第三章 气硬性胶凝材料

第三章

气硬性胶凝材料

胶凝材料：用来把散粒、块状材料粘结为一个整体的材料分类:

无机：石膏、石灰、水玻璃→气硬性胶凝材料各类水泥→水硬性胶凝材料有机：沥青、树脂、橡胶第一节石灰

生产原料：石灰石（CaCO3，MgCO3）建筑用石灰的种类：生石灰（CaO）：块灰；生石灰粉熟石灰（Ca(OH)2）：消石灰粉；石灰膏；石灰乳一、石灰的生产

CaCO3CaO+CO2↑火候不适当：欠火石灰：含较多的CaCO3，活性差，利用率低。过火石膏：

融熔矿物包裹在外→后期熟化→极为有害（起鼓，开裂）900-1100℃石灰生产线二、石灰的熟化与硬化

1、熟化：生石灰与水反应生成熟石灰的过程

CaO+H2OCa(OH)2+Q↑

反应特点（1）剧烈放热：可鉴别石灰的优劣（2）膨胀：质地优良3~3.5倍质地较差1.5~2倍石灰的陈伏：陈伏的目的：防止过火石灰后期熟化引起的起鼓和开裂。陈伏用淋灰池2、石灰的硬化硬化的两种作用：（1）干燥硬化（2）碳化硬化Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+H2O硬化过程的特点：（1）水分大量蒸发→开裂（2）外皮碳化结壳，硬化速度下降。三、石灰的特性、质量要求与应用1、特性：保水、可塑性好颗粒细小、比表面积大→可吸附较多的水→保水吸附的水膜较厚→易产生滑移→可塑性硬化慢、强度低。干缩大、易开裂改善措施：加砂或纤维材料→石灰不单独使用。气硬性、耐水性差2、质量要求：技术指标：有效成分含量；CO2含量；产浆量，细度，游离水，体积安定性分级：优等品、一等品、合格品生石灰现场熟化3、石灰的应用（1）石灰乳涂料和砂浆（2）灰土和三合土

灰土：消石灰粉与粘土拌合：（3:7或2:8灰土）

三合土：消石灰粉与粘土再掺加砂、粉煤灰等拌合。（3）硅酸盐混凝土及制品粉煤灰砖，灰砂砖，加气混凝土------。4、贮存和保管（1）防潮，防水。（2）保质期≯1个月

第二节石膏一、石膏的生产与品种1．原料：天然二水石膏（CaSO4•2H2O）→即生石膏2．生产工序：低温煅烧，磨细

CaSO4•2H2OCaSO4•（1/2）H2O+（3/2）H2O↑

β型半水石膏（建筑石膏）3．石膏品种：（1）107～170℃：建筑石膏（β型半水石膏）（2）127KPa，124℃：高强石膏（α型半水石膏）107~170℃石膏生产线二、石膏的凝结和硬化1．宏观现象：石膏＋适量的水可塑浆体迅速失去塑性（初凝

）完全失去塑性（终凝）硬化

2．微观机理：（1）溶解：半水石膏溶于水，很快达到饱合。（2）水化：半水石膏与水反应、生成二水石膏胶体微粒原半水石膏溶液由饱合→不饱合→半水石膏继续溶解（3）凝结：水化生成的二水石膏微粒总表面积急剧加大→浆体变稠→可塑性减小→凝结（4）硬化：浆体继续变稠，二水石膏晶体交错共生，多余水分挥发靠二水石膏晶体间摩擦力长强度三、建筑石膏特性（一）特性1．质量轻：ρ0=800~1000kg/m3,ρ=2.5~2.8g/cm32．拌合用水量大：3．凝结硬化快：国标要求：初凝≥3分钟，终凝≤30分钟改善方法：（1）加适量硼砂（2）掺0.1~0.2%的动物胶（3）掺1%的亚硫酸酒精溶液4．强度低，早期强度高：

7天抗压强度10MPa，抗折强度低（可掺入纤维材料增强）5．硬化微膨胀：膨胀率约1％→良好的成模性，表面光滑，不干裂。6．保温，隔音性能高7．吸水性强、耐水性差、抗冻性差

Kp=0.2~0.3，遇水二水石膏晶体溶解。8．防火性好，耐火性差本身不燃遇火结晶水挥发→表面温度下降→防火，但过度过火→结晶水完全挥发→无水硫酸钙→强度↓↓9．有一定调温、调湿功能四、质量要求凝结时间、细度，强度分级：3.0、2.0

、1.6（2h强度值）五、建筑石膏的应用（一）抹灰和粉刷（二）石膏板：纸面石膏板、纤维石膏板、装饰石膏板、空心石膏板、吸声石膏板。六、贮运注意事项：防潮、防水、储存期≯3个月

第三节水玻璃

水玻璃（Na2O•n•SiO2）又名泡花碱。一、原料及生产（一）干法：石英砂粉（SiO2）＋纯碱（Na2CO3）熔化、冷却

固态水玻璃（Na2O•n•SiO2）胶质水玻璃

（二）湿法：

石英砂＋火碱（NaOH）1300~1400℃3~8大气压蒸气锅胶质水玻璃压蒸锅、2~3大气压水玻璃硅酸盐模数“n”：水玻璃分子中二氧化硅与碱金属氧化物之间的分子摩尔数之比。常用的水玻璃：n=2.6~2.8n↑粘度↑溶解度↓分解性↑硬化速度↑强度↑n↓粘度↓溶解度↑分解性↓硬化速度↓强度↓二、水玻璃的硬化

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

干燥析出定型SiO2

反应特点：速度慢→常加入促硬剂CaCl2或Na2SiF6(氟硅酸钠)Na2O•h•SiO2＋Na2SiF6＋mH2O→（2n+1）SiO2•mH2O+6NaF三、水玻璃的性质1、强度较高；2、耐碱性、耐水性差；3、粘结力强；4耐热性好；4、耐酸四、水玻璃的应用1、涂刷建筑物表面，提高抗风化能力、加固土壤；机理：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↑→造成表面开裂）