气硬性胶凝材料

这是一篇关于气硬性胶凝材料的思维导图，主要包括石灰、水玻璃、石膏三部分内容，包括起品种与工艺。

气硬性胶凝材料

• 石灰
  • 石灰的生产及技术要求
    • 石灰的生产
      • 生产石灰的原料主要是以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰石、白云石、 白垩等，在适当温度下煅烧，即得到白色或灰白色的块状生石灰(CaO)。
      • 根据MgO的含量，生石灰分为两种： 钙质生石灰 MgO≤5％ 镁质生石灰 MgO＞5％
      • 煅烧石灰石 (内含CaCO3)
        • 温度过低或煅烧时间不足
          • 欠火石灰
            • 石灰的利用率降低
        • 温度在1000-1100℃左右时
          • 正火石灰
        • 煅烧时间过长或温度过高
          • 过火石灰
            • 影响工程质量甚至 酿成工程事故
    • 石灰的种类（按形态和化学 成分分）
      • 块状生石灰
        • 石灰石煅烧成的白色或浅灰色疏松 结构块状物，主要成分为CaO
      • 生石灰粉
        • 由块状生石灰磨细而成
      • 消石灰粉
        • 将生石灰用适量水经消化和干燥而成 的粉末，主要成分是Ca(OH)2
      • 石灰膏
        • 将块状生石灰用过量水（约为生石灰体 积的3到4倍）消化，或将消石灰和水拌和，得到 一定稠度的膏状物，主要成分是Ca(OH)2和水
  • 石灰的熟化
    • 石灰的熟化是指生石灰( CaO)与水反应生成熟石灰氢氧化钙[Ca(OH)2 ]的过程，又称石灰的消解或消化
    • 熟化过程的特点
      • 反应快速
        • 几秒内完成水化反应
      • 体积膨胀
        • 体积增大1~2.5倍
      • 放出大量热
        • 1g氧化钙水化约产生64.9KJ的热量
    • 熟化过程注意事项
      • 消除过火石灰的危害
        • 熟石灰在使用前必须陈伏14d以上
          • 陈伏是指为了消除过火石灰的危害，石灰乳（或石灰膏）在储灰坑中放置14d以上的过 程。
            • 陈伏期间，石灰膏表面应保有一层水分，使其与空气隔绝，以免碳化。
  • 石灰的硬化与性质
    • 石灰的硬化
      • 石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由两个同时进行的过程来完成的
        • 1、结晶作用 2、碳化作用
          • 结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。
    • 石灰的性质
      • 1 • 可塑性好
      • 2 • 硬化较慢、强度低
      • 3 • 硬化时体积收缩大
      • 4 • 耐水性差
      • 5 • 吸湿性强
  • 石灰的应用
    • 1、石灰乳
    • 2、配制砂浆
    • 3、石灰土（灰土）和三合土
    • 4、制作硅酸盐制品
• 水玻璃
  • 水玻璃俗称“泡花碱”，是一种由碱金属氧化物和二氧化硅结合而 成的水溶性硅酸盐材料，其化学通式为R2O·nSiO2。
  • 常见水玻璃有：硅酸钠水玻璃（Na2O·nSiO2）、硅酸钾水玻璃 K2O·nSiO2）等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃。
  • 水玻璃的组成
    • 水玻璃中二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比n称为水玻璃模数
    • 水玻璃的模数一般在1.5-3.5，工程上常用的水玻璃模数为2.6-2.8。
    • 水玻璃模数
      • n=1
        • 能在常温水中溶解
      • n=1~3
        • 只能在热水中溶解
      • n＞3
        • 要在0.4MPa以上的蒸汽中才能溶解
    • n值大，胶体组分多，其水溶液的黏结能力强； 当n相同时，水玻璃溶液的密度愈大，则溶液愈稠、黏性愈大、黏结力愈好。
  • 水玻璃的硬化
    • 水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化
    • 由于空气中CO2浓度较低，这个过程进行的很慢，为了加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入氟硅酸钠Na2SiF6作为促硬剂，促使硅酸凝胶加速析出。氟硅酸钠的适宜用量为水玻璃重量的12％～15％。
  • 水玻璃的性质
    • 1 黏结性能较好
    • 2 耐热性好、不燃烧
    • 3 耐酸性好
    • 4 耐水性差
    • 5 耐碱性差
  • 水玻璃的应用
    • 1 涂刷材料和建筑物表面，提高抗风化能力
    • 2 用于土体加固
    • 3 配制快凝防水剂
    • 4 配制耐热、耐酸砂浆和混凝土
• 石膏
  • 生产石膏的原料
    • 石膏胶凝材料的生产原料主要是含有二水石膏（ CaSO4·2H2O ）的天然石膏矿，含有二水石膏的工业副产品及废料也可用于石膏胶凝材料的生产。在石膏矿中，除了以稳定形态存在的天然二水石膏(也称软石膏或生石音以外，还有另一种稳定形态的天然无水石膏(CaSO)，也称硬石膏，天然无水石膏只可用于生产无水石膏水泥。
  • 石膏的生产与品种
    • 主要工序
      • 原料破碎、加热和磨细
    • 二水石膏 CaSO4·2H2O
      • 107～170℃ 加热、脱水
        • β -CaSO4·0.5H2O 建筑石膏
      • 125℃ 0.13MPa 蒸压
        • α -CaSO4·0.5H2O 高强石膏
      • 170～360℃ 加热、脱水
        • CaSO4 Ⅲ 可溶性硬石膏
      • 400～750℃
        • CaSO4 Ⅱ 不溶性硬石膏
      • 800℃
        • CaSO4 Ⅰ 高温煅烧石膏
  • 建筑石膏的水化
    • 半水石膏和水反应生成二水石膏的过程
    • 由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大，所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。
  • 建筑石膏的凝结硬化
    • 随着析出二水石膏胶体的不断增多，彼此相互联结，使石膏具有了强度。同时，溶 液中的游离水分不断减少，结晶体之间的摩擦力、黏结力逐渐增大，石膏强度也随之增加，最后成为坚硬的固体。
  • 建筑石膏的性质
    • 建筑石膏的特性
      • 1 • 凝结硬化快
      • 2 • 凝结硬化时体积微膨胀
      • 3 • 孔隙率高、强度低
      • 4 • 防火性能好
      • 5 • 耐水性和抗冻性差
      • 6 • 具有一定的调温调湿性
    • 建筑石膏的技术要求
      • 建筑石膏为白色粉状材料，密度为2.6-2.75g/cm3，堆积密度为800-1000kg/m3。根据《建筑石膏》（GB/T 9776-2008）的规定，建筑石膏的技术要求主要有细度、凝结时间和强度，按2h抗折强度将建筑石膏划分为3.0、2.0、1.6三个等级。
    • 建筑石膏的应用
      • 1、粉刷石膏
      • 2、石膏砂浆
      • 3、石膏板
      • 4、艺术装饰石膏制品