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灰钙粉在耐水腻子中应用参考探讨

时间:2019-4-28 8:19:45 点击:37

  核心提示:灰钙粉(化学名称氢氧化钙)是一种无机气硬性胶凝材料,由生石灰-氧化钙(CaO)通过消化机消化而成。灰钙粉的硬化原理为: 1、干燥硬化:灰钙粉在刮涂中大量水分向外蒸发,使浆体中形成大量彼此相通的孔隙网,孔隙内的自由水由于表面张力,产生毛细管压力,使灰钙粉粒子更加紧密,因而获得强度,浆体进一步干燥时,这...

    灰钙粉(化学名称氢氧化钙)是一种无机气硬性胶凝材料,由石灰-氧化钙(CaO)通过消化机消化而成。

灰钙粉的硬化原理为:
    1、干燥硬化:灰钙粉在刮涂中大量水分向外蒸发,使浆体中形成大量彼此相通的孔隙网,孔隙内的自由水由于表面张力,产生毛细管压力,使灰钙粉粒子更加紧密,因而获得强度,浆体进一步干燥时,这种作用也随之加强。
    2、结晶硬化:浆体中高度分散的胶体粒子被扩散水层隔开,当水分逐渐减少,扩散水层逐渐减薄,因而胶体粒子在分子力的作用下相互粘结,形成凝聚结构的空间网,从而获得强度。
    3、碳化:浆体从空气中吸收CO2气体,形成实际上不溶解于水的碳酸钙。这个过程称为浆体的碳酸化(简称碳化)。其反应式如下:Ca(0H)2+C02+nH20—÷CaC03+(n+1)H20

    碳酸钙晶体形成的过程中构成紧密交织的结晶网,从而使浆体强度提高,另外,由于碳酸钙的固相体积比氢氧化钙的固相体积稍有增大,故使硬化的浆体更趋坚固。

    灰钙体系腻子之所以能够起到耐水作用,其中最主要的贡献还是来源于空气中的CO2:使得氢氧化钙碳化产生结晶碳酸钙。那么体系中的氧化钙是否可以起到同样的作用呢?通过研究和分析,答案是否定的。首先,氧化钙和二氧化碳直接反应是很微弱的,所以氧化钙能否起作用就看它在腻子刮涂前是否已经完全消化成氢氧化钙。生石灰消化过程工艺条件会受到诸多因素的影响,如消化过程中的搅拌速度、石灰粒径、消化水温度、m(H20):m(CaO)等工艺条件。

    从研究结果来看,常温环境下生石灰的消化反应效率非常低。当氧化钙在腻子体系中存在时,消化更为困难。

    从灰钙的硬化机理可以确定灰钙粉在耐水腻子中应用时,起到有效作用的成分是氢氧化钙。因此,本文将灰钙纯度定义为灰钙中氢氧化钙的含量。其测试方法如下:

    用分析天平称取样品0.5g(精确到万分之一)放入锥形瓶,再称取4g蔗糖加入(蔗糖的主要作用是可以加速氢氧化钙在水中的溶解速度),加入40IIIl新煮沸并冷却的蒸馏水(驱除C02)和小玻璃珠晃动搅拌15min,然后用O.5mol/L的盐酸(已标定)溶液滴定(酚酞作指示剂),记录第1次达到终点所用盐酸的体积y。氢氧化钙含量x按式(1)计算:

X=CV*M/2m*100%
式中:
C—盐酸浓度,mol/L:
M—灰钙的质量,g:
Y—盐酸的体积,L。
    在测试的过程中发现有2种终点现象,一种是到达终点粉红色消失不再重现;另一种是粉红色消失后放置几分钟又重现(“返色”现象),反复多次滴定才能最终达到粉红色消失不再重现。这种情况可以说明当氢氧化钙被完全滴定后,下面反应由于生成物被消耗掉,从而使得反应继续向右进行:CaO+H20_Ca(OH)2
    通过这样一个过程可以较为精确地计算出灰钙中Ca(om:(第1次达到终点消耗盐酸的用量)和CaO(第1次达到终点后到完全滴定至不“返色’,所消耗的盐酸用量)的含量。

    本文进一步通过实验确定了腻子粉中的氧化钙消化是比较困难的。将灰钙粉(含有CaO的品种)与水以l:2的比例搅拌后于80℃烘箱放置24h(氧化钙的最佳消化温度为7∞0℃),对这种石灰乳进行滴定,“返色’现象仍然存在,而且与未处理的灰钙相比,其氧化钙含量减少不明显。这说明Ca0即使在加热的条件下消化都比较困难,因此,在腻子中存在时就更难消化了。目前,灰钙的生产工艺有2种:一种是用较为先进的消化机进行生产,由于反应条件和工艺控制的相当严格,所以要生产出100%消化的灰钙粉也是可以实现的;另一种生产工艺则是较为落后的人工消化方法,生石灰是很难完全消化的,最终的产品中以氢氧化钙成分为主,有部分氧化钙未能完全消化,这部分未消化的氧化钙存在于腻子粉中时,其含量更低,消化更难实现。以上实验可以说明,氧化钙在腻子中应用时消化缓慢,也可以说明它对耐水腻子的耐水性贡献很小。因此,可以说灰钙中含有的氧化钙在耐水腻子中起不到耐水作用,而氢氧化钙则是使耐水腻子具有耐水性的有效成分。

    由于目前市场上销售的灰钙纯度差异非常大,从20%到90%多的不等(不过,灰钙纯度低也不完全是由于消化不完全,有些灰钙中掺有重钙粉),如果无法确定其纯度就不能保证腻子最终的质量。本文通过采用纯度90%的灰钙进行了一系列的试验,结果表明,当这种灰钙的添加量大于15%时,就可以达到JG,r298—2010《建筑室内用腻子》(N型)规定的“浸水48h无气泡、开裂及明显掉粉”的耐水性要求。同时,灰钙的含量不宜超过25%,灰钙添加量高虽然能提高耐水性,但是也会造成诸多的弊端:一是会造成腻子强度过高(性能过剩),从而导致打磨性差;二是氢氧化钙本身吸水率较高,当添加量过高时,会造成腻子粉加水搅拌后触变性太大,流动性差,从而影响到其施工性能;三是导致体系由于刚性大而易产生开裂。通过试验确定了腻子体系中灰钙(纯度90%)的最佳添加量为15%。25%,耐水腻子的基础配方如表1所示,在该灰钙添加量范围内制备的耐水腻子具有良好的耐水性和施工性能。从以上结果也可以推算出,腻子粉中纯氢氧化钙的最佳含量为13.5%~22.5%。

      通过本文推荐的检测方法,腻子生产厂家可以在采购原料时选择合格的原材料,另外,也可以将这种检验方法作为标准要求对供应商提供的原料作出约定『通常建议灰钙中Ca(Om:的纯度应高于60%1。另外,根据灰钙纯度的实测结果,生产厂家可以自行调整配方。腻子厂家在生产耐水腻子时,可以按(13.5Ⅸ一22.5Ⅸ)%计算出每吨粉料中应添加的灰钙用量Ⅸ为灰钙中Ca(OH)2的含量1。

    通过对灰钙粉硬化机理的分析,可以确定耐水腻子之所以耐水很大程度是依赖于灰钙中的氢氧化钙的碳化作用,体系中未消化的氧化钙对其耐水性贡献有限。因此,选择灰钙

时氢氧化钙含量是最重要的一个参考指标。本文提供了一种检测方法可以准确测试灰钙中Ca(OH):和CaO的含量,同时建议只把Ca(0H):作为耐水腻子的有效成分。试验结果表明,耐水腻子中纯Ca(OH):的最佳含量为13.5%一22.5%,可以通过实测的Ca(OH):含量可以调整配方,从而保证耐水腻子的耐水性。(来源网络,供参考探讨!)

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