建筑材料3(史長(zhǎng)瑩)

1、第3章 氣硬性膠凝材料Air Hardening Cementitious Materials黑龍江大學(xué)水利電力學(xué)院史長(zhǎng)瑩膠凝材料的定義和分類膠凝材料的定義 經(jīng)過(guò)一系列的物理和化學(xué)變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來(lái)，形成為一個(gè)整體的材料。膠凝材料的分類如瀝青、聚合物等膠凝材料無(wú)機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通稱為“水泥”無(wú)機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，只能在空氣中凝結(jié)硬化，而不能在水中硬化的膠凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、鎂質(zhì)膠凝材料等。水硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，不僅能在干燥空氣中凝結(jié)硬化，而且能更

2、好地在水中硬化，保持或繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度。通稱為“水泥”。3.1 石 灰3.1 石灰3.1 .1石灰的生產(chǎn)原材料 生產(chǎn)石灰的原材料包括天然石灰石和化工副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3。生產(chǎn)工藝煅燒 石灰生產(chǎn)過(guò)程，是石灰石煅燒過(guò)程。根據(jù)煅燒程度可分為欠火石灰、正火石灰、過(guò)火石灰。 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO2900700生石灰3.1 石灰3.1.2 石灰的熟化熟化的過(guò)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 熟石灰膏熟化過(guò)程的特點(diǎn)放出大量的熱；體積膨脹1.53.5倍。熟化過(guò)程的注意事項(xiàng) 熟石灰在使用前必須陳伏15d以上防止過(guò)火石灰的危害；

3、在化灰池表面保留一層水防止石灰碳化。 MgO + H2O = Mg（OH）2 CaO + H2O = Ca（OH）2 + 64.9kj3.1 石灰3.1.3 石灰的硬化 Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體互相交叉連生，從而提高強(qiáng)度 結(jié)晶 Ca（OH）2空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強(qiáng)度逐漸提高 碳化3.1.4 石灰的品種 按石灰中的氧化鎂含量的高低分 按成品的加工方法分塊狀生石灰、磨細(xì)生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰MgO5%MgO5%3.1 石灰3.1.5石灰的質(zhì)量等級(jí) 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分為優(yōu)

4、等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。具體指標(biāo)見教材。3.1.6 石灰的特性1.可塑性好；2.生石灰吸濕性強(qiáng)，保水性好；3.凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低 ；4.硬化后體積收縮大，易開裂；5.耐水性差 。3.1 石灰3.1.7石灰的應(yīng)用配制石灰砂漿和石灰乳；配制三合土和灰土；制作碳化石灰板；生產(chǎn)硅酸鹽制品；生產(chǎn)無(wú)熟料水泥。3.1 石灰3.1.8石灰的儲(chǔ)存生石灰儲(chǔ)存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般不超過(guò)一個(gè)月。作到“隨到隨化”。不得與易燃、易爆等危險(xiǎn)液體物品混合存放和混合運(yùn)輸。熟石灰在使用前必須陳伏15d以上，以防止過(guò)火石灰對(duì)建筑物產(chǎn)生的危害。3.2 石 膏3.2.1 石膏膠凝材料的生產(chǎn) 石膏膠凝材料的生產(chǎn)通常是把二水石膏在一定

5、的溫度和壓力下，經(jīng)過(guò)煅燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成。 在不同的煅燒溫度下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過(guò)程如下所示：二水石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4 107170加熱、脫水125 0.13MPa蒸壓鍋170360加熱、脫水400750800型建筑石膏型高強(qiáng)石膏可溶性石膏不溶性石膏高溫煅燒石膏在常溫下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高強(qiáng)石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品。3.2.2 建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下： CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過(guò)程可以表示如下：

6、建筑石膏凝結(jié)過(guò)程，是一個(gè)溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過(guò)程； 硬化過(guò)程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過(guò)程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實(shí)，從而使石膏晶體逐漸硬化。建筑石膏+水漿 體凝 結(jié)硬 化3.2.3 建筑石膏的等級(jí)與技術(shù)性質(zhì)建筑石膏的質(zhì)量等級(jí) 建筑石膏按其細(xì)度、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等指標(biāo)，劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個(gè)等級(jí)。具體指標(biāo)見下表：技術(shù)指標(biāo)名稱優(yōu)等品一等品合格品強(qiáng)度抗折強(qiáng)度2.52.11.8抗壓強(qiáng)度4.93.92.9細(xì)度（0.2mm方孔篩篩余）5.010.015.0凝結(jié)時(shí)間初凝不早于6min，終凝不遲于30min3.2.4 建筑石膏的技術(shù)性

7、質(zhì)表觀密度小，強(qiáng)度較低；凝結(jié)硬化快；孔隙率大，熱導(dǎo)率?。荒Y(jié)時(shí)體積產(chǎn)生微膨脹；吸濕性強(qiáng)，耐水性差；具有較好的防火性能。3.2.5 建筑石膏的應(yīng)用室內(nèi)抹灰與粉刷生產(chǎn)建筑石膏制品生產(chǎn)水泥時(shí)作為緩凝劑加入水泥中3.3 水玻璃3.3.1 水玻璃的硬化和性質(zhì) 水玻璃又稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。水玻璃的硬化 液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳，形成無(wú)定型硅酸凝膠，并逐漸干燥硬化，具體反應(yīng)式如下： Na2OnSiO2+ CO2+mH2ONa2CO3 + nSiO2mH20 為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入12%15%的促硬劑氟硅酸鈉。水玻璃的性質(zhì) 1.粘結(jié)力

8、強(qiáng) 2.耐酸性好 3. 耐熱性好3.3.2 水玻璃的應(yīng)用涂刷或浸漬材料；加固地基；修補(bǔ)裂縫、堵漏；配制耐酸砂漿和耐酸混凝土；配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。3.4 鎂質(zhì)膠凝材料鎂質(zhì)膠凝材料菱苦土菱苦土的生產(chǎn) 鎂質(zhì)膠凝材料是將菱鎂礦或白云石經(jīng)煅燒、磨細(xì)而制成。煅燒的菱苦土為白色或淺黃色粉末。苛性白云石為白色粉末。菱苦土的水化硬化 一般與MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，強(qiáng)度高。但吸濕性強(qiáng)，耐水性差。形成的水化產(chǎn)物主要為氯氧化鎂和氫氧化鎂。菱苦土的應(yīng)用 生產(chǎn)木屑地板、木絲板、刨花板等。 菱苦土板材用于機(jī)械包裝材料，可以節(jié)約大量木材。 只能用于干燥狀態(tài)下，而不能受潮、遇水或酸性介質(zhì)侵蝕的部位。本章小結(jié)膠凝材料的定義和分類；石灰、石膏、鎂質(zhì)膠凝材料、水玻璃都是氣硬性膠凝材料，在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用是很常見的建筑材料。（1）石灰品種很多，各種石灰產(chǎn)品都統(tǒng)稱石灰。石灰的強(qiáng)度很低，主要來(lái)源于Ca（OH）2的結(jié)晶和碳化。利用石灰的特性可將其用于拌制砂漿、配制灰土和三合土、制作石灰碳化板和硅酸鹽制品等。（2）石膏的品種很多，不同品種的石膏