材料--气硬性胶凝材料

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1、第3章气硬性胶凝材料胶凝材料(cements,bindingmaterials)胶凝材料概念：在土木工程材料中，凡是经过一系列的物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料有机胶凝材料：如沥青、树脂等无机胶凝材料气硬性：如石膏、石灰、菱苦土、水玻璃水硬性：各种水泥气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，且只能在空气中保材或发展其强度。而水硬性不仅在空气中，而且能更好的在水中硬化，并保持、发展其强度。第一节、石膏(gypsum)膏——plaster一、原材料二、生产及产品三

2、、水化硬化过程四、应用石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料，其原料来源有：(1)天然二水石膏，又称软石膏或生石膏。(2)天然硬石膏——无水硫酸钙。(3)化工废石膏(含有二水石膏(CaSO4·2H2O)或含有CaSO4·2H2O与CaSO4的混合物的化工副产品及废渣)——脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、硼石膏等。一、石膏原料二、石膏的生产及品种石膏胶凝材料的主要生产原料是天然的二水石膏。在将原料加热时，不同的温度和不同的压力下所得CaSO42H2O，石膏产品的结晶类型、结晶水含量不同，因而有不同的性能

3、指标。蒸炼炒制品种(1)建筑石膏(calcinedgypsum)(2)高强石膏(highstrengthgypsum/plaster)(3)硬石膏：无水石膏(anhydrite,anhydrousgypsum)1.高强石膏型半水石膏的晶粒较粗，也比较密，因此比表面积较小，将此种石膏加水硬化后，具有较高的密实度和强度，3小时的抗压强度即可达到9~24MPa，7天抗压强度可达15-40MPa，因此，将之称为高强石膏。高强石膏在应用中，一般用于强度要求较高的抹灰工程，装饰制品和石膏板，加入防水剂后，还

4、可用于温度较高的环境中，加入有机物如聚乙烯醇水溶液等可配制成粘结剂，其特点是无收缩。2.建筑石膏β型半水石膏的晶体较细，所以调制成一定稠度的浆体时，需水量也比型半水石膏的需水量大，导致建筑石膏的孔隙率也大，因而强度较低。在实际生产与工程中，建筑石膏的应用更广泛一些。建筑石膏的技术性质凝结迅速：可以考虑加入缓凝剂(retarder)来缓凝水化反应理论需水量为18.6％，但为了使石膏浆体具有可塑性，通常实际加水为60％~80%石膏制品堆密度小，保温绝热性能好，吸音性强，吸水率大，抗渗性、抗冻性和耐水性

5、差(石膏硬化体的软化系数在0.2～0.3之间)。建筑石膏硬化后体积略有膨胀——不会出现裂纹。颜色洁白，质感饱和。性能α型半水石膏（高强石膏）β型半水石膏（建筑石膏）强度（MPa）10以上5～10标准调度（％）40～5060～80凝结时间（min）17～207～123.可溶性硬石膏4.不溶性硬石膏5.高温煅烧石膏1.胶凝理论2.结晶理论三、石膏水化硬化过程（1）半水石膏晶体结构中内在的残余力将水吸附在颗粒的表面；（2）水进入半水石膏的细孔内，并保持物理吸附状态，形成胶凝结构，这就是初凝；（3）水进入

6、分子间或离子间间隙内，胶凝体发生膨胀；（4）水由物理吸附状态过渡到化学吸附状态，产生水化作用，温度升高，形成二水石膏晶体，晶体逐渐长大，互相交错形成密实结构，这就是终凝。在各种化学变形体中，无水石膏先要生成半水石膏，然后在形成二水石膏。可溶性硬石膏相对来讲反应活性最强。不溶性硬石膏单独存在时不具有水化硬化能力，必须加入激发剂。而高温煅烧石膏由于含有少量石膏分解后的石灰，具有自激发性。四.石膏的应用1.石膏的特点：（1）抗水性差：原因、软化系数、解决途径；（2）强度较低；（3）孔隙率高；（4）颜色洁

7、白、质感好；（5）一定的防火性2.应用（1）水泥的缓凝；（2）石膏制品建筑石膏：装饰板材、雕塑、装饰型材、抹灰工程、砌块等；高强石膏：抹灰工程、装饰板材、砌块等；可溶性硬石膏一般不用，避免出现；不溶性硬石膏：加入激发剂后配制成硬石膏水泥；激发剂：硫酸盐激发、碱激发高温煅烧石膏：此时其中的石灰作为激发剂，耐磨性和抗水性提高，又称为地板石膏。作为石膏制品时，因为石膏凝结速度很快，需要进行调节，此时可以加入促凝剂和缓凝剂。3.2.4建筑石膏的应用(1)纸面石膏板：两面用坚韧的纸做护面(2)纤维石膏板：含

8、纤维材料(3)装饰石膏板：造型美观，品种多样(4)空心石膏条板：空心(5)石膏蜂窝板、石膏矿棉复合板、防潮石膏板等（1）石膏浆体强度发展过程3.强度发展时间强度（2）影响强度发展的因素温度；水灰比（4）陈化由于新烧制的熟石膏为多相体的混合物，如建筑石膏在120-140℃下也只是形成以（β·CaSO4·1/2H2O）为主，还有很多未烧的石膏及其他化合物，因此，性能很不稳定，将其静放一段时间后，待性能稳定以后在应用，这一过程即为“陈化”。()()()半水石膏少量二水石膏少量型石膏主要的