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1、情境二 气硬性胶凝材料检测与应用,扬州工业职业技术学院 建筑材料教研室,胶凝材料的定义和分类,胶凝材料的定义凡在一定条件下，经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。 胶凝材料的分类,如沥青、聚合物等,胶凝材料,无机胶凝材料,有机胶凝材料,气硬性胶凝材料,水硬性胶凝材料,如：石灰、石膏、水玻璃等,无机胶凝材料,气硬性胶凝材料加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。 水硬性胶凝材料加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强
2、度。通称为“水泥”。,任务一 石灰的性能与检测,学习目标： 了解石灰的原料与生产； 理解石灰的水化（熟化）、凝结与硬化的规律； 掌握石灰的技术性质和用途。 能检测石灰的质量。,一、石灰的生产,原材料生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3。 生产工艺煅烧石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。,CaCO3 = CaO + CO2,MgCO3= MgO + CO2,900,700,生石灰,欠火石灰：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”。 过火石灰
3、：由于烧制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。,二、石灰的消化（熟化）,熟化的过程 生石灰+水 熟石灰熟化的方式 淋 灰生石灰粉（消石灰粉） 化 灰 熟石灰膏 熟化过程的特点 放出大量的热；体积膨胀1.53.5倍。 熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上防止过火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水防止石灰碳化。,MgO + H2O = Mg（OH）2CaO + H2O = Ca（OH）2 + 64.83kj,三、石灰的硬化,硬化：塑性体固体，产
4、生胶结力 机理：石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面三个同时进行的过程来完成的： 干燥砌体吸水、空气蒸发。 结晶Ca(OH)2晶体的析出：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶，晶体互相交叉连生，从而提高强度。 碳化碳化生成CaCO3：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，晶体互相交叉连生，从而提高强度。碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行 。,三、石灰的品种及技术指标,石灰的品种 按石灰中的氧化镁含量的高低分按成品的加工方法分 块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。,生石灰,钙
5、质石灰,镁质石灰,MgO5%,MgO5%,2、石灰的技术指标,石灰的质量等级建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教材。（P30表2-1/2） 石灰的特性 1.可塑性好混合砂浆 ； 2.凝结硬化慢、强度低 主要为失水硬化； 3.硬化后体积收缩大，易开裂加砂、丝麻、纸筋； 4.耐水性差 不宜用于潮湿、水侵环境 。 5.生石灰吸湿性强，保水性好；,四、石灰的应用,配制石灰砂浆和石灰乳涂料； 配制三合土和灰土； 制作碳化石灰板； 生产硅酸盐制品； 生产无熟料水泥。,灰土,三合土,四、石灰的储存,生石灰储存时间不宜过长，一般不超
6、过一个月。作到“随到随化”。 不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。,例在维修古建筑时，发现古建筑中石灰砂浆坚硬，强度较高。有人认为是古代生产的石灰质量优于现代石灰。此观点对否？为什么？ 答:错误。因为石灰的硬化包括干燥结晶硬化过程及碳化过程。但由于碳化作用是一个很缓慢的过程，表层生成的CaCO3膜层阻碍空气中CO2的渗入，此过程相当漫长。古建筑所用的石灰年代久远，碳化过程较充分，故其强度较高。,请观察下图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。,分析： 石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由
7、于石灰浆的陈伏时间不足，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。 石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。,某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因。,该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在已硬化的石灰砂浆中熟化，体积膨胀，以致产生膨胀性裂纹。,例为何石灰除粉刷外一般不单独使用石灰
8、浆? 答：因石灰的干燥收缩大，氢氧化钙颗粒可吸附大量水分，在凝结硬化中不断蒸发，并产生大的毛细管压力，使石灰浆体产生大的收缩而开裂。故除粉刷外，一般不单独使用石灰浆。,例： 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
9、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。,任务二 石膏的性能与检测,学习目标： 了解石灰的原料与生产； 理解石灰的水化（熟化）、凝结与硬化的规律； 掌握石灰的技术性质和用途。 能检测石灰的质量。,一、石膏的生产,石膏的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压力下，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如下所示：,二水石膏 CaSO42H2O,CaSO40.5H2O,CaSO40.5H2O,CaSO4 ,CaSO4 ,CaSO4 ,800,在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品
10、。,二、建筑石膏的凝结硬化,建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O 建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程； 硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。,建筑石膏+水,三、建筑石膏的技术要求,建筑石膏的质量等级建筑石膏按其细度、强度、凝结时间等指标，划分为优等品、一等品、合格品三个等级。具体指标见下表：(P31表44）,四、建筑石膏的特性,凝结硬化速度快加缓凝剂； 硬化
11、制品的孔隙率大、重量轻，强度低加筋、覆面； 导热率小、保温、吸声性好，具有一定的调温调湿性（“呼吸”功能）； 凝结硬化时体积微膨胀制品密实、表面光滑细腻； 防火性好高温结晶水脱出； 耐水、抗冻性差防水剂、铝箔覆面改性。,五、建筑石膏的应用,室内抹灰与粉刷 石膏砂浆及粉刷石膏。 生产建筑石膏制品石膏板、石膏砌块、制 作建筑雕塑和模型 。 生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中。,石膏浮雕壁画,本章小结,胶凝材料的定义和分类； 石灰、石膏都是气硬性胶凝材料，在现代建筑中的应用是很常见的建筑材料。 （1）石灰品种很多，各种石灰产品都统称石灰。石灰的强度很低，主要来源于Ca（OH）2的结晶和碳化。利用石灰的特
12、性可将其用于拌制砂浆、配制灰土和三合土、制作石灰碳化板和硅酸盐制品等。 （2）石膏的品种很多，不同品种的石膏，其生产条件不同，且性能及应用各异。建筑石膏是建筑工程中应用最多的一种石膏产品，建筑石膏凝结硬化速度很快，其技术性质要求主要表现在强度、细度、凝结时间三方面，利用它的特性可用于建筑室内抹灰及粉刷、并大量用于制作石膏制品。,请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。,石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，制使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。石灰砂浆B
13、为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。,例3-2 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？ 例3-3 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？,例3-2 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
14、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。,例：为什么石膏制品适用于室内，而不宜用于室外？答：石膏制品适用于室内，主要是它具有质轻、导热系数小，比热较大、含有较多开口孔隙，因此，有较好的吸声及调节室内温、温度作用。石膏洁白细腻、硬化时有微膨胀，因此具有较好的装饰性能。石膏制品易于加工，石膏遇火后脱出较多的结晶水，具有一定的防火性。建筑石膏制品的开口孔隙大，吸水率大，耐火性差，抗渗抗冻性均差，同时，其抗污染性能差，所以不宜用于室外。,The End!谢 谢！,
