2011年一级建筑师材料与构造:气硬性无机胶凝材料

来源:注册建筑师    发布时间:2013-04-04    注册建筑师辅导视频    评论

  建筑上能将砂、石子、砖、砌块等散粒或块状材料粘结为一体的材料称为胶凝材料。 胶凝材料分类如下:
  无机胶凝材料:气硬性胶凝材料一一石膏、石灰、菱苦土、水玻璃
  水硬性胶凝材料一各种水泥
  有机胶凝材料一一石油沥青、各种天然和人造树脂
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  (一)石膏胶凝材料的生产
  天然石膏矿有天然二水石膏(CaS04 · 2H2O)及天然无水石膏(CaSO4 )。天然二水石 膏质地较软,称为软石膏;天然无水石膏质地较硬,称为硬石膏。
  生产石膏胶凝材料的主要原料是软石膏,以及含CaSO4·2H20或CaS04· 2H20与 CaS04混合物的化工副产品及废渣,如磷石膏、氟石膏、棚石膏等。
  生产石膏胶凝材料的主要工序是破碎、加热与磨细。由于加热方式和温度不同,可生产 出不同性质的石膏胶凝材料品种。当温度加热到65°C ——75°C时,二水石膏开始脱水,至107°C ——170°C时生成半水石膏(CaS04 ·0.5H2O) ,与水调合后能很快凝结硬化;温度为170°C——200°C时,石膏继续脱水,成为可溶性硬石膏[CaSO4 (III),与水调合后仍能很快凝结硬化;温度 升高到200°C -250°C时,石膏中残留很少的水,凝结硬化非常缓慢;当加热温度高于400°C 时,石膏完全失去水分,成为不溶性硬石膏[Ca SO4 (II) J,失去凝结硬化能力,成为死烧石 膏;当温度高于800°C时,得到的石膏称为高温锻烧石膏或地板石膏[Ca SO4(I),由于部 分石膏分解出的氧化钙起催化作用,所得产品又重新具有凝结硬化性能。
  (二)建筑石膏
  将二水石膏在常压非密闭状态下加热至107°C ——170°C时,二水石膏脱水可得到自型半 水石膏。建筑石膏是以自型半水石膏为主要成分,不预加任何外加剂的粉状胶结料,主要 用于制作石膏制品。建筑石膏色白,杂质含量很少,粒度很细,亦称模型石膏,是制作装 饰制品的主要原料。
  1.建筑石膏的凝结硬化
  建筑石膏与适量的水混合,最初成为可塑的浆体,但很快失去塑性,这个过程称为凝 结;以后迅速产生强度,并发展成为坚硬的固体,这个过程称为硬化。 石膏的凝结硬化是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶过程。由于二水石膏在水中的 溶解度(2.05g/L)比半水石膏溶解度(8. 5g/L)小得多,半水石膏的饱和溶液对于二水石膏 就成了过饱和溶液,所以二水石膏以胶体微粒自水中析出。由于二水石膏的析出,破坏了 半水石膏溶解的平衡状态,新的一批半水石膏又可继续溶解和水化。如此循环进行,直到 半水石膏全部耗尽。浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少,二水石膏胶体微粒数量 则不断增加,而这些微粒比原来的半水石膏粒子要小得多,由于粒子总表面积增加,需要 更多得水分来包裹,所以,浆体的稠度使逐渐增大,颗粒之间的摩擦力和粘结力逐渐增加,因而浆体可塑性增加,表现为石膏的嘴结"。其后,浆体继续变稠,逐渐凝聚成为晶体,晶体逐渐长大,共生和相互交错,石膏强度随之增加,最后成为坚硬的固体。
  2.建筑石膏的技术性质
  建筑石膏分为优等品、一等品和合格品三个等级。
  建筑石膏的密度为2. 50——2. 80g/ cm3,堆积密度为800’- 1100kg/m3 ,建筑石膏具有 以下特性:
  (1)孔隙率大(约占50%-60%),强度低。石膏的理论需水量为18.6% ,但为了使 石膏具有必要的可塑性,通常加水量达60 %-80 % ,水蒸发后留下大量孔隙,所以孔隙 率很大。一等石膏硬化后1天强度约5- 8MPa, 7天最大强度可达8- 12MPa考试大-全国最大教育类网站(www.Examda。com)
  (2)凝结硬化快。3-5min内即可凝结,终凝不超过30min。在应用时需掺加缓凝剂。 如棚砂、酒石酸钾钠、拧橡酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。
  (3)硬化后体积微膨胀,膨胀率约1%。
  (4)耐水性、抗冻性差。建筑石膏硬化后具有很强的吸湿性,在潮湿环境中,晶体间粘结力削弱,强度显著降低。吸水后受冻,孔隙中水分结冰而是使石膏崩裂。
  (5)防火性好。遇火灾时,二水石膏的结晶水蒸发,吸收热量,表面生成的无水石膏 是良好的绝缘体。
  3.建筑石膏的应用及保管
  (1)石膏抹灰材料本文来源:考试大网
  (2)石膏板材:纸面石膏板、石膏空心条板、纤维石膏板等。
  (3)石膏砌块。
  建筑石膏在运输和储存中要注意防止受潮,一般储存3个月后,其强度会降低约30%。
  (三)高强石膏
  将二水石膏在0. 13MPa密闭状态下加热至125°C时,二水石膏脱水可得到α型半水 石膏。α半水石膏结晶良好,晶粒坚实、粗大,因而比表面积较小,需水量约为35%~ 45% ,所以此石膏硬化后具有较高密实度和强度。3h抗压强度可达9~24MPa, 7天抗压 强度可达15~40MPa,故名高强石膏。
  高强石膏适用于强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板。掺入防水剂,可用于 湿度较高的环境中。加入有机材料,如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等,可配成胶粘 剂,其特点是元收缩。
  

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