胶凝材料复习资料.docx

一、 胶凝材料的定义与分类1、 定义：凡能在物理、化学作用下，从具有可塑性的浆体逐渐变成坚固石状体的过程中， 能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质2、 分类：（1）.有机胶凝材料（沥青、树脂）（2）.无机胶凝材料（水泥、石灰、石膏等）3、 水硬性胶凝材料：在拌水后既能起空气中硬化，又能在水中硬化并具有强度的材料，通 称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等4、 非水硬性胶凝材料：不能在水中硬化，但能在空气中或其他条件下硬化只能在空气中 硬化的胶凝材料，称为气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、镁质胶凝材料等5、 胶凝材料发展史：黏土——石灰——石灰火山灰——水泥二、 石膏1、石膏胶凝材料的原料：（1）天然二水石膏、（2）天然硬石膏、（3）化学石膏:石膏名称石膏来源化学成分CaSO4・2H2O磷石膏磷酸盐矿与硫酸反应制造磷酸时的副产品64.0~96.0氟石膏氟化物与硫酸反应制造HF时的副产品88.4~95.2盐石膏海水制造NaCl时钙化合物与硫酸盐反应产物98.0排烟脱硫石 膏燃煤或重油排放的SO2废气经脱硫装置处理后得 到的副产品90%以上乳石膏制造乳酸时的副产品77.0~80.02、二水石膏品质等级划分：按其二水硫酸钙百分含量的多少，二水石膏分为五个等级。

等级一二三四五二水硫酸钙％>9594~8584~7574~6564~553、石膏相种类二水石膏（CaSO - 2H O） 半水石膏（a- CaSO •1 HO、P-CaSO •1 HO）4 2 、 422 4 2 2 、〃/型硬石膏（a- CaSO4 III、P-CaSO^ III）、11型硬石膏（CaSOII）、1型硬石膏（CaSO^ I） 五种形态、七个变种4、 二水石膏：石膏属于单斜晶系：Ca2+联结［SO42-］四面体，构成双层结构层，H2O分子分布 于双层结构层之间在显微镜下呈菱形薄板状、柱板状或针状晶体由于H2O分子与层状 结构之间的结合力较弱，因此当加热二水石膏时，层间水首先脱出，而使其结晶结构发生变 化5、 a、B型半水石膏结构的细微差别：（1） 结晶形态上：a型半水石膏致密、完整、粗大的原生颗粒；6型半水石膏是片状的、 不规则的，由细小的单个晶粒组成的次生颗粒2） 分散度（细度）：a型半水石膏的比表面积小于6型半水石膏，晶粒平均粒径大于6型 半水石膏3） 水化热：a型半水石膏水化热小于6型半水石膏4） 差热分析结果：高强石膏在不断加热时，转变为II型硬石膏的温度要比建筑石膏低。

5） x射线衍射谱：两者晶体结构相差不大，高强石膏的特征峰更强，结晶度更完整6、 石膏脱水相的水化动力学特征：（1）半水石膏加水后立即溶解并在溶液中发生水化反应， 数分钟后反应加快，放热量增大并出现放热高峰，1h左右水化基本结束2）III硬石膏水 化过程中有两个放热峰3）II硬石膏水化放热量很小，水化慢7、 结合水的测定方法：将试样放在无水酒精中终止水化作用，然后将终止水化的试样先用 酒精，再用乙醚加以洗涤，以便除去未参与水化的多余水分；接着在40°温度下干燥至恒 重并称其质量；然后将该试样煅烧至完全脱水后再称其重量，最后通过计算便可确定出结合 水的含量8、 半水石膏和二水石膏的溶解度与温度的关系：半水石膏溶解度随温度的增高而减小，二 水石膏的溶解度几乎不随温度而变化9、 影响半水石膏水化过程的主要因素：（1）石膏的煅烧温度（2）粉磨细度（3）结晶形态 （3）杂质情况（4）水化条件：温度、湿度、浓度（5）外加剂10、 缓凝剂种类：a、分子量大的物质：降低半水石膏的溶解度，阻止晶核的发展，如骨胶、 蛋白胶、淀粉渣、氨基酸与甲醇的化合物等；b、 降低石膏溶解度的物质，如丙三醇、乙醇、糖、柠檬酸及其盐类、硼酸、乳酸及 其盐类；c、 改变石膏结晶结构的物质，如醋酸钙、碳酸钠、磷酸盐等。

11、 石膏浆体强度在潮湿条件下强度降低的原因：在正常干燥条件下，已形成的结晶接触 点保持相对稳定因此，结晶结构网完整，所获得的强度相对稳定若结构处于潮湿状态， 则强度下降其原因一般认为是由于结晶接触点的热力学不稳定性引起的通常，在结晶接 触点的区段，晶格不可避免地发生歪曲和变形因此，它与规则晶体相比具有高的溶解度 所以，在潮湿的条件下，产生接触点的溶解和较大晶体的再结晶，该过程中出现的石膏硬化 体结构强度的降低是不可逆的12、 石膏硬化浆体的强度：a型半水石膏的强度为24〜40MPaP型半水石膏的强度为7〜10MPa强度不仅与结晶体的强度、尺寸有关，还与结晶接触点的性质和数量、孔结构有关13、 提高耐水性的措施：（1） 保证石膏硬化浆体结晶结构的形成，目的是提高密实性，抵抗侵入的能力2） 保证一定强度的前提减少接触点的数量，减少内应力产生造成结构破坏3） 提高密实性（4） 加入外加剂（活性二氧化硅、三氧化二铝和氧化钙，石灰、矿渣或粉煤灰）（5） 沥青-石蜡悬浮液或其他水溶性聚合物进行改性（6） 物理防水，包括涂刷防水层、憎水剂等14、 石膏的用途：石膏、石灰、水泥为无机胶凝材料的三大支柱。

1）水泥缓凝剂（2）混凝土膨胀剂（3）石膏制品（纸面石膏板、建筑饰面板、隔音板、 纤维石膏板和砌块）（4）医药用品（5）模型材料（6）工艺品：相框、雕塑三、石灰1、定义：以碳酸钙为主要成分的原料（如石灰石）经过适当的煅烧，排出二氧化碳后所得 到的成品分类（性质）：（1）气硬性石灰：由碳酸钙含量高，黏土杂质含量小于8%的石灰石煅烧而 成2）水硬性石灰：由黏土杂质含量大于8%的石灰石（如泥灰质石灰石）煅烧而成，其 成品除CaO外，还含有一定的硅酸钙（2CaO・SiO2）、铝酸钙（12CaO・7Al2O3）等2、石灰的水化反应：消化（熟化）：石灰与水作用后，迅谏发生化学反应而生成氢氧化钙的过程，即石灰的水化 反应反应特点：（1）强烈的水化反应能力，主要原因在于内比表面积和晶格变形程度；（2）激烈 的放热过程，加快混凝土体系反应，铝粉发气；（3）显著的体积膨胀；（4）需水量大3、 影响石灰消化的主要因素（不是很重要）：（1）煅烧条件（2）水化温度：水化反应速度随 着水化温度的提高而显著增加3）外加剂：a、氯盐，加快石灰的消化反应b、磷酸盐、 草酸盐、硫酸盐、碳酸盐，延缓石灰的消化反应4、 石灰的应用：（1）石灰乳与石灰砂浆、砌筑砂浆、抹灰砂浆（2）三合土和灰土 （3）配 制无熟料水泥及硅酸盐制品（4）碳化制品5、 加气混凝土生产原料：粉煤灰、石膏、粉状石灰、水泥、硅砂、铝粉四、 镁质胶凝材料1、 定义：由磨细的苛性苦土（MgO）或苛性白云石（MgO和CaCO3）为主要组成的一种 气硬性胶凝材料。

原料：天然菱镁矿或天然白云石或含水硅酸镁（3MgO-SiO2-2H2O）为主要成分的蛇纹石、 冶炼轻质镁合金的熔渣主要分布于辽宁、四川、山东、新疆、西藏等地区）2、 镁质胶凝材料的水化：a、比表面积越大，水化速度越快b、比表面积越大，强度发展 越快，但浆体强度越低3、 存在的问题：A：如果提高煅烧温度，降低其比表面积，则其溶解速度与溶解度更低， 水化过程更慢；B：如果提高MgO的比表面积，虽然可以增大MgO的溶解速度与溶解度， 加快水化过程，但是其过饱和度太大，会产生很大的结晶应力，导致结构破坏，使强度显著 降低4、 既能加快凝结时间又能提高强度的技术方法？ 1、加速MgO的溶解；2、降低体系的过 饱和度：用MgCl溶液代替水做MgO的调和剂，可以加速其水化速度，并且能与之作用形 成新的水化物相这种新的水化物相的平衡溶解度比Mg （OH） 2高，因此其过饱和度也相 应降低eg:用MgCl2溶液调制的镁质胶凝材料一一氯氧镁水泥）5、 水化相：3Mg （OH）? -Mg* -8H O简称3・1・8相或3相5Mg （OH） . MgCl? -8H O简称5・1・8相或5相Mg （OH）? 5相向3相转变强度降低6、 镁质胶凝材料的应用：（1）技术优势：表观密度小、强度高、耐磨、热导率低、隔音性 能好且易于施工及可加工性好。

应用：门窗、瓦、防火墙体材料、车间地板材料、及室内隔 音绝热材料等（2）镁质混凝土制品：刨花板、不屑板、人造大理石、镁纤复合材料制品 技术优势：镁纤复合材料（以镁水泥为基材、纤维为增强材料），具有强度高、耐腐蚀、气 密性好、耐热7、 镁质胶凝材料应用中存在哪些问题，论述其改善措施？氧化镁用水调拌时,将生成氢氧化 镁,浆体凝结很慢，硬化后的强度很低而用氯化镁的溶液调拌时硬化后强度高，但吸湿性大、 抗水性差制约这种现象要从调整原材料配比，调整养护制度，掺加外加剂等方面入手五、 硅酸盐水泥1、定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%混合材（石灰石或粒化高炉矿渣）、适量石膏磨细制 成的水硬性胶凝材料分类：I型硅酸盐水泥：不掺加混合材的水泥，P.I； II型硅酸盐：在 硅酸盐水泥熟料粉磨过程中掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的，P.II2、 硅酸盐水泥的主要技术要求：（1）不溶物:P.I中不溶物小于0.75%； P.II中不超过1.5%（2）MgO： 不大于5.0%，如水泥经过压蒸安定性检验合格水泥中MgO含量容许放宽到6.0%（3）SO3：不 大于3.5%（4）烧失量：P.I烧失量不大于3.0%，P.II不大于3.5%，P.O不大于5.0%（5）细度：硅 酸盐水泥Se大于300m2/kg；普通水泥：80微米方孔筛不超过10.0%（6）凝结时间：硅酸盐水 泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于6h30min；普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终 凝不得迟于 10h。

7）碱：Na2O+0.658K2O<0.60%3、 硅酸盐水泥熟料的矿物组成：化学名称化学式缩写符号质量分数/%硅酸三钙3CaOSiO2C3S55 （44~62）硅酸二钙2CaOSiO2C2S18 （18~30）铝酸三钙3CaOAi2O3C3A10 （5~12）铁铝酸四钙4CaOAi2O3Fe2O3C4AF8 （10~18）二水硫酸钙（石膏）CaSO42H2OCSH26最关注的是C3S和C3A，影响水泥的耐久性4、 硅酸盐水泥熟料的率值：（1）硅率：物理意义：水泥熟料矿物中硅酸盐矿物与溶剂矿物 （C3A+C4AF）之间的数量对比关系SM最佳值：1.7~2.72）铝率：物理意义：水泥熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比如果Al2O3与Fe2O3的总含量已经确定，铝率表示C3A 与C4AF的相对含量最佳值：0.8~1.73）石灰饱和系数KH：物理意义：熟料中硅酸二 钙被子氧化钙饱和形成硅酸钙的程度KH控制范围：0・82~0・945、 C3S与C2S水化的比较：（1）放热量：C3S的放热量高于C2S，为26.5倍2）需水量： C3S的需水量高于C2S3）生成的CH量：C3S水化生成的CH多于C2S，前者为后者的3倍 量CH产物。

4）水化速度：C3S水化速率大于C2S水化速率6、 CH的作用：是水泥石的主要组成，是维持水泥石碱度的重要组成，是其他水泥水化产物 稳定存在的重要前提CH的不利影响：属于层状结构，易于产生层状解理，大量存在于集 料和水泥石的界面，影响混凝土的强度和耐侵蚀性能（抗钢筋锈蚀性能、抗碳化性能、抗溶 蚀性能、体积变形性能等密切相关）被视为混凝土中的“薄弱环节”7、 水。