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1、第2章 气硬性胶凝材料,教学目标,掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、石膏 技术要求、性质,熟悉：石灰、石膏的熟化、硬化和应用,了解：石灰的生产、石灰的品种,重点：掌握石膏和石灰的技术性质及应用,2.1胶凝材料的认识,气硬性与水硬性胶凝材料的差异,胶凝材料的分类,胶凝材料的定义,胶凝材料的发展历史,2.1.1胶凝材料的发展历史,粘土时代：始于400010000年前的新石器时期 其中发现天然姜石 石膏、石灰时代：约在公元前20003000年开始 石灰+火山灰：公元初 石灰+人工烧粘土材料： 水硬性石灰、罗马水泥及天然水泥：18世纪后半期 硅酸盐水泥（波特兰水泥)的诞生：19世纪初期 （1810
2、1825年） Joseph.Apsdin 首先获得专利权 ：1824年 糯米、红糖、植物粘液等都作为胶凝材料在建筑中使用过。,2.1.2定义,指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体，并在变化过程中把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度的整体的材料。,胶凝材料,2.1.3胶凝材料的分类,胶凝材料,有机胶凝材料（树脂、沥青等）,无机胶凝材料,水硬性胶凝材料（水泥）,气硬性胶凝材料（石灰、石膏）,本章的重点,二者有何区别 ？,2.1.3气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别,（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； （
3、2）水硬性胶凝材料：既能在空气中（干燥条件下）硬化，又能在水中继续硬化并保持和发展其强度的胶凝材料，如水泥；,有机胶凝材料,沥青,树脂,各种水泥,水硬性,石灰,石膏,水玻璃,菱苦土,气硬性,无机胶凝材料,胶凝材料,一、建筑石膏,石膏胶凝材料是一种理想的高效节能材料重点发展的新型材料；具有质轻、强度较高、绝热、防火、质地细腻美观优良的装饰材料； 我国已经探明的天然石膏矿储量为52亿吨，化学石膏储量约100万吨以上； 易于加工、成品多样各类石膏线； 在美国，目前80%的住宅使用石膏板作为内墙和吊顶； 石膏的品种很多，主要有建筑石膏、高强石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏；,1.1、石膏胶凝材料的生产
4、,（1）主要原料： 天然石膏,（2）主要成分：,建筑石膏是指由二水石膏（CaSO4.2H2O) 经过加工而成的半水石膏（ CaSO4. H2O）故又称熟石膏。,破碎、加热和磨细,（3）石膏的分类：,天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度和 加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。,（1）建筑石膏 （2）高强石膏 （3）可溶性硬石膏 （4）不溶性硬石膏 （5）高温煅烧石膏,1.2、建筑石膏的凝结硬化,这个过程实为 型半水石膏重新水化放热生成二水石膏的化合反应过程。,1.3、建筑石膏的技术要求,（1）性质： 颜色为白色； 密度：2.62.75g/cm3; 堆积密度：约为800-1100kg/m
5、3 （2）等级标准：石膏等级标准； （3）石膏产品的标记：,1.4、建筑石膏的特性,1）凝结硬化快： 在常温下一般几分钟（6分钟）即可初凝，30分钟内终 凝，约一周时间可完全硬化； 2）孔隙率大，体积密度小： 轻质、隔热、吸声性好；但是强度低、吸水率大； 3）具有一定的调温调湿性 4）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； 干燥时不产生收缩裂缝。,5）防火性好： 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）耐水性、抗冻性差： 软化系数为0.2
6、0.3，不宜用于室外。,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,1.5、建筑石膏的应用,与普通水泥砂浆比较,粉刷石膏的特点: 1，黏结力强,不易脱落; 2，具有呼吸功能,可调节室内空气湿度; 3，无毒无味,其配料注重健康环保; 4，凝结度快,体质轻,减少了楼层重量; 5，为新型的绿色生态建材,防火性能良好; 6，施工工序简
7、便,落地灰少,操作快捷。,室内抹灰及粉刷 特别适用于砼顶板、加气砼墙面各种保温材料的表面抹灰。,制作石膏制品,建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等. 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； （如下图的石膏板造型天花）,二、建筑石灰,人类很早就开始煅烧石灰和使用石灰，其历史可以上溯到距今五千年前。根据考古资料，在中国黄河流域多处龙山期文化遗址中（公元前28002300年），都能见到用石灰抹面的光洁坚实墙壁和地面。据用C14测定，龙山期遗址中所用的石灰已是人工煅烧制成的。,2.1、石灰的生产,千锤万凿出深山， 烈火焚烧若等闲， 粉身碎骨浑不怕， 要留清白在人间。,石灰吟 （于谦：明
8、政治家、军事家）,石灰岩，主要成分CaCO3，其次为MgCO3,生产工艺：锻烧,原料：,煅烧石灰石 或白垩,温度在900左右时,温度过高时,温度过低时,正火石灰,欠火石灰,过火石灰,因煅烧温度过高或者时间过长，孔隙率减 小，表观密度增大，结构致密，表面常被 熔融的黏土杂质形成的玻璃物质包裹，因 此过火石灰的熟化十分缓慢，导致已硬化 的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象,碳酸钙没有完全 分解，降低了石 灰的利用率,如何解决它的危害？,没有危害！,2.2、生石灰的熟化,熟化速度快，熟化 后体积增大1-2.5倍， 放热量大,生石灰+水,熟石灰,熟化方法,根据熟化时加水量的不同，石灰的方式分为两种。,1.熟化为
9、石灰膏：,将生石灰放入化灰 池中，加大量的水， 熟化成石灰乳,石灰膏要在水中放置两周以上，以消除 过火石灰的危害，此过程即为“陈伏”。,储灰坑,2.熟化为熟石灰粉：,将生石灰块分层淋适量的水，使石灰充分熟化，又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。,不同品质的石灰熟化速度不同。 对放热量大、熟化速度快的石灰要保证充足的水量，并不断搅拌，以保证热量尽快散发； 对熟化慢的石灰，加水应少而慢，保持较高的温度，促使熟化尽快完成。 在操作过程中要注意安全和劳动保护。,2.3、石灰的硬化,1、结晶过程,2、碳化过程,这两个过程都需要在空气中才能进行，所以石灰是气硬性胶凝材料。,结晶和碳化两个过程同时进
10、行，但极为缓慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。,原因,空气中CO2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，阻止了CO2的渗入，同时又使内部的水分无法析出，影响硬化过程的进行。,2.4、石灰的技术要求,2.5、常用建筑石灰的品种,1.生石灰块,由石灰石煅烧成的白色或灰色疏松结构的块状物，主要成分CaO。,块灰放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成熟石灰粉，还会再吸收空气中的CO2生成CaCO3，失去胶结能力。,贮存生石灰，要防止受潮，且不宜贮存太久。一般运到现场后，立即熟化，变贮存期为陈伏期。,2.磨细生石灰粉,表面积大，水化反应快，可不经“陈伏”
11、直接使用，提高了工效。,过火石灰因磨细加快了熟化，欠火石灰因磨细混合均匀，提高了石灰的质量和利用率,熟化与硬化过程合二为一，熟化时产生的热量能促进硬化，克服了石灰硬化慢的缺点。,3.消石灰粉,4.石灰膏,5.石灰乳,常用于粉刷墙壁,常用于配制混合砂浆、 石灰砌筑砂浆、抹面砂浆,2.6、石灰的特性和应用,Ca(OH)2粒子表 面可以吸附水膜,1.石灰的特性,良好的可塑性好及保水性,凝结硬化慢，强度低,应用：加入砂浆中，提高砂浆的可塑性，改善保水性,耐水性差,不宜用于潮湿环境及受水侵蚀部位。,石灰砂浆墙面因受潮而脱落,体积收缩大,一般不单独使用，必须掺入填充材料，以减少收缩，加快硬化,吸湿性强,传统的干燥剂,2.石灰的应用,拌制灰土或三合土,夯实后的灰土或三合土广泛用作建筑物的基础、路面或地面的垫层。,三合土用作铺筑步道砖的垫层,配制石灰砂浆、石灰乳,混合砂浆广泛用于砌筑工程,石灰砂浆广泛用作内墙、天棚的抹面砂浆,石灰乳用作简易的粉刷涂料,生产硅酸盐制品,蒸压灰砂砖,蒸压加气砼砌块,加固含水的软土地基,灰 土 桩,石灰岩,生石灰块,熟石灰粉,生石灰粉,石灰膏,石灰乳,多用来拌制灰土和三合土,使用时可以不进行陈伏,用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆,粉刷墙壁,本节小结,
