第三章氣硬性膠凝材料教材

第三章氣硬性膠凝材料第三章氣硬性膠凝材料掌握：膠凝材料的定義、分類(lèi)；建筑石灰、石膏技術(shù)要求、性質(zhì)熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和應(yīng)用了解：石灰的生產(chǎn)、石灰的品種本章教學(xué)目標(biāo)膠凝材料：指經(jīng)過(guò)自身的物理化學(xué)作用后，能夠由漿體變成固體，并在變化過(guò)程中把一些散粒材料或塊狀材料膠結(jié)成具有一定強(qiáng)度的整體。定義與分類(lèi)將在第四章進(jìn)行講解膠凝材料有機(jī)膠凝材料（樹(shù)脂、瀝青等）無(wú)機(jī)膠凝材料水硬性膠凝材料（水泥）氣硬性膠凝材料（石灰、石膏）本章的重點(diǎn)二者有何區(qū)別定義與分類(lèi)氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料的區(qū)別水硬性膠凝材料不僅可以在凝結(jié)硬化，還可以得到更好的凝結(jié)硬化。氣硬性膠凝材料在凝結(jié)硬化。只能空氣中空氣中在水中原料:石灰?guī)r，主要成分為碳酸（CaCO3），其次為碳酸鎂（MgCO3）。生產(chǎn)：煅燒，溫度應(yīng)高于900℃，一般常在1000~1200℃，。石灰?guī)r經(jīng)煅燒后生成生石灰，系輕質(zhì)的塊狀物質(zhì)，顏色白至灰或黃綠色（正火石灰）。視氧化鎂含量的多少，可把石灰分為鈣質(zhì)石灰（《5%）和鎂質(zhì)右灰（>5%）。第一節(jié)建筑石灰一、石灰的生產(chǎn)9:01:16AMPage:7煅燒石灰石或白堊,內(nèi)含CaCO3溫度在900℃左右時(shí)溫度過(guò)高時(shí)溫度過(guò)低時(shí)正火石灰欠火石灰過(guò)火石灰因煅燒溫度過(guò)高使粘土雜質(zhì)融化并包裹石灰，從而延緩石灰的熟化，導(dǎo)致已硬化的砂漿產(chǎn)生鼓泡、崩裂等現(xiàn)象碳酸鈣沒(méi)有完全分解，降低了生石灰的產(chǎn)量如何解決它的危害？一、石灰的生產(chǎn)欠火石灰與過(guò)火石灰1.欠火石灰:產(chǎn)生的原因是石灰?guī)r塊的尺寸過(guò)大或窯中溫度不夠均勻，本身尚未分解；2.過(guò)火石灰:由于煅燒溫度過(guò)高，煅燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或原料中的二氧化硅和三氧化二鋁等雜質(zhì)發(fā)生熔結(jié)而造成的。過(guò)火石灰熟化十分緩慢，其細(xì)小顆?？赡茉谑覒?yīng)用之后熟化，體積膨脹，致使已硬化的砂漿產(chǎn)生“崩裂”或“鼓泡”現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量。處理方法：讓含有過(guò)火石灰的石灰在石灰窖中“陳伏”一段時(shí)間，讓其充分熟化。

水化過(guò)程中體積增大1-2.5倍，迅速放出大量熱二、生石灰的熟化生石灰+水熟石灰工程上使用的石灰大都是熟石灰，有時(shí)需要使用石灰膏，有時(shí)使用熟石灰粉。二、生石灰的熟化熟化為石灰膏：將生石灰放入水中，注意水要過(guò)量池中透明液體為氫氧化鈣飽和溶液，下部沉淀即為熟石灰生石灰要在水中放置兩周以上，此過(guò)程即為“陳伏”。在這段時(shí)間里生石灰會(huì)完全和水反應(yīng)，不會(huì)因含有過(guò)火石灰造成熟化推遲而導(dǎo)致墻面鼓泡的現(xiàn)象。9:01:16AMPage:13灰蛋灰蛋化灰池(附動(dòng)畫(huà))9:01:16AMPage:14將生石灰塊淋水，使石灰充分熟化，又不會(huì)過(guò)濕成團(tuán)，此時(shí)得到的產(chǎn)品就是熟石灰粉。熟化為熟石灰粉：兩個(gè)作用：

1）碳化作用：

2）結(jié)晶作用：Ca(OH)2晶體析出硬化特點(diǎn)：非常緩慢結(jié)晶和碳化兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，但極為緩慢。碳化過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間只限于表面，結(jié)晶過(guò)程主要在內(nèi)部發(fā)生。三、石灰的硬化結(jié)晶和碳化兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，但極為緩慢。碳化過(guò)程長(zhǎng)時(shí)間只限于表面，結(jié)晶過(guò)程主要在內(nèi)部發(fā)生。原因空氣中CO2含量稀薄，使碳化反應(yīng)進(jìn)展緩慢，同時(shí)表面的石灰漿一旦硬化就形成外殼，阻止了CO2的滲入，同時(shí)又使內(nèi)部的水分無(wú)法析出，影響硬化過(guò)程的進(jìn)行。三、石灰的硬化四、石灰的技術(shù)要求石灰?guī)r生石灰塊熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅燒加適量水熟化磨細(xì)加過(guò)量水進(jìn)行陳伏加水稀釋多用來(lái)拌制灰土和三合土使用時(shí)可以不進(jìn)行陳伏用來(lái)拌制砌筑砂漿或抹面砂漿粉刷墻壁五、常用建筑石灰的品種可塑性好和保水性好吸濕性好凝結(jié)硬化慢Ca(OH)2粒子表面可以吸附水膜六、石灰的特性和應(yīng)用1.石灰的特性生石灰可以用來(lái)做干燥劑石灰硬化收縮產(chǎn)生的裂縫石灰砂漿墻面因受潮而脫落六、石灰的特性和應(yīng)用強(qiáng)度低體積收縮大耐水性差1.石灰的特性2.石灰的應(yīng)用三合土用作鋪筑步道磚的墊層三合土樁灰土樁配制石灰砂漿、石灰乳配制石灰土、三合土生產(chǎn)碳化石灰板加固含水的軟土地基1.不應(yīng)與易燃易爆物品及液體共存、同運(yùn)2.不易存放過(guò)久3.運(yùn)輸時(shí)，盡量用棚車(chē)或帆布改好，防止水淋自行熟化，放火高引起火災(zāi)。七、石灰的儲(chǔ)存原材料：

天然二水石膏CaSO4.2H2O（生石膏）天然無(wú)水石膏CaSO4－僅用于生產(chǎn)無(wú)水石膏水泥化工石膏－磷石膏、氟石膏（化工副產(chǎn)品）工藝：原材料－不同溫度、壓力煅燒－磨細(xì)－成品

一、石膏的原料、生產(chǎn)第二節(jié)建筑石膏石膏制備工藝示意圖1.建筑石膏2.高強(qiáng)石膏α型半水石膏β型半水石膏1.石膏的水化2.石膏的凝結(jié)硬化二、建筑石膏的凝結(jié)與硬化干燥硬化和結(jié)晶硬化兩個(gè)過(guò)程交錯(cuò)進(jìn)行凝結(jié)硬化過(guò)程：流體－塑性體－固體硬化機(jī)理半水石膏的溶解－溶液過(guò)飽和－二水石膏晶體的析出；漿體水分的蒸發(fā)和晶體的生成－漿體變稠失去塑性－石膏凝結(jié)；晶體連生、搭接，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)－逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度。

溶解－析晶－晶體結(jié)構(gòu)網(wǎng)－強(qiáng)度水－結(jié)晶水、蒸發(fā)（1）孔隙率大；（2）凝結(jié)硬化快；（3）硬化后體積微膨脹；（4）耐水性、抗凍性差；（5）耐火性好；（6）輕質(zhì)、導(dǎo)熱性差三、建筑石膏的特性石膏砂漿及粉刷石膏－高級(jí)室內(nèi)抹灰；制備各種石膏板；各類(lèi)裝飾石膏線(xiàn)、花型；無(wú)水石膏水泥；水泥緩凝劑；涂料的填充料陶瓷模具材料、外科醫(yī)療固定材料制作雕塑藝術(shù)品等。四、建筑石膏的應(yīng)用石膏板石膏板有－紙面石膏板無(wú)紙石膏板（即纖維石膏板）石膏空心條板紙面石膏板－普通（防火）石膏板高級(jí)防火石膏板防水石膏板等四、建筑石膏的應(yīng)用紙面石膏板石膏頂棚石膏頂棚石膏隔墻四、建筑石膏的應(yīng)用紙面石膏板四、建筑石膏的應(yīng)用裝飾石膏板四、建筑石膏的應(yīng)用裝飾石膏板四、建筑石膏的應(yīng)用裝飾石膏板四、建筑石膏的應(yīng)用吸聲用穿孔石膏板建筑石膏板的特點(diǎn)：石膏板具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、防火、防蛀、隔熱、吸聲、加工性能好（可刨），尺寸穩(wěn)定、施工效率高等特點(diǎn)。以龍骨（輕鋼龍骨、木龍骨）為骨架，形成的各種形式的非承重墻體和承重墻體的飾面層，具有裝飾新穎，增加使用面積，改善建筑物功能，提高抗震性能等優(yōu)點(diǎn)。

防火紙面石膏板是指這種板材在發(fā)生著火時(shí)，在一定長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持結(jié)構(gòu)完整（在建筑結(jié)構(gòu)里），

從而起到阻隔火焰蔓延的作用。該板在生產(chǎn)過(guò)程中加入玻璃纖維和其它添加劑，能夠有效地在遇火時(shí)起到增強(qiáng)板材完整性的作用。防水石膏板該板是在石膏芯材里加入一定量的防水劑，或在表面覆蓋鋁箔、牛皮紙等使石膏本身具有一定的防水性能。這種石板在根據(jù)美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)作防水試驗(yàn)時(shí)，其吸水率為5％，即能夠用于濕度較大的區(qū)域，如衛(wèi)生間、沐浴室和廚房等這是一種比較好的具有更廣泛用途的板材。但此板不可直接長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)水浸泡。

四、建筑石膏的應(yīng)用石膏藝術(shù)制品

四、建筑石膏的應(yīng)用石膏藝術(shù)制品

石膏浮雕裝飾制品石膏浮雕裝飾制品是以石膏為基料和玻璃纖維及添加劑加工制成各種平板、小方板、墻身板、飾線(xiàn)、燈圈、浮雕、花角、圓柱、方柱與數(shù)百種裝飾件，用于室內(nèi)裝飾。特點(diǎn):

加工性能好，能釘、鋸、刨，可修補(bǔ)。完整性好，不變形，不開(kāi)裂，無(wú)縫隙。耐久性強(qiáng)，防蛀不腐，防火防潮，質(zhì)輕吸音，容易安裝。石膏浮雕壁畫(huà)石膏浮雕壁畫(huà)有兩種加工方法，一種是做石膏板，在板上放刀雕刻；而另一種方法是用泥做形，然后翻制成品。一般大型石膏壁畫(huà)都是采用后者。

菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化鎂。分輕質(zhì)氧化鎂和重質(zhì)氧化鎂兩種。輕質(zhì)體積蓬松，為白色無(wú)定形粉末。無(wú)嗅無(wú)味無(wú)毒。密度3．58g/cm3。難溶于純水及有機(jī)溶劑，在水中溶解度因二氧化碳的存在而增大。能溶于酸、銨鹽溶液。經(jīng)高溫灼燒轉(zhuǎn)化為結(jié)晶體。遇空氣中的二氧化碳生成碳酸鎂復(fù)鹽。重質(zhì)體積緊密，為白色或米黃色粉末。與水易化合，露置空氣中易吸收水分和二氧化碳。與氯化鎂溶液混合易膠凝硬化。

第三節(jié)鎂質(zhì)膠凝材料一、菱苦土第三節(jié)鎂質(zhì)膠凝材料反應(yīng)式：狀態(tài):白色或淺黃色粉末，密度3.1~3.4g/cm3二、制備：菱苦土MgCO3三、菱苦土的硬化不用水調(diào)制，因：

MgO+H2O=Mg(OH)2

產(chǎn)物結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度低菱苦土不能用水拌和，可用氯化鎂(MgCl2·6H2O)、硫酸鎂(MgSO4·7H2O)、氯化鐵(FeCl3)等鹽類(lèi)溶液作拌和劑。

拌和后凝結(jié)快，硬化后強(qiáng)度高，稱(chēng)為氯鎂水泥。但該制品吸濕性大，抗水性差，吸濕后容易變形。為了提高其抗水性，可加入一定量的硫酸亞鐵或磷酸、磷酸鹽，或加入磨細(xì)的黏土磚粉、粉煤灰、沸石凝灰?guī)r等。

四、菱苦土的應(yīng)用配比：木屑＋顏料＋填料＋菱苦土菱苦土（木屑漿）：木屑板、木絲板、刨花板菱苦土制品（木屑漿）：門(mén)窗、樓梯扶手、包裝箱菱苦土地面（木屑砂漿）：

防爆、防靜電、不起塵－軍工、紡織、電子車(chē)間以菱苦土為膠結(jié)料，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，添加改性劑，可制成管材產(chǎn)品。菱苦土砂輪菱苦土泥瓦菱苦土只能用于干燥環(huán)境中，不適合用于防潮、遇水和受酸類(lèi)侵蝕的地方。菱苦土應(yīng)保存在干燥場(chǎng)所，儲(chǔ)運(yùn)中都要避免受潮，也不可久存。五、注意事項(xiàng)以堿金屬硅酸鹽為主要成分的氣硬性膠凝材料，又稱(chēng)泡花堿。通式：R2O?nSiO2R—K,Na等，n—模數(shù)A—

SiO2的百分含量（%）D—Na2O的百分含量（%）1.032—SiO2和Na2O的分子量之比第四節(jié)水玻璃一．定義泡花堿（固體水玻璃）二．分類(lèi)n<3堿性水玻璃n>2.8難溶性水玻璃1.8<n<2.8微溶性水玻璃按模數(shù)分n<1.8可溶性水玻璃n≥3中性水玻璃

三、水玻璃的水化、硬化Na2O?nSiO2+CO2+mH2ONa2CO3+nSiO2?mH2OSiO2+mH2O2(Na2O?nSiO2)+NaSiF6+mH2O6NaF+(2n+1)SiO2?mH2O（1）粘結(jié)力和強(qiáng)度較高水玻璃硬化后的主要成分為硅凝膠和固體，比表面積大，因而具有較高的粘結(jié)力。但水玻璃自身質(zhì)量、配合料性能及施工養(yǎng)護(hù)對(duì)強(qiáng)度有顯著影響。（2）耐酸性好可以抵抗除氫氟酸（HF）、熱磷酸和高級(jí)脂肪酸以外的幾乎所有無(wú)機(jī)和有機(jī)酸。（3）．耐熱性好硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架，在高溫下強(qiáng)度下降很小，當(dāng)采用耐熱耐火骨料配制水玻璃砂漿和混凝土?xí)r，耐熱度可達(dá)1000℃。因此水玻璃混凝土的耐熱度，也可以理解為主要取決于骨料的耐熱度。（4）耐堿性和耐水性差因和混合后易均溶于堿，故水玻璃不能在堿性環(huán)境中使用。同樣由于、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等濃度的酸對(duì)已硬化水玻璃進(jìn)行酸洗處理，提高耐水性。

四．水玻璃的特性作堵漏材料涂刷于其它材料表面，提高密實(shí)性、抗風(fēng)化性加固建筑工程基礎(chǔ)配制耐熱、耐酸砂漿和混凝土

五．水玻璃的應(yīng)用直接將液體水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密實(shí)度、強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐水性均得到提高。這是因?yàn)樗Ａc材料中的Ｃa（OH）2反應(yīng)生成硅酸鈣凝膠，填充了材料間孔隙。（１）用作涂料，涂刷材料表面反應(yīng)式為：同時(shí)硅酸鈉本身硬化所析出的硅酸凝膠也有利于材料保護(hù)。選用不同的耐火填料，還可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱涂料。以水玻璃為基料，配制防水劑。例如：四礬防水劑是以藍(lán)礬(硫酸銅)、明礬（鉀鋁礬）、紅礬（重鉻酸鉀）和紫礬（鉻礬）各１份，溶于60份的沸水中，降溫至５０℃，投入400份水玻璃溶液中，攪拌均勻而成的。這種防水劑可以在1min內(nèi)凝結(jié),適用于堵塞漏洞、縫隙等局部搶修。（2）配制防水劑將模數(shù)為２.５～３的液體水玻璃和氯化鈣溶液通過(guò)金屬管交替向地層壓