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第3章胶凝材料 2 胶凝材料 1 胶凝材料 指经过一系列物理 化学作用 能将散粒或块体材料粘结在一起的材料 概述 2 分类 3 第一节气硬性胶凝材料第二节硅酸盐水泥第三节掺混合材料的硅酸盐水泥第四节其他水泥 主要内容 4 主要内容一 石膏二 石灰三 水玻璃 第一节气硬性胶凝材料 5 一 石膏 1 石膏的生产2 建筑石膏的凝结硬化3 建筑石膏的技术性质4 建筑石膏的应用 第一节气硬性胶凝材料 6 一 石膏的生产 石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料 常用产品 建筑石膏 高强石膏 无水石膏 高温煅烧石膏等 原材料 天然二水石膏 CaSO4 2H2O 化工石膏 7 一 石膏的生产 天然二水石膏 65 75 C 高强石膏 半水石膏 建筑石膏 半水石膏 107 170 C 400 750 C 800 1000 C 1600 C 开始脱水 死烧石膏 高温锻烧石膏 地板石膏 全部分解为石灰 压蒸锅 0 13MPa124 C 8 一 石膏的生产 高强石膏 为 半水石膏 晶粒粗 调制一定稠度浆体需水量小 硬化后强度高 建筑石膏 为 半水石膏 晶粒细 调制一定稠度浆体需水量大 硬化后强度较低 9 二 建筑石膏的硬化 1 凝结过程 建筑石膏是半水石膏 其溶解于水后 很快成为饱和溶液 溶液中的半水石膏与水化合 按下式进行 CaSO4 H2O 1 H2O CaSO4 2H2O 15 4kJ 2 硬化过程 浆体变稠 凝聚为晶体 晶体逐渐长大 共生和相互交替 使浆体逐渐产生强度 并不断增长 直到完全干燥 晶体间的摩擦力和粘结力不再增加 强度增长停止 10 11 三 建筑石膏的技术性质 1 凝结硬化快 初凝 3分钟 终凝 30分钟2 表观密度小 强度较低 强度等级分3 0 2 0 1 6三级 见GB T9776 2008标准 3 孔隙率大 导热系数小 吸声性强 吸湿性大 可调节室内温湿度 4 凝结过程中体积略有膨胀 5 具有良好的抗火性能 6 耐水性 抗冻性差 不宜用于潮湿部位 12 四 建筑石膏的应用 1 制成石膏抹灰材料2 制作各种墙体材料 如纸面石膏板 石膏空心砌块 石膏空心条板3 用于装饰 如石膏板 石膏浮雕花饰 雕塑制品 4 注意事项 在运输及储存时应防止受潮 一般储存三个月后强度降低30 左右 13 高强石膏的应用 1 强度要求较高的抹灰工程 装饰制品和石膏板 2 掺入防水剂 可用于湿度较高的环境 3 做粘结剂 须加入聚乙烯醇水溶液 其特点是无收缩 14 15 16 17 18 二 石灰 lime 1 石灰的生产 石灰石经高温煅烧得到块体生石灰 CaCO3900 CaO CO2 分类 钙质石灰 氧化镁含量 5 镁质石灰 氧化镁含量 5 镁质石灰熟化慢 但硬化后强度较高 由于炉温不均匀 生石灰中会含有一些欠火或过火石灰 它会影响使用性能 19 2 生石灰的熟化 熟化 工程上使用生石灰时 通常将生石灰加水 使之消解为消石灰 氢氧化钙 此过程称为石灰的 熟化 又称 消化 CaO H2OCa OH 2 64 9 103J 特点 放热 体积膨胀 20 2 生石灰的熟化 熟化方法 熟化成石灰膏 将生石灰在化灰池内加水消解成石灰浆 然后将石灰浆过滤在储灰坑中沉淀 其间石灰浆表面应保有一层水分 与空气隔绝以免碳化 此乃 陈伏 此过程应保持两周以上 以消除过火石灰的危害 熟化成消石灰粉 加少量水 使生石灰崩裂 熟化成颗粒状的消石灰粉 21 3 石灰的硬化 石灰浆体在空气中硬化 是由两个过程同时完成的 结晶作用 游离水分蒸发 氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶 碳化作用 氢氧化钙与空气中二氧化碳化合成碳酸钙结晶 释放出水分并被蒸发 体积收缩 Ca OH 2 CO2 nH2O CaCO3 n 1 H2O 特点 体积收缩 放水 22 4 石灰的技术性质 性质 良好的可塑性 硬化慢 强度低 凝结硬化过程体积收缩 耐水性差 易吸水 技术标准 建筑生石灰 JC T479 2013 建筑消石灰 JC T481 2013 23 5 石灰的应用 制作石灰乳和石灰砂浆 石灰乳主要用于内墙和天棚刷白 增加室内美观和亮度 石灰砂浆 用于抹面 砌筑 制作石灰土 灰土 和三合土 制作硅酸盐制品 制作碳化石灰板 加固地基等 24 三 水玻璃 水玻璃俗称泡花碱 是一种能溶于水的硅酸盐 由不同比例的碱金属与二氧化硅所组成 最常用的是硅酸钠 Na2O nSiO2 与硅酸钾 K2O nSiO2 水玻璃 25 1 生产 湿法 将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅 2 3大气压 内用蒸汽加热 并加搅拌 使直接反应而成液体水玻璃 干法 将石英砂与碳酸钠磨细拌匀 在熔炉内于1300 1400 温度下熔化生成固体水玻璃 然后在水中加热而成液体水玻璃 三 水玻璃 26 水玻璃的模数n n为氧化硅和氧化钠分子数的比值 一般在1 5 3 5之间 n值反映了固体水玻璃在水中溶解的难易程度 n 1时 能溶解于常温的水中 n 1时 只能在热水中溶解 n 3时 在4个大气压以上的蒸汽中才能溶解 n愈大 愈难溶于水 其粘结力越强 三 水玻璃 27 2 水玻璃的硬化Na2O nSiO2 CO2 mH2O Na2CO3 nSiO2 mH2O硬化过程很慢 常用加热与加入促硬剂硅氟酸钠 Na2SiF6 的办法来促使硬化 Na2O nSiO2 Na2SiF6 mH2O 6NaF 2n 1 SiO2 mH2O 三 水玻璃 28 3 性质 具有良好的粘结能力 不燃烧 耐热 耐高温 防火性好 耐酸性能好 耐碱性和耐水性差 三 水玻璃 29 4 应用 制作涂料 涂刷在建筑表面提高抗风化能力 配制防水剂 快凝防水剂 配制防腐砂浆 修补砖墙裂缝 配制耐热混凝土和耐热砂浆 用于土壤加固 三 水玻璃 30 思考题 1 何谓气硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料 2 石灰熟化方法有哪些 其过程有何特点 3 石灰与石膏的凝结硬化过程有何不同 当用于墙面抹灰时 建筑石膏比石灰有哪些