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1、第二章气硬性无机胶凝材料(TheAir-hardeningInorganicBindingMateria1s)能凝材料的发展历史第一节石脱第二节石灰第三节菱苦土第四节水玻瑾思考题s一E第二章气硬性无机胶凝材料ee胶凝材料的发展历史(thehistoryofbindingmaterials)(C1粘土时期:距今六干多年的半坡原始公社遗址,其围墙就是用粘土建造的;古科威特城全用粘土建成,完好保持至今。而古希腊的建筑是用石块而不用任何胶结料堆砌而成。(2)石膏时期:古埃及人于公元前3600年建造金字塔时,将雪花石膏煅烧成熟石膏,再用水、河砂制成石膏砂浆,用花岗岩砌筑成146米高的正方锥体。(3)石灰
2、时期:由于石灰煅烧温度比石膏高很多,而燃料短缺,因此石灰的使用比石膏迟一些。希腊在上古时代就已使用石灰;古罗马人从古希腊学来使用石灰,砌墙的一些罗马砺浆保持至今。我国古人于公元前220年修建长城时,用石灰、砂、粘土配成三合土,酒水夯实筑成城墙。sE第二章气硬性无机胶凝材料ee胶凝材料的发展历史(thehistoryofbindingmaterials)(4)石灰火山灰时期,古希腊人用圣多伦岛的火山凝灰岑(即圣多伦土)磨细后与石灰、砂混合,所得砂浆强度高、抗水性好。古罗马人用火山凝灰岩(质量最好的产于普佐里,因而被称为普佐兰那(puzzolana,火山双质材料)加石灰制成泵浆,建造了万神殿(墙厚
3、20英尺,圆顶跨度142英尺)、水渠(总长359英里)、克罗逊斗关场、庞贝城等著名建筑。在中世纪(十二十四世纪),随着陶瓷生产的发展,人们开始将废陶瓷、碎砖瓦磨细后与石灰混合使用,并将这种人工火山灰质材料称为水泥。石灰与火山灰质材料混合使用的做法延续至今,即硅酸盐混凝土。胶凝材料的发展历史(thehistory国命(5)水硬性石灰时期,1756年,(JohnSmeaton)奉命在海上重Lighthouse),他研究了石灰火1是质量好的石灰,石灰石中均含-次揭示了水硬性石灰(hydraulic夫-派克(JosephPerker)用饰成了罗马水泥R叩ancemet)。图2.3_Smeaton建的爱
4、选斯频灯增国玟,ANewlon提供腭片E第二章气硬性无机胶凝材料胶凝材料的发展历史(thehistoryofbindingmaterials)6)波特兰水泥时期,1818年,法国人维卡(L.J.Vicat)在研究水硬性石灰中发现,用白坟与粘土加水湿磨后煅烧,能制成一种人工水硬性石灰。这可视作现代波特兰水泥(Portlandcement)制造的雌形。1824年10月21日,英国建筑工人约瑟夫.阿斯普丁(JosephAspdin)获得了生产波特兰水泥的专利。当时的波特兰水泥标号不足5MPa,而目前在50MPa左右。目前水泥有100多种。波特兰水泥的发明,开创了胶凝材料的新纪元,从此,天然石材在建筑
5、上的黄金时代就一去不复返了。第二章气硬性无机胶凝材料第一节石膏(gypsum)石彗是以硫酸钙(caIciumsulphate)为主要成分的气硬性胶凝材料。石膏具有许多优越的建筑性能,因此是一种有着悠丿发展历史和广泛应用的传统建筑材料,而且在发展新型建筑材料方面也发挥出积极作用。石膏与石灰、水泥并称三大胶凝材料。石膏是一种低能耗胶凝材料(建筑石膏的煅烧温度160200CC,石灰10001200C,水泥1450CC。,其生产能耗比水泥低78%、比石灰低65%6。第二章气硬性无机胶凝材料ee第一节石育(gypsum)一、石膏的种类(Thekindsofgypsum)石膏胶凝材料的种类有:建筑石膏、高
6、强石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石音。建筑工程中最常用的是建筑石音。按硬化特点,石音分为快硬石膏胶凝材料(建筑石膏、高强石膏和慢硬石韵胶凝材料无水石音、高温照烧石膏。能提高石膏溶解度的物质是速凝剂(accelerator)CNaCL、NasSOa、KoSO4等,能降低石瞒溶解度的物质是缓凝剂(retarder)(砌砂、纸浆废液、甲基硅酸钠等。第二章气硬性无机胶凝材料ee第一节石膏(gypsum)二、石膏的生产(Theproductionofgypsum)生产石膏胶凝材料的原料(rawmaterial)是:天然二水石亘、天然无水石膏、化工石膏(如磷石膏、氟石膏、脱硫石膏)。生产工艺(technol
7、ogy):原料一煅烧一育水一磨细一石膏胶凝材料根据加热温度和脱水条件的不同,可得到石膏的不同变体:天然二水石膏加热后形成半水石膏;继续加热形成脱水半水石膏;继续加热形成可溶性硬石膏,继续加热形成不溶性硬石膏;继续加热形成高温煅烧石膏;加热到1495IC以上,石膏分解成CaO、SO,Ou。第二章气硬性无机胶凝材料ee天然二水石胺CasOy.2K50常压下加热到107-170乙在013MP压力,125乜饵和蔻视下晶带重排8型升水石肉F-CaSOt。05HD型半水石膏a-CaSOa,05Ho失去结吾水In0-ig0C但无晏恕重排200-210CB型胺水半水石育F-CaSC+巾Q型脱水半水石筠Q-Ca
8、SD*晏菲重排320-360C200C以上R型可溶性硬石肉-CaSC山气型可洪性砌石答0-CasC(皿400-800认不滨性硬石膏CaSOt)1495亿800-1000CCa0、S0:、0“一一一一一高湘焖烯石肉CaSOd1)第二章气硬性无机胶凝材料ee第一节石膏(gypsum)三、建筑石膏的硬化机理(ThehardeningmechanismofplasterofParis)建筑石韵与适量水混合,成为具有一定流动性和可塑性的石膏浆。此时,半水石膏与水反应,生成二水石膏并放出热量(放热量为石灰的五分之一)。二水石膏从过饱和溶液中不断以胶体微粒析出,半水石膏不断水化,浆体中水分逐渐减少,使浆体失去可塑性,产生凝结(setting);随着水分进一步减少,石育胶体濮聚平逐渐转变成晶体,晶体长大并相互搭接、交错、连生,使浆体产生强度并不断增长,称为硬化(hardening)。
