2氣硬性膠凝材料詳解

其次章氣硬性膠凝材料膠凝材料的定義和分類膠凝材料的定義經(jīng)過(guò)一系列的物理和化學(xué)變更，能夠產(chǎn)生凝合硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來(lái)，形成為一個(gè)整體的材料。膠凝材料的分類如瀝青、聚合物等膠凝材料無(wú)機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通稱為“水泥”無(wú)機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料加水拌合勻整后形成的漿體，只能在空氣中凝合硬化，而不能在水中硬化保持并發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料。只適用于干燥環(huán)境。如石灰、石膏、水玻璃、鎂質(zhì)膠凝材料等。水硬性膠凝材料加水拌合勻整后形成的漿體，不僅能在干燥空氣中凝合硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強(qiáng)度。干燥和潮濕環(huán)境均適用。通稱為“水泥”?！?－1石灰一、石灰的生產(chǎn)原材料生產(chǎn)石灰的原材料包括自然石灰石和化工副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3。生產(chǎn)工藝——煅燒石灰生產(chǎn)過(guò)程，是石灰石煅燒過(guò)程。CaCO3==CaO+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰一、石灰的生產(chǎn)依據(jù)煅燒程度可分為：欠火石灰:煅燒溫度過(guò)低或時(shí)間不足，石灰石分解不完全，膠凝實(shí)力差，降低了質(zhì)量等級(jí)和石灰的運(yùn)用率。正火石灰：正常溫度下煅燒得到的石灰。多孔構(gòu)造，孔隙率大，表觀密度小，與水反應(yīng)速度快。過(guò)火石灰：煅燒溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，晶粒粗大，熟化緩慢,通常在石灰運(yùn)用之后熟化，體積膨脹，使得已經(jīng)凝合硬化的砂漿產(chǎn)生“崩裂”、“鼓泡”（隆起、開(kāi)裂）現(xiàn)象，工程上稱為’爆灰“。二、石灰的熟化硬化過(guò)程、石灰的品種生石灰的熟化（消化）熟化的過(guò)程生石灰+水熟石灰熟化過(guò)程的特點(diǎn)反應(yīng)速度快；放出大量的熱；體積膨脹1～2.5倍。熟化過(guò)程的留意事項(xiàng)熟石灰在運(yùn)用前必需陳伏15d以上——防止過(guò)火石灰的危害；在化灰池表面保留一層水——防止石灰碳化。MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj二、石灰的熟化硬化過(guò)程、石灰的品種熟化方式化灰——熟石灰膏在化灰池中，加水熟化成石灰乳，過(guò)篩后入儲(chǔ)灰池，沉淀去除多余水分的膏狀物。石灰膏要在儲(chǔ)灰池中存放兩周以上，即“陳伏”，陳伏期內(nèi)，石灰膏表面要保持確定厚度的水層，隔絕空氣，防止與空氣中二氧化碳發(fā)生碳化反應(yīng)。淋灰——熟石灰粉（消石灰粉）將生石灰塊分層堆放、淋水，水量以充分熟化又不過(guò)濕成團(tuán)為度，熟化得到的粉狀物為熟石灰粉。熟石灰粉在運(yùn)用之前也要“陳伏”。二、石灰的熟化硬化過(guò)程、石灰的品種石灰的硬化結(jié)晶過(guò)程：Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體相互交叉連生，從而產(chǎn)生并不斷提高強(qiáng)度。碳化過(guò)程：Ca（OH）2與空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強(qiáng)度漸漸提高。碳化對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定特殊有利。由于空氣中CO2含量低，反應(yīng)速度緩慢，表面形成碳化層以后，CO2不易進(jìn)入內(nèi)部，并且阻擋了內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此結(jié)晶和碳化過(guò)程比較緩慢。石灰耐水性差的緣由：石灰漿硬化體表面是一層CaCO3外殼，內(nèi)部為未碳化的Ca（OH）2。二、石灰的熟化硬化過(guò)程、石灰的品種石灰的品種按石灰中的氧化鎂含量的凹凸分按成品的加工方法分塊狀生石灰、磨細(xì)生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。按生石灰熟化速度分快熟石灰、中熟石灰、慢熟石灰按CaO+MgO含量分CaO+MgO含量越高，質(zhì)量越好。建筑生石灰、生石灰粉、消石灰分別分為優(yōu)等品、一等品、合格品生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰MgO≤5%MgO＞5%二、石灰的熟化硬化過(guò)程、石灰的品種依據(jù)成品加工方法分類塊灰：干脆煅燒得到的塊狀石灰，主要成分CaO，塊狀石灰存放過(guò)久，會(huì)吸取空氣中水分，熟化成熟石灰粉，再與空氣中二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈣，失去膠凝實(shí)力。磨細(xì)生石灰粉:由塊灰磨細(xì)而成。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)如下：細(xì)度高、表面積大、水化反應(yīng)快，不用提前熟化,加水即可運(yùn)用；磨細(xì)的過(guò)火石灰易熟化、欠火石灰混合勻整，提高質(zhì)量和利用率；熟化與硬化同時(shí)進(jìn)行，熟化放熱加快硬化。消石灰粉：塊狀生石灰淋水熟化而成，主要成分Ca（OH）2。石灰膏：塊狀生石灰加過(guò)量水或消石灰粉加水拌制而成的膏狀物。主要成分Ca（OH）2。石灰乳：塊狀生石灰加大量水拌制成的乳狀物。主要成分Ca（OH）2。三、石灰的技術(shù)性質(zhì)石灰的質(zhì)量等級(jí)建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。石灰的特性1.可塑性好，保水性好；2.生石灰吸濕性強(qiáng)---傳統(tǒng)的干燥劑；3.凝合硬化慢、強(qiáng)度低；4.硬化后體積收縮大，易開(kāi)裂；5.耐水性差。四、石灰的應(yīng)用配制石灰砂漿和石灰乳；配制三合土和灰土；制作碳化石灰板；加固含水的軟土地基；生產(chǎn)硅酸鹽制品；生產(chǎn)無(wú)熟料水泥。四、石灰的儲(chǔ)存生石灰需防潮，且儲(chǔ)存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般不超過(guò)一個(gè)月。作到“隨到隨化”，變儲(chǔ)存期為陳伏期。生石灰受潮熟化放出大量熱，體積膨脹，故不得與易燃、易爆等緊急液體物品混合存放和混合運(yùn)輸。熟石灰在運(yùn)用前必需陳伏15d以上，以防止過(guò)火石灰對(duì)建筑物產(chǎn)生的危害?！?－2石膏一、石膏膠凝材料的生產(chǎn)石膏膠凝材料的生產(chǎn)通常是把二水石膏在確定的溫度和壓力下，經(jīng)過(guò)煅燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成。在不同的煅燒溫度及壓力下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過(guò)程如下所示：二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4ⅢCaSO4ⅡCaSO4Ⅰ107～170℃加熱、脫水125℃0.13MPa蒸壓鍋170～360℃加熱、脫水400～750℃800℃β型建筑石膏α型高強(qiáng)石膏可溶性石膏不溶性石膏高溫煅燒石膏在常溫下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高強(qiáng)石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品。二、建筑石膏的凝合硬化建筑石膏加水后，與水發(fā)生的水化反應(yīng)如下：CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O建筑石膏的凝合硬化過(guò)程可以表示如下：建筑石膏凝合過(guò)程，是一個(gè)溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過(guò)程。水化生成二水石膏，溶解度遠(yuǎn)小于半水石膏，不斷析出；硬化過(guò)程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過(guò)程。晶體之間相互交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的接著進(jìn)行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)漸漸密實(shí)，從而使石膏晶體漸漸硬化。建筑石膏+水漿體凝結(jié)硬化二、建筑石膏的凝合硬化建筑石膏凝合硬化凝合硬化是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，既有物理又有化學(xué)變更。凝合分兩個(gè)階段：初凝：隨水化的進(jìn)行，二水石膏生成量不斷增加，水分漸漸削減，漿體起先失去可塑性；終凝：漿體接著變稠，顆粒之間的摩擦力、粘結(jié)力增加，并起先產(chǎn)生強(qiáng)度。三、建筑石膏的等級(jí)與技術(shù)性質(zhì)建筑石膏的質(zhì)量等級(jí)建筑石膏按其細(xì)度、強(qiáng)度、凝合時(shí)間等指標(biāo)，劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個(gè)等級(jí)。具體指標(biāo)見(jiàn)下表：技術(shù)指標(biāo)名稱優(yōu)等品一等品合格品強(qiáng)度抗折強(qiáng)度≥2.52.11.8抗壓強(qiáng)度≥4.93.92.9細(xì)度（0.2mm方孔篩篩余）≤5.010.015.0凝結(jié)時(shí)間初凝不早于6min，終凝不遲于30min四、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)凝合硬化快加水后6min初凝—起先失去可塑性，30min終凝—完全失去可塑性并起先產(chǎn)生強(qiáng)度。為施工便利，運(yùn)用過(guò)程中，常摻入一些緩凝劑。凝固時(shí)體積微膨脹硬化時(shí)體積微膨脹，膨脹率約0.5～1%。使得石膏制品表面光滑細(xì)膩、輪廓清晰、圖案飽滿?？刹患犹畛洳牧希瑔为?dú)運(yùn)用。孔隙率高為滿足施工要求，用水量超過(guò)理論用水量，多余水分蒸發(fā)形成較多孔隙。其制品特點(diǎn):孔隙率大，表觀密度小，質(zhì)輕，保溫隔熱性能好，吸聲性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但強(qiáng)度低。四、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)耐水性、抗凍性差孔隙率大，且二水石膏微溶于水，長(zhǎng)期在潮濕環(huán)境下，晶體粒子間結(jié)合力減弱，強(qiáng)度降低。負(fù)溫下，孔隙中水變冰，體積膨脹破壞。石膏不宜用在潮濕寒冷環(huán)境中。環(huán)境調(diào)整性有較強(qiáng)的吸濕性，熱容量大，保溫隔熱性能好—“呼吸”作用，調(diào)整溫、濕度。防火性好，耐火性差二水石膏遇火，結(jié)晶水蒸發(fā)，形成蒸汽霧，可延緩石膏表面溫度上升，有效制止火勢(shì)擴(kuò)散，起到防火作用。二水石膏脫水后，強(qiáng)度降低，所以耐火性差。五、建筑石膏的應(yīng)用室內(nèi)抹灰與粉刷石膏+砂+水=石膏砂漿，用于室內(nèi)抹灰，處理過(guò)的墻面、頂棚可干脆刷涂料和粘貼壁紙。建筑石膏（或+不溶性硬石膏）+外加劑+細(xì)骨料=粉刷石膏。粘結(jié)力強(qiáng)，不裂、不起鼓，表面光滑。生產(chǎn)建筑石膏制品紙面石膏板、裝飾石膏板、吸聲用穿孔石膏板、石膏藝術(shù)制品。生產(chǎn)水泥時(shí)作為緩凝劑加入水泥中六、建筑石膏的儲(chǔ)運(yùn)易吸濕受潮，儲(chǔ)運(yùn)時(shí)避開(kāi)受潮。長(zhǎng)期存放，強(qiáng)度會(huì)降低。通常，建筑石膏儲(chǔ)存不超過(guò)三個(gè)月，否則，重新檢驗(yàn)確定強(qiáng)度等級(jí)?！?－3水玻璃一、水玻璃的硬化和性質(zhì)水玻璃又稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。水玻璃的硬化液體水玻璃吸取空氣中的二氧化碳，形成無(wú)定型硅酸凝膠，并漸漸干燥硬化，具體反應(yīng)式如下：Na2O?nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2?mH20為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻12%~15%的促硬劑氟硅酸鈉。摻量少：硬化速度慢，強(qiáng)度降低，未反應(yīng)的水玻璃易溶于水，即耐水性差。摻量多：凝合凝合過(guò)速，施工困難。一、水玻璃的硬化和性質(zhì)水玻璃的性質(zhì)粘結(jié)力強(qiáng)硬化后粘結(jié)強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度較高。硬化后析出的硅酸凝膠堵塞毛細(xì)孔，防止水分滲透。耐酸性好硬化后主要成分是硅酸凝膠?？煽咕艽蠖鄶?shù)酸腐蝕，但不耐堿?？膳渲扑Ａ退峄炷梁蜕皾{。耐熱性好高溫強(qiáng)度不降低。用于配制水玻璃耐熱混凝土和砂漿。二、水玻璃的應(yīng)用涂刷或浸漬材料；加固地基；修補(bǔ)裂縫、堵漏；配制耐酸砂漿和耐酸混凝土；配制耐熱砂漿和耐熱混凝土?！?－4鎂質(zhì)膠凝材料鎂質(zhì)膠凝材料——菱苦土菱苦土的生產(chǎn)鎂質(zhì)膠凝材料是將菱鎂礦或白云石經(jīng)煅燒、磨細(xì)而制成。煅燒的菱苦土為白色或淺黃色粉末。苛性白云石為白色粉末。菱苦土的水化硬化一般與MgCl2溶液按確定比例混合，硬化快，強(qiáng)度高。但吸濕性強(qiáng)，耐水性差。形成的水化產(chǎn)物主要為氯氧化鎂和氫氧化鎂。菱苦土的應(yīng)用生產(chǎn)木屑地板、木絲板、刨花板等。菱苦土板材用于機(jī)械包裝材料，可以節(jié)約大量木材。只能用于干燥狀態(tài)下，而不能受潮、遇水或酸性介質(zhì)侵蝕的部位。本章小結(jié)膠凝材料的定義和分類；石灰、石膏、鎂質(zhì)膠凝材料、水玻璃都是氣硬性膠凝材料，在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用是很常見(jiàn)的建筑