建筑材料与检测第二章

2.1石灰2.2建筑石膏2.3水玻璃学习目标了解各种气硬性胶凝材料的分类和生产。掌握各种气硬性胶凝材料的性质和技术指标。了解各种气硬性胶凝材料的特性及其应用。2.1.1石灰的生产与分类1.石灰的生产凡是以碳酸钙(CaCO3)为主要成分的天然岩石，如石灰岩、白垩、白云质石灰岩等，都可用来生产石灰。将主要成分为CaCO3的天然岩石在适当温度下煅烧，排除分解出的二氧化碳(CO2)后，所得到的以氧化钙(CaO)为主要成分的产品即为石灰，又称生石灰。2.1.1石灰的生产与分类1.石灰的生产在实际生产中，为加快分解，煅烧温度常提高到1000℃～1100℃。由于石灰石原料的尺寸较大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因，石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰中的CaCO3未完全分解，使用时缺乏黏结力。过火石灰结构密实，表面常包覆一层熔融物，熟化很慢。2.1.1石灰的生产与分类2.石灰的分类1)按石灰的加工方法分类生石灰呈白色或灰色块状，为便于使用，块状生石灰常需加工成生石灰粉、消石灰粉或石灰膏。2.1.1石灰的生产与分类2.石灰的分类2)按石灰中氧化镁的含量多少分类由于生产原料中常含有碳酸镁(MgCO3)，因此生石灰中还含有次要成分氧化镁(MgO)，根据MgO含量的多少，生石灰分为钙质生石灰和镁质生石灰。石灰在使用前，一般要加水进行熟化，经过熟化的石灰，其主要成分是Ca(OH)2。石灰熟化的反应式为石灰在熟化过程中，放出大量的热，体积膨胀1.5～2.5倍。根据熟化时加水量的不同，熟石灰可呈粉状或浆状。2.1.2石灰的熟化与硬化1.石灰的熟化建筑生石灰有钙质生石灰(MgO≤5%)和镁质生石灰(MgO＞5%)两种，按建材标准《建筑生石灰》(JC/T479—2013)可分为优等品、一等品和合格品三个等级。技术指标见表2-2。2.1.3石灰的技术指标1.建筑生石灰2.1.3石灰的技术指标1.建筑生石灰建筑生石灰粉有钙质生石灰粉(MgO≤5%)和镁质生石灰粉(MgO＞5%)两种，按现行建材标准《建筑生石灰粉》(JC/T480—1992)可分为优等品、一等品和合格品三个等级，技术指标见表2-3。2.1.3石灰的技术指标2.建筑生石灰粉2.1.3石灰的技术指标1.建筑生石灰粉建筑消石灰粉有钙质消石灰粉(MgO＜4%)、镁质消石灰粉(4%≤MgO＜24%)和白云消石灰粉(24%≤MgO＜30%)三种。按建材标准《建筑消石灰粉》(JC/T481—1992)可分为优等品、一等品和合格品三个等级，技术指标见表2-4。2.1.3石灰的技术指标3.建筑消石灰粉2.1.3石灰的技术指标3.建筑消石灰粉2.1.4石灰的技术特性吸湿性强与水有关的性质2.1.5石灰的应用与储存制作碳化石灰板1、石灰的应用生石灰在运输和储存时，应避免受潮，以防止生石灰吸收空气中的水分而自行熟化。生石灰不能与易燃易爆物及液体物质混运混存，以免引起火灾。生石灰的储存时间不宜超过1个月，熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生危害。2.1.3石灰的应用与储存2.石灰的储存2.2.1石膏的生产和品种1.石膏的生产石膏的品种很多，且各种石膏在建筑工业中均有应用，但由于建筑石膏的性能最优、生产方便、成本低廉，因此用量最多、用途最广。2.2.1石膏的生产和品种2.2.1石膏的生产和品种2.石膏的品种石膏有5种形态、7个变种：①二水石膏(CaSO4•2H2O)；②α型与β型半水石膏(α-CaSO4•1/2H2O、β-CaSO4•1/2H2O)；③Ⅲ型硬石膏(CaSO4Ⅲ)；④Ⅱ型硬膏石(CaSO4Ⅱ)；⑤Ⅰ型硬石膏(CaSO4Ⅰ)，只在1180℃以上才存在。其中，又可将石膏概括为建筑石膏和高强石膏两种类型。建筑石膏凝结硬化过程为：半水石膏遇水即发生溶解，溶解很快达到饱和，溶液中的半水石膏水化而成为二水石膏。由于二水石膏的溶解度远比半水石膏小，所以很快从饱和溶液中沉淀析出二水石膏的胶体微粒并不断转化为晶体。由于二水石膏的析出破坏了原有半水石膏的平衡状态，这时半水石膏即进一步溶解和水化。2.2.2石膏凝结硬化如此不断地进行半水石膏的溶解和二水石膏的析晶，直到半水石膏完全水化。随着浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体逐渐变稠失去塑性，呈现石膏的凝结。此后，二水石膏的晶体继续大量形成、长大，晶体之间互相接触与连生，形成晶体结构网，浆体逐渐硬化成为坚硬的块体，并具有一定的强度，如图2-3所示。2.2.2石膏凝结硬化2.2.2石膏凝结硬化2.2.3建筑石膏的性质与指标1.技术性质建筑石膏颜色为白色，密度为2.5～2.8g/cm3，其紧密堆积密度为1000～1200kg/cm3，孔隙率一般为50%～60%。建筑石膏的凝结时间一般只需数分钟至二三十分钟。在室内自然干燥的条件下，约需一星期。建筑石膏具有良好的防火性能。2.2.3建筑石膏的性质与指标2.技术指标建筑石膏颜色为白色，密度为2.5～2.8g/cm3，其紧密堆积密度为1000～1200kg/cm3，孔隙率一般为50%～60%。建筑石膏的凝结时间一般只需数分钟至二三十分钟。在室内自然干燥的条件下，约需一星期。建筑石膏具有良好的防火性能。2.2.4建筑石膏的特性(1)凝结硬化快，且体积发生微膨胀。(2)硬化制品的孔隙率大，保温、吸声性能好。(3)具有一定的调温调湿功能。(4)耐水性、抗冻性差。(5)具有较好的防火性。2.2.5建筑的应用与储存1)室内抹灰及粉刷。2)制作建筑石膏制品。常见的建筑石膏制品有石膏板、纸面石膏板、纤维石膏板、空心石膏条板和装饰石膏板等3)石膏装饰制品。1、建筑石膏的应用2.2.5建筑的应用与储存建筑石膏的包装、标志、运输、储存要满足以下要求。(1)建筑石膏一般采用袋装，可用具有防潮功能的及不易破损的纸袋或其他复合袋包装。(2)包装袋上应清楚标明产品标记、制造厂名、生产批号和出厂日期、质量等级、商标和防潮标志。2、建筑石膏的储存2.2.5建筑的应用与储存(3)建筑石膏在运输与储存时不得受潮和混入杂物。不同等级的建筑石膏应分别储运，不得混杂。(4)建筑石膏自生产之日算起，储存期为三个月。三个月后应重新进行质量检验，以确定其等级。2、建筑石膏的储存常见的水玻璃为硅酸钠，硅酸钠的生产方法分干法(固相法)和湿法(液相法)两种。干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混合后在反射炉中加热到1400℃左右，生成熔融状硅酸钠；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共热直接生成水玻璃，经过滤浓缩得成品水玻璃。2.3.1水玻璃的生产与组成(1)水玻璃具有良好的黏结能力，硬化后有较高的黏结强度。(2)水玻璃混凝土的耐热度主要取决于骨料的耐热度。(3)水玻璃能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。(4)水玻璃的耐碱性和耐水性差。2.3.2水玻璃的性质水玻璃在空气中的凝结硬化与石灰的凝结硬化非常相似，主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现。随着碳化反应的进行，硅胶含量增加，接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固体而凝结硬化，但其速度慢、体积收缩、强度低。2.3.23水玻璃的凝结硬化为加速水玻璃的凝结硬化速度和提高强度，水玻璃使用时一般要求加入固化剂氟硅酸钠(Na2SiF6)。其反应式如下：氟硅酸钠的掺量一般为12%～15%。2.3.23水玻璃的凝结硬化1.涂刷材料表面，提高抗风化能力2.加固土壤3.配制速凝防水剂4.配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土5.配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混凝土6.防腐工程应用2.3.23水玻璃的应用1.简述石灰的水化硬化过程。2.什么是石灰的熟化与陈伏？3.建筑石膏凝结硬化有什么特点？4.建筑石膏在储存和运输过程中需要注意什么？5.为什么建筑石膏制品一般不适用于室外？6.水玻璃的硬化有什么特点？其在工程中有何用途？