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1、第二章 气硬性胶凝材料（Air hardening inorganic binding materials ）,李东方主讲,建筑材料,绪论材料的基本性质气硬性胶凝材料水泥混凝土建筑砂浆烧结砖建筑钢材建筑塑料沥青材料木材,胶凝材料,自身物理化学作用,（能胶结其它物料）,坚强固体,塑性浆体,胶,凝,气硬性只能在空气中凝结硬化, 保持并继续提高强度。 无机胶凝材料 水硬性不仅能在空气中,而且能在水 中更好凝结硬化，保持并继续提高强度。,分类,如石灰、石膏等只适用于地上或干燥环境,如各种水泥，既适用于地上，也可用于地下或水中环境,2.1石灰(lime)2.2石膏(gypsum),于谦（1398年5月1
2、3日1457年2月16日），汉族。字廷益，浙江钱塘人，明朝名臣，民族英雄。,石灰吟明 于谦千锤万凿出深山， 烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕， 要留清白在人间。 石灰吟是我国明朝时期的民族英雄、政治家于谦的一首托物言志诗，该作品因反映了诗人廉洁正直的高尚情操而闻名遐迩，脍炙人口。作者以石灰作比喻，表达自己为国尽忠，不怕牺牲的意愿和坚守高洁情操的决心。这首诗的价值就在于处处以石灰自喻，咏石灰即是咏自己磊落的襟怀和崇高的人格。表达自己要和石灰一样，不怕艰难、不惜牺牲、坚守清白，决心在艰苦中磨练，坚守清白，准备为社会贡献自己的全部力量的不平凡抱负。,于谦少年立志，七岁的时候，有个和尚惊奇于他的相貌，说
3、：“这是将来救世的宰相呀。”十七岁时于谦即写下明志诗石灰吟。永乐十九年（1421年）成为进士。宣德元年（1426年），汉王朱高煦在乐安州起兵谋叛，于谦随宣宗朱瞻基亲征。待高煦出降，宣宗命于谦口数其罪。于谦正词崭崭，声色震厉。高煦伏地战栗，承认自己罪该万死，宣宗大悦。后授御史，官至兵部侍郎，巡抚河南、山西，深入里巷访问父老，赈济灾荒，筑堤植树，将镇将私垦的田全部收为官屯，以补助边境经费。前后在任十九年，声名远播，被百姓誉为“于青天”、“于龙图”。 正统十四年（1449年）秋，瓦剌也先大举侵犯边疆，宦官王振建议英宗亲征。八月英宗在土木堡之变被瓦剌俘虏，京师震动。皇弟郕王朱祁钰监国，将于谦擢为兵部尚
4、书，全权负责筹划京师防御。当时朝廷中有些人主张向南迁都避敌，于谦挺身而出，驳斥了各种投降主义的论调，提出“社稷为重，君为轻”，坚持保卫北京，继续抗敌。九月郕王即帝位，为明代宗。十月，也先挟持英宗破紫荆关威胁京师，于谦分遣诸将列阵九门迎敌，并亲自督战，击毙也先弟孛罗及平章卯那孩，取得京师保卫战的胜利。 景泰元年（1450年），也先请求议和，同意归还英宗。八月，明朝接回英宗，安置南宫，称太上皇。当时闽浙有叶宗留、邓茂七，广东有黄肃养分别叛乱，湖广、广西、贵州等地均有少数民族作乱，都被于谦平定。 景泰八年，将军石亨、宦官曹吉祥等，趁景帝病重，发兵拥立英宗复辟。英宗复位后，石亨和曹吉祥等诬陷于谦制造不
5、轨言论，要另立太子，唆使科道官上奏。都御史萧维祯审理案件，判定于谦犯谋逆罪，判处死刑。英宗以于谦对国家有功，不忍心杀他，徐有贞奏道：“不杀于谦，此举为无名”遂以“意欲”谋逆罪处死，其子于冕充军，发戍山西龙门，其妻张氏发戍山海关。明史载于谦“死之日，阴霾四合，天下冤之”，籍没时家无馀资。锦衣卫发现于谦的正屋大锁牢牢锁著，里面放着皇帝御赐的蟒衣、剑器，看了也忍不住落泪。成化年间，其子于冕获赦，上疏为父平反，明宪宗亲自审理，弘治二年（1489年），赠特进光禄大夫、柱国、太傅，谥“肃愍”。葬于杭州西湖三台山麓，赐祠于其墓曰“旌功”。万历年间，明神宗改谥号“忠肃”。留有于忠肃集。后世尊于谦为民族英雄。,
6、（1）制备石灰的原料,天然碳酸岩类岩石 石灰石、白云石、白垩主要成分 CaCO3,（2）石灰的煅烧,煅烧石灰的高炉,经高温煅烧，石灰石主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：,质轻色匀,100,100,56,44,1015,8590,将生石灰经不同加工可得：,生石灰粉（由块状生石灰磨细生成）,消石灰粉（将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末）,石灰膏（块状生石灰用过量水消化或将消石灰粉和水拌和所达到一定稠度的膏状物，主要成分为Ca(OH)2和水）,（3）石灰熟化,工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消（熟）石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，又
7、称“熟化”：,CaO (生石灰) H2O Ca(OH)2(熟石灰)64.9kJ,速度快；放热量大；需水量大；体积膨胀大,水化特点,（1）建筑生石灰和建筑生石灰粉的技术要求,（3）建筑消石灰粉的技术要求,建筑生石灰（JC/T479-92） CaO+MgO含量、CO2含量、未消化残渣量及产浆量（L/kg）。钙质生石灰、镁质生石灰各三等：优等品、一等品和合格品三个等级。,（2）建筑生石灰粉的技术要求,建筑生石灰粉（JC/T480-92） CaO+MgO含量、CO2含量、细度。钙质生石灰、镁质生石灰各三等：优等、一等及合格品。,建筑消石灰粉（JC/T481-92） CaO+MgO含量、游离水、体积安定
8、性及细度。钙质消石灰粉、镁质及白云石消石灰粉各三等：优等、一等、合格品。,石灰加水后，放出大量的热，体积膨胀，质纯且煅烧良好的石灰体积增大.倍。但石灰中常含有过火石灰，熟化缓慢，浆体硬化后过火仍在熟化，体积膨胀，导致硬化浆体开裂。消除办法“陈伏”两星期。,Ca(OH)2,CO2,致密的CaCO3薄膜,H2O,由于石灰浆中存在大量的游离水分，硬化时大量水分蒸发，导致毛细管失水紧缩，引起显著的体积收缩变形使硬化的石灰浆体出现干缩裂纹。不适宜单独使用，通常加骨料（如砂子）或纤维材料（如麻刀、纸筋等）。,生石灰消化时理论用水量为生石灰质量的32.13%。但消化时产生大量的热会使部分水被蒸发，故消化时需
9、过量水，多余水消化后蒸发，留下大量孔隙，因而硬化石灰表观密度小，强度低。,由于石灰浆硬化慢，强度低，在石灰硬化体中，含有大量的Ca(OH)2，Ca(OH)2易溶于水，这会使硬化的石灰体遇水后产生溃散，故石灰不宜用于潮湿环境。,Ca(OH)2+CO2+nH20=CaCO3+(n+1)H2O,生石灰,石灰石,熟石灰,煅烧,消化,硬化,CaCO3,CaO,Ca(OH)2,2.1石灰(lime)2.2石膏(gypsum),石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。生产石膏的主要原料：天然二水石膏（又称软石膏或生石膏）、工业废石膏等。 生产过程：,二水石膏（生石膏）,破碎,煅烧,磨细,半水石膏（熟石膏）
10、,由于加热温度和方式不同可以得到不同性质的石膏产品：,107170,125，0.13MPa,可溶性石膏(CaSO4）,死烧石膏（CaSO4）,与水调节仍可以硬化。当温度升高至200250，石膏中仍含有少量水凝结硬化慢遇水后仍生成半水或二水石膏,它难溶于水失去凝结硬化能力，但加入激发剂混合磨细又重新具有水化硬化能力，成为无水石膏水泥,CaO,高温煅烧石膏，水化硬化后有较高强度和抗水性,107170,170200,400,800,半水石膏(CaSO40.5H2O）,二水石膏(CaSO42H2O）,建筑石膏白色，密度2.062.75g/cm3，堆积密度8001100kg/m3。,由于石膏粉易吸潮，会
11、影响以后使用的凝结硬化的性能和强度，储存时要防潮，且时间不能过长，一般不超过三个月。,建筑石膏技术要求（GB977688）,1、凝结硬化快,石膏凝结硬化示意图,半水石膏,二水石膏,二水石膏晶体,交错的晶体,半水石膏(晶体),促进,流动性可塑性,有部分可塑性,具有强度硬化浆体,6min,30min,开始失去塑性,完全失去塑性,终凝,初凝,加水,2、硬化时体积微膨胀,石灰和水泥等胶凝材料硬化时产生收缩，而石膏略微膨胀（膨胀系数0.050.15%），这使表面光滑饱满，棱角清晰，干燥时不开裂。,石膏在使用时，为了获得良好的流动性，加入的水比需要的水多。理论需水量为18.6%，而实际加水量60%80%，
12、石膏凝结后，多余水分蒸发，在硬化的石膏体内留下大量孔隙（孔隙率高达50%60%），所以表观密度小，强度低。,3、硬化后孔隙率较大，表观密度和强度降低,石膏硬化体孔隙率高，且均为毛细孔，所以导热系数小，声音传导和反射能力下降。,4、隔热、吸声性良好,5、耐火性差、防火性能良好,遇火时，石膏硬化后的二水石膏中的结晶水蒸发吸收热量，制品表面形成水蒸气膜，阻碍火势蔓延 。,建筑石膏热容大、吸湿性强，对室内的湿度温度有一定的调节能力。,6、具有一定的调温调湿性,7、耐水性和抗冻性差,建筑石膏吸湿、吸水性大，在水中石膏晶体粘和力减弱，二水石膏溶解引起溃散；石膏中的水分受冻结冰后产生崩裂。,8、可加工性能好,石膏制品可锯、可刨、可打钉眼。,1、石膏腻子、砂浆 和涂料 2、建筑装饰制品 3、各类石膏板,生石膏,总结,煅烧,熟石膏,水化硬化,思考：石灰石膏之所以是气硬性胶凝材料而不具水硬性的原因？,本章小结,主要内容：胶凝材料分类及含义 建筑石灰和石膏的生产、凝结硬化、 技术要求、性质及应用。重点：胶凝材料（气硬性胶凝材料、水硬性胶凝 材料）的概念及应用； 建筑石灰和石膏凝结硬化机理、特点及应用。,THE END,
