材料科学各论：气硬性材料教学课件.pptVIP

*************************************水玻璃的硬化机理脱水作用水玻璃溶液中水分蒸发，浓度升高，形成饱和状态，初步形成凝胶结构2碳化作用水玻璃与空气中CO?反应，形成碳酸钠和硅胶：Na?SiO?+CO?+nH?O→Na?CO?+SiO?·nH?O缩聚反应硅羟基(Si-OH)相互缩合形成硅氧键(Si-O-Si)，构建三维网络结构晶体形成碳酸钠结晶析出，硅胶网络继续脱水收缩，形成坚固致密的硬化体水玻璃的硬化过程是一个复杂的物理化学变化过程，包括脱水、碳化和缩聚三个主要机制。脱水是初始阶段，水分蒸发导致水玻璃溶液浓缩，形成初步胶凝结构。碳化作用是水玻璃与空气中CO?反应，生成Na?CO?和SiO?凝胶。缩聚反应是硅胶中Si-OH基团相互缩合，形成Si-O-Si键，构建三维网络结构。硬化速度受温度、湿度、CO?浓度等因素影响。水玻璃硬化层从表面向内部发展，表面硬化较快，内部硬化较慢，完全硬化需要较长时间。硬化后的水玻璃具有一定的强度和耐水性，但长期浸水会导致部分溶解或强度降低。水玻璃在建筑中的应用防水材料水玻璃是重要的无机防水材料，可用于地下室、隧道、水池等建筑防水工程。通过渗透到混凝土孔隙中，与水泥水化产物反应形成不溶性硅酸盐凝胶，堵塞孔隙，提高防水性能。常与其他材料复合使用，如水玻璃-丙烯酸酯复合防水涂料。粘结剂水玻璃是良好的无机粘结剂，可用于酸性耐火材料、矿物棉、陶瓷等材料的粘结。在高温环境下不会分解或燃烧，粘结强度随温度升高而增加。在硅酸盐砖、玻璃棉、防火隔热材料的生产中广泛应用。耐火材料水玻璃是重要的耐火材料粘结剂，用于制作耐火泥、耐火砖、高温防火涂料等。高温下形成陶瓷化结构，具有优异的耐火性能。添加适量填料可制成防火封堵材料，用于建筑防火分区的管道穿墙处理。土壤固化水玻璃可用于土壤固化，特别是在地铁、隧道等地下工程中。通过注浆方式将水玻璃注入土层，与土壤中的钙、镁离子反应，形成不溶性硅酸盐凝胶，提高土壤强度和稳定性，防止水土流失和塌陷。水玻璃在工业中的应用铸造工业水玻璃砂型铸造：以水玻璃为粘结剂，CO?为硬化剂，制备砂型铸模优点：脱模性好，表面光洁，无有害气体排放适用于铸铁、铸钢、有色金属等各类金属铸件环保铸造的重要技术，替代传统呋喃树脂砂型洗涤剂工业作为洗涤剂的重要组分，提供碱性环境，增强洗涤能力硅酸盐具有良好的去污、乳化和缓蚀作用在工业清洗剂、金属表面清洗剂中应用广泛绿色环保，可生物降解，替代传统磷酸盐造纸工业用作纸张填料保留剂，提高填料均匀分布与铝盐复合使用，形成硅铝凝胶，改善纸张强度作为施胶剂，提高纸张防水性和尺寸稳定性在再生纸生产中用于脱墨和纤维分离第六部分：气硬性材料的性能测试气硬性材料的性能测试是保证产品质量的重要环节，包括凝结时间、细度、强度、体积稳定性、保水性和耐水性等多项指标的测定。这些测试方法多有国家标准规范，确保测试结果的准确性和可比性。通过科学的测试方法，可以全面评价气硬性材料的性能，为材料的生产和应用提供重要依据。凝结时间测定维卡法原理维卡法是测定气硬性材料凝结时间的标准方法，基于材料硬化过程中抵抗针体穿透能力的变化。该方法使用标准维卡仪，通过测量一定重量(300g)的针头在试样上的穿透深度，判断材料的凝结状态。初凝时间的定义是从加水拌合开始，到维卡针距离底板的距离为5±1mm时所经历的时间。终凝时间则是从加水拌合开始，到附加针头在试样表面不留明显压痕时所经历的时间。维卡法适用于石膏、石灰膏等各类气硬性材料，是国家标准规定的测试方法。设备简单，操作方便，测试结果具有良好的重复性。测定步骤试样准备：按标准要求配制适当稠度的试样浆体装模：将浆体倒入锥形维卡模具中，轻轻震动排除气泡初凝测定：将维卡针放在试样表面，每隔一定时间(1分钟)释放针，记录针的穿透深度终凝测定：更换附加针头，观察针在试样表面是否留下压痕结果计算：以分钟为单位记录初凝和终凝时间影响凝结时间的因素包括：水灰比、材料细度、外加剂(缓凝剂或促凝剂)、温度和湿度等。在实际测试中，需要严格控制这些因素，确保测试结果的准确性。细度测定筛析法筛析法是最常用的粉体材料细度测定方法，通过测定通过标准筛网的材料百分比来表示细度。对于气硬性材料，通常使用0.08mm、0.045mm等规格的标准筛。测定时，将一定质量的干燥样品放置在筛上，通过振动筛机进行筛分，计算筛余百分比。例如，石膏细度通常用0.2mm筛余量表示，合格产品筛余应小于15%。2比表面积法比表面积法测定材料的比表面积，即单位质量材料的表面积，单位为cm2/g