礦物材料是指具有一種或幾種可利用性能的天然產巖石原材料或天然產巖石材料經加工后達到以上條件的原材料。
　　礦物材料的利用目的與冶金、化學工業中的礦物原料的利用目的不同。以金紅石為例，在冶金工業中它作為礦物原料，從中提取鈦，而作為礦物材料的金紅石微粉-鈦白粉，它可為涂料提供高的白度和遮蓋力。

　　許多礦物材料是由無機非金屬礦物加工制備而成，但這并不意味著礦物材料完全等同于無機非金屬材料，因為有的金屬礦物同樣可以制備礦物材料。
 
1、礦物材料的分類
 
　　礦物材料發展領域寬廣，其分類方法很多，一般有以下兩種分類：
 
（1）從原材料的角度可分為直接用礦物材料和加工后用礦物材料兩類。
 
　　直接用礦物材料：主要包括重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、硅藻土、凹凸棒土、膨潤土、云母、海泡石、伊利石、高嶺土、硫酸鋇、石英、硫酸鈣、硅灰石、硅石、滑石、硅砂等。
　　加工后用礦物材料：主要包括?；⒅椤⑩伆追?、涂覆超細碳酸鈣、白炭黑、珍珠巖、氧化物類顏料、蛭石等。
 
（2）礦物材料根據其集合體形態可分為柱狀、纖維狀、片狀、粒狀、板狀等幾類。
 
　　礦物集合體是由許多個結晶礦物單體共同生長在一起的礦物組合，在常用的纖維狀集合體主要有硅灰石、水鎂石等；片狀集合體主要有白云母、絹云母、滑石等；粒狀集合體主要有重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、沉淀硫酸鋇等；板狀集合體主要有石膏等。
　　另外，在建材應用中，也有將礦物材料分為天然礦物材料與人工合成礦物材料；功能礦物材料、結構礦物材料與納米礦物材料等。
 
2、礦物材料在建材領域的應用特性
 
　　大多數建材產品的原料組成中，都離不開礦物材料，沒有礦物材料的參與，在國民經濟建設中正扮演重要角色的某些建材產品就不能正常的制造和使用。 

　　礦物材料的用途，主要取決于其礦物特性、化學組成、結構構造特征以及物理、化學特性等。如膨潤土具有吸水膨脹性，可利用其特性制作性能優異的防水材料；海泡石、膨脹珍珠巖由于內部的多孔性，可制成含有大量孔隙、具有絕熱和保溫等性能的輕質建筑材料；在建筑涂料中加入鈦白粉可提高遮蓋能力和強化裝飾效果；石膏可在特定條件下替代水泥或磚，用作新型墻體材料；塑料門窗型材中加入碳酸鈣、滑石等礦物，可增加強度和提高剛性。
 
礦物材料在建材領域的應用特性主要體現在以下九個方面：
 
（1）增量作用
 
　　有機材料相對于礦物材料來說，貨源較緊、價格偏高，在不降低性能的情況下，填充適量的礦物材料可以有效降低成本，如建筑防水卷材中所用滑石粉、硅石粉。
 
（2）提高尺寸穩定性
 
　　在聚氯乙烯（PVC）塑料門窗型材制品生產加工中摻加碳酸鈣，由于剛性的礦物材料粒子充填在纏繞的大分子間，限制了大分子的運動，從而提高了PVC制品的剛性及尺寸穩定性。
 
（3）改善感溫性能
 
　　用于建筑的高分子聚合物，加入礦物材料后，限制了分子鏈的自由活動，從而提高其對溫度的穩定性，如PVC塑料門窗型材、PVC排水管中所用輕質碳酸鈣、涂覆超細碳酸鈣；粉狀礦物填充料加入瀝青中，由于瀝青對礦物填充料表面的浸潤、粘附，形成大量的結構瀝青，從而提高了瀝青的大氣穩定性，降低了溫度敏感性。同時也可以減少瀝青的用量。
 
（4）改善加工性能
 
　　聚氯乙烯（PVC）是一種性能優良的通用型熱塑性塑料，是我國產量最大的建材品種之一，可用來制作塑料門窗型材和塑料管材。在PVC塑料管材中加入經過改性的空心微珠后可以很好的降低粘度、改善材料的流變性能。其機理是PVC樹脂體系中分子鏈相互纏結，形成連續的大分子網絡，形成平衡需要很長時間，材料的扭矩和粘度較大。空心微珠加入后，由于球形的光潔表面使得空心微珠與基體之間以及基體內部的摩擦力減小，分子鏈相互纏結程度降低，從而在PVC的成型加工過程中使扭矩減少，流變性改善。
　　在塑料門窗型材成型的過程中，由于剛性的礦物材料粒子充填在纏繞的大分子間，從而提高其溶體強度，使成型的塑料型材表面光潔，尺寸穩定性提高；又如將表面處理過的重質碳酸鈣加入到橡膠、塑料原料中，由于表面處理的界面作用，將使橡膠、塑料的擠出成型加工變得容易。
 
（5）改善施工性
 
　　建筑涂料、建筑膠粘劑為粘稠狀液體，在施工時對觸變性和涂刮性要求較高。將礦物材料添加到涂料和膠粘劑中后使其具有良好的儲存穩定性、觸變性，在施工時不僅有良好的流平性，而且不會造成流掛，礦物材料的加入改善了涂料和膠粘劑的施工性，如建筑涂料、建筑膠粘劑中所常用的煅燒高嶺土、重質碳酸鈣、膨潤土等。
 
（6）提高絕熱保溫性
 
　　目前推行的建筑節能政策，建筑物圍護結構大量采用絕熱材料。絕熱材料通常具有質輕、多孔、導熱系數小等特點。采用多孔或纖維狀結構的礦物材料制作的保溫涂料或保溫型材，如膨脹珍珠巖、?；⒅椤⒑Ｅ菔?、硅藻土等制作的產品，內部結構疏松多孔，小孔中充滿了空氣，而空氣的導熱率很低，因此，可起到很好的絕熱保溫作用。
 
（7）屏蔽作用
 
　　在建筑涂料中，添加絹云母粉，可以提高建筑涂料的耐候性。因為絹云母可以反射近90%的紫外線，具有消光屏蔽功能。
 
（8）補強增韌作用
 
　　雖然PVC塑料型材生產中添加礦物材料可因其占據空間以降低成本，但因礦物材料的加入從而賦予了PVC塑料型材一些特殊的性能，如阻燃、耐候、剛性等。根據無機剛性粒子在聚合物中的增韌理論，一個必要條件是分散粒子與樹脂界面結合良好。樹脂受到外力作用時，無機剛性粒子吸收能量引起基體樹脂銀紋化，從而使基體樹脂裂紋擴展受阻和鈍化，最終阻止微裂紋不致發展成裂紋，起到增韌作用。
 
（9）特殊功能作用
 
　　某些建材制品，因加入特定的礦物材料，從而賦予其特殊的功能。如現代高速公路標志涂料中所用球形二氧化硅或玻璃微珠等礦物粉體材料，道路發光特種涂料中所用珠光云母等。
 
3、發展前景分析
 
　　我國礦產資源豐富，礦物材料的發展對推動建材行業的發展可起到積極作用，加大礦物材料在建材領域中組構及性能的研究，可為其進一步的發展和工業應用提供堅實的基礎。
　　2018年以來，建材行業形勢喜人，穩中有進，穩中向好。2016年國務院34號文發布后，整個建材行業發展發生了很大變化。行業收入增長較快，銷售利潤率在提高。在這一背景下，非金屬礦行業發展有了更好的經濟支撐。
　　另外，國家在推行的一系列重大戰略如鄉村振興、污染防治等，也使非金屬礦行業發展迎來新的生機，礦物材料迎來了發展的春天。非金屬礦行業應抓住機遇、加快轉型、邁向高質量發展。

來源：礦物材料/化學建材體系微觀組構與性能研究，作者：肖軍
編輯整理：粉體技術網
 

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