第三章气硬性胶凝材料

1建筑材料常见问题解答第4章气硬性胶凝材料1．什么是胶凝材料、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料？答：是指能将块状、散粒状材料粘结为整体的材料。根据硬化的条件不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两类。气硬性胶凝材料是指只能在空气中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料；水硬性胶凝材料是指则既能在空气中硬化，更能在水中凝结、硬化，保持和发展强度的胶凝材料。2．建筑工程上常用气硬性胶凝材料有哪三种？答：建筑工程上常用的的石灰、石膏和水玻璃三种气硬性胶凝材料。3．石灰的主要成分是什么？建筑用石灰有哪几种形态？答：石灰的主要成分是氧化钙（CaO），其次为氧化镁（MgO）。建筑用石灰有：生石灰（块灰），生石灰粉，熟石灰粉（又称建筑消石灰粉、消解石灰粉、水化石灰）和石灰膏等几种形态。4．什么是石灰的熟化？石灰熟化的特点如何？生石灰熟化的方法有哪两种？答：石灰的熟化是指生石灰（CaO）加水之后水化为熟石灰[Ca（OH）2]的过程。其反应方程式如下：CaO＋H2O=Ca（OH）2石灰熟化的特点：（1）生石灰具有强烈的消解能力，水化时放出大量的热（约950KJ/㎏），其放热量和放热速度都比其它胶凝材料大得多。（2）生石灰水化时体积增大1-2.5倍。煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量低的生石灰（块灰），其熟化速度快、放热量大、体积膨胀也大。生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法。5．什么是过火石灰？什么是欠火石灰？它们各有何危害？2答：当入窑石灰石块度较大，煅烧温度较高时，石灰石块的中心部位达到分解温度时，其表面已超过分解温度，得到的石灰石晶粒粗大，遇水后熟化反应缓慢，称其为过石灰。若煅烧温度较低，大块石灰石的中心部位不能完全分解，此时称其为欠火石灰。过火石灰熟化十分缓慢，其可能在石灰应用之后熟化，其体积膨胀，造成起鼓开裂，影响工程质量。欠火石灰则降低了石灰的质量，也影响了石灰石的产灰量。6．什么是石灰的陈伏？陈伏期间石灰浆表面为什么要敷盖一层水？答：为了消除过火石灰在使用中造成的危害，石灰膏（乳）应在储灰坑中存放半个月以上，然后方可使用。这一过程叫作“陈伏”。陈伏期间，石灰浆表面应敷盖一层水，以隔绝空气，防止石灰浆表面碳化。7．石灰浆的硬化包括哪几种作用？答：石灰浆的硬化包括以下几种作用：（1）干燥硬化：浆体中大量水分向外蒸发，使浆体中形成大量彼此相通的孔隙，尚留于孔隙内的自由水由于水的表面张力产生毛细管压力，使石灰粒子更加紧密，因而获得强度。浆体进一步干燥时，这种作用也随之加强。（2）结晶硬化：浆体中高度分散的胶体粒子，为粒子间的扩散水层所隔开，当水分逐渐减少，扩散水层逐渐减薄，因而胶体粒子在分子力的作用下互相粘结，形成凝聚结构的空间网，从而获得强度。在存在水分的情况下，由于氢氧化钙能溶解于水，故胶体凝聚结构逐渐通过通常的、由胶体逐渐变为晶体的过程，转变为较粗晶粒的结晶结构网，从而使强度提高。（3）碳酸化硬化：浆体从空气中吸收CO2气体，形成不溶解于水的碳酸钙。这个过程称为浆体的碳酸化（简称碳化）。其反应如下：Ca(OH)2＋CO2＋nH2O→CaCO3＋(n+1)H2O8．石灰为什么不宜用于长期处于潮湿或反复受潮的地方？答：对石灰强度增长起主导作用的是结晶硬化；干燥硬化也起一定的附加作用；表层的碳化作用，固然可以获得较高的强度，但进行得非常慢。石灰浆的硬化过程，一方面必须有水分存在，另一方面又放出较多的水，这将不利于干燥和结晶3硬化。由于石灰浆的这种硬化机理，故它不宜用于长期处于潮湿或反复受潮的地方。9．石灰浆在具体使用时为什么往往要掺入填充材料？答：石灰浆在具体使用时，往往给石灰浆中掺入填充材料。如掺入砂子配成石灰砂浆使用，掺入砂可减少收缩，更主要的是砂的掺入能在石灰浆内形成连通的毛细孔道使内部水分蒸发并进一步碳化，以加速硬化。为了避免收缩裂缝，常加纤维材料，制成石灰麻刀灰，石灰纸筋灰等。10．生石灰的质量是以哪些主要指标来评价其质量优劣的？答：生石灰的质量是以石灰中活性氧化钙和氧化镁含量高低，过火石灰和欠火石灰及其它杂质含量的多少作为主要指标来评价其质量优劣的。11．石灰的技术性质如何？答：石灰的技术性质：（1）良好的保水性：生石灰熟化为石灰浆时，氢氧化钙粒子呈胶体分散状态。其颗粒极细，直径约为1μm，颗粒表面吸附一层较厚的水膜。由于粒子数量很多，其总表面积很大，这是它保水性良好的主要原因。利用这一性质，将其掺入水泥砂浆中，配合成混合砂浆，克服了水泥砂浆容易泌水的缺点。（2）凝结硬化慢、强度低：由于空气中的CO2含量低，而且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止CO2向内部渗透，也阻止水分向外蒸发，结果使CaCO3和Ca(OH)2结晶体生成量少且缓慢，已硬化的石灰强度很低。1：3的石灰砂浆，28天的强度只有0.2-0.5MPa。（3）吸湿性强：生石灰吸湿性强，保水性好，是传统的干燥剂。（4）体积收缩大：石灰浆体凝结硬化过程中，蒸发大量水分，由于毛细管失水收缩，引起体积收缩。其收缩变形会使制品开裂。因此石灰不宜单独用来制作建筑构件及制品。（5）耐水性差：若石灰浆体尚未硬化之前，就处于潮湿环境中，由于石灰中水分不能蒸发出去，则其硬化停止；若是已硬化的石灰，长期受潮或受水浸泡，则由于Ca(OH)2可溶于水，会使已硬化的石灰溃散。因此，石灰胶凝材料不宜用于潮湿环境及易受水浸泡的部位。4（6）化学稳定性差：石灰是碱性材料，与酸性物质接触时，易发生化学反应，生成新物质。此外，石灰及含石灰的材料长期处在潮湿空气中，容易发生碳化生成碳酸钙。12．石灰有哪些主要的应用？答：石灰的应用：（1）粉刷墙壁和配制石灰砂浆或水泥混合砂浆。用熟化并陈伏好的石灰膏，稀释成石灰乳，可用作内、外墙及天棚的涂料，一般多用于内墙涂刷。以石灰膏为胶凝材料，掺入砂和水拌合后，可制成石灰砂浆；在水泥砂浆中掺入石灰膏后，可制成水泥混合砂浆，在建筑工程中用量都很大。（2）配制灰土和三合土。熟石灰粉可用来配制灰土（熟石灰＋粘土）和三合土（熟石灰＋粘土＋砂、石或炉渣等填料）。常用的三七灰土和四六灰土，分别表示熟石灰和砂土体积比例为三比七和四比六。由于粘土中含有的活性氧化硅和活性氧化铝与氢氧化钙反应可生成水硬性产物，使粘土的密实程度、强度和耐水性得到改善。因此灰土和三合土广泛用于建筑的基础和道路的垫层。（3）生产无熟料水泥、硅酸盐制品和碳化石灰板。13．石灰在储存和运输应注意哪些问题？答：在石灰的储存和运输中必须注意，生石灰要在干燥环境中储存和保管。若储存期过长必须在密闭容器内存放。运输中要有防雨措施。要防止石灰受潮或遇水后水化，甚至由于熟化热量集中放出而发生火灾。磨细生石灰粉在干燥条件下储存期一般不超过一个月，最好是随产随用。14．建筑石膏的主要成分是什么？石膏及其制品具有哪些优良性能？建筑装饰工程中常用的石膏品种有哪些？答：建筑石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。石膏及其制品具有轻质、高强、隔热、阻火、吸音、形体饱满、容易加工等一系列优良性能，是室内装饰工程常用的装饰材料。建筑装饰工程中常用的石膏品种有建筑石膏、模型石膏、高强石膏和粉刷石膏。515．建筑石膏的技术要求主要有哪些？按强度和细度的差别，建筑石膏分为哪三个等级答：建筑石膏的技术要求主要有：细度、凝结时间和强度。按强度和细度的差别，建筑石膏分为优等品、一等品、和合格品。16．与石灰等胶凝材料相比，石膏具有哪些性质特点？答：与石灰等胶凝材料相比，石膏具有如下的性质特点：1．凝结硬化快。为施工方便，常掺加适量缓凝剂，如硼砂、纸浆废液、骨胶、皮胶等。2．孔隙率大，表观密度小，保温、吸声性能好。由于硬化体的多孔结构特点，而使建筑石膏制品具有表观密度小、质轻，保温隔热性能好和吸声性强等优点。3．具有一定的调湿性。由于多孔结构的特点，石膏制品的热容量大、吸湿性强当室内温度变化时，由于制品的“呼吸”作用，使环境温度、湿度能得到一定的调节。4．耐水性、抗冻性差。石膏是气硬性胶凝材料，吸水性大，长期在潮湿环境中，其晶体粒子间的结合力会削弱，直至溶解，因此不耐水、不抗冻。5．凝固时体积微膨胀。这种特性可使成型的石膏制品表面光滑、轮廓清晰，线角饱满，尺寸准确。干燥时不产生收缩裂缝。6．防火性好。二水石膏遇火后，结晶水蒸发，形成蒸汽幕，可阻止火势蔓延起到防火作用。但建筑石膏不宜长期在65℃以上的高温部位使用，以免二水石膏缓慢胶水分解而降低强度。17．石膏在建筑中有哪些应用？其应用有何特点？答：石膏在建筑中的应用：（1）室内抹灰及粉刷将建筑石膏加水调成浆体，可用作室内粉刷材料。将建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂浆，可用于室内抹灰。石膏砂浆具有隔热保温性能好，热容量大，吸湿性大，因此能够调节室内温、湿度，使其经常保持均衡状态，给人以舒适感。粉刷后的墙面表面光滑、细腻、洁白美观。这种抹灰墙面还具有绝热、阻火、吸音以及施工方便、凝结硬化快、粘结牢固等特点，为室内高级6粉刷和抹灰材料。石膏抹灰的墙面及天棚，可以直接涂刷油漆及粘贴墙纸。（2）建筑装饰制品以模型石膏为主要原料，掺加少量纤维增强材料和胶料，加水搅拌成石膏浆体。将浆体注入各种各样的金属（或玻璃）模具中，就获得了花样、形状不同的石膏装饰制品。如平板、多孔板、花纹板、浮雕板等。石膏装饰板具有色彩鲜艳、品种多样、造型美观、施工方便等优点。是公用建筑物和顶棚常用的装饰制品。（3）石膏板常见的石膏板主要有纸面石膏板、纤维石膏板和空心石膏板。另外新型石膏板材不断涌现。石膏板具有轻质、隔热保温、吸音、不燃以及施工方便等性能。还具有原料来源广泛，燃料消耗低，设备简单，生产周期短等优点。18．建筑石膏在运输、贮存的过程中应注意哪些问题？答：建筑石膏容易受潮吸湿，凝结硬化快，因此在运输、贮存的过程中，应注意避免受潮。石膏长期存放强度也会降低。一般贮存三个月后，强度下降30%左右。所以，建筑石膏贮存时间不得过长，若超过三个月，应重新检并确定其等级。19．水玻璃的组成如何？答：水玻璃俗称泡花碱，是一种可溶解于水的由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的气硬性硅酸盐胶凝材料，常用的是钠水玻璃。20影响水玻璃凝结、硬化速度的因素有哪些？答：影响水玻璃凝结、硬化速度的因素：（1）固化剂：若在水玻璃中加入固化剂则硅胶析出速度大大加快，从而加速了水玻璃的凝结硬化。常用固化剂为氟硅酸钠（Na2SiF6）。一般情况下，氟硅酸钠的适宜掺量为水玻璃质量的12-15%。（2）水玻璃的模数和密度：当模数高时，硅胶容易析出，水玻璃凝结硬化快；水玻璃密度小时，溶液粘度小，使反应和扩散速度加快，水玻璃凝结硬化速度也快。而当模数低或密度大时，则凝结、硬化都有较慢。（3）温度和湿度：温度高、湿度小时，水玻璃反应加快，生成的硅酸凝胶脱7水亦快；反之水玻璃凝结、硬化速度也慢。20．水玻璃的性质主要有哪些？答：水玻璃的性质（1）强度高水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度。水玻璃硬化后的强度与水玻璃模数、密度、固化剂用量及细度，以及填料、砂和石的用量及配合比等因素有关，同时还与配制、养护、酸化处理等施工质量有关。（2）耐酸性高硬化后的水玻璃，其主要成分为SiO2，所以它的耐酸性能很高。尢其是在强氧化性酸中具有较高的化学稳定性，但水玻璃类材料不耐碱性介质的侵蚀。（3）耐热性好水玻璃硬化形成SiO2空间网状骨架，因此具有良好的耐热性能。若以镁质耐火材料为骨料配制水玻璃混凝土,其使用温度可达1100℃。21．水玻璃在建筑中主要有哪些应用？答：水玻璃在建筑中的应用（1）涂刷材料表面，浸渍多孔性材料，加固地基以水玻璃涂刷石材表面，可提高其抗风化能力，提高建筑物的耐久性。以密度为1.35g/cm3的水玻璃浸渍或多次涂刷粘土质砖、水泥混凝土等多孔材料，可以提高材料的密实度和强度，其抗渗性和耐水展性均有提高。但需要注意，切不可用水玻璃处理石膏制品。因为含CaSO4的材料与水玻璃生成Na2SO4，具有结晶膨胀性，会使材料受结晶膨胀作用而破坏。以模数2.5-3的水玻璃和氯化钙溶液一起灌入土壤中,生成的硅酸凝胶在潮湿环境下,因吸收土壤中水分而处于膨胀状态,使土壤固结,地基抗渗性得