第3章无机胶凝材料复习题.ppt

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1、石灰与石膏石灰与石膏|1 1 根据石灰浆体的凝结硬化过程，试分析根据石灰浆体的凝结硬化过程，试分析硬化石灰浆体有哪些特性？硬化石灰浆体有哪些特性？解解 石灰浆体在空气中凝结硬化过程，是由石灰浆体在空气中凝结硬化过程，是由下面两个同时进行的过程来完成的：下面两个同时进行的过程来完成的：（）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙（）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。逐渐从饱和溶液中结晶。（）碳化作用：氢化氧钙与空气中的二氧（）碳化作用：氢化氧钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：蒸发：OHnCaCOOnHCOOHCa23222)

2、1()(z由于氢氧化钙结晶速度慢且结晶量少，空由于氢氧化钙结晶速度慢且结晶量少，空气中二氧化碳稀薄，碳化速度慢。而且表气中二氧化碳稀薄，碳化速度慢。而且表面碳化后，形成紧密外壳，不利于二氧化面碳化后，形成紧密外壳，不利于二氧化碳的渗透和碳化作用的深入。因而硬化石碳的渗透和碳化作用的深入。因而硬化石灰浆体具有以下特性：灰浆体具有以下特性：（1 1）凝结硬化慢；）凝结硬化慢；（2 2）硬化后强度低；）硬化后强度低；（3 3）硬化时体积收缩大；）硬化时体积收缩大；（4 4）耐水性差，因为硬化石灰浆体的主要成分）耐水性差，因为硬化石灰浆体的主要成分是氢氧化钙，而氢氧化钙可微溶解于水。是氢氧化钙，而氢氧

3、化钙可微溶解于水。|评注评注 石灰浆体在空气中凝结硬化过程主要石灰浆体在空气中凝结硬化过程主要是依赖于浆体中是依赖于浆体中Ca(OH)Ca(OH)2 2的结晶析出和的结晶析出和Ca(OH)Ca(OH)2 2与空气中的二氧化碳的碳化作用。与空气中的二氧化碳的碳化作用。|2 2某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。分析上述现象产生的原因。|解解:石灰砂浆抹面的墙面上出

4、现不规则的网状裂纹，石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造

5、成体积膨胀。从而出现中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。上述现象。|评注评注 透过现象看本质，过透过现象看本质，过火石灰表面常被粘土杂质融化火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。如未经过充分的陈伏，很慢。如未经过充分的陈伏，当石灰已经硬化后，过火石灰当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，才开始熟化，并产生体积膨涨，容易引起鼓包隆起和开裂。容易引起鼓包隆起和开裂。|3 3 既然石灰不耐水，为什么由它配制的既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿

6、部位？道路的基层等潮湿部位？解解 石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加适量的水充分等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。高，适于在潮湿环境中使用。再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌再者，

7、由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。部位。|评注评注 粘土表面存在少量的的活性氧粘土表面存在少量的的活性氧化硅和氧化铝，可与消石灰化硅和氧化铝，可与消石灰CaCa（OHOH）2 2反反应，生成水硬性物质。应，生成水硬性物质。|4 4建筑石膏的成分是什么？其凝结硬化机理建筑石膏的成分是什么？其凝结硬化机理是什么？是什么？解解 建

8、筑石膏的成分为建筑石膏的成分为aSOaSO4 4H H2 2O O，也称熟石膏或，也称熟石膏或半水石膏。半水石膏。建筑石膏的凝结硬化机理是，当建筑石膏与适建筑石膏的凝结硬化机理是，当建筑石膏与适量水拌合后，先成为可塑性良好的浆体，随量水拌合后，先成为可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。建筑石膏与水之间产生化学反应的反硬化。建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：应式为：OHCaSOOHOHCaSO24224221121|由于二水石膏在水中的溶解度比半水石

9、膏小由于二水石膏在水中的溶解度比半水石膏小得多（仅为半水石膏的五分之一），所以二得多（仅为半水石膏的五分之一），所以二水石膏以胶体微粒不断自水中析出水石膏以胶体微粒不断自水中析出,浆体的浆体的稠度逐渐增大，表现为石膏的凝结，其后半稠度逐渐增大，表现为石膏的凝结，其后半水石膏继续溶解和水化水石膏继续溶解和水化,浆体逐渐凝聚，失浆体逐渐凝聚，失去可塑性，并逐渐转变为晶体，晶体颗粒不去可塑性，并逐渐转变为晶体，晶体颗粒不断长大和连生，形成相互交错断长大和连生，形成相互交错,彼此紧密联彼此紧密联结结,硬化成块体并产生强度，直至完全干燥，硬化成块体并产生强度，直至完全干燥，强度才停止发展。这就是石膏的硬

10、化过程。强度才停止发展。这就是石膏的硬化过程。|评注评注 建筑石膏的凝结硬化机理实际为半水建筑石膏的凝结硬化机理实际为半水石膏吸收一个半结晶水还原为二水石膏的过石膏吸收一个半结晶水还原为二水石膏的过程。程。|5 5 建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？适用于室外使用？|解解建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质：良性质：（1 1）石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好

11、的装饰性。加入颜料后，可具有腻，具有良好的装饰性。加入颜料后，可具有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，故其制品的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，故其制品的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好；形状、尺寸准确、细致，装饰性好；（2 2）硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保温性、吸声性好。故其保温性、吸声性好。（3 3）硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出受到高温作用时或遇火后会脱出21%21%左右的结左右的结晶水，并能在表面

12、蒸发形成水蒸气幕，可有效晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。（4 4）建筑石膏制品还具有较高的热容量和一建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，改定的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，改变室内的小气候。变室内的小气候。在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗渗性差、其吸水率高，抗渗性差、抗冻性差抗冻性差,所以不所以不适用于室外使用适用于室外使用.|评注

13、评注 本题主要是考查对建筑石膏及其制品技本题主要是考查对建筑石膏及其制品技术性能的了解术性能的了解.|6 6 试述水玻璃的凝结硬化机理是什么？试述水玻璃的凝结硬化机理是什么？解解 液体水玻璃的凝结硬化主要是靠在空气中吸收液体水玻璃的凝结硬化主要是靠在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化。其反应式为：燥而硬化。其反应式为：由于空气中由于空气中COCO2 2浓度较低，这个过程进行的很慢，浓度较低，这个过程进行的很慢，会长达数月之久。会长达数月之久。OmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa22322222OHSiOOHSiO2222为了

14、加速硬化和提高硬化后的防水性，常加人为了加速硬化和提高硬化后的防水性，常加人氟硅酸钠氟硅酸钠NaNa2 2SiFSiF6 6作为促硬剂，促使硅酸凝胶作为促硬剂，促使硅酸凝胶加速生成和析出，其反应式为：加速生成和析出，其反应式为：硅酸凝胶再脱水而生成硅酸凝胶再脱水而生成SiOSiO2 2，从而具有强度。从而具有强度。|评注评注 水玻璃可吸收空气中的二氧化碳，形水玻璃可吸收空气中的二氧化碳，形成硅酸凝胶。水玻璃在硬化后，具有良好的成硅酸凝胶。水玻璃在硬化后，具有良好的粘结力和强度，很高耐热性和耐酸性。粘结力和强度，很高耐热性和耐酸性。OmHSiOnNaFOmHSiFNanSiOONa2226222

15、126 2）（|例例2-8 2-8 水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？解解通常使用的水玻璃都是通常使用的水玻璃都是NaNa2 2O OnSiOnSiO2 2的水溶液，即液体水玻的水溶液，即液体水玻璃。璃。一般而言，水玻璃的模数一般而言，水玻璃的模数n n越大时，水玻璃的粘度越大。越大时，水玻璃的粘度越大。硬化速度越快、干缩越大，硬化后的粘结强度、抗压硬化速度越快、干缩越大，硬化后的粘结强度、抗压强度等越高、耐水性越好、抗渗性及耐酸性越好。其强度等越高、耐水性越好、抗渗性及耐酸性

16、越好。其主要原因是硬化时析出的硅酸凝胶主要原因是硬化时析出的硅酸凝胶SiOSiO2 2mHmH2 2O O较多。较多。同 一 模 数 的 水 玻 璃，密 度 越 大，则 其 有 效 成 分同 一 模 数 的 水 玻 璃，密 度 越 大，则 其 有 效 成 分NaNa2 2O OnSiOnSiO2 2的含量越多，硬化时析出的硅酸凝胶也多，的含量越多，硬化时析出的硅酸凝胶也多，粘结力愈强。粘结力愈强。然而如果水玻璃的模数或密度太大，往往由于粘度过然而如果水玻璃的模数或密度太大，往往由于粘度过大而影响到施工质量和硬化后水玻璃的性质，故不宜大而影响到施工质量和硬化后水玻璃的性质，故不宜过大。过大。水泥水泥|1 1 现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如下表，试估计和比较这两厂所生产矿物成分如下表，试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？的硅酸盐水泥的性能有何差异？解解 由甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的强度由甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的强度发展速度、水化热、发展速度、水化热、d d时的强度均高于由乙时的强度均高于由乙厂硅酸