建筑材料--氣硬性膠凝材料

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1、第3章氣硬性膠凝材料膠凝材料(cements,bindingmaterials)膠凝材料概念：在土木工程材料中，凡是經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。膠凝材料有機膠凝材料：如瀝青、樹脂等無機膠凝材料氣硬性：如石膏、石灰、菱苦土、水玻璃水硬性：各種水泥氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，且只能在空氣中保材或發(fā)展其強度。而水硬性不僅在空氣中，而且能更好的在水中硬化，并保持、發(fā)展其強度。第一節(jié)、石膏(gypsum)膏——plaster一、原材料二、生產(chǎn)及產(chǎn)品三、水化硬化過程四、應(yīng)用石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料，其原料來源有：(1)天然二水石膏，

2、又稱軟石膏或生石膏。(2)天然硬石膏——無水硫酸鈣。(3)化工廢石膏(含有二水石膏(CaSO4·2H2O)或含有CaSO4·2H2O與CaSO4的混合物的化工副產(chǎn)品及廢渣)——脫硫石膏、磷石膏、氟石膏、硼石膏等。一、石膏原料二、石膏的生產(chǎn)及品種石膏膠凝材料的主要生產(chǎn)原料是天然的二水石膏。在將原料加熱時，不同的溫度和不同的壓力下所得CaSO42H2O，石膏產(chǎn)品的結(jié)晶類型、結(jié)晶水含量不同，因而有不同的性能指標(biāo)。蒸煉炒制品種(1)建筑石膏(calcinedgypsum)(2)高強石膏(highstrengthgypsum/plaster)(3)硬石膏：無水石膏(anhydrite,anhydrous

3、gypsum)1.高強石膏?型半水石膏的晶粒較粗，也比較密，因此比表面積較小，將此種石膏加水硬化后，具有較高的密實度和強度，3小時的抗壓強度即可達(dá)到9~24MPa，7天抗壓強度可達(dá)15-40MPa，因此，將之稱為高強石膏。高強石膏在應(yīng)用中，一般用于強度要求較高的抹灰工程，裝飾制品和石膏板，加入防水劑后，還可用于溫度較高的環(huán)境中，加入有機物如聚乙烯醇水溶液等可配制成粘結(jié)劑，其特點是無收縮。2.建筑石膏β型半水石膏的晶體較細(xì)，所以調(diào)制成一定稠度的漿體時，需水量也比型半水石膏的需水量大，導(dǎo)致建筑石膏的孔隙率也大，因而強度較低。在實際生產(chǎn)與工程中，建筑石膏的應(yīng)用更廣泛一些。建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)凝結(jié)迅速：

4、可以考慮加入緩凝劑(retarder)來緩凝水化反應(yīng)理論需水量為18.6％，但為了使石膏漿體具有可塑性，通常實際加水為60％~80%石膏制品堆密度小，保溫絕熱性能好，吸音性強，吸水率大，抗?jié)B性、抗凍性和耐水性差(石膏硬化體的軟化系數(shù)在0.2～0.3之間)。建筑石膏硬化后體積略有膨脹——不會出現(xiàn)裂紋。顏色潔白，質(zhì)感飽和。性能α型半水石膏（高強石膏）β型半水石膏（建筑石膏）強度（MPa）10以上5～10標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度（％）40～5060～80凝結(jié)時間（min）17～207～123.可溶性硬石膏4.不溶性硬石膏5.高溫煅燒石膏1.膠凝理論2.結(jié)晶理論三、石膏水化硬化過程（1）半水石膏晶體結(jié)構(gòu)中內(nèi)在的殘余力

5、將水吸附在顆粒的表面；（2）水進(jìn)入半水石膏的細(xì)孔內(nèi)，并保持物理吸附狀態(tài)，形成膠凝結(jié)構(gòu)，這就是初凝；（3）水進(jìn)入分子間或離子間間隙內(nèi)，膠凝體發(fā)生膨脹；（4）水由物理吸附狀態(tài)過渡到化學(xué)吸附狀態(tài)，產(chǎn)生水化作用，溫度升高，形成二水石膏晶體，晶體逐漸長大，互相交錯形成密實結(jié)構(gòu)，這就是終凝。在各種化學(xué)變形體中，無水石膏先要生成半水石膏，然后在形成二水石膏。可溶性硬石膏相對來講反應(yīng)活性最強。不溶性硬石膏單獨存在時不具有水化硬化能力，必須加入激發(fā)劑。而高溫煅燒石膏由于含有少量石膏分解后的石灰，具有自激發(fā)性。四.石膏的應(yīng)用1.石膏的特點：（1）抗水性差：原因、軟化系數(shù)、解決途徑；（2）強度較低；（3）孔隙率高；

6、（4）顏色潔白、質(zhì)感好；（5）一定的防火性2.應(yīng)用（1）水泥的緩凝；（2）石膏制品建筑石膏：裝飾板材、雕塑、裝飾型材、抹灰工程、砌塊等；高強石膏：抹灰工程、裝飾板材、砌塊等；可溶性硬石膏一般不用，避免出現(xiàn)；不溶性硬石膏：加入激發(fā)劑后配制成硬石膏水泥；激發(fā)劑：硫酸鹽激發(fā)、堿激發(fā)高溫煅燒石膏：此時其中的石灰作為激發(fā)劑，耐磨性和抗水性提高，又稱為地板石膏。作為石膏制品時，因為石膏凝結(jié)速度很快，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，此時可以加入促凝劑和緩凝劑。3.2.4建筑石膏的應(yīng)用(1)紙面石膏板：兩面用堅韌的紙做護(hù)面(2)纖維石膏板：含纖維材料(3)裝飾石膏板：造型美觀，品種多樣(4)空心石膏條板：空心(5)石膏蜂窩板、

7、石膏礦棉復(fù)合板、防潮石膏板等（1）石膏漿體強度發(fā)展過程3.強度發(fā)展時間強度（2）影響強度發(fā)展的因素溫度；水灰比（4）陳化由于新燒制的熟石膏為多相體的混合物，如建筑石膏在120-140℃下也只是形成以（β·CaSO4·1/2H2O）為主，還有很多未燒的石膏及其他化合物，因此，性能很不穩(wěn)定，將其靜放一段時間后，待性能穩(wěn)定以后在應(yīng)用，這一過程即為“陳化”。()()()半水石膏少量二水石膏少量型石膏主要的