第三章氣硬性膠凝材料

1、第四章 氣硬性膠凝材料,膠凝材料：指經(jīng)過(guò)自身的物理化學(xué)作用后，由液態(tài)或半固態(tài)變成堅(jiān)硬的固態(tài)狀態(tài)，并能將散粒材料（如砂、石等）或塊狀材料（如磚、石塊等）粘結(jié)成為整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。,膠凝材料的分類,膠凝材料,基本成分為天然的或合成的有機(jī)高分子化合物，如瀝青、樹(shù)脂。,基本成分為無(wú)機(jī)化合物。,只能在空氣中硬化、保持或發(fā)展強(qiáng)度如：石膏、石灰、水玻璃等。,能在空氣和水中硬化、保持和發(fā)展強(qiáng)度。如：水泥。,2.水硬性膠凝材料 指不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化， 并保持和繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料。 適宜：既適宜于地上，也可用于地下和水中環(huán)境。,1.氣硬性膠凝材料 指在空氣中硬化，也只能在空

2、氣中保持或繼續(xù)發(fā)展 其強(qiáng)度的膠凝材料。適合：地上和干燥環(huán)境。,第一節(jié) 石灰,一、石灰生產(chǎn)簡(jiǎn)介,1.生產(chǎn)原理：,煅燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或溫度過(guò)高過(guò)火石灰； 溫度過(guò)低或煅燒時(shí)間不足欠火石灰降低產(chǎn)量。,過(guò)火石灰：灰黑色，表面出現(xiàn)裂紋，有玻璃體的外殼。 含SiO2、Al2O3雜質(zhì)，塊體容重大，熟化慢。 欠火石灰：未分解的石灰石，廢品，利用率很低，不能 消化，降低石灰漿的產(chǎn)量。,正火石灰：煅燒正常，質(zhì)量輕，無(wú)裂縫，密度3.1-3.4g/cm3， 表觀密度800-1000kg/m3。 當(dāng)MgO含量5%時(shí)稱為鈣質(zhì)石灰。 當(dāng)MgO含量 5%時(shí)稱為鎂質(zhì)石灰。,2.石灰的品種,生石灰（塊灰）：石灰石煅燒而成。 生石灰粉（磨

3、細(xì)生石灰）:塊灰破碎、磨細(xì)而成。 消石灰粉（熟石灰）：塊灰淋水消解而得。 石灰膏：塊灰加入足量的水，淋制熟化而成（膏狀）。 石灰乳（石灰水）：石灰膏用水沖淡而成（漿液狀）。,自行消解：熱量促硬化，膨脹促致密； 磨細(xì)：過(guò)火石灰消解加快，混合均勻； 若條件許可，盡可能采用。,石灰的“熟化”或“消化”； 自身粉化，不需磨細(xì)； 大量放熱，不斷攪拌，減少逆反應(yīng)； 防潮，防火防爆； 體積增大，注意容器匹配；,二、石灰的技術(shù)要求,1.建筑生石灰,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：建筑生石灰（JC/T 479-92） 鈣質(zhì)生石灰（MgO5%），鎂質(zhì)生石灰（MgO5%） 。,建筑生石灰的技術(shù)指標(biāo),2.建筑生石灰粉,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：建筑生石灰

4、粉（JC/T 480-92）； 分類：鈣質(zhì)生石灰粉（MgO5%），鎂質(zhì)生石灰粉（MgO5%） 。,建筑生石灰粉的技術(shù)指標(biāo),3.建筑消石灰粉,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：建筑消石灰粉（JC/T 481-92）； 分類：鈣質(zhì)消石灰粉（MgO4%），鎂質(zhì)消石灰粉（4% MgO24%），白云石消石灰粉（24%MgO30%）。,建筑消石灰粉的技術(shù)指標(biāo),三、石灰的特性,1.可塑性和保水性較好。,高度分散的Ca(OH)2膠體表面吸附較厚水膜。,2.生石灰水化時(shí)水化熱大，體積增大（增大1.02.5倍）。,石灰的“熟化”或“消化”,過(guò)火石灰：硬化后慢慢水化膨脹局部隆起和開(kāi)裂需“預(yù)水化”（陳狀）二周左右。,陳伏：為保證石灰完全熟化

5、，石灰必須放入坑中以水覆蓋保存兩星期以上，這個(gè)過(guò)程稱為 “陳伏”。否則，未水化的石灰顆粒將混砂漿中，在砂漿應(yīng)用之后熟化，體積膨脹，致使已硬化的砂漿產(chǎn)生“崩裂”或“鼓包”現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量。,根據(jù)砌筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（JGJ 98-2000）：生石灰熟化成石灰膏時(shí)，應(yīng)用孔徑不大于3mm3mm的網(wǎng)過(guò)濾，熟化時(shí)間不得小于7d；磨細(xì)生石灰粉的熟化時(shí)間不得小于2d。,石灰的陳伏,建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（ GB 50203-2001 ）規(guī)定：抹灰用的石灰膏的熟化期不應(yīng)小于15d；罩面用的磨細(xì)石灰粉的熟化期不應(yīng)小于3d。,3.硬化緩慢。,石灰漿的硬化過(guò)程：,表層以CaCO3為主，內(nèi)層以Ca(OH)2

6、晶體為主，內(nèi)部水分脫出緩慢，因而石灰凝結(jié)硬化緩慢。,4.硬化時(shí)體積收縮大。,游離水分蒸發(fā)所致。 除調(diào)成石灰乳做薄層粉刷外，不宜單獨(dú)使用。 施工時(shí)常加入骨料或纖維材料（如麻刀、紙筋）。,6.耐水性差。,大部分尚未碳化的Ca(OH)2易溶于水所制。 石灰不宜用于潮濕環(huán)境。,7.吸濕性強(qiáng)，是傳統(tǒng)的干燥劑。,5.硬化后強(qiáng)度低。,生石灰消化理論需水量32.13%，實(shí)際消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸發(fā)留下大量孔隙。 1:3石灰砂漿28d抗壓強(qiáng)度只有0.20.5MPa。,四、石灰的應(yīng)用,第二節(jié) 建筑石膏,一、建筑石膏的原料與生產(chǎn)： （一）建筑石膏的原料 1、天然二水石膏 CaSO4.2H2O(生石膏）

7、一等 含量95% 二等 9485% 三等 8475% 四等 7465% 五等 6455%,2、化工石膏：含有二水硫酸鈣或CaSO4.2H2O和CaSO4的混合物。,天然二水石膏,（二）建筑石膏的生產(chǎn) 建筑石膏是以型半水石膏為主要成分，不加任何外加劑的白色粉狀膠結(jié)料。由天然二水石膏經(jīng)低溫煅燒、脫水、磨細(xì)而成。,1.在 系統(tǒng)中公認(rèn)的石膏相有5種形態(tài)、7個(gè)變種。,為建筑石膏，又稱熟石膏。,為高強(qiáng)石膏。,2.石膏的脫水轉(zhuǎn)變圖,試驗(yàn)室理想條件,工業(yè)生產(chǎn)條件,二、石膏的技術(shù)要求,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：建筑石膏（GB 9776-88）， 分為優(yōu)等品、一等品和合格品。,建筑石膏技術(shù)指標(biāo),1.凝結(jié)硬化快。常溫下完全水化的時(shí)

8、間為515min，終凝時(shí)間不超過(guò)30min，7d左右完全硬化。,三、建筑石膏的特性,凝結(jié)硬化原理：,的溶解度很小，約半水石膏的1/5，很快達(dá)到飽和析出晶體，晶體長(zhǎng)大、連生、交錯(cuò)，并產(chǎn)生強(qiáng)度。,建筑石膏凝結(jié)硬化示意圖,石膏緩凝劑：硼砂、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、聚乙烯醇、石灰活化動(dòng)物骨膠或皮膠等。 作用：降低半水石膏的溶解度和溶解速度。,2.硬化時(shí)體積微膨脹,膨脹率約為1%； 注模后能真實(shí)反映模子的細(xì)致紋理； 石膏制品表面光滑飽滿、棱角清晰，表面潔白細(xì)膩，適用于澆注各種建筑花飾和雕塑； 干燥時(shí)不開(kāi)裂。,5.防火性好,石膏制品遇火時(shí)，二水石膏的結(jié)晶水蒸發(fā)，吸收熱量，并在表面形成蒸汽幕和脫水物隔熱層。 不

9、宜長(zhǎng)期靠近65以上高溫的部位，以免脫水分解。,3.孔隙率大，表觀密度小，強(qiáng)度低。,半水石膏水化，理論需水量18.6%，實(shí)際加水量約為6080%，多余水分硬化后蒸發(fā)，留下孔隙。,4.隔熱、吸聲性良好。,孔隙率高，且為微細(xì)的毛細(xì)孔。,7.耐水性和抗凍性差。,潮濕條件晶粒間的結(jié)合力減弱，強(qiáng)度下降； 水中浸泡水化物二水石膏晶體逐漸溶解而破壞； 吸水受凍空隙中水分會(huì)結(jié)冰膨脹破壞。,提高石膏耐水性,6.具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性。,熱容量大，吸濕性強(qiáng)，可以保持室內(nèi)“小氣候”均衡狀態(tài)。,8.加工性能好?？射?，可刨，可釘，可打眼。,四、建筑石膏的應(yīng)用,1.制備粉刷石膏。 2.石膏砂漿。抹灰； 3.建筑石膏制品。如石

10、膏墻板、石膏砌塊； 4.藝術(shù)裝飾石膏。如裝飾石膏板、石膏浮雕花飾、雕塑制品；,第三節(jié) 水玻璃,概述,水玻璃俗稱泡花堿，化學(xué)通式為 ，其中，n 是二氧化硅與堿金屬氧化物之間的摩爾比，為水玻璃的模數(shù)，一般在1.53.5之間。,n為1時(shí)能溶解于常溫的水中，n加大只能在熱水中溶解，當(dāng)n大于3時(shí)，要在4個(gè)大氣壓以上的蒸汽中才能溶解。 低模數(shù)水玻璃的晶體組分較多，粘結(jié)能力較差，模數(shù)提高時(shí)，膠體組分相對(duì)增多，粘結(jié)能力隨之增大。 同一模數(shù)的液體水玻璃，其濃度愈稠，則比重愈大，粘結(jié)力愈強(qiáng)。在液體水玻璃中加入尿素，在不改變其粘度的情況下可提高粘結(jié)力25左右。,按堿金屬氧化物，分為鈉水玻璃、鉀水玻璃和鉀鈉水玻璃。最

11、常用的是硅酸鈉水玻璃Na2OnSi02，還有硅酸鉀水玻璃K20nSiO2等。,按含水程度的不同，分為以下三類：,塊狀或粉狀水玻璃。溶解度很小，尤其是高模數(shù)的水玻璃； 含有化合水的固體水玻璃或水合水玻璃。溶解度提高。 塊狀水玻璃的水溶液，即液體水玻璃。,我國(guó)目前最常用的仍然是液體鈉水玻璃，簡(jiǎn)稱水玻璃。,一、水玻璃的生產(chǎn),濕法：將磨細(xì)的石英砂和苛性鈉溶液在壓蒸鍋（2.061053.09105Pa）內(nèi)用蒸氣加熱，并攪拌，使之直接反應(yīng)而成液體水玻璃。 干法：將石英砂和碳酸鈉磨細(xì)拌勻，在熔爐內(nèi)于13001400溫度下熔化，生成固體水玻璃，再將它裝進(jìn)蒸壓釜內(nèi)，通入蒸汽熔（溶）化后，即制成液體水玻璃。,Na2CO3+nSiO2- Na2O nSiO2+CO2（氣體）,1.在空氣中凝結(jié)硬化情況,（無(wú)定形硅膠）,空氣中CO2濃度低，反應(yīng)較慢，提高反應(yīng)速度，可將水玻璃加熱或加入氟硅酸鈉 促硬劑。,二、水玻璃的特性,3.耐酸（不耐堿）：SiO2在強(qiáng)氧化性酸中化學(xué)穩(wěn)定性高。,4.耐熱：