9胶凝材料12-9qr教程文件

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1、第3章 胶凝材料 2008年版,（教材P20）,粘结材料,第1页，共64页,3.1 概述 3.2 气 硬性胶凝材料 石灰石膏水玻璃 3.3 水 硬性胶凝材料 * 硅酸盐水泥 其他通用水泥 特性水泥和专用水泥,本章内容 (书-P6目录）,第2页，共64页,3.1 概述,胶凝材料定义 是指在建筑材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料。,胶凝材料的分类,玛TZ,第3页，共64页,胶凝材料定义： 经过一系列的物理、化学作用后,由液体或膏状体变为坚硬的固体,同时将砂、石、砖、砌块等散粒或块状材料胶结成整体并具有一定机械强度的材料,统称为胶凝材料。,附:_,第5页，共6

2、4页,3.2 气 硬性胶凝材料 石灰石膏其他气硬性胶凝材料(水玻璃),第6页，共64页,3.2.1 石灰,建筑石灰是建筑中使用最早的矿物胶凝材料之一,建筑石灰简称为石灰. 通常,它是具有不同化学成分和物理形态的生石灰、消石灰、水硬性石灰的统称。,第7页，共64页,石灰,本节介绍 石灰的生产 及分类 石灰的熟化与硬化 石灰的性质与技术要求 石灰的应用,第8页，共64页,1.石灰的生产及分类,原料：以CaCO3为主要成分的岩石（含有一定量的MgCO3及粘土杂质）及工业副产品 如，石灰石等。,第9页，共64页,石灰的生产,煅烧生产石灰 原料在高温下煅烧，碳酸钙将按下式分解成为生石灰。,生石灰（氧化钙

3、）特征：呈白色或灰色块状。其内部孔隙率大、晶粒细小、体积密度小仅为(8001000kg/m )。,钙质石灰与镁质石灰,第10页，共64页,*.生产过程中对石灰质量有影响的因素,（1）煅烧的温度和时间： a：欠火石灰：CaCO3未完全分解，石灰中有效成分的含量低； b：正火石灰：煅烧的温度和时间控制正常 c：过火石灰：煅烧温度偏高，或时间过长。出现： 已分解的CaO体积收缩，变得致密(玻璃体) 已分解的CaO与原料中的SiO2及Al2O3等杂质熔结 结果：生石灰的熟化速度慢，影响工程质量。 为保证生产效率，又不至形成过火石灰，煅烧的温度宜控制在1000。 （2）原料中MgCO3的含量 形成： a

4、：钙质石灰 MgO含量5% b：镁质石灰 MgO含量5% （3）原料中粘土杂质的含量 影响石灰的色质，严重时可使石灰变成水硬性。,第11页，共64页,建筑工程中的石灰产品 (1)生石灰,由石灰石煅烧成的白色疏松结构的块 状物，主要成分CaO。 (2)生石灰粉-由块状生石灰磨细而成分(氧化钙）. (3)消石灰粉-将生石灰用适量水经消化和干燥而成的 粉末，主要成分为Ca(OH)2，也称熟石灰。 (4)石灰膏-将块状生石灰用过量水（约为生石灰体积的34倍）消化，或将消石灰粉和水拌合，所得达一定稠度的膏状物，主要成分为Ca(OH)2和水 .,第12页，共64页,2 . 石灰的熟化与硬化,熟化过程 ?

5、熟化是指生石灰（氧化钙）与水作用生成氢氧化钙（熟石灰，又称消石灰）的过程，又称石灰的消解或消化。生石灰的熟化反应如下：,特点：1.放热量大，放热速度快； 2.体积膨胀大，12.5倍。 块状石灰消化成松散的消石灰粉,第13页，共64页,未分解的石灰石颗粒不能与水反应，过火的石灰颗粒与水反应的速度慢，故石灰熟化过程中需进行: 过筛：筛除未分解的石灰石颗粒、较粗的过火颗粒。 陈伏：为保证石灰的完全熟化，将石灰膏在储灰坑中存放二周以上。 2).拌制石灰土（石灰、粘土）、 三合土（石灰、粘土、砂石或炉渣）,熟化石灰的方法有两种-P25 1). 调制石灰砌筑浆或抹灰砂浆,加大量水,过筛,熟化,第14页，共

6、64页, 石灰的硬化 硬化是由以下两个同时进行的过程来完成的： (1)干燥与结晶硬化 石灰浆在干燥过程中，游离水逐渐蒸发或被周围气体吸收，氢氧化钙逐渐从过饱和溶液中结晶析出，固相颗粒互相靠拢粘紧，强度随之提高。 (2)碳化硬化 碳化硬化：是指氢氧化钙与空气中的二氧化碳在有水的情况下发生化学反应生成碳酸钙晶体的过程。,石灰浆体在空气中逐渐干燥变硬,获得一定强度的过程，称为石灰的硬化。,第15页，共64页, 石灰的硬化 (1)干燥与结晶硬化 (2)碳化硬化 按下式发生化学反应生成碳酸钙晶体,特点： 1.速度慢； 2.体积收缩大。,氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙晶体，释放并蒸发水分，使石灰

7、浆硬化，强度有所提高，这个过程称为浆体的碳化硬化. 注意: 1.石灰的碳化作用不能在没有水分的全干状态下进行，也不能在石灰被一定厚度水全部覆盖的情况下进行. 2.该反应主要发生在与空气接触的表面，当浆体表面生成一层碳酸钙薄膜后，二氧化碳不易再透入，这使碳化过程减缓。同时内部的水分也不易蒸发，石灰的硬化速度也随时间逐渐减慢。,第16页，共64页,3.石灰的性质与技术要求,石灰的特性 （1）保水性好、可塑性好 (胶体分散状态- Ca(OH)2) （2）硬化较慢、强度低 （3）硬化时体积收缩大 (易产生裂纹,不宜单独使用) （4）耐水性差 (不能用于潮湿环境) （5）生石灰吸湿性强,煅烧,熟化,第1

8、7页，共64页,.建筑石灰的技术性能(P26) 钙质生石灰（MgO含量5）； 镁质生石灰（MgO含量5）。 镁质生石灰熟化较慢，但硬化后强度稍高。,第18页，共64页,第19页，共64页,建筑消石灰粉分类 钙质消石灰粉（MgO含量4）； 镁质消石灰粉（MgO含量4且24； 白云石消石灰粉（MgO含量24且30）。,通常优等品、一等品适用于面层和中间涂层，合格品仅用于砌筑。,第20页，共64页,石灰按是否消解及消解时加水量的多少分为：,4.石灰的应用,第21页，共64页,1) 砂浆石灰乳(砌筑-粉刷) 2)石灰土（灰土）和三合土(垫层) 粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与氢氧化钙起化学反应，

9、生成了不溶性水化硅酸钙和水化铝酸钙，将粘土颗粒粘结起来，因而提高了粘土的强度和耐水性。 3) 生产硅酸盐制品 蒸压灰砂砖.硅酸盐砌块 4) 制作碳化石灰板 碳化石灰板是将磨细生石灰，纤维状填料或轻质骨料加适量水搅拌成型，再经二氧化碳人工碳化1224h而制成的一种轻质板材。 内隔墙板和天花板,4.石灰的应用-P27,第22页，共64页,5 石灰的储存与保管,空气中有水份和CO2,故储存运输时应注意： 防潮、防湿，并远离易燃易爆品。 储存期一般不超过一个月，需长期储存可制成石灰膏，但应注意与空气隔绝。,第23页，共64页,3.2.2 石膏,第24页，共64页,3.2 石膏(P20),本节介绍 石膏

10、的生产和种类 建筑石膏的水化硬化 (制备和硬化) 建筑石膏的性质与技术要求 建筑石膏的应用 高强石膏的性质与应用,第25页，共64页,1.原料 (生石膏或软石膏) 天然二水石膏(CaSO42H2O) 为主的沉积岩。分级-P20,一、石膏的生产和种类,第26页，共64页,2.生产过程(脱水),65度开始脱水,200,火水石膏,半水石膏,第27页，共64页,3.熟石膏的种类,（1）型半水石膏(-CaSO40.5H2O),即建筑石膏,为常用。 （2）型半水石膏(- CaSO40.5H2O) ,结晶较粗，施工时拌和用水量小，具有较高的强度，故称为高强石膏。 （3）型或型可溶性硬石膏，较半水石膏凝结快，

11、但强度较低。 （4）不溶性硬石膏，难溶于水，无凝结力或有极缓慢的凝结作用。 （5）煅烧石膏(CaSO4+CaO)中，部分硬石膏分解为CaO，起激发作用，使其重获凝结能力，经适当配制和磨细，可成硬石膏水泥。,型半水石膏和型半水石膏比较-P21,第28页，共64页,建筑石膏与适量的水相混合，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。 这一过程可分为水化和硬化两部分。,二、石膏的凝结与硬化,第29页，共64页,1.石膏的水化,理论用水量为石膏用量的18.6%，但为了使石膏浆体达到施工要求的流动性，用水量往往达到6080%。,2.石膏的凝结硬化,第30页，共64页,.建筑石

12、膏的凝结硬化 石膏的凝结过程 石膏浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，粒子总表面积增加，因而浆体可塑性逐渐减小，浆体渐渐变稠，这一过程称为凝结。 凝结可以分为 初凝 终凝,第31页，共64页,1.凝结硬化快 原因：半水石膏溶解度大；二水石膏的溶解度小（为前者的1/5左右）。 时间：初凝不小于6分钟；终凝不迟于30分钟；完全硬化约需一周。在实际工程使用时往往需要掺加适量缓凝剂 2、孔隙率大、表观密度小、强度低 型半水石膏理论用水量为石膏质量的18.6%，但实际用水量达6080%，才能达到施工要求的流动性。能满足用作隔墙和饰面的要求 型半水石膏，晶粒粗大，在达到相同流动性的条件下，需水量少，故

13、而强度高(27倍 )。 3、凝结硬化时体积膨胀(微膨胀性 ),装饰性好 石膏浆体在凝结硬化时，约产生1%的体积膨胀。 这使石膏具有较强的装饰性、可用于浇注模型的原因所在。石膏硬化制品表面细腻平整，色洁白，具雅静感。,三、建筑石膏的特性,第32页，共64页,4、防火性好 石膏制品为CaSO42H2O遇火后，结晶水蒸发，吸收热量；形成的无水石膏为良好的绝热、阻燃材料。 5、隔热性和吸声性好 石膏制品中含有大量的开口孔隙，且孔径尺寸小。 6、具有一定的调温调湿性 石膏的导热系数小、比热容大； 石膏为亲水性材料，且孔隙率大，开口孔隙多，吸水性强。 7、耐水性和抗冻性差 石膏硬化后在潮湿环境中，晶体间的

14、粘结力会下降，从而引起强度的降低。 在水中，晶体会溶解而引起破坏，石膏的软化系数为0.20.3 石膏制品中含有大量的开口孔隙，故抗冻性差 （8）硬化体的可加工性能好。 可锯、可钉、便于施工。,第33页，共64页,建筑石膏的性质 (P21) （1）密度 （2）凝结硬化快 （3）凝结硬化时体积膨胀 （4）硬化后孔隙率高 （5）防火性能好 （6）耐水性和抗冻性差,第34页，共64页,四 建筑石膏的技术要求,主要技术指标：强度、细度和凝结时间。 按强度、细度和凝结时间将建筑石膏分为 优等品、一等品、合格品三个等级。,第35页，共64页,五.建筑石膏的应用( P23),1.粉刷石膏 将建筑石膏加水调成石

15、膏浆体可用作室内粉刷涂料，其粉刷效果好，比石灰洁白、美观。 一种新型粉刷石膏，是在石膏中掺入优化抹灰性能的辅助材料及外加剂配置而成_ 按用途可分为： 面层粉刷石膏、 底层粉刷石膏 保温层粉刷石膏 不仅建筑功能性好，施工工效也高。,第36页，共64页,2 . 石膏砂浆 石膏加水、砂拌和成石膏砂浆，用于室内抹灰或作为油漆打底层。石膏砂浆具有隔热保温性能好，热容量大，因此能够调节室内温度和湿度，给人以舒适感。用石膏砂浆抹灰后的墙面不仅光滑、细腻、洁白美观。.石膏砂浆称为室内高级抹灰材料。,3.墙体材料(P23) 建筑石膏还可以用作生产各类装饰制品和石膏墙体材料。 . 石膏板 纸面石膏板 纤维石膏板

16、空心石膏板 吸声用穿孔石膏板 装饰石膏板 . 石膏装饰件,第37页，共64页,水玻璃是一种碱金属硅酸盐。 最常用的是硅酸钠水玻璃(Na2OnSiO2)，还有硅酸钾水玻璃(K2OnSiO2)。,3.2.3 水玻璃（泡花碱）,一、水玻璃的生产 二、水玻璃的硬化 三、水玻璃的模数 四、水玻璃的性质 五、水玻璃的应用,第38页，共64页,1.原料：磨细石英砂与碳酸钠,一、水玻璃的生产,制成的为固体水玻璃。 固体水玻璃装进蒸压釜内，通入水蒸汽加热使其溶解，可制成液体水玻璃。,第39页，共64页,1.过程,二、水玻璃的硬化 水玻璃溶液是气硬性胶凝材料，在空气中吸收CO2形成无定型的硅胶，并逐渐干燥而硬化.,2.特点,硬化速度很慢。为加速其硬化，常加入促硬剂氟硅酸钠Na2SiF6(水玻璃用量的1215%)。,第40页，共64页,三、水玻璃的模数(性能指标),Na2OnSiO2式中的n为水玻璃的模数。 n值大，水玻璃的粘度大、难溶于