无机矿物制品
无机矿物制品是指用水泥、石灰、石膏、菱苦土、珍珠岩、矿棉、岩棉、石棉及其它矿物材料为主要原料制成的产品。
无机矿物制品是建筑工程中应用最早和最多的材料，尤其是水泥和石灰，是现代建筑工程不可缺少的原料。利用无机矿物原料生产的室内装饰制品主要为各种形式的板材，如石膏装饰板、矿棉装饰吸音板、珍珠岩装饰吸音板等。无机矿物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。
10.1 无机矿物制品的基本知识
10.1.1 无机矿物原料简介
用于室内装饰制品的无机矿物原料按其作用可分为两大类：矿物胶结材料和矿物声热材料。矿物胶结材料可将制品胶结成整体，矿物声热材料用于改善制品的热学性能与声学性能。矿物胶结材料根据硬化条件又有水硬性和气硬性之分。气硬性胶结材料只有在空气中硬化，在空气中能长久保持强度或继续提高强度，如石灰、石膏等。水硬性胶结材料不仅能在空气中，而且能在水中硬化，保持并继续提高其强度，如各种水泥。无机矿物制品原料见下图10-1。
图10-1 无机矿物制品原料
1、矿物胶结材料
任何矿物材料当其与水或适当的盐类水溶液混合后，在常温下经过一定的物理化学变化过程能由浆状或可塑状而变为坚硬固体，并因而能将松散材料胶结为整体者，即称为矿物胶结材料。矿物胶结材料有气硬性胶结材料与水硬性胶结材料之分，区分这一点，对胶结材料的实际应用有很大的意义。水硬性胶结材料，既可用于地上较干燥的地方，也可用于水下、地下、地上潮湿之处。而气硬性胶结材料一般只宜用于地上，不宜用于过分潮湿之处和水下。
(1)石膏
用于建筑材料生产的石膏，包括天然石膏和化学石膏。天然石膏有天然二水石膏（CaSO4·2H2O）和天然无水石膏（CaSO4）。天然二水石膏质地较软，天然无水石膏质地较硬，故又称为硬石膏。工业生产中常用的是天然二水石膏，一般提
到“石膏”大多数情况下指的是天然二水石膏。纯净的二水石膏是透明的或无色的，有纤维状、针状、片状等晶体形态。天
石灰
石膏
菱镁石
水玻璃
硅酸盐水泥
铝酸盐水泥
硫酸盐水泥
磷酸盐水泥
气硬性胶结材
料
水硬性胶结材料
珍珠岩、膨胀珍珠岩
矿棉
岩棉
石棉
硅、膨胀硅石
矿物胶结材料
矿物声热材料
无
机
矿
物
制
品
原
料
然二水石膏矿往往含有较多杂质，从产状看，有透明石膏、纤维石膏、雪花石膏、片状石膏、泥质石膏或土石膏。石膏中二水石膏所占的含量，常称为品位，以此来对石膏分级。一级石膏，含二水石膏95%以上，二级含二水石膏85%以上，三级含75%以上。生产建筑石膏板材大都要用三级以上的石膏。化学石膏，一般是指的各种工业生产中的副产品，是工业废渣，其中含有一定数量的二水石膏，还含有较多杂质，称呼这些石膏时习惯在其前面加上原主要产品类型或石膏来源类型的名称，如磷石膏、氟石膏、排烟脱硫石膏、芒硝石膏等。
石膏有多种存在形态，石膏加热以后会由二水石膏逐步转化为另一种形态，吸湿以后，又会发生相反的变化。生产石膏建筑制品就是依据石膏的这种性质。石膏加热脱水变成半水石膏（或其它型式脱水石膏），半水石膏加水拌合成石膏浆，石膏浆中的半水石膏等脱水石膏水化硬化又生成二水石膏，石膏浆入模就制成硬化的石膏制品了。半水石膏凝结时间短，建筑石膏4-8 分钟初凝，10-13 分钟终凝；高强石膏3-8 分钟初凝，15～30 分钟终凝。生产石膏建材制品的生产周期短，就是充分利
用了石膏材料凝结硬化快的特性。
(2)石灰
石灰是使用历史最久，也是目前建筑工程中应用最广泛的胶凝材料。它不仅可以作为单独的胶结材料使用，也可与其它矿物粉末材料混合制成建筑材料。依硬化条件不同，石灰也有气硬石灰与水硬石灰之分。建筑工程中常用的为气硬性石灰。它是用主要成分为碳酸钙或含一部分碳酸钙，并含有较少粘土杂质（8%以下）的石灰岩煅烧而制成的以氧化钙为主要成分的气硬性胶结材料，通称石灰。石灰的硬化是由于氧化钙在水中生成氢氧化钙，它由胶体转为结晶，或氢氧化钙与空气接触被空气中的二氧化碳碳化成碳酸钙。
(3)水玻璃
水玻璃是将硅酸钠溶于水而制成，在建材生产中常以液态应用，故又名液体玻璃。它与普通玻璃的区别是能溶于水，以后又能在空气中硬化。水玻璃为一种矿物胶，与有机胶相比，水玻璃不燃烧，也不腐朽。水玻璃在空气中CO2的作用下，由于干燥和析出无定形含水氧化硅而硬化。与其它胶质材料相比，水玻璃具有较高的耐酸性。但它不能抵抗强酸及碱作用，也不能抵抗水的长期作用。
(4)菱镁土
菱镁土为用菱镁矿或白云岩经煅烧、磨细而成的气硬性胶结材料。它的主要成分为MgO 或MgO 与CaCO3的混合物。菱镁土如用水搅和，所得浆体凝结极慢，硬化后强度极低，所以应当用各种盐类的水溶液拌和。常用的盐溶液有氯化镁、硫酸镁、硫酸亚铁等。菱镁土与这些盐溶液拌合后生成复杂的混合物。生成物从过饱和溶液中凝成胶体以后又生成结晶，即产生了菱镁土的硬化。当温度提高时，硬化过程会加快进行。
2、矿物声热材料
在矿物装饰制品中，常加入一些具有绝热、吸声或其它性能的材料使制品具有一些特殊功能。常用的几种材料介绍如下。
(1)石棉
石棉是一种非金属矿物，呈白、灰、褐及绿等色。常用的是温石棉，纤维柔软，状如棉花。石棉具有绝热、吸声、耐火、耐酸碱、电绝缘等特性。
(2)矿渣棉
矿渣棉是将熔融状态的冶金矿渣用喷吹法或离心法制成絮状，具有绝热、吸声、耐腐蚀、不燃以及价廉、利废等特点。可以呈松散状态或制成毡状使用。
(3)岩棉
将白云岩、花岗岩、玄武岩等天然岩石熔化后用喷射法或离心法可制成岩棉，其性能与矿渣棉相同。
(4)膨胀珍珠岩
将珍珠岩矿物晾干、破碎、筛分、预热、焙烧，体积骤然膨胀（约20 倍）而成灰色或灰色松散粒状，结构呈蜂窝状，是一种高效能绝热材料。
(5)膨胀蛭石
将蛭石晾干、破碎、筛分、焙烧，体积膨胀20 倍以上，成为许多薄片组成的层状碎片。也是一种高效能绝热材料。
10.1.2 无机矿物制品的基本制造方法简介
无机矿物制品的成型主要靠矿物胶结材料的凝结硬化，有着基本类似的生产方法，无机矿物制品的基本生产工艺见图10-2。
图10-2
无机矿物制品的基本生产工艺其中I号流程主要生产以水泥为胶结材料的制品，胶结料声热材料添加剂水或溶液混合搅拌
浇注
↓
成型
↓
脱模
↓
养护
↓
烘干
铺装成型
↓
冷压
↓
养护
↓
自然干燥
↓
锯边
铺装
↓
成型
↓
热压
↓
锯边制品 装饰加工
↓
装饰制品
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅱ号流程主要生产以石膏为胶结材料的制品，Ⅲ号流程主要生产以添加部分有机树脂为胶结材料以及以水淬高炉矿渣为胶结材料的制品。
10.1.3 装饰无机矿物制品的种类与特点
1、种类
矿物装饰制品的分类比较复杂，制品的原料、结构、功能、工艺等等方面互相组合或交叉，按单一某方面分类较困难。由于制品大部分以石膏胶结材料可粗略分为石膏装饰板、装饰绝热吸声板、复合装饰板等三大类。第一类石膏装饰板是以装饰性为主的石膏板材；第二类装饰吸声板是兼具吸声与绝热性能的装饰板材；第三类复合装饰板是多种材料掺合制成的装饰板材。无机矿物装饰制品分类
见图10-3。
建筑工程中还有许多结构性板材。这些板材除了主要用作隔断、承重等功能性用途外，往往也带有一定装饰性或特种功能如吸音、隔热等，如水泥木丝板、纸浆水泥板、石膏刨花板等等。它们也常作为装饰板的基材，经特种加工后成结
普通石膏装饰板
纸面石膏装饰板
轻质发泡石膏装饰板
高强仿大理石石膏装饰板
珍珠岩装饰吸声板
膨胀珍珠岩装饰吸声板
珍珠岩石膏装饰吸声板
矿棉装饰吸声板
贴塑矿棉装饰吸声板
穿孔吸声石棉水泥板
轻质硅酸钙吊顶板
珍珠岩植物复合板
矿渣石膏装饰板
菱镁装饰板
石膏装饰板
装饰绝热、吸声板
复合装饰板
无机矿物装饰板材
图 10-3 无机矿物装饰制品分类
构性装饰材料。
2、基本结构特点与应用
矿物装饰材料一般均为板材，规格（mm）常用的有300×300×9,500×500×9,600×600×11，900×900×(12～12)等。有各种表面结构如平面型、压花型、浮雕型、嵌缝型、半穿孔型、全穿孔型、盲孔型等；表面的装饰有油漆、贴砂、喷饰、印花、彩画等；内部处理有防水、防潮、防火、吸音、折波等等。穿孔吸声处理是矿物装饰板的一大特点。穿孔方式和花样也很多，这样声波通过微孔时，声能会部分转化为热能，从而达到吸声效果。这类装饰材料有许多优良性能。如石膏装饰板具有轻质、高强、防潮、不变形、防火、滞燃、可调节室内温度等特点，并且施工方便，加工性能好，可锯、可钉、可刨、可粘结等优点。添加珍珠岩、岩棉、矿棉等吸声隔热材料的装饰吸音板，对高、中频有良好的吸收效果。在穿孔结构合适时，对低频噪声也有良好的吸收作用。此外，对热传递也有阻滞作用。由于矿物装饰板有上述装饰与特殊功能，故广泛应用于影剧院、会堂、音乐厅、播音室、录音室等用以控制和调整室内混响时间，消除回声，改善室内的音质，提高语言清晰度。用于旅馆、医院、办公室、商场以及吵闹场所，如工厂车间用以降低室内噪声，改善生活环境和劳动条件。
