第三章 氣硬性膠凝材料

第三章

氣硬性膠凝材料

膠凝材料：用來把散粒、塊狀材料粘結為一個整體的材料分類:

無機：石膏、石灰、水玻璃→氣硬性膠凝材料各類水泥→水硬性膠凝材料有機：瀝青、樹脂、橡膠第一節(jié)石灰

生產(chǎn)原料：石灰石（CaCO3，MgCO3）建筑用石灰的種類：生石灰（CaO）：塊灰；生石灰粉熟石灰（Ca(OH)2）：消石灰粉；石灰膏；石灰乳一、石灰的生產(chǎn)

CaCO3CaO+CO2↑火候不適當：欠火石灰：含較多的CaCO3，活性差，利用率低。過火石膏：

融熔礦物包裹在外→后期熟化→極為有害（起鼓，開裂）900-1100℃石灰生產(chǎn)線二、石灰的熟化與硬化

1、熟化：生石灰與水反應生成熟石灰的過程

CaO+H2OCa(OH)2+Q↑

反應特點（1）劇烈放熱：可鑒別石灰的優(yōu)劣（2）膨脹：質地優(yōu)良3~3.5倍質地較差1.5~2倍石灰的陳伏：陳伏的目的：防止過火石灰后期熟化引起的起鼓和開裂。陳伏用淋灰池2、石灰的硬化硬化的兩種作用：（1）干燥硬化（2）碳化硬化Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+H2O硬化過程的特點：（1）水分大量蒸發(fā)→開裂（2）外皮碳化結殼，硬化速度下降。三、石灰的特性、質量要求與應用1、特性：保水、可塑性好顆粒細小、比表面積大→可吸附較多的水→保水吸附的水膜較厚→易產(chǎn)生滑移→可塑性硬化慢、強度低。干縮大、易開裂改善措施：加砂或纖維材料→石灰不單獨使用。氣硬性、耐水性差2、質量要求：技術指標：有效成分含量；CO2含量；產(chǎn)漿量，細度，游離水，體積安定性分級：優(yōu)等品、一等品、合格品生石灰現(xiàn)場熟化3、石灰的應用（1）石灰乳涂料和砂漿（2）灰土和三合土

灰土：消石灰粉與粘土拌合：（3:7或2:8灰土）

三合土：消石灰粉與粘土再摻加砂、粉煤灰等拌合。（3）硅酸鹽混凝土及制品粉煤灰磚，灰砂磚，加氣混凝土------。4、貯存和保管（1）防潮，防水。（2）保質期≯1個月

第二節(jié)石膏一、石膏的生產(chǎn)與品種1．原料：天然二水石膏（CaSO4?2H2O）→即生石膏2．生產(chǎn)工序：低溫煅燒，磨細

CaSO4?2H2OCaSO4?（1/2）H2O+（3/2）H2O↑

β型半水石膏（建筑石膏）3．石膏品種：（1）107～170℃：建筑石膏（β型半水石膏）（2）127KPa，124℃：高強石膏（α型半水石膏）107~170℃石膏生產(chǎn)線二、石膏的凝結和硬化1．宏觀現(xiàn)象：石膏＋適量的水可塑漿體迅速失去塑性（初凝

）完全失去塑性（終凝）硬化

2．微觀機理：（1）溶解：半水石膏溶于水，很快達到飽合。（2）水化：半水石膏與水反應、生成二水石膏膠體微粒原半水石膏溶液由飽合→不飽合→半水石膏繼續(xù)溶解（3）凝結：水化生成的二水石膏微粒總表面積急劇加大→漿體變稠→可塑性減小→凝結（4）硬化：漿體繼續(xù)變稠，二水石膏晶體交錯共生，多余水分揮發(fā)靠二水石膏晶體間摩擦力長強度三、建筑石膏特性（一）特性1．質量輕：ρ0=800~1000kg/m3,ρ=2.5~2.8g/cm32．拌合用水量大：3．凝結硬化快：國標要求：初凝≥3分鐘，終凝≤30分鐘改善方法：（1）加適量硼砂（2）摻0.1~0.2%的動物膠（3）摻1%的亞硫酸酒精溶液4．強度低，早期強度高：

7天抗壓強度10MPa，抗折強度低（可摻入纖維材料增強）5．硬化微膨脹：膨脹率約1％→良好的成模性，表面光滑，不干裂。6．保溫，隔音性能高7．吸水性強、耐水性差、抗凍性差

Kp=0.2~0.3，遇水二水石膏晶體溶解。8．防火性好，耐火性差本身不燃遇火結晶水揮發(fā)→表面溫度下降→防火，但過度過火→結晶水完全揮發(fā)→無水硫酸鈣→強度↓↓9．有一定調溫、調濕功能四、質量要求凝結時間、細度，強度分級：3.0、2.0

、1.6（2h強度值）五、建筑石膏的應用（一）抹灰和粉刷（二）石膏板：紙面石膏板、纖維石膏板、裝飾石膏板、空心石膏板、吸聲石膏板。六、貯運注意事項：防潮、防水、儲存期≯3個月

第三節(jié)水玻璃

水玻璃（Na2O?n?SiO2）又名泡花堿。一、原料及生產(chǎn)（一）干法：石英砂粉（SiO2）＋純堿（Na2CO3）熔化、冷卻

固態(tài)水玻璃（Na2O?n?SiO2）膠質水玻璃

（二）濕法：

石英砂＋火堿（NaOH）1300~1400℃3~8大氣壓蒸氣鍋膠質水玻璃壓蒸鍋、2~3大氣壓水玻璃硅酸鹽模數(shù)“n”：水玻璃分子中二氧化硅與堿金屬氧化物之間的分子摩爾數(shù)之比。常用的水玻璃：n=2.6~2.8n↑粘度↑溶解度↓分解性↑硬化速度↑強度↑n↓粘度↓溶解度↑分解性↓硬化速度↓強度↓二、水玻璃的硬化

Na2O?n?SiO2＋CO2＋mH2O＝Na2CO3＋nSiO2?mH2O

干燥析出定型SiO2

反應特點：速度慢→常加入促硬劑CaCl2或Na2SiF6(氟硅酸鈉)Na2O?h?SiO2＋Na2SiF6＋mH2O→（2n+1）SiO2?mH2O+6NaF三、水玻璃的性質1、強度較高；2、耐堿性、耐水性差；3、粘結力強；4耐熱性好；4、耐酸四、水玻璃的應用1、涂刷建筑物表面，提高抗風化能力、加固土壤；機理：可形成CaO?SiO2→填充孔隙（但不可用于石膏制品的表面防水→可形成Na2SO4，V↑→造成表面開裂）