体感那些事（4）

            胶体（Colloid）又称胶状分散体（colloidal dispersion）是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相。分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。

胶体不一定都是胶状物，也不一定是液体。如：氢氧化铁胶体、云、雾等。

按照分散剂状态不同分为：

气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是液态或固态。（如烟、雾等）

液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态。（如Fe(OH)3胶体）

        固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态。（如有色玻璃、烟水晶）

按分散质的不同可分为：粒子胶体、分子胶体。

如：烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃、水晶是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶胶；淀粉胶体，蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体。

注：20世纪初，明胶、蛋白质等容易与水形成胶体的溶液叫做亲液胶体。现通常把亲液胶体称为大分子或（高分子）溶液与憎液胶体称为胶体分散体系（常简称为胶体）或溶胶。 [1]  据此，中学常简单认为蛋白质溶液是胶体，虽不能说错误（性质接近），但是也属于过时的说法。

          能发生丁达尔现象（丁达尔效应），产生聚沉,盐析，电泳，布朗运动等现象，渗析作用等性质。 [3] 

        丁达尔现象

              当阳光从窗隙射入暗室，或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，可以观察到丁达尔效应；放电影时，放映室射到银幕上的光柱的形成也属于丁达尔效应。

胶体为分散系，是一些具有相同或相似结构的一个集合，存在有数个粒子组成一个胶粒，所以一般1mol的物质形成胶体时，胶粒数（胶体粒子数）小于1mol。

       胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系。

      胶体具有介稳性的两个原因：

      原因一：胶体粒子可以通过吸附而带有电荷，同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会相互排斥（要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带电荷 ）。

       原因二：胶体粒子在不停地做布朗运动，与重力作用相同时便形成沉降平衡的状态。

        根据法扬斯规则（能与晶体的组成离子形成不溶物的离子将优先被吸附.优先吸附具有相同成分的离子），胶体粒子是胶粒，胶粒与扩散层在一起组成了胶团，而胶粒又包括胶核与吸附层。

         明胶是一种大分子的亲水胶体，是胶原部分水解后的产物。按其性能和用途可分为照相明胶、食用明胶和工业明胶。根据用途不同，对明胶的质量要求也不一样。用作粘结剂使用时，主要要求粘接强度。用于照相、食品、医药等领域时，则强调产品的纯度。 

        明胶是胶原部分水解而得到的一类蛋白质，明胶与胶原具有同源性。胶原具有棒状三股螺旋结构，当其部分水解制备明胶的过程中，胶原的这种三螺旋结构发生部分分离和断裂。明胶的氨基酸组成与胶原相似，但因预处理的差异，组成成分也可能不同。 [4] 

明胶是胶原变性所得的产物，属蛋白质大分子范畴，它具有与蛋白质大分子相类似的特性，但由于分子结构的特殊性，决定了其理化性质又有独特之处。 [2] 

         由氨基酸构成的多肽链存在着亲水区和疏水区，因而明胶和一些表面活性剂一样具有适当的表面活性。研究表明，明胶溶液的表面张力与其浓度、温度、pH值等因素有关。在明胶溶液浓度为1%或1%以下、温度为10～45℃，在溶液形成少于1小时的界面上进行测定，发现在pH=2～3之间其表面张力最大，而最小表面张力则出现在等电点处。研究还指出，表面张力在30℃以下随温度而直线下降，在30～40℃之间下降更为急剧，在40℃以上时随着温度的不断增高而进一步下降，其下降速率比纯水的要大。凡出现老化的地方，表面张力一般会随时间而下降。

        明胶是胶原变性所得的产物，属蛋白质大分子范畴，它具有与蛋白质大分子相类似的特性，但由于分子结构的特殊性，决定了其理化性质又有独特之处。 [2] 

据报道酸法猪皮明胶的等电点一般在pH 7.5～9的范围内，而碱法明胶的等电点在pH 4.8～5.0范围内。这两种不同工艺制得的明胶相混合使用时会出现不相容的现象，如乳剂分层、透明度降低、凝聚等等，因此在混胶时要注意胶的等电点及使用时的pH。 [2] 

        由氨基酸构成的多肽链存在着亲水区和疏水区，因而明胶和一些表面活性剂一样具有适当的表面活性。研究表明，明胶溶液的表面张力与其浓度、温度、pH值等因素有关。在明胶溶液浓度为1%或1%以下、温度为10～45℃，在溶液形成少于1小时的界面上进行测定，发现在pH=2～3之间其表面张力最大，而最小表面张力则出现在等电点处。研究还指出，表面张力在30℃以下随温度而直线下降，在30～40℃之间下降更为急剧，在40℃以上时随着温度的不断增高而进一步下降，其下降速率比纯水的要大。凡出现老化的地方，表面张力一般会随时间而下降。

       明胶最重要的性能之一是形成可逆转换胶体的能力。可逆转换胶体在生产膜、织物、涂层、胶囊方面有很重要的应用。有专利报道了利用这种凝胶制造汽车部件的模子。由于明胶具有发泡性，因此它可以应用在防火剂、庄稼保护覆盖物、涂层衬底、抑制灰尘扩散材料及应用在制备吸收噪音的泡沫水泥化合物、热绝缘体和防火材料。利用明胶的粘性制成的皮胶比合成胶更常用、更环保，可用于造纸的施胶剂，来制造砂布、砂纸、胶带纸。美国航天局研制成功胶原蛋白强力粘合剂，用作飞机外壳铝板的粘结，其强度超过了任何一种铆接和粘接方式。明胶的可乳化性可以用作保护胶体、絮凝剂，用在化妆品、涂料中，而且胶冻强度（Bloom值）越高的明胶具有越高的乳化能力。明胶的吸油性可用于回收地面泼溅的油，明胶的吸水性可用于农业杀虫剂的可控缓释体系。 [7] 

        用明胶、淀粉、海藻胶质、角藻胶作为壳材料，以通式为[ R1O(CH2CH2O)nSO3]-（R2NHR4R3）+的材料为核心，做成高浓度的胶囊型洗涤剂，并具有良好储藏性、除垢作用和生物降解性。日本报道了明胶与十二烷基酰氯在醇溶液中反应可制成肽—月桂酸钠盐，此产品可用做表面活性剂，它在硬水中有很好的溶解性，气味少，起泡性好。日本还有用不溶于水的N-酰化明胶包裹化妆品的颜料的报道，这既阻止了颜料与皮肤的直接接触，又具有保湿作用。 [7] 

       明胶独特的性能，使其在传统感光材料中起着重要的作用。新的感光材料的出现也应用到了明胶。有学者利用明胶制成了含有卤化银感光微粒的喷墨印刷接受层。这种材料含有基层，基层的一边为含有卤化银微粒的感光层，另一边是含有多种亲水胶体的喷墨印刷吸墨层。这种材料允许将感光材料刚刚冲洗后就进行喷墨印刷，并且温度大时具有良好的墨水亲和性。 [7] 

随着数字相机的应用，彩色相片硬拷贝所需要的喷墨纸，已经开始出售，在这种纸的一边或两边都涂上了明胶层。 [7] 

         明胶、胶原的水解物及其衍生物在化妆品中应用，对皮肤和毛发具有保护、保湿、去污等作用，但这类添加剂只有在与化妆品某些成分配伍时才能显现出有意义的效果。 [2] 

这类蛋白质与月桂酰醚硫酸酯钠（sodiumlauryl ether sulphate）组成的复合物对眼睛有保护作用。将中性胶原溶液和酸溶胶原溶液与合成的肥皂、香皂及其它洗净剂配合使用，可防止皮肤免受各种洗涤剂的有害作用（如刺激作用）。这是因为明胶、胶原的水解物及其衍生物能在洗涤剂外形成胶束而使合成的肥皂、香皂及其它洗净剂趋于温和。同时，它们可增强洗净剂的去污作用而不降低或仅略为降低泡沫活性。含蛋白质的肥皂和洗净剂还具有优良的保湿效果，对某些油类物质如染眉油、口红、眼脸膏等有极好的乳化性，洗后能使皮肤感觉柔和、不发干和不发粘。 [2] 

         含蛋白质的毛发化妆品能增加毛发的抗张强度和弹性，因此常用作烫发、整理、漂洗和干燥类化妆品的制造；由于蛋白质能降低表面活性剂、碱和过氧化物对毛发的损伤，故常添加蛋白质以制造护发素。在市场上常见的发用化妆品有：保持水分的香波、头发调理膏或液、羊毛-蛋白质护发素、蛋白质定发胶等。明胶、胶原的水解物与维生素类物质配合使用，可制成营养、护肤美容、抗皱等化妆品，如胶原水解物与维生素E配合使用制成搞皱美容霜；也可制成复方针剂作皮下注射，用以使皮肤皱纹消失而变得平滑。 [2] 

           明胶在造纸工业中的用途也很重要。凡属手工制造的纸和几乎所有的高档纸，尤其是以破布为原料的纸张都应用明胶。它也同样应用于全木浆纸或破布、木浆纸作为施胶物料，单用明胶或明胶、淀粉混合物均可。对于手工制纸一般都采用含3%～5%明矾的7%～10%明胶液来施胶；若用破布、木浆或西班牙草为原料制造高质量纸，施胶液的明胶含量为4%～8%及含明矾3%～5%、甲醛0.1%～0.75%，以使明胶在干燥时得以竖膜。

         纸张用明胶上浆后，表面光滑坚牢，不易沾污，在翻动时有特殊的响声；钞票纸用明胶上浆后能经得起多年频率的折叠使用；钡底纸有一氧化钡层，以使纸张具有一定的色调；为制造可保持永久性印渍的纸张，需要在纸上涂上明胶、甲醛、甘油和明矾等混合液；用明胶、甘油处理并经甲醛固化，可制造质地紧密、能防止气体和液体泄漏的纸张；用明胶、氯化锂、甲醛处理，可制得导电材料、透明分层材料；将明胶和胍醛树脂加入纸浆，可提高纸的不透水性；办公用纸、复写纸、制图用纸等的制造也需要加入明胶。总之，在造纸工业中明胶大有用武之地。在造纸中作为胶粘剂用的明胶，一般只能选择低冻力和低黏度的明胶，甚至用骨胶，以便胶液能渗透到被胶合物的表面以内，这样才能提高胶合效果。

用明胶施胶的纸张，具有下列性能

1、增加干、湿强度和纸面耐磨性能，干强度体现了纸张的耐折性

2、减少纸面起毛

3、能获得需要的抗墨水和油脂的渗透性能

4、能获得一定的表现质量

5、在处理纸张时能发出响而脆的声音

在造纸厂，施胶至关重要。施胶浴黏度高、施胶时间短，则所制得的纸张表面上胶含量就高，表观质量就好；施胶浴黏度低、施胶时间长、则能控制纸张的松紧度。施胶后烘干程度也必须恰如其分，因为它能影响纸张表面的抗液性。诸如感光纸、晒图纸、图表纸、钞票纸、扑克牌纸、杂志高光泽封面纸的质量优劣都与施胶有关。生产涂布纸，一般选用低级胶，但涂制特殊涂层纸必须使用较高级别的明胶。照相纸的涂布必须使用符合照相规格的明胶。晒图纸的生产要求用于施胶的明胶应不含化学杂质。

            早期的纸张生产中，常采用纸表面涂敷明矾的工艺，明矾[KAl（SO 4 ） 2 •12H 2 O]中铝离子水解，Al 3+ +3H 2 O⇌Al（OH） 3 +3H + ，产生氢离子，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂，所以纸质会变脆，破损，

            在造纸工艺中，明胶和斯维恩胶液被广泛当作辅助物保持剂来使用。斯维恩胶由1%明胶和0.1%松香胶料组成，并加入明矾调节pH至4.5。用五氯酚钠或甲醛作为防腐剂。在作为辅助物保持剂使用效果上，明胶比斯维恩胶和某些合成聚丙烯酰胺具有更好的经济效果。虽然高质量的聚丙烯酰胺比明胶更为有效，但其成本却比勃卢斯值180g的明胶几乎贵3倍。

            具有聚沉、盐析、电泳现象、渗析等性质。

胶质又称树脂或极性芳烃，是半固体或液体状的黄色至褐色的并具有延展性的粘稠液体或半固体物质。具有很强的极性。胶质的最大特点之一是化学稳定性很差。其密度约为1.0~1.1

 ，平均相对分子质量为600~1000。随着石油馏分沸点的升高，胶质含量增大，胶质的相对分子质量增加，其颜色也由浅黄逐渐变为深褐色。胶质溶解在石油产品中形成真溶液。胶质具有很强的着色能力，在无色汽油里只要加入0.005%（质量分数）的胶质，汽油就变成草黄色。油品的颜色主要来自于胶质，颜色的深浅往往反映了胶质含量多少 [1]  。

胶质是石油中一种组分，国际上没有统一的分析方法和确定定义。其为一种不同高分子化合物的混合物，我国采用氧化铝吸附色谱法分离胶质，通常为褐色的粘稠且流动性很差的液体或者无定型炭，受热时熔融，相对密度1.0。

              鱼胶即鱼鳔（鱼类用于调整下沉和上浮的器官，也叫鱼泡，内有气体）的干制品，富胶质，故名鱼胶，也称鱼肚、花胶。鱼胶与燕窝、鱼翅齐名，是“八珍”之一，素有“海洋人参”之誉。

              鱼胶主要成分为高级胶原蛋白、多种维生素及钙、锌、铁、硒等多种微量元素。其蛋白质含量高达84.2%，脂肪仅为0.2%，是理想的高蛋白低脂肪食品。是人体补充、合成蛋白质的原料，且易于吸收和利用。

                  胶凝材料是指在建筑工程中，能将散粒材料（如砂子、石子）或块状材料（如砖、石块）粘合为一个整体的材料。 水硬性胶凝材料：是指既能在空气中硬化，又能在水中硬化并保持和发展其强度，如硅酸盐水泥，铝酸盐水泥。 胶凝材料一般分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。

胶凝材料可分为无机腔体材料和有机胶凝材料两大类。尢机腔摒材料即矿物质胶凝材料，包括水泥、石从、石膏、镁质胶凝材料、水玻璃、硫磺等;有机胶凝材料包括沥青、树脂和聚合物等。　　无机胶凝材料还可分为气硬性和水硬性陶类。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并长期保持或继续增长强度，如石乩石膏、镁质胶掇材料、水玻璃等。水硬性胜醒材料不仅能在空气中硬化，而且还能更好地在水中进行硬化，保持井继续增长强度，如硅酸盐水泥、矿渣水泥、山灰质水泥等。　　1)无机胶凝材料混凝土，无机胶凝材料混凝土包括石灰硅质胶凝材料混醛土(如硅酸盐混凝土)、硅酸盐水泥系混凝土(如硅酸盐水泥、普通水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥、火山灰质水泥、早强水泥混凝土等).钙-•铝水泥系混凝土(如高借水泥、纯铝酸盐水泥、喷射水泥，超速硬水泥混凝土等)、右膏混凝土、镁质水泥混凝土、硫磺混凝土、水玻璃氟硅酸钠混凝土、余属混凝土(用金属代替水泥作胶结材料>等。本机械网所称报凝土一般招硅酸盐水泥混凝土。　　2)有机脏凝材料混凝土。有机臃龊材料混凝土主要有蛎青混凝上和聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、聚合物浸渍混凝土等。此外，无机与有机复合的胶体材料混凝土，还可以分聚合物水泥混凝上和聚合物辑靛混凝土。

胶凝材料，又称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。土木工程材料中，凡是经过一系列物理、化学变化能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中，能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料，亦称为胶结材料。

胶凝材料

在建筑材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能从浆体变成坚固的石状体，并能将其他固体物料

胶结成整体而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。胶凝材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中，能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料，亦称为胶结材料。

根据化学组成的不同，胶凝材料可分为无机与有机两大类。石灰、水泥、粉煤灰、硅灰等工地上俗称为胶凝材料。

“灰”的建筑材料属于无机胶凝材料；而沥青、天然或合成树脂等属于有机胶凝材料。

无机胶凝材料按其硬化条件的不同又可分为气硬性和水硬性两类。

01

水硬性胶凝材料

和水成浆后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化、保持和继续发展其强度的称水硬性胶凝材料。这类材料通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。

02

气硬性胶凝材料

非水硬性胶凝材料的一种。只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏和水玻璃等；气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境中，而不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。

03

水泥

粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

水泥按用途及性能分为

（1）通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB175规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

（2）专用水泥：专门用途的水泥。如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。

（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。

胶凝材料水玻璃

无色正交双锥结晶或白色至灰白色块状物或粉末。能风化。在100℃时失去6分子结晶水。易溶于水，溶于稀氢氧化钠溶液，不溶于乙醇和酸。熔点40～ 48℃。低毒，半数致死量(大鼠，经口)1280mg/kg(无结晶水)。

用途

水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。在经济发达国家，以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到50余种，有些已应用于高、精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、实验室坩埚等耐高温材料、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等。

胶凝材料石灰

           石灰一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的原料，经900～1100℃煅烧而成。石灰是人类最早应用的胶凝材料。石灰在土木工程中应用范围很广，在我国还可用在医药用途。为此，古代流传下以石灰为题材的诗词，千古吟颂。

          石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构，颗粒极细(粒径约为1μm)，比表面积很大(达10～30㎡/g)，其表面吸附一层较厚的水膜，可吸附大量的水，因而有较强保持水分的能力，即保水性好。将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显着提高砂浆的和易性。

         石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化，由于空气中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透，也妨碍水分向外蒸发，因而硬化缓慢，硬化后的强度也不高，1：3的石灰砂浆28 d的抗压强度只有0.2～0.5 MPa。在处于潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，硬化将停止；加上氢氧化钙易溶于水，已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。因此，石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。

石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显着收缩，易出现干缩裂缝。所以，石灰不宜单独使用，一般要掺入砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰。

               石灰具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结。因此，石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。

胶凝材料石膏

                    石膏胶凝材料是一种以硫酸钙（CaSO4）为主要成分的气硬性无机胶凝材料。其品种主要有建筑石膏、高强石膏、粉刷石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏等。其中，以半水石膏（CaSO4·1/2H2O）为主要成分的建筑石膏和高强石膏在建筑工程中应用较多，最常用的是建筑石膏。

建筑石膏是以β型半水石膏β-CaSO4·1/2H2O）为主要成分，不添加任何外加剂的粉状胶结料，主要用于制作石膏建筑制品。建筑石膏色白，杂质含量很少，粒度很细，亦称型石膏，也是制作装饰制品的主要原料。由于建筑石膏颗粒较细，比表面积较大，故拌合时需水量较大，因而强度较低。

建筑石膏的技术性质

凝结硬化快。石膏浆体的初凝和终凝时间都很短，一般初凝时间为几分钟至十几分钟，终凝时间在半小时以内，大约一星期左右完全硬化。为满足施工要求，需要加入缓凝剂，如硼砂、酒石酸钾钠、柠檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。

2.硬化时体积微膨胀。石膏浆体凝结硬化时不像石灰、水泥那样出现收缩，反而略有膨胀（膨胀率约为1%），使石膏硬化体表面光滑饱满，可制作出纹理细致的浮雕花饰。

3.硬化后孔隙率高。石膏浆体硬化后内部孔隙率可达50～60%，因而石膏制品具有表观密度较小、强度较低、导热系数小、吸声性强、吸湿性大、可调节室内温度和湿度的特点。

4.防火性能好。石膏制品在遇火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发，并在制品表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层，可有效减少火焰对内部结构的危害。建筑石膏制品在防火的同时自身也会遭到损坏，而且石膏制品也不宜长期用于靠近65℃以上高温的部位，以免二水石膏在此温度下失去结晶水，从而失去强度。

5.耐水性和抗冻性差。建筑石膏硬化体的吸湿性强，吸收的水分会减弱石膏晶粒间的结合力，使强度显著降低；若长期浸水，还会因二水石膏晶体逐渐溶解而导致破坏石膏制品吸水饱和后受冻，会因孔隙中水分结晶膨胀而破坏。所以，石膏制品的耐水性和抗冻性较差，不宜用于潮湿部位。为提高其耐水性，可加入适量的水泥、矿渣等水硬性材料，也可加入有机防水剂等，可改善石膏制品的孔隙状态或使孔壁具有憎水性。

硅酸钠

硅酸钠，俗称泡花碱，是一种无机物，化学式为Na2O·nSiO2，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。其化学式为Na2O·nSiO2，它是一种可溶性的无机硅酸盐，具有广泛的用途。

Na2O·nSiO2

硅酸钠中的模数为：n=SiO2/Na2O（摩尔比），模数显示了硅酸钠的组成，是硅酸钠的重要参数，一般在1.5～3.5之间。

硅酸钠的模数越大，固体硅酸钠越难溶于水，n为1时常温水即能溶解，n加大时需热水才能溶解， n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。硅酸钠模数越大，Si含量越多，硅酸钠粘度增大，易于分解硬化，粘结力增大，而且不同模数的硅酸钠聚合程度不同，从而导致其水解产物中对生产应用有着重要影响的硅酸组分也有重大差异，因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处。

硅酸钠是无色、略带颜色的半透明或透明块状玻璃体。

按照物态可分为液态硅酸钠和固态硅酸钠两大类。

液态Na2O·nSiO2是根据石英砂与碱的不同比例及碱的不同种类加以区分的，外观呈现粘稠液体，不同牌号颜色有明显差异，从无色变化到灰黑。有①中性Na2O·nSiO2、②碱性Na2O·nSiO2、③弱碱性Na2O·nSiO2、④复合Na2O·nSiO2。 [1] 

固态Na2O·nSiO2是一种中间产品，外观大多呈现淡蓝色。干法浇铸成型的Na2O·nSiO2为块状且透明，湿法水淬成型的Na2O·nSiO2为颗粒状，转化成液体Na2O·nSiO2才能使用。常见的Na2O·nSiO2固体产品有：①块状固体、②粉状固体、③速溶硅酸钠、④零水偏硅酸钠、⑤五水偏硅酸钠、⑥原硅酸钠。 

硅酸钠的用途：

① 硅酸钠是制皂工业中最有价值的填料，将硅酸钠掺入到洗衣皂中可缓冲洗衣皂的碱性，减少洗衣皂在水中的损耗，并可增强洗涤能力和防止肥皂酸败；②硅酸钠在合成洗涤剂中起助洗、防腐、稳定泡沫的作用；③可用作造纸的填料；④用于制造硅凝胶、硅胶；⑤用作铸造工业中粘结剂，粘接砂和黏土，制作成人们需要的各种各样的铸型和型芯。 [5] 

水玻璃的用途：

①水玻璃涂在金属表面会形成碱金属硅酸盐及SiO2凝胶薄膜，使金属免受外界酸、碱等的腐蚀；②用作粘结剂来粘结玻璃、陶瓷、石棉、木材、胶合板等；③用于制造耐火材料、白炭黑、耐酸水泥；④在纺织工业用作浆料、浸渍剂，在纺织物染色和压花纹时用作固染剂和媒染剂，以及用于丝绸织物加重；⑤在皮革生产中加入水玻璃，它的分散的胶体SiO2用于生产软皮革；⑥在食品工业可用于保存蛋类，防止微生物进入蛋壳空隙造成变质；⑦在制糖工业，水玻璃可以脱除糖液中的色素和树脂质。

制作方法：

硅酸钠有干法、湿法两种生产工艺。干法又包括碳酸钠法、元明粉（硫酸钠）法、氯化钠法；湿法以液体纯碱和石英砂为原料，加温、加压反应后得到液体产品。 [6] 

干法：（1）碳酸钠法：根据所需产品的模数要求，将纯碱（Na2CO3） 和粒径0.180～0.250 mm（60~80目）的石英砂 （SiO2）按比例混合均匀送入马蹄焰窑炉，在 1450~1500 ℃下熔融，高温熔融产物从窑炉出料口流出，通过模子上面的辊子压制成块或者水淬成颗粒。（2）元明粉（又称硫酸钠、无水芒硝）法：原料包括硫酸钠（无水芒硝）、碳粉、石英砂，生产过程和碳酸钠法相同，不同的是炉内采用负压操作，在窑后抽风。（3）氯化钠法：以氯化钠（NaCl）和石英砂为原料，将石英砂和氯化钠混合均匀并熔融，通入蒸汽，反应得到硅酸钠和盐酸。此法反应速度较慢，一般工厂均不采用。 [6] 

湿法：将液体氢氧化钠和石英砂按适当比例混合加入压热釜内，用蒸汽加热并进行搅拌，使之直接反应而成液体硅酸钠，经过滤、浓缩制得成品水玻璃。湿法只能生产模数小于2.5的产品，难以生产高模数的产品，而且反应速度慢，从而限制了此法的应用。我国采用湿法生产液态硅酸钠仅占全国总产量的5% 。

                     石膏，中药名。为含水硫酸钙（CaSO4·2H2O）的矿石。生用具有清热泻火，除烦止渴之功效；煅用具有敛疮生肌，收湿，止血之功效。常用于外感热病，高热烦渴，肺热喘咳，胃火亢盛，头痛，牙痛。

                    石膏是单斜晶系矿物，是主要化学成分为硫酸钙（CaSO4）的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。

石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能

                 一般所称石膏可泛指生石膏和硬石膏两种矿物。生石膏为二水硫酸钙（Ca〔SO4〕·2H2O），又称二水石膏、水石膏或软 石膏，理论成分CaO32.6%，SO346.5%，H2O+20.9%，单斜晶系，晶体为板状，通常呈致密块状或纤维状， 白色 或灰、 红、褐色，玻璃或丝绢光泽，摩氏硬度为2，解理平行{010}完全，密度2.3g/cm3；硬石膏为无水硫酸钙（Ca〔SO4〕），理论成分CaO41.2%，SO358.8%，斜方晶系，晶体为板状，通常呈致密块状或粒状，白、灰白色 ，玻璃光泽，摩氏硬度为3～3.5，解理平行{010}完全，密度2.8～3.0g/cm3。两种石膏常伴生产出，在一定的地质作用下又可互相转化。

                  天然二水石膏（CaSO4·2H2O）又称为生石膏，经过煅烧、磨细可得β型半水石膏（2CaSO4·H2O），即建筑石膏，又称 熟石膏 、 灰泥 。若煅烧温度为190 °C可得模型石膏，其细度和白度均比建筑石膏高。若将生石膏在400-500 °C或高于800 °C下煅烧，即得地板石膏，其凝结、硬化较慢，但硬化后强度、耐磨性和耐水性均较普通建筑石膏为好。

通常为白色、无色，无色透明晶体称为 透石膏 ，有时因含杂质而成灰、浅黄、浅褐等色。 条痕 白色。透明。 玻璃光泽 ，解理面 珍珠光泽 ，纤维状集合体 丝绢光泽 。解理极完全，和中等，解理片裂成面夹角为66和114的 菱形 体。性脆。 硬度 1.5~2。不同方向稍有变化。相对密度2.3。 偏光镜下：无色。二轴晶(+)。2V=58。Ng=1.530，Nm=1.523，Np=1.521。随 温度 升高2V减小，在大约90℃时2V为零。

                加热时存在3个排出 结晶水 阶段：105~180℃，首先排出1个水分子，随后立即排出半个水分子，转变为 烧石膏 Ca[SO4]·0.5H2O，也称 熟石膏 或半水石膏。200~220℃，排出剩余的半个 水分子 ，转变为Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]·εH2O(0.06