34.65%，1kg水玻璃中添加SiO₂：31.5g。

水玻璃模数与密度的关系见表7-53。

表7-53 水玻璃模数与密度的关系

3.亚硫酸纸浆残液

亚硫酸纸浆残液是造纸厂以亚硫酸盐药液蒸煮纤维原料后所得含有非纤维杂质的蒸煮液。

亚硫酸纸浆残液具有亲水性，溶于水中能降低水的表面张力，使液体的毛细管作用增大。其稀薄溶液具有乳化、扩散及起泡性质。

根据其乳化、扩散及粘接作用，一般用作调制耐火泥浆和烧制耐火砖的粘接剂。

一般造纸厂出售的亚硫酸纸浆残液多为该残液的浓缩物，命名为粘合剂，其密度为1.2～1.3g/cm³（15℃）。未浓缩前残液密度为1.06g/cm³，pH值4.02～5.56（27℃）。

4.沥青(www.xing528.com)

沥青为有机胶结材料，呈黑色或黑褐色，具有良好的胶结性能。常温时为固态或粘性液体，能溶于二硫化碳及其他有机溶剂。

沥青不被水浸润，不导电，对酸、碱性液体或气体有较高的稳定性，具有热后熔化、冷后粘性提高的特性。在工业炉砌筑工程上使用沥青作为碳素捣打料的粘接剂、灌注膨胀缝及地下金属结构的防锈涂料等用途。沥青分石油沥青和煤沥青两种。

（1）石油沥青　是石油工业的副产品，分道路石油沥青、建筑石油沥青和专用石油沥青等，建筑石油沥青的技术指标（GB/T 494—1998）见表7-54。

表7-54 建筑石油沥青的技术指标

（2）煤沥青　是炼焦过程中的副产品，常温下为黑色固体，加热后具有特殊的臭味，略有毒性，高温下易炭化。其技术指标见7-55。

表7-55 煤沥青的技术指标

5.煤焦油

俗称臭油，炼焦副产品，主要成分是碳氢化合物，粘性极大，有刺激性臭味，有毒。技术指标见表7-56。

表7-56 煤焦油技术指标

6.卤水

主要成分是氯化镁（MgCl₂），通常以固体状态供应，用来调制镁质耐火泥浆，用作湿砌镁砖用，也用作捣打料的胶结剂。

使用前，需放置在容器内加入净水加热溶化，使其达到所需要的浓度。不同密度的卤水，1L水溶液中氯化镁质量不同。卤水密度分别为1.20g/cm³、1.22g/cm³、1.24g/cm³、1.26g/cm³、1.28g/cm³、1.30g/cm³时，则对应的MgCl₂质量分别为0.90g/mL、1.05g/mL、1.40g/mL、1.65g/mL、1.90g/mL、2.15g/mL。

用卤水调制的泥浆容易凝固，因此砌砖时，泥浆应随调随用。

7.磷酸

无色透明晶体，极易溶解于水。通常市购磷酸含H₃PO₄85%（质量分数）左右，呈浓浆状。目前广泛利用磷酸配制磷酸盐耐火浇注料和磷酸盐泥浆。

磷酸中H₃PO₄的质量分数与密度的关系见表7-57。

表7-57 磷酸中H₃PO₄的质量分数与密度的关系