建筑材料第三章-气硬性胶凝材料

建筑材料第三章

气硬性胶凝材料第三章

气硬性胶凝材料第一节

石膏第二节石灰第三节

水玻璃第一节

石膏一、建筑石膏二、高强度石膏三、无水石膏水泥章目录一、建筑石膏

将β型半水石膏磨成细粉，即得建筑石膏。其中，杂质较少、色泽较白、磨得较细的产品称模型石膏。

建筑石膏密度为2.50～2.80g/cm³，其紧密堆积表观密度为1000～1200kg/m³，疏松堆积表观密度为800～1000kg/m³。建筑石膏遇水时，将重新水化成二水石膏，并逐渐凝结硬化，其反应式如下：

（3-2）节目录章目录一、建筑石膏建筑石膏凝结硬化过程：半水石膏加水后首先进行的是溶解。由于二水石膏的溶解度比半水石膏的溶解度小，所以二水石膏不断从过饱和溶液中析出。由于溶液中有二水石膏析出，破坏了原有半水石膏的平衡浓度，这时半水石膏会进一步溶解。如此不断进行半水石膏的溶解和二水石膏的析出，随着析出的二水石膏胶体不断增多，石膏失去了塑性，开始凝结。节目录章目录一、建筑石膏建筑石膏的技术要求主要有强度、细度和凝结时间。按强度、细度和凝结时间将石膏划分为3.0、2.0、1.6共3个等级，各等级的技术要求见表3-1。如有一项指标不合格，则石膏应重新检验级别或报废。技术指标3.02.01.6抗折强度/MPa≥3.0≥2.0≥1.6抗压强度/MPa≥6.0≥4.0≥3.0细度（0.2mm方孔筛筛余）≤10％凝结时间/min初凝时间≥3终凝时间≤30表3-1建筑石膏的技术指标节目录章目录二、高强度石膏将二水石膏放在压力为0.13MPa的蒸压锅内蒸炼（即在1.3个大气压、125℃条件下进行脱水），所得的半水石膏为α型半水石膏，其需水量（为35％～45％）仅为建筑石膏的一半。故其制品密实度和强度较建筑石膏大，称为高强度石膏。它适用于强度较高的抹灰工程、石膏制品和石膏板等。节目录章目录三、无水石膏水泥

将二水石膏在600～800℃温度下煅烧后所得的不溶性无水石膏加入适量的催化剂，如石灰、页岩灰、粒化高炉矿渣、硫酸钠、硫酸氧钠等，共同磨细而制得的气硬性胶凝材料，称为无水石膏水泥。它具有较高的强度，可用于配制建筑砂浆、保温混凝土、抹灰、制造石膏制品和石膏板等。节目录章目录第二节石灰一、石灰的原料和性质二、石灰的生产三、石灰的熟化四、石灰的硬化五、石灰的技术要求章目录一、石灰的原料和性质（一）石灰的原料

石灰的原料主要是以碳酸钙（CaCO3）为主要成分的天然岩石，如石灰岩及白垩、白云质石灰岩等，经适当煅烧、分解、排出二氧化碳（CO2）而制得的块状材料。其主要成分为氧化钙（CaO），其次为氧化镁（MgO），通常把这种白色轻质的块状物质称为块灰；以块灰为原料经粉碎、磨细制成的生石灰，称为磨细生石灰粉或建筑生石灰粉。节目录章目录一、石灰的原料和性质（二）石灰的性质石灰与其他胶凝材料相比具有以下特性：（1）良好的保水性。石灰加水拌和后，具有较强的保水性（即材料保持水分不泌出的能力）。（2）良好的可塑性。由于颗粒间的水膜较厚，颗粒间的滑移较易进行，即可塑性好。（3）凝结硬化慢、强度低。由于空气中的CO2含量低，而且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止CO2向内部渗透，阻止水分向外蒸发，因此石灰的凝结硬化很慢，且硬化后的强度很低。节目录章目录一、石灰的原料和性质（二）石灰的性质（4）耐水性差。硬化后的石灰浆体的主要成分为Ca(OH)2，仅有少量的CaCO3。由于Ca(OH)2可微溶于水，所以石灰的耐水性很差。（5）吸湿性强。生石灰是传统的干燥剂，其吸湿性强、保水性佳。（6）干燥时体积收缩大。石灰浆体中氢氧化钙颗粒吸附的大量水分，在石灰浆体凝结硬化过程中不断蒸发，由于毛细管失水收缩，而使石灰浆体产生很大的收缩而开裂。因此，石灰除粉刷外不宜单独使用，常掺入砂子、麻刀、纸筋等。（7）化学稳定性较差。由于石灰是碱性材料，与酸性物质接触时，容易发生化学反应，生成新物质。节目录章目录一、石灰的原料和性质（三）石灰的应用（4）耐水性差。硬化后的石灰浆体的主要成分为Ca(OH)2，仅有少量的CaCO3。由于Ca(OH)2可微溶于水，所以石灰的耐水性很差。（5）吸湿性强。生石灰是传统的干燥剂，其吸湿性强、保水性佳。（6）干燥时体积收缩大。石灰浆体中氢氧化钙颗粒吸附的大量水分，在石灰浆体凝结硬化过程中不断蒸发，由于毛细管失水收缩，而使石灰浆体产生很大的收缩而开裂。因此，石灰除粉刷外不宜单独使用，常掺入砂子、麻刀、纸筋等。（7）化学稳定性较差。由于石灰是碱性材料，与酸性物质接触时，容易发生化学反应，生成新物质。节目录章目录二、石灰的生产

石灰岩煅烧即成生石灰。煅烧时，石灰岩中碳酸钙和少量碳酸镁分解，生成氧化钙、氧化镁和二氧化碳气体。其化学反应为：（3-2）CaCO3CaO＋CO2煅烧温度对石灰质量有很大影响。温度较低或温度分布不均时，CaCO3不能完全分解，则产生不熟化的欠火石灰。欠火石灰的表观密度大，CaO含量低，故欠火石灰降低了石灰的质量等级和利用率。温度过高或煅烧时间过长时，分解出的CaO与原料中的SiO2和Al2O3等杂质熔结，产生熟化很慢的过火石灰。过火石灰如果用在工程上，其细小颗粒会在硬化的砂浆中吸收水分而发生水化反应，使得体积膨胀，从而引起局部鼓泡或脱落，影响工程质量。节目录章目录三、石灰的熟化石灰在使用前一般要加水进行熟化。经过熟化后的石灰，其主要成分是Ca(OH)2。石灰熟化的反应为：（3-5）CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.8kJ石灰在熟化过程中放出大量的热，体积膨胀1.0～2.5倍。根据熟化时加水量的不同，熟石灰可呈粉状或浆状。节目录章目录四、石灰的硬化（1）石灰浆中水分逐渐蒸发，或被周围砌体所吸收，氢氧化钙从饱和溶液中析出结晶，即结晶过程。（3-6）Ca(OH)2＋CO2＋nH2O→CaCO3＋（n＋1）H2O

（2）氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸钙并放出水分，即碳化过程。其反应式如下：石灰浆体在空气中逐渐硬化，其硬化包括两个同时进行的过程：节目录章目录五、石灰的技术要求建筑生石灰各等级的技术要求见表3-2。（一）建筑生石灰的技术要求项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO＋MgO含量不小于/%908580858075未消化残渣含量（5mm圆孔筛筛余）不大于/%5101551015CO2含量不大于/%5796810产浆量不小于/（L·kg﹣1）2.82.32.02.82.32.0表3-2建筑生石灰技术指标［《建筑生石灰》（JC/T479—2013）］节目录章目录五、石灰的技术要求建筑生石灰粉各等级的技术要求见表3-3。（二）建筑生石灰粉的技术要求表3-3建筑生石灰粉技术指标［《建筑生石灰粉》（JC/T479—2013）］项目钙质生石灰粉镁质生石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO＋MgO含量不小于/%908580858075CO2含量不大于/%57968100.90mm筛筛余不大于/%0.20.51.50.20.51.50.125mm筛筛余不大于/%7.012.018.07.02.018.0节目录章目录五、石灰的技术要求建筑消石灰粉的分类界限见表3-4。（三）建筑消石灰粉的技术要求表3-4建筑消石灰粉按氧化镁含量分类界限品种名称MgO指标钙质消石灰粉≤4%镁质消石灰粉4%～24%白云石消石灰粉25%～30%节目录章目录五、石灰的技术要求建筑消石灰粉各等级的技术要求见表3-5。（三）建筑消石灰粉的技术要求表3-5建筑消石灰粉的技术指标［《建筑消石灰粉》（JC/T481—2013）］项目钙质消石灰粉镁质消石灰粉白云石消石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO＋MgO含量不小于/%706560656055656055游离水含量/%0.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～2体积安定性合格合格—合格合格—合格合格—细度0.90mm筛筛余不大于/%000.5000.5000.50.125mm筛筛余不大于/%310153101531015六、石灰的储存和运输储存和运输生石灰时，要防止受潮，且储存时间不宜过长。这是因为生石灰会吸收空气中的水分消化成消石灰粉，进一步与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，失去胶凝能力。工地上常将石灰的储存期变为陈伏期。同时在储存和运输石灰时，因生石灰受潮熟化要放出大量的热，且体积膨胀1～2.5倍，故要将生石灰与可燃物分开保管，以免引起火灾。节目录章目录第三节

水玻璃一、水玻璃的特性二、水玻璃在建筑工程中的用途章目录一、水玻璃的特性建筑上常使用的水玻璃是硅酸钠的水溶液，为无色、青绿色或棕色黏稠液体。它是一种胶质溶液，具有黏结能力。水玻璃中SiO2和Na2O的分子数比值n称为水玻璃硅酸盐模数。n值越大，水玻璃中胶体组分越多，水玻璃的黏性越大，越难溶于水，但却容易分解硬化，黏结能力较强。节目录章目录二、水玻璃在建筑工程中的用途水玻璃在建筑工程中的主要用途如下：（1）作为灌浆材料以加固地基。水玻璃不仅可以提高基础的承载能力，而且可以增强透水性。

（2）将水玻璃溶液涂刷于混凝土、砖、石、硅酸