2019年第三章无机胶凝材料课件

《2019年第三章无机胶凝材料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年第三章无机胶凝材料课件（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第四章 无机胶凝材料,土木工程中常用的气硬性无机胶凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。,教学目标与要求： 掌握胶凝材料的定义和分类； 掌握石膏的技术性质与应用； 掌握石灰的硬化熟化、技术性质与应用； 了解水玻璃的应用； 重点：掌握石膏和石灰的技术性质及应用；,胶凝材料是指在建筑工程中，能将散粒材料（如砂子、石子）或块状材料（如砖、石块）粘合为一个整体的材料（起粘合作用）。,有机胶凝材料,无机胶凝材料,区别： （1）气硬性胶凝材料：只能在空气中（干燥条件下）硬化并保持和发展其强度的胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃和菱苦水； （2）水硬性胶凝材料：既能在空气中（干燥条件下）硬化，又能在水中继续

2、硬化并保持和发展其强度的胶凝材料，如水泥；,4.1 石 灰,石灰广泛应用于建筑工程中； 优点： （1）原材料丰富，分布广； （2）生产工艺简单，成本低. 本节知识: 1了解石灰的生产过程 2掌握石灰的熟化,陈伏,硬化 3掌握掌握石灰的性质, 4掌握石灰的应用范围,A 石灰的生产过程,1 生产简介： 主要原料是天然岩石（以碳酸钙为主要原料）。常用的有石灰石，白云石等； CaCO3 C aO+H2O,第一种情况:生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰”，凝结力不足，质量较差，容易造成过程事故。 第二种情况是由于烧制

3、的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂，严重影响工程质量。,生产过程中形成的二种不利情况,B:石灰的熟化,陈伏,硬化,生石灰（CaO)加水生成Ca(OH)2过程，称为石灰的熟化或消解过程。石灰熟化主要用来拌制石灰膏和消石灰粉。石灰膏能够直接用于拌制砌筑砂浆和抹面砂浆 生石灰（CaO)加水溶化消解成氢氧化钙，磨细筛分得到消石灰粉（不能够直接用于拌制砌筑砂浆），可以用来拌制三合土、灰土。,热量,

4、体积膨胀,开裂或裂缝等,为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。,石灰的硬化,石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由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，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶，体积收缩。 （）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：,熟石灰的作用是什么？,1胶凝材料(就象水泥)-多用于农村建筑或临时建筑 2掺加材料-用于混合砂浆中用于改善砂浆的和易性,不计算它的强度 3做白涂料用-临建用 4弱碱性-可以中和酸,思考题

5、 工地上使用石灰时，为什么要先进行熟化处理？,答：在建筑或抹面工程中，石灰必须先充分进行熟化后才能够使用，若有未熟化的颗粒，使用后未熟化的颗粒将继续熟化，放出大量的热量，产生体积膨胀，使得表面凸起，开裂，或局部脱落而影响施工的质量。故工地上使用石灰时先进行熟化处理。,例3 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。,解： 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结果。 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

6、过火石灰。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，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。,C 石灰的性质,建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量和体积安定性等。并按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体技术要求见：2019-2009最新国家标准 ,石灰的技术性质 （1）可塑性好:在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。 (2)硬化慢、强度低 从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不利于内部水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢的材料。

7、 同时，石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮湿的环境下作用，也不宜用于重要建筑物基础。,（3）硬化时体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。,（4）耐水性差，不易贮存 块状类石灰放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜贮存过久。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮

8、存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。,D,石灰的应用 （1）石灰乳和石灰砂浆 A）石灰乳：将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。 B）石灰砂浆：是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。,（2）石灰土（灰土）和三合土 如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或炉灰），二

9、灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。 石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料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水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。比如高速公路的底层,常常用此方法来提高基层强度.,灰土的作用,1、在地基处理工程中，灰土不仅作为一般基础的垫层材料，也有用作挤密桩，加固地基的土壤，称灰土桩。 2、用灰土做游泳池四壁的衬里能防止池水渗漏。 3、三合土混合贴附于墙体外侧,既是一种建筑材料又可以起装饰作用。不仅 取材方便,而且具有冬暖夏凉、隔音效果好和

10、耐.,（3）灰砂砖和硅酸盐制品 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌, 经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。 如灰砂砖(解释)、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。,蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要原料(砂90%、石灰10%左右),掺入一定颜料和外加剂,经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实心或空心灰砂砖。墙体建筑材料,例4 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、道路的基层等潮湿部位？,解：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。加适量的水充分拌合后，经

11、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。 再者，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以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。,4.2 建筑石膏,本节内容: 1了解建筑石膏的构成 2了解建筑石膏的性质 3掌握建筑石膏的的应用,1,建筑石膏的构成 石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。,2、建筑石膏的特性,1）凝结硬

12、化快 ： 在常温下一般几分钟（6分钟）即可初凝，30分钟内终凝；这一特征是石膏的显著特征. 2）微膨胀性： 石膏硬化过程中体积略有膨胀，因此，浇注成型时可以得到尺寸精确、表面光滑致密的构件，或装饰图案； 3）孔隙率大： 轻质、隔热、吸声性好；但是强度低、吸水率大；,4）耐水性、抗冻性差： 软化系数为0.20.3，不宜用于室外 5）抗火性好： 建筑石膏硬化后的主要成分为CaSO4.2H2O，遇火时，其中的结晶水脱出能吸收热量，而且生成的无水石膏是良好的热绝缘体。 6）塑性变形大： 石膏制品有明显的塑性变形性能，因此，一般不能用于承重构件；,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？,

13、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在凝结硬化后具有以下的优良性质：（1） 石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，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，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； （2） 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。,（3） 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21%左右的结晶水，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。 （4） 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

14、度，改变室内的小气候。 (5)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，且其吸水率高，抗渗性差、抗冻性差, 所以不适用于室外使用.,分析讨论：其原因有两个方面，可有针对性地解决。 建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。 在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂(如108胶,YJ302胶等).,3.建筑石膏的应用,石膏用途1：室内抹灰及粉刷 特别适用于砼顶板、加气砼墙面各种保

15、温材料的表面抹灰。 与普通水泥砂浆比较,粉刷石膏的特点: 1，是黏结力强,不易脱落,克服了传统的水泥砂浆经常出现的空鼓、开裂现象; 2，是具有呼吸功能,可调节室内空气湿度。 3，是无毒无味,其配料注重健康环保; 4，是凝结度快,体质轻,减少了楼层重量; 5，是为新型的绿色生态建材,防火性能良好; 6，是施工工序简便,落地灰少,操作快捷。,用途2：装饰制品如石膏像等；,用途3：建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等.如上图的石膏板造型天花 主要有纸面石膏板、石膏空心条板、石膏装饰板、纤维石膏板等；,4.3 水 玻 璃,1. 定义 2.应用 1、水玻璃就是硅酸钠水溶液。主要是做粘合剂 ， 2、带型基础也

16、叫条型基础，一般在墙下深入地面后逐渐扩大厚度，增加受力面积，保证墙体稳定。,1 定义： 水玻璃是碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的能够溶解于水的一种硅酸盐材料 最常用的碱金属氧化物：Na2O, K2O 最常用的水玻璃：硅酸钠 ： Na2O.nSiO2 硅酸钾 : K2O.nSiO2等 其中n称为水玻璃的模数，n=1.53.5,2 水玻璃的应用,（）用作涂料;涂刷材料表面直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。 原因:这是因为水玻璃与材料中的a（OH）2反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。 （2）配制防水剂： 以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂是以蓝矾(硫酸铜)、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于60份的沸水中，降温至，投入400份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在1min内凝结, 适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。,（3）加固土壤 将模数