無機膠凝材料根據其硬化條件可分為兩類:氣硬性和水硬性。
1,水硬性膠凝材料
用水調成漿後,能在空氣和水中硬化,保持並繼續發展其強度。這類材料俗稱水泥,如矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等。
2.空氣硬化膠凝材料
壹種非水硬性膠凝材料。空氣硬化膠凝材料,如石灰、石膏和水玻璃,它們只能在空氣中硬化,並在空氣中保持和發展其強度;壹般氣硬性膠凝材料只適用於幹燥環境,不適用於潮濕環境,更不要說水了。
膠凝材料矽酸鈉
無色正交雙錐晶體或白色至灰白色塊狀或粉末。風化。100℃時失去6分子結晶水。溶於水,溶於稀氫氧化鈉溶液,不溶於乙醇和酸。熔點為40 ~ 48℃。低毒,50%致死劑量(大鼠,口服)1280mg/kg(無結晶水)。
使用:
水玻璃的用途非常廣泛,幾乎涵蓋了國民經濟的所有部門。在化工系統中,用於制造矽膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏矽酸鈉、矽溶膠、層狀矽、速溶粉狀矽酸鈉、鉀矽酸鈉等各種矽酸鹽產品。它是矽化合物的基本原料。在經濟發達國家,以矽酸鈉為原料的深加工產品有50多種,部分產品已應用於高科技、高精尖領域;在輕工業中,它是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料,也是水軟化劑和沈降助劑。用於紡織工業的染色、漂白和上漿;廣泛用於鑄造、砂輪制造和機械工業中的金屬防腐劑;用於建築業制造快幹水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等。農業上可以制造矽肥;此外,它還用作石油催化裂化的矽鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的粘合劑、耐高溫材料如實驗室坩堝、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑添加劑、耐火材料和陶瓷原料、紡織品的漂白、染色和上漿、礦山的選礦、防水、堵漏、木材防火、食品防腐和制造粘合劑。
膠凝材料石灰
石灰是壹種氣硬性無機膠凝材料,主要成分是氧化鈣。石灰是由石灰石、白雲石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量較高的原料經900 ~ 1100℃煆燒而成。石灰是人類最早使用的膠結材料。石灰在我國廣泛用於土木工程,也可用於醫藥。為此,以石灰為題材的詩詞古已有之,傳唱千古。
石灰顆粒形成氫氧化鈣的膠體結構。顆粒很細(粒徑約為1μm),比表面積很大(可達10 ~ 30m2/g)。顆粒表面可以吸附壹層很厚的水膜,可以吸收大量的水分,所以有很強的保水能力,也就是保水性好。將其與水泥砂漿混合配制混合砂漿,可以顯著改善砂漿的和易性。
石灰通過幹燥、結晶和碳化而變硬。由於空氣中二氧化碳含量低,碳化後形成的碳酸鈣硬殼阻止二氧化碳向內部滲透和水分向外蒸發,所以硬化較慢,硬化後強度不高。1: 3石灰砂漿28 d抗壓強度僅為0.2~0.5 MPa。當處於潮濕的環境中時,石灰中的水分不會蒸發,二氧化碳也不會滲入,因此硬化會停止。另外,氫氧化鈣易溶於水,硬化的石灰遇水會溶解、塌陷。因此,石灰不宜在長期潮濕和浸水的環境中使用。
石灰在硬化過程中,會蒸發掉大量的水分,造成顯著的體積收縮,容易產生幹縮裂縫。因此,不應單獨使用石灰。壹般要混合砂、紙筋、麻刀等材料,減少收縮,增加抗拉強度,節省石灰。
石灰具有強堿性,能在常溫下與玻璃狀活性二氧化矽或活性氧化鋁反應生成水硬性產物,產生膠結作用。因此,石灰仍然是建材工業的重要原料。
水泥石膏
石膏膠凝材料是壹種以硫酸鈣(CaSO4)為主要成分的氣硬性無機膠凝材料。其品種主要包括建築石膏、高強石膏、抹灰石膏、無水石膏水泥和高溫煆燒石膏。其中建築石膏和以半水石膏(caso 4.1/2h2o)為主要成分的高強石膏在建築工程中應用廣泛,最常用的是建築石膏。
建築石膏是以β-CaSO4 1/2H2O為主要成分的粉狀水泥,不添加任何添加劑,主要用於制作石膏建築制品。建築石膏呈白色,雜質含量少,粒度細。又叫模壓石膏,也是制作裝飾制品的主要原料。建築石膏由於顆粒細,比表面積大,拌合需水量大,所以強度低。
建築石膏的技術性能
1.快速凝固和硬化。石膏漿的初凝時間和終凝時間都很短,壹般初凝時間為幾分鐘到十分鐘,終凝時間在半小時以內,壹周左右完全硬化。為了滿足施工要求,需要添加緩凝劑,如硼砂、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨膠或皮膠。
2.硬化時體積會稍微膨脹。石膏漿凝結硬化時不像石灰、水泥那樣收縮,而是略有膨脹(膨脹率約為65438±0%),使石膏硬化體表面光滑飽滿,可用於制作細節浮雕花卉。
3.硬化後孔隙率高。石膏漿體硬化後內部孔隙率可達50 ~ 60%,因此石膏制品具有表觀密度低、強度低、導熱系數低、吸音性強、吸濕性高、室內溫濕度可調等特點。
4.防火性能好。石膏制品遇火時,二水石膏會從結晶水中析出,吸熱蒸發,在制品表面形成脫水制品的蒸汽幕和隔熱層,可有效降低火焰對內部結構的危害。建築石膏制品在防火時也會受到損傷,石膏制品不宜長時間在65℃以上的高溫附近使用,以免二水石膏在此溫度下失去結晶水和強度。
5.耐水性和抗凍性差。建築石膏硬化體吸濕性強,吸收的水分會削弱石膏顆粒間的粘結力,使強度顯著降低;如果長時間浸泡在水中,石膏制品會因二水石膏晶體的逐漸溶解而被破壞,二水石膏晶體被水飽和後會因孔隙中的水結晶膨脹而被破壞。所以石膏制品耐水性和抗凍性差,不適合潮濕部位。為提高其耐水性,可加入適當的水泥、礦渣等水硬性材料,也可加入有機防水劑,改善石膏制品的孔狀態或使孔壁疏水。