专题二 气硬性胶凝材料（教案）-浙江省职教高考《建筑材料》(高教社）专题复习讲练测

专题二 气硬性胶凝材料（教案）-《建筑材料》高教社-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解石灰石到生石灰的煅烧过程及化学反应。 2.掌握生石灰的分类依据及主要特点。 3.了解消化过程及其产物特性。 4.理解熟化过程对石灰使用效果的影响。 5.掌握硬化过程的两个主要阶段及其化学反应。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、石灰的原料、生产及熟化硬化过程 石灰作为气硬性胶凝材料的重要组成部分，其原料主要是石灰石，一种富含碳酸钙的矿石。在生产过程中，石灰石经高温煅烧分解为生石灰（氧化钙）和二氧化碳，这一过程称为石灰的煅烧。生石灰加水后，发生剧烈的水化反应，生成熟石灰（氢氧化钙），并放出大量热，此阶段称为熟化。熟石灰在使用过程中，通过结晶作用和碳化作用逐渐硬化，形成坚硬的物质。结晶作用使氢氧化钙晶体相互连接，而碳化作用则是氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，进一步增强其硬度。这一系列的物理化学变化，奠定了石灰在建筑工程中的广泛应用基础。 二、建筑石膏的生产、特性及应用 建筑石膏，又称半水石膏，主要由天然石膏或工业副产石膏经过煅烧、磨细而成。其主要成分为半水硫酸钙，具有良好的水硬性和凝结硬化性能。石膏加水后，半水硫酸钙迅速水化生成二水硫酸钙，并放出热量，这一过程称为石膏的水化。随后，二水硫酸钙结晶形成网状结构，使石膏浆体逐渐失去流动性并硬化，这一过程称为石膏的凝结硬化。建筑石膏具有快硬、早强、体积微膨胀等特性，广泛应用于室内装饰工程中，如墙面抹灰、吊顶、隔墙等。此外，石膏还用于制造石膏板、石膏线条等装饰材料，其优良的加工性和装饰性深受市场欢迎。 三、 水玻璃的生产、硬化特性及应用 水玻璃，即硅酸钠水溶液，是一种重要的气硬性胶凝材料。其生产主要通过石英砂、纯碱（或烧碱）等原料在高温下熔融而成。水玻璃具有良好的粘结性、耐酸性和耐热性，广泛应用于建筑、化工、纺织等多个领域。在硬化过程中，水玻璃可通过物理硬化和化学硬化两种方式形成坚固的固体。物理硬化主要是水分蒸发导致硅酸钠浓度增大而固化；化学硬化则是硅酸钠与空气中的二氧化碳反应生成硅酸凝胶，并进一步脱水硬化。水玻璃的这些特性使其在建筑防水、土壤加固、铸造粘结剂等方面发挥重要作用。此外，水玻璃还可用于制作耐火材料、防腐涂料等，展现出其广泛的应用前景。 [真题练讲] 1.(2021年山东省统一考试)下列哪种因素会影响建筑石膏的凝结时间，但通常不是人为可控的？ A. 石膏粉的细度 B. 搅拌用水量 C. 石膏粉的纯度 D. 环境温度 答案：D 解析：环境温度是影响建筑石膏凝结时间的一个因素，但通常不是人为可控的。石膏粉的细度、搅拌用水量和纯度则是可以通过人为控制来影响凝结时间的。 2.(2020年安徽省统一考试)建筑石膏制品在潮湿环境中长期使用，其强度可能会如何变化？ A. 显著提高 B. 显著降低 C. 基本不变 D. 波动变化 答案：B 解析：建筑石膏制品在潮湿环境中长期使用，由于二水石膏的溶解和再结晶作用，以及水分的侵蚀作用，其强度可能会显著降低。 3.(2022年浙江省统一考试）石灰在熟化过程中放出大量热，这一特性对使用有何影响？ A. 有利于冬季施工 B. 需要控制熟化温度 C. 加速硬化过程 D. 提高强度 答案：B 解析：石灰在熟化过程中会放出大量热，如果熟化温度控制不当，可能会导致石灰浆体过热膨胀，影响施工质量和安全。因此，需要控制熟化温度。 4.(2023年陕西省统一考试) 下列哪种添加剂可以显著改善水玻璃的耐水性？ A. 氯化钠 B. 硅酸钠 C. 磷酸 D. 氢氧化钙 答案：C 解析：磷酸等酸性物质可以作为水玻璃的改性剂，通过与水玻璃中的硅酸钠反应，生成不溶于水的硅酸凝胶，从而显著提高水玻璃的耐水性。 5.(2020年浙江省统一考试)  建筑石膏制品在储存和运输过程中，需要特别注意什么以防止损坏？ A. 避免高温 B. 避免潮湿 C. 避免震动 D. 避免阳光直射 答案：B 解析：建筑石膏制品在储存和运输过程中需要特别注意避免潮湿，因为石膏制品吸湿性强，容易受潮软化，影响强度和使用效果。 [限时练讲] 1.建筑石膏制品在火灾中能起到什么作用？ A. 助燃 B. 燃烧 C. 隔热 D. 导电 答案：C 解析：建筑石膏制品在受热时会释放出水分，并吸收大量的热，从而起到隔热作用，减缓火势蔓延。 2. 下列哪种因素不会影响建筑石膏的凝结时间？ A. 石膏粉的细度 B. 搅拌用水量 C. 石膏粉的纯度 D. 储存环境的温度（常温范围内） 答案：D 解析：在常温范围内，储存环境的温度对建筑石膏的凝结时间影响较小。主要影响因素是石膏粉的细度、搅拌用水量和纯度。 3. 水玻璃在土木工程中作为地基加固剂时，其作用机理主要是？ A. 填充孔隙 B. 化学反应生成不溶物 C. 物理吸附 D. 提高土壤密实度 答案：B 解析：水玻璃在地基加固中，常与其他化学物质（如氯化钙）混合使用，通过化学反应生成不溶性的硅酸钙凝胶，填充土壤孔隙，提高地基强度。 4. 石灰乳在涂刷墙面时，为了提高其附着力，可以采取的措施是？ A. 加入适量的水 B. 加入适量的水泥 C. 降低涂刷温度 D. 延长干燥时间 答案：B 解析：为了提高石灰乳涂刷墙面的附着力，可以加入适量的水泥，形成混合砂浆，水泥硬化后能提高附着力。 5. 下列哪种物质不是建筑石膏的主要成分？ A. 硫酸钙二水合物 B. 碳酸钙 C. 半水石膏 D. 无水石膏 答案：B 解析：建筑石膏的主要成分是硫酸钙的二水合物（CaSO₄·2H₂O）和半水石膏（CaSO₄·0.5H₂O），无水石膏（CaSO₄）虽然也是石膏的一种形态，但不是建筑石膏的主要成分。碳酸钙是石灰的主要成分。 6. 水玻璃在硬化过程中，如果加入适量的氟化钠，其主要作用是？ A. 加速硬化 B. 延缓硬化 C. 提高强度 D. 改善耐水性 答案：A 解析：氟化钠等氟化物常用作水玻璃的促硬剂，能加速水玻璃的硬化过程。但需要注意的是，过量使用可能会对硬化体的性能产生不利影响。 7. 石灰乳在粉刷墙面后，初期可能会出现什么现象，并随时间逐渐消失？ A. 膨胀开裂 B. 收缩开裂 C. 泛白现象 D. 碳化变黑 答案：C 解析：石灰乳在粉刷墙面后，由于氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应，会生成碳酸钙和水，其中水会蒸发，留下白色的碳酸钙，这个现象称为“泛白”。随着时间的推移，泛白现象会逐渐减轻。 8. 简述石灰的原料种类及其在生产过程中的主要化学反应，并说明这些反应对石灰质量的影响。 答案：石灰的原料主要包括石灰石（主要成分为碳酸钙CaCO₃）和白云石（主要成分为碳酸钙和碳酸镁CaCO₃·MgCO₃）。在生产过程中，石灰石经高温煅烧发生分解反应：CaCO₃ → CaO + CO₂↑。此反应去除了原料中的二氧化碳，生成了生石灰（氧化钙CaO）。白云石中的碳酸镁也会同时分解，但主要影响在于其含量会影响生石灰的纯度。分解反应越完全，生成的生石灰活性越高，质量越好，因为残留的二氧化碳会影响石灰的硬化效果。 9. 阐述石灰熟化过程中体积膨胀的原因，并讨论这一现象对石灰应用的影响。 答案：石灰熟化是指生石灰（CaO）与水反应生成熟石灰（氢氧化钙Ca(OH)₂）的过程，反应方程式为：CaO + H₂O → Ca(OH)₂。此过程中，由于氢氧化钙的分子体积大于氧化钙，且反应过程中会吸收大量水分，导致体积膨胀约1~1.5倍。体积膨胀现象在石灰应用中需特别注意，如在砌筑砂浆中使用时，需控制其熟化时间，避免体积膨胀引起墙体开裂。同时，熟化过程中释放的热量也需妥善处理，以防烫伤或加速材料老化。 10.分析建筑石膏在凝结硬化过程中与石灰的主要区别，并说明这些区别对建筑性能的影响。 答案：建筑石膏（主要成分为半水石膏CaSO₄·0.5H₂O）在凝结硬化过程中，通过与水反应重新结晶成二水石膏（CaSO₄·2H₂O），此过程伴随体积微膨胀（约1%），使石膏制品表面光滑细腻，且具有较高的强度。而石灰的硬化主要通过碳酸化作用（与空气中的二氧化碳反应）或结晶作用（氢氧化钙结晶），其硬化过程较慢，且体积收缩较大，易导致开裂。这些区别对建筑性能有显著影响：石膏制品因硬化快、体积微膨胀而适用于装饰性强的部位，如石膏板、石膏线条等；而石灰则因其良好的透气性、吸湿性，更适用于墙体抹灰等需要调节室内湿度的场合。 11.设计一个实验方案，验证水玻璃（硅酸钠溶液）的硬化特性，并讨论其在实际工程中的应用。 答案：实验方案： 准备两份相同浓度的水玻璃溶液样品。 在一份样品中加入适量的硬化剂（如酸、二氧化碳等），另一份作为对照。 观察并记录两份样品在相同时间内的硬化情况，包括硬度变化、体积变化等。 通过测量或观察结果，分析水玻璃在硬化剂作用下的硬化特性。 实际工程应用： 水玻璃因其良好的粘结性、耐水性、耐热性和耐酸性，在工程中广泛应用于土壤加固、防水堵漏、耐火材料等领域。例如，在土壤加固中，水玻璃与土壤中的钙离子反应形成硅酸钙凝胶，增强土壤强度；在防水堵漏中，水玻璃与水泥、砂等混合使用，形成坚固的防水层。 12.综合分析石灰、建筑石膏和水玻璃三种气硬性胶凝材料在建筑材料领域的应用特点，并讨论它们之间的互补性。 答案：石灰、建筑石膏和水玻璃在建筑材料领域各有其独特的应用特点： 石灰主要用于墙体抹灰、砌筑砂浆等，利用其良好的透气性、吸湿性调节室内环境； 建筑石膏则因其硬化快、体积微膨胀、表面光滑细腻等特点，广泛应用于装饰性材料如石膏板、石膏线条等； 水玻璃则因其粘结性强、耐水性好、耐热耐酸等特点，在土壤加固、防水堵漏、耐火材料等领域发挥重要作用。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.石膏的凝结硬化：二水石膏结晶形成网状结构，使石膏浆体逐渐失去流动性并硬化。石膏硬化过程快，且伴有体积微膨胀。 2.建筑石膏的技术要求：包括细度、初凝时间、终凝时间、强度等指标，需满足相关国家或行业标准。 3.建筑石膏的特性：具有快硬、早强、体积微膨胀、孔隙率高、吸湿性强等特点，但耐水性较差。 4.建筑石膏的应用：广泛用于室内装饰工程中，如墙面抹灰、吊顶、隔墙等，也用于制造石膏板、石膏线条等装饰材料。 5.水玻璃的生产：主要由石英砂、纯碱（或烧碱）等原料在高温下熔融而成，通过调整原料配比和熔融条件，可制得不同模数的水玻璃。水玻璃具有良好的粘结性、耐酸性和耐热性，广泛应用于建筑防水、土壤加固、铸造粘结剂等领域。其硬化过程包括物理硬化和化学硬化两种方式。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$