第三章气硬性胶凝材料

1、第四章 气硬性胶凝材料,胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后，由液态或半固态变成坚硬的固态状态，并能将散粒材料（如砂、石等）或块状材料（如砖、石块等）粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。,胶凝材料的分类,胶凝材料,基本成分为天然的或合成的有机高分子化合物，如沥青、树脂。,基本成分为无机化合物。,只能在空气中硬化、保持或发展强度如：石膏、石灰、水玻璃等。,能在空气和水中硬化、保持和发展强度。如：水泥。,2.水硬性胶凝材料 指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化， 并保持和继续发展其强度的胶凝材料。 适宜：既适宜于地上，也可用于地下和水中环境。,1.气硬性胶凝材料 指在空气中硬化，也只能在空

2、气中保持或继续发展 其强度的胶凝材料。适合：地上和干燥环境。,第一节 石灰,一、石灰生产简介,1.生产原理：,煅烧时间过长或温度过高过火石灰； 温度过低或煅烧时间不足欠火石灰降低产量。,过火石灰：灰黑色，表面出现裂纹，有玻璃体的外壳。 含SiO2、Al2O3杂质，块体容重大，熟化慢。 欠火石灰：未分解的石灰石，废品，利用率很低，不能 消化，降低石灰浆的产量。,正火石灰：煅烧正常，质量轻，无裂缝，密度3.1-3.4g/cm3， 表观密度800-1000kg/m3。 当MgO含量5%时称为钙质石灰。 当MgO含量 5%时称为镁质石灰。,2.石灰的品种,生石灰（块灰）：石灰石煅烧而成。 生石灰粉（磨

3、细生石灰）:块灰破碎、磨细而成。 消石灰粉（熟石灰）：块灰淋水消解而得。 石灰膏：块灰加入足量的水，淋制熟化而成（膏状）。 石灰乳（石灰水）：石灰膏用水冲淡而成（浆液状）。,自行消解：热量促硬化，膨胀促致密； 磨细：过火石灰消解加快，混合均匀； 若条件许可，尽可能采用。,石灰的“熟化”或“消化”； 自身粉化，不需磨细； 大量放热，不断搅拌，减少逆反应； 防潮，防火防爆； 体积增大，注意容器匹配；,二、石灰的技术要求,1.建筑生石灰,产品标准：建筑生石灰（JC/T 479-92） 钙质生石灰（MgO5%），镁质生石灰（MgO5%） 。,建筑生石灰的技术指标,2.建筑生石灰粉,产品标准：建筑生石灰

4、粉（JC/T 480-92）； 分类：钙质生石灰粉（MgO5%），镁质生石灰粉（MgO5%） 。,建筑生石灰粉的技术指标,3.建筑消石灰粉,产品标准：建筑消石灰粉（JC/T 481-92）； 分类：钙质消石灰粉（MgO4%），镁质消石灰粉（4% MgO24%），白云石消石灰粉（24%MgO30%）。,建筑消石灰粉的技术指标,三、石灰的特性,1.可塑性和保水性较好。,高度分散的Ca(OH)2胶体表面吸附较厚水膜。,2.生石灰水化时水化热大，体积增大（增大1.02.5倍）。,石灰的“熟化”或“消化”,过火石灰：硬化后慢慢水化膨胀局部隆起和开裂需“预水化”（陈状）二周左右。,陈伏：为保证石灰完全熟化

5、，石灰必须放入坑中以水覆盖保存两星期以上，这个过程称为 “陈伏”。否则，未水化的石灰颗粒将混砂浆中，在砂浆应用之后熟化，体积膨胀，致使已硬化的砂浆产生“崩裂”或“鼓包”现象，影响工程质量。,根据砌筑砂浆配合比设计规程（JGJ 98-2000）：生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm3mm的网过滤，熟化时间不得小于7d；磨细生石灰粉的熟化时间不得小于2d。,石灰的陈伏,建筑装饰装修工程质量验收规范（ GB 50203-2001 ）规定：抹灰用的石灰膏的熟化期不应小于15d；罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应小于3d。,3.硬化缓慢。,石灰浆的硬化过程：,表层以CaCO3为主，内层以Ca(OH)2

6、晶体为主，内部水分脱出缓慢，因而石灰凝结硬化缓慢。,4.硬化时体积收缩大。,游离水分蒸发所致。 除调成石灰乳做薄层粉刷外，不宜单独使用。 施工时常加入骨料或纤维材料（如麻刀、纸筋）。,6.耐水性差。,大部分尚未碳化的Ca(OH)2易溶于水所制。 石灰不宜用于潮湿环境。,7.吸湿性强，是传统的干燥剂。,5.硬化后强度低。,生石灰消化理论需水量32.13%，实际消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸发留下大量孔隙。 1:3石灰砂浆28d抗压强度只有0.20.5MPa。,四、石灰的应用,第二节 建筑石膏,一、建筑石膏的原料与生产： （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：含有二水硫酸钙或CaSO4.2H2O和CaSO4的混合物。,天然二水石膏,（二）建筑石膏的生产 建筑石膏是以型半水石膏为主要成分，不加任何外加剂的白色粉状胶结料。由天然二水石膏经低温煅烧、脱水、磨细而成。,1.在 系统中公认的石膏相有5种形态、7个变种。,为建筑石膏，又称熟石膏。,为高强石膏。,2.石膏的脱水转变图,试验室理想条件,工业生产条件,二、石膏的技术要求,产品标准：建筑石膏（GB 9776-88）， 分为优等品、一等品和合格品。,建筑石膏技术指标,1.凝结硬化快。常温下完全水化的时

8、间为515min，终凝时间不超过30min，7d左右完全硬化。,三、建筑石膏的特性,凝结硬化原理：,的溶解度很小，约半水石膏的1/5，很快达到饱和析出晶体，晶体长大、连生、交错，并产生强度。,建筑石膏凝结硬化示意图,石膏缓凝剂：硼砂、酒石酸钾钠、柠檬酸、聚乙烯醇、石灰活化动物骨胶或皮胶等。 作用：降低半水石膏的溶解度和溶解速度。,2.硬化时体积微膨胀,膨胀率约为1%； 注模后能真实反映模子的细致纹理； 石膏制品表面光滑饱满、棱角清晰，表面洁白细腻，适用于浇注各种建筑花饰和雕塑； 干燥时不开裂。,5.防火性好,石膏制品遇火时，二水石膏的结晶水蒸发，吸收热量，并在表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层。 不

9、宜长期靠近65以上高温的部位，以免脱水分解。,3.孔隙率大，表观密度小，强度低。,半水石膏水化，理论需水量18.6%，实际加水量约为6080%，多余水分硬化后蒸发，留下孔隙。,4.隔热、吸声性良好。,孔隙率高，且为微细的毛细孔。,7.耐水性和抗冻性差。,潮湿条件晶粒间的结合力减弱，强度下降； 水中浸泡水化物二水石膏晶体逐渐溶解而破坏； 吸水受冻空隙中水分会结冰膨胀破坏。,提高石膏耐水性,6.具有一定的调温调湿性。,热容量大，吸湿性强，可以保持室内“小气候”均衡状态。,8.加工性能好。可锯，可刨，可钉，可打眼。,四、建筑石膏的应用,1.制备粉刷石膏。 2.石膏砂浆。抹灰； 3.建筑石膏制品。如石

10、膏墙板、石膏砌块； 4.艺术装饰石膏。如装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑制品；,第三节 水玻璃,概述,水玻璃俗称泡花碱，化学通式为 ，其中，n 是二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比，为水玻璃的模数，一般在1.53.5之间。,n为1时能溶解于常温的水中，n加大只能在热水中溶解，当n大于3时，要在4个大气压以上的蒸汽中才能溶解。 低模数水玻璃的晶体组分较多，粘结能力较差，模数提高时，胶体组分相对增多，粘结能力随之增大。 同一模数的液体水玻璃，其浓度愈稠，则比重愈大，粘结力愈强。在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其粘度的情况下可提高粘结力25左右。,按碱金属氧化物，分为钠水玻璃、钾水玻璃和钾钠水玻璃。最

11、常用的是硅酸钠水玻璃Na2OnSi02，还有硅酸钾水玻璃K20nSiO2等。,按含水程度的不同，分为以下三类：,块状或粉状水玻璃。溶解度很小，尤其是高模数的水玻璃； 含有化合水的固体水玻璃或水合水玻璃。溶解度提高。 块状水玻璃的水溶液，即液体水玻璃。,我国目前最常用的仍然是液体钠水玻璃，简称水玻璃。,一、水玻璃的生产,湿法：将磨细的石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅（2.061053.09105Pa）内用蒸气加热，并搅拌，使之直接反应而成液体水玻璃。 干法：将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内于13001400温度下熔化，生成固体水玻璃，再将它装进蒸压釜内，通入蒸汽熔（溶）化后，即制成液体水玻璃。,Na2CO3+nSiO2- Na2O nSiO2+CO2（气体）,1.在空气中凝结硬化情况,（无定形硅胶）,空气中CO2浓度低，反应较慢，提高反应速度，可将水玻璃加热或加入氟硅酸钠 促硬剂。,二、水玻璃的特性,3.耐酸（不耐碱）：SiO2在强氧化性酸中化学稳定性高。,4.耐热：