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1、1,建 筑 材 料-胶凝材料 建筑之家,2,胶凝材料概述,定义：在一定条件下，经过自身的一系列物理、化学作用后，能将散粒或块状材料粘结成为具有一定强度的整体的材料，统称为胶凝材料。 分类：,有机胶凝材料,气硬性胶凝材料,水硬性胶凝材料,无机胶凝材料,胶凝材料,3,第一节 石 灰,原料：以碳酸钙为主的天然原料：石灰岩（limestone ）、白垩、白云质石灰岩、贝壳等。,4,原料：,石灰石,白云质石灰石,白 垩,贝 壳,5,一、 石灰的生产与分类,石灰：包含不同化学组成和物理形态的生石灰、消石灰、水硬 性石灰的统称。 将主要成分为碳酸钙的天然岩石（石灰岩、白垩等）煅烧，排除分解出的二氧化碳后，所
2、得以CaO为主要成分的产品即为生石灰。,CaO含量低，质量 等级低，利用率低,质地密实，颜色较 深，消化缓慢，容 易造成墙体开裂,石 灰,6,二、 石灰的消化与硬化,消化（熟化）：生石灰（CaO）与水作用生成氢氧化钙（熟石灰，又称消石灰）的过程。生石灰的消化反应如下： CaOH2O Ca(OH)264.9103J 石灰的消化过程会放出大量的热，熟化时体积增大12.5倍。 过烧石灰消化速度慢，易引起墙面隆起、开裂，所以使用前需洗灰陈伏。,7,石灰膏多存放在工地现场的贮灰坑中，产品含水量约为50%，表观密度为13001400kg/m3。由于过火石灰熟化缓慢，为防止过火石灰在建筑物中吸收空气中水分继
3、续熟化，造成建筑物局部膨胀开裂，石灰膏应在贮灰坑中隔绝空气存放2周以上，使生石灰熟化后再用于工程，这种过程成为“陈伏”。,8,石灰熟化示意图,陈伏：石灰浆在储灰坑内陈伏2周以上。,9,石灰的凝结硬化 胶凝材料的凝结硬化时一个连续的物理、化学变化过程，具有可塑性的胶凝材料能逐渐变成坚硬的固体物质。通常将具有可塑性的浆体逐渐失去塑性的过程，成为凝结；随着物理、化学作用的延续，浆体产生强度，并逐渐提高，最终变成坚硬的固体物质的过程，成为硬化。,10,A,B,石灰抹面裂纹比较和分析,案例分析,分析答案,11,分析：,在煅烧过程中，如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过烧石灰”。过烧
4、石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。为了消除过烧石灰的危害，保持石灰膏表面有水的情况下，在贮存池中放置一周以上，这一过程称为陈伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止Ca(OH)2与CO2发生碳化反应。 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，致使其中部分过烧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。尤其是水灰比过小，石灰过多，易产生此类裂纹。,12,三、 石灰的技术要求及特性,
5、石灰的分类及技术要求 建筑工程中所用的石灰常分三个品种：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。 根据石灰中氧化镁的含量分为： 钙质石灰：MgO5% 镁质石灰：MgO5% 钙质消石灰粉：MgO4% 镁质消石灰粉：4%MgO24% 白云石质消石灰粉：24%MgO30%,13,根据成品加工方法不同分为：,各种石灰根据其种类、成分、细度等划分为优等品、一等品及合格品。,14,石灰的特性,可塑性和保水性好：可调成石灰砂浆。 吸湿性强：是传统的干燥剂；储存时注意防潮。 凝结硬化慢，强渡低。 体积收缩大：不宜单独使用，可掺入砂、各种纤维材料等减少收缩 。 耐水性差：不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于建
6、筑物基础。,15,四、 石灰的应用,制作石灰乳涂料 石灰乳涂料可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。 掺入少量佛青颜料，可使其呈纯白色； 掺入107胶或少量水泥粒化高炉矿渣(或粉煤灰)，可提高粉刷层的防水性； 掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。 配制砂浆 石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。 为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。,保水性好,16,拌制灰土和三合土： 消石灰粉与粘土的拌合物，称为灰土，若再加入砂（或碎石、炉渣等），即成三合土。灰土和三合土在夯实或压实下，密实度大大提高，而且在潮湿的环境
7、中，粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与Ca(OH)2发生反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，使粘土的抗渗能力、抗压强度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基础、路面和地面的垫层。 制作碳化石灰板：用作非承重的内墙板、天花板等。 生产硅酸盐制品：如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。 配制无熟料水泥,17,各类石灰的用途,总结,18,一、 石膏的生产及分类,石膏的生产：原料在不同压力和温度下煅烧、脱水，再经磨细而成。,第二节 石 膏,19,石膏的分类,20,二、 建筑石膏的凝结硬化,建筑石膏与适量的水相混合，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬
8、的固体。 石膏与水搅拌后发生如下反应：,21,初凝：建筑石膏拌水后形成流动的可塑性胶凝体溶解于水中，很快形成饱和溶液，溶液中的半水石膏与水反应生成二水石膏，二水石膏胶体微粒由于溶解度低将从溶液中析出，并促使半水石膏进一步溶解，直至半水石膏全部转化为二水石膏。在这个过程中，浆体中的水分逐渐减少，浆体失去流动性，可塑性也开始下降，称为石膏的初凝。 终凝：随着水分蒸发和水化的继续进行，浆体完全失去可塑性，这个过程称为终凝。,1半水石膏； 二水石膏胶体微粒； 二水石膏晶体；交错的晶体。,建筑石膏凝结硬化示意图,22,硬化石膏的结构,23,三、 建筑石膏的技术要求及特性,建筑石膏的技术要求 外观：色白，
9、密度为2.602.75 g/cm3,堆积密度为8001100 kg/m3。 质量标准：建筑石膏按强度、细度、凝结时间指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。,石膏,24,产品标记：产品名称+抗折强度+标准号,建筑石膏的技术指标（GB 9776-88）,25,建筑石膏的特性,凝结硬化快 硬化制品的孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好 具有一定的调温调湿性 凝固时体积微膨胀 防火性好 耐水性、抗冻性差,26,四、 建筑石膏的应用,室内抹灰及粉刷 建筑石膏凝结快，用于抹灰、粉刷时需加缓凝剂及附加材料制成粉刷石膏。 粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光洁、防火、保温，并且施工方便，可实现机械化施工
10、，是一种高档抹面材料，可用于办公室、住宅等的墙面、顶棚等。,27,制作石膏制品,建筑石膏制品的种类很多。如纸面石膏板、空心石膏板、石膏砌块、装饰石膏板、石膏角线、灯圈、罗马柱等，主要用于分室墙，内隔墙、吊顶及装饰。 石膏制品质量轻，可锯、可刨、可钉，加工性能好，可连续生产，生产效率高，有广阔的发展前途。,石膏立柱,石膏吊顶,28,29,30,请观察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉作粘结或制作石膏制品。,观察与讨论,分析答案,建筑石膏粉的质量,建筑石膏粉,31,分析：,从图可见该建筑石膏粉已吸潮结粒，对凝结硬化性能及强度均有影响，已不宜使用。 由于建筑石膏粉易吸潮，影响其以后使用时的凝结硬化性
11、能和强度，长期储存也会降低强度，因此建筑石膏粉存贮时必须防潮，储存时间不得过长，一般不得超过三个月。,32,某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作装饰。使用一段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。请分析原因。,案例分析,分析答案,33,分析：,厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度下降、变形，且还会发霉。 建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。欲提高其耐水性，可于建筑石膏中掺入一定量的水泥或其它含活性SiO2、Al2O3及CaO的材料。如粉煤灰、石灰。掺入有机防水剂亦可改善石
12、膏制品的耐水性。,34,某工人用建筑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。,案例分析,分析答案,35,分析：,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。,36,第三节 水玻璃,一、水玻璃的组成和硬化 二、水玻璃的性质与应用,37,一、水玻璃的组成和硬化,组成 俗称泡花碱，是由不同比
13、例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。 建筑常用的为 钠水玻璃(Na2OnSiO2) ；钾水玻璃(K2OnSiO2) 液体水玻璃是一种具有胶体特征，又具有溶液特征的胶体溶液。,38,一、水玻璃的组成和硬化,硬化 水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝胶，并逐渐干燥脱水成为氧化硅而硬化。 由于空气中二氧化碳的浓度较低，为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠(Na2SiF6)作为促硬剂，加速二氧化硅凝胶的析出。,39,二、水玻璃的性质与应用,水玻璃在凝结硬化后，黏结力强,强度较高,耐酸性好,耐热性好,耐碱性和耐水性差。 利用水玻璃凝结硬化后的性能，在建筑工程中主要有以下几方面用
14、途： 涂刷材料表面，提高抗风化能力； 加固土壤； 配制速凝防水剂； 修补砖墙裂缝。,40,第四节 镁质胶凝材料,又称菱苦土或氯氧镁水泥；主要成分为MgO。 硬化后的主要产物为xMgOyMgCl2zH2O，其吸湿性大，耐水性差。遇水或吸湿后易产生翘曲变形，表面泛霜，且强度大大降低。因此菱苦土制品不宜用于潮湿环境。 使用玻璃纤维增强的菱苦土制品具有很高的抗折强度和抗冲击能力，其主要产品为玻璃纤维增强菱苦土波瓦。,41,1.石膏浆、石灰浆和水泥浆三种胶凝材料浆体硬化时收缩最大的是水泥浆。,课堂练习,2.一般建筑石膏适用于室外。,3.石灰陈伏是为了消除过烧石灰的危害。,4.石膏浆体的水化、凝结和硬化实
15、际上是碳化作用。,5.在水泥中，石膏加入的量越多越好。,否,是,否,是,是,否,否,是,否,是,42,太棒了！,43,继续努力哦！,44,作 业,1.材料的密度、表观密度、孔隙率之间有何关系？ 2.某砌块外形的尺寸为150mm150mm150mm，已知其孔隙率为38%，干燥质量为2488g，浸水饱和后质量为3014g。试求该砌块的密度、表观密度及质量吸水率。 3.天然岩石的主要技术性质有哪些？选用石材需考虑技术条件是什么？ 4.烧结砖为什么要对泛霜和石灰爆裂情况进行测定? 5.生石灰熟化是为什么要进行“陈伏”？,建 筑 材 料,水 泥,46,本章内容,水泥概述 5.1 硅酸盐水泥 5.1.1
16、硅酸盐水泥 5.1.2 掺混合材料的通用硅酸盐水泥 5.1.3 通用硅酸盐水泥的特性及应用 5.2 水泥的验收与储存 5.3 水泥的取样规定 5.4 水泥主要技术性质的检测方法与检测报告 5.5 通用硅酸盐水泥的质量标准 5.7 水泥石的腐蚀与防止,熟悉硅酸盐水泥的矿物组成，了解其硬化机理； 熟练掌握硅酸盐水泥等几种通用水泥的性能特点，相应的检测方法及选用原则；了解特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点； 掌握水泥的检验及质量合格标准的判定。,教学目标,47,我国水泥工业的优势 我国水泥工业的劣势,前沿讨论,48,作为主要的建筑材料，水泥产量变化客观反映了建筑业的发展。在过去的100年中，中国的建筑业以惊人的速度发展，特别是近二十年来更是盛况空前，从表中水泥产量的变化中可以得到充分证明。,我国水泥工业发展现状,我国水泥产量(106 t),新型干法产量所占比例超过50,49,水泥检测,5.1 概述 水泥是工程中广泛使用的水硬性胶凝材料，是水利水电工程混凝土结构的主要建筑材
