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主要内容:
本章介绍建筑工程中常用的、
、三种无机胶凝材料的原料、生产、硬化原理、技术性质及其在工程中的应用。
其中石膏、石灰、水泥的技术性质、影响因素、工程应用是学****的重点。
什么是胶凝材料cementingmaterial
又称胶结料。在物理、化学作用下,能从浆体变成坚固的石状体,并能胶结其他物料,制成有一定机械强度的复合固体的物质。分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两大类。
1、水硬性胶凝材料 和水成浆后,既能在空气中硬化,又能在水中硬化的胶凝材料。这类材料通称为水泥,如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。
2、气硬性胶凝材料 不能在水中硬化但能在空气中或其他条件下硬化的胶凝材料。分为无机的(包括石灰、建筑石膏、水玻璃和菱苦土)和有机的(如沥青、树脂等)两种。一般用途的有石灰、石膏等。
石膏是一种气硬性胶凝材料,只能在空气中凝结硬化,并在空气中保持和发展其强度,不能再水中凝结硬化。
石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物,当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。
存在于石膏矿和工业副产品。建筑石膏只是其中一种
石膏矿资源遍布世界各地,探明储量大于600亿吨,主要集中于亚洲、北美,以中国资源最为丰富。湖北、湖南两省都是中国石膏矿的主要产区之一。
1、盐类矿产——石膏矿
露天石膏矿
盐类矿产——石膏矿
高温热液溶解石膏矿脉,在平静处比如洞穴,水坑之类的地方,温度降低,压力减小,硫酸钙逐渐从中析出,渐渐长大。硫酸钙的溶解度较大,所以石膏的生长速度也就比较快,形成结晶。
如:平邑石膏矿主要分布于第三系卞桥组地层中,为陆相湖泊沉积型。
2、工业副产石膏
是某些化学工业的生产过程中,同时产生的以硫酸钙为主要成分的副产品,可作为石膏胶凝材料的原料
1.***石膏
***石膏是制备氢***酸生产过程中排除的废渣。萤石粉(CaF2)和硫酸(H2SO4)按一定比例配合经加热产生反应:
CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑
HF气体经冷凝收集成氢***酸,CaSO4残渣即***石膏。***石膏常残留一定数量的酸,因此需用石灰进行中和。
1)按形状石膏分
石膏一般呈板状、叶片状、针状和纤维状形式进行结晶,少数呈柱状,有时也可见燕尾双晶形。所以,按形状石膏的种类可为透明石膏、纤维石膏、雪花石膏、片状石膏和土石膏等。
天然的石膏矿有二水石膏()及无水石膏(CaSO4).
(1)无水石膏(CaSO4):也称硬石膏,它结晶紧密,质地较硬,故又称为硬石膏,是生产硬石膏水泥的原料。
(2)天然石膏(CaSO4·2H2O):也称生石膏或二水石膏,质地松软,,是生产建筑石膏的主要原料。
(3)建筑石膏(CaSO4·1/2H2O)也称熟石膏或半水石膏。是由二水石膏加热至一定的温度后脱去部分的结晶水而得到的。根据其内部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏:
天然硬石膏主要是由无水硫酸钙(CaSO4)所组成的沉积石岩。矿层一般位于二水石膏层的下面,通常,硬石膏在矿物水作用下可变成二水石膏。
2)根据结晶水的含量可分为
硬石膏特性:它在400~1180℃温度范围内是一个稳定相。它的晶粒大小、密度和连生程度与热处理温度有关。温度越高,结构越致密,密度一般为2200~3100kg/m3,在水中的溶解度较小,当温度3℃,当温度50℃。