土木工程材料(氣硬性膠凝材料)

1、 膠凝材料膠凝材料 定義- 能將散粒材料或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料能將散粒材料或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料 分類- 無機膠凝材料、有機膠凝材料無機膠凝材料、有機膠凝材料 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料-只能只能也只能也只能 無機膠凝材料 水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料-不僅不僅而且而且 強 度 耐水性抗?jié)B、抗凍性 用 途氣硬性 低 差 差地面以上、干燥環(huán)境水硬性 高 好 好干燥或潮濕環(huán)境、水中氣硬性與水硬性膠凝材料的差異氣硬性與水硬性膠凝材料的差異有機膠凝材料瀝青樹脂各種水泥水硬性石灰石膏水玻璃菱苦土氣硬性無機膠凝材料膠凝材料2.12.1石石 灰灰 lime 2.1.1 石灰生產(chǎn)簡介石灰生產(chǎn)簡介原材

2、料：石灰?guī)r類（主要原材料：石灰?guī)r類（主要CaCOCaCO3 3, ,少量少量MgCOMgCO3 3）工序：煅燒工序：煅燒反應(yīng)式：反應(yīng)式： CaCO3 9001100C CaO +CO2 （少量少量 ）MgCO3 700C MgO +CO2成品分類：成品分類：鈣質(zhì)（鈣質(zhì)（MgO5%）鎂質(zhì)（鎂質(zhì)（MgO5%）塊狀生石灰、生石灰粉、消石灰粉（熟石灰粉）、塊狀生石灰、生石灰粉、消石灰粉（熟石灰粉）、 石灰漿（膏）石灰漿（膏）正品（白色疏松質(zhì)輕）、次品（過火石灰和欠火石灰）正品（白色疏松質(zhì)輕）、次品（過火石灰和欠火石灰）2.1.2 石灰的技術(shù)要求石灰的技術(shù)要求石灰的技術(shù)指標和技術(shù)標準石灰的技術(shù)指標和技術(shù)

3、標準 1 1、技術(shù)指標：、技術(shù)指標： CaO+MgO含量生石灰產(chǎn)含量生石灰產(chǎn)漿量和未消化殘渣量漿量和未消化殘渣量 CO2含量消石灰粉游離含量消石灰粉游離水含量細度水含量細度 （分優(yōu)等品、一等品、合格品）（分優(yōu)等品、一等品、合格品） 2 2、技術(shù)標準、技術(shù)標準 建筑生石灰建筑生石灰 JC/T479JC/T4799292 建筑生石灰粉建筑生石灰粉 JC/T480JC/T4809292 建筑消石灰粉建筑消石灰粉 JC/T481JC/T4819292 另：交通部門另：交通部門JTJ034JTJ03420002000將生石灰和消石灰粉化將生石灰和消石灰粉化分為分為、 三個等級三個等級2.1.3 生石灰的

4、水化和硬化生石灰的水化和硬化生石灰的水化（熟化或消解）（概念）生石灰的水化（熟化或消解）（概念） 水化（熟化）反應(yīng)式：水化（熟化）反應(yīng)式： CaO + + H2O = = Ca(OH)2+64.9kJ+64.9kJ 生石灰生石灰 熟（消）石灰熟（消）石灰 水化反應(yīng)特點：水化反應(yīng)特點：1.1.水化速度快，放熱量大水化速度快，放熱量大 2. 2.水化時體積增大（水化時體積增大（12.512.5倍）倍） 3. 3.水化反應(yīng)可逆（影響消解）水化反應(yīng)可逆（影響消解） 陳伏陳伏（概念）（概念）為消除過火石灰的危害，需將石為消除過火石灰的危害，需將石灰漿置于消化池灰漿置于消化池 中中2 23 3周，即陳伏。

5、周，即陳伏。( (陳伏期間石灰陳伏期間石灰漿表面應(yīng)保持一層水，隔絕空氣，以防碳化）漿表面應(yīng)保持一層水，隔絕空氣，以防碳化） 2.1.3 生石灰的水化和硬化生石灰的水化和硬化石灰漿的硬化（空氣中完成）石灰漿的硬化（空氣中完成）硬化機理硬化機理結(jié)晶和碳化兩種作用同時進行。結(jié)晶和碳化兩種作用同時進行。 干燥結(jié)晶作用（干燥結(jié)晶作用（Ca(OH)Ca(OH)2 2析出（由內(nèi)向外）析出（由內(nèi)向外） 碳化硬化作用（生成碳化硬化作用（生成CaCOCaCO3 3晶體）由外向內(nèi)）晶體）由外向內(nèi)） 2.1.4 石灰的特性石灰的特性1.1.保水性、可塑性好保水性、可塑性好2.2.水化時水化熱大，體積增大水化時水化熱大

6、，體積增大3.3.硬化慢，強度低硬化慢，強度低4.4.硬化時體積收縮大硬化時體積收縮大5.5.耐水性差耐水性差6.6.具較強的堿性，能與玻璃態(tài)活性氧化硅具較強的堿性，能與玻璃態(tài)活性氧化硅或活性氧化鋁反應(yīng)，生成水硬性物質(zhì)。或活性氧化鋁反應(yīng)，生成水硬性物質(zhì)。2.1.5 石灰的應(yīng)用石灰的應(yīng)用1.1.涂料，作室內(nèi)粉刷；涂料，作室內(nèi)粉刷；2.2.石灰砂漿或石灰水泥混合砂漿，作砌筑、抹面；石灰砂漿或石灰水泥混合砂漿，作砌筑、抹面；3.3.拌制灰土、三合土，用于路面基層、地面基礎(chǔ)拌制灰土、三合土，用于路面基層、地面基礎(chǔ)墊層；墊層；4.4.生產(chǎn)硅酸鹽制品；生產(chǎn)硅酸鹽制品； 5. 5.加固含水的軟土地基加固含水

7、的軟土地基（石灰樁）；（石灰樁）；6. 6. 制造靜態(tài)破碎劑和膨脹劑。制造靜態(tài)破碎劑和膨脹劑。蒸 壓1.1.涂料，作室內(nèi)粉刷；涂料，作室內(nèi)粉刷；2.2.石灰砂漿石灰砂漿, ,混合砂漿混合砂漿砌筑墻體、抹面砌筑墻體、抹面3.3.石灰土石灰土, ,三合土三合土作建筑地基、道路路基作建筑地基、道路路基4.4.硅酸鹽建筑制品硅酸鹽建筑制品 ( (綠色制品綠色制品) ) 砂砂 灰砂磚灰砂磚石灰石灰 + 粉煤灰粉煤灰 + 水水 - - 粉煤灰磚粉煤灰磚 煤矸石煤矸石 煤矸石磚煤矸石磚過火石灰膨脹裂過火石灰膨脹裂紋紋石灰網(wǎng)狀收縮石灰網(wǎng)狀收縮裂紋裂紋2.1.5 石灰的應(yīng)用石灰的應(yīng)用灰砂磚粉煤灰磚煤矸石磚2.1

8、.5 石灰的應(yīng)用石灰的應(yīng)用2.1.6 石灰的儲運石灰的儲運密閉、干燥、防潮，嚴禁與易燃易爆物品密閉、干燥、防潮，嚴禁與易燃易爆物品同放，不宜存放過久。同放，不宜存放過久。本節(jié)復(fù)習(xí)思考題1.1.何謂生石灰的熟化（消解）？伴隨熟化現(xiàn)象有何現(xiàn)象？何謂生石灰的熟化（消解）？伴隨熟化現(xiàn)象有何現(xiàn)象？2.2.生石灰熟化時必須生石灰熟化時必須“陳伏陳伏”，目的是什么？，目的是什么？ 磨細生石灰粉為什么不經(jīng)陳伏而直接使用？磨細生石灰粉為什么不經(jīng)陳伏而直接使用？3.3.在沒有檢驗儀器的條件下，欲初步鑒別一批生石灰的質(zhì)在沒有檢驗儀器的條件下，欲初步鑒別一批生石灰的質(zhì)量優(yōu)劣，量優(yōu)劣， 可采取什么簡易方法？可采取什么簡

9、易方法？4.4.為什么石灰除薄層粉刷外，均不可單獨適用？為什么石灰除薄層粉刷外，均不可單獨適用？5.5.內(nèi)墻用石灰砂漿抹面，發(fā)現(xiàn)有不規(guī)則裂紋，個別部位有內(nèi)墻用石灰砂漿抹面，發(fā)現(xiàn)有不規(guī)則裂紋，個別部位有突出的放射狀裂紋，分析各自產(chǎn)生的原因？突出的放射狀裂紋，分析各自產(chǎn)生的原因？6.6.為什么石灰經(jīng)常用于配制砂漿？為什么石灰經(jīng)常用于配制砂漿？7.7.石灰不耐水，而由它配制的灰土或三合土卻可用于基礎(chǔ)石灰不耐水，而由它配制的灰土或三合土卻可用于基礎(chǔ)墊層、道路地面基層等潮濕部位？墊層、道路地面基層等潮濕部位？8.8.古建筑中，石灰砂漿堅硬且強度較高，是否古代生產(chǎn)的古建筑中，石灰砂漿堅硬且強度較高，是否古

10、代生產(chǎn)的石灰質(zhì)量（強度）高于現(xiàn)代石灰？石灰質(zhì)量（強度）高于現(xiàn)代石灰？ 【觀察與討論】石灰砂漿的裂紋 請觀察圖，分析兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿產(chǎn)生的請觀察圖，分析兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿產(chǎn)生的裂紋有何差別，并討論其成因。裂紋有何差別，并討論其成因。1、內(nèi)外墻粉刷層爆裂、內(nèi)外墻粉刷層爆裂 【概況】【概況】上海某新村四幢六層樓上海某新村四幢六層樓19891989年年9 91111月月進行內(nèi)外墻粉刷，進行內(nèi)外墻粉刷，19901990年年4 4月交付甲方使用。此月交付甲方使用。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外墻粉刷層發(fā)生爆裂。至后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外墻粉刷層發(fā)生爆裂。至5 5月份陰月份陰雨天，爆裂點迅速增多，破壞范圍上萬平方米。雨天

11、，爆裂點迅速增多，破壞范圍上萬平方米。爆裂源為微黃色粉?；蚍哿?。該內(nèi)外墻粉刷用的爆裂源為微黃色粉?；蚍哿?。該內(nèi)外墻粉刷用的“水灰水灰”，經(jīng)了解，粉刷過程已發(fā)現(xiàn)有，經(jīng)了解，粉刷過程已發(fā)現(xiàn)有“水灰水灰”中有一些粗顆粒。對爆裂采集的微黃色爆裂物作中有一些粗顆粒。對爆裂采集的微黃色爆裂物作X X射線衍射分析，證實除含石英、長石、射線衍射分析，證實除含石英、長石、CaOCaO、Ca(OH)Ca(OH)2 2、CaCOCaCO3 3外，還含有較多的外，還含有較多的MgOMgO、Mg(OH)Mg(OH)2 2以及少量白云石。以及少量白云石。 2、石灰的選用石灰的選用【概況】【概況】某工地急需配制石灰砂漿。當(dāng)

12、時有消某工地急需配制石灰砂漿。當(dāng)時有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供選用。因石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供選用。因生石灰價格相對較便宜，便選用，并馬上加水生石灰價格相對較便宜，便選用，并馬上加水配制石灰膏，再配制石灰砂漿。使用數(shù)日后，配制石灰膏，再配制石灰砂漿。使用數(shù)日后，石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸出的膨脹性裂縫，請分析石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸出的膨脹性裂縫，請分析原因，防治措施。原因，防治措施。 2.22.2石石 膏膏gypsum 2.2.1 建筑建筑 石膏生產(chǎn)簡介石膏生產(chǎn)簡介石膏是一種以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材石膏是一種以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料料.二水石膏加熱時的變化二水石膏加熱時的

13、變化CaSO42H2OOH21CaSO24至至140的飽和水蒸的飽和水蒸氣條件下或某些鹽氣條件下或某些鹽溶液中溶液中4CaSO可溶性硬石膏可溶性硬石膏220OH21CaSO244CaSO可溶性硬石膏可溶性硬石膏320360CaSO4不溶不溶性硬性硬石膏石膏500700110170分類：建筑石膏分類：建筑石膏 高強石膏高強石膏 無水石膏水泥無水石膏水泥 高溫煅燒石膏高溫煅燒石膏建筑石膏生產(chǎn)簡介：建筑石膏生產(chǎn)簡介：原料（天然二水石膏礦石、天然原料（天然二水石膏礦石、天然 無水石膏、化無水石膏、化工石膏等）經(jīng)加熱煅燒、脫水、磨細得石膏產(chǎn)品。工石膏等）經(jīng)加熱煅燒、脫水、磨細得石膏產(chǎn)品。加熱溫度和方式不

14、同得不同類型石膏產(chǎn)品。加熱溫度和方式不同得不同類型石膏產(chǎn)品。 建筑建筑石膏為非封閉、加熱到石膏為非封閉、加熱到107170c得到。得到。建筑石膏即建筑石膏即 型半水石膏型半水石膏石膏的硬化石膏的硬化石膏粉吸濕石膏粉吸濕后受潮后受潮2.2.2 石膏的技術(shù)要求石膏的技術(shù)要求分為三個等級并有其技術(shù)指標分為三個等級并有其技術(shù)指標.易吸潮易吸潮,貯運時須防潮貯運時須防潮,儲存時間一般不超過三個月儲存時間一般不超過三個月.產(chǎn)品標記順序為產(chǎn)品標記順序為:產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱,抗折強度值抗折強度值,標準號標準號.2.2.3 建筑石膏的特性建筑石膏的特性1.1.凝結(jié)硬化快凝結(jié)硬化快, ,強度低強度低( (比石灰高比

15、石灰高) )2.2.硬化后體積微膨脹硬化后體積微膨脹(0.5(0.51.0%) 1.0%) 表面光滑細膩表面光滑細膩, ,形體飽滿密實形體飽滿密實裝飾性好裝飾性好 3.3.孔隙率大孔隙率大 則則容重小容重小, ,強度低強度低, ,保溫隔熱、吸聲性好保溫隔熱、吸聲性好, ,可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕 度；但抗?jié)B性，抗凍性差，耐水性差，吸濕性強。度；但抗?jié)B性，抗凍性差，耐水性差，吸濕性強。4.4.防火性能好，加工性能好防火性能好，加工性能好2.2.4 建筑石膏的應(yīng)用建筑石膏的應(yīng)用1.1.石膏抹灰材料石膏抹灰材料 2.2.石膏墻體材料石膏墻體材料 3.3.石膏裝飾板、浮雕藝術(shù)石膏裝飾配件石膏裝飾板

16、、浮雕藝術(shù)石膏裝飾配件紙面石膏板普通石膏板耐水石膏板耐火石膏板2.32.3水水 玻玻 璃璃sodium silicate一.水玻璃的定義 由不同比例的堿金屬和二氧化硅組成，俗稱泡花堿。常用硅酸鈉水玻璃 Na2OnSiO2。常用的n=2.62.8。二.水玻璃的生產(chǎn)濕法(液體水玻璃)； 干法(固體水玻璃)三.水玻璃的模數(shù) SiO2與Na2O的分子比 n 稱為水玻璃的模1.模數(shù)對性能影響水玻璃模數(shù)越大，硬化越快，干縮越大，粘結(jié)力愈大，強度愈高；2.密度對性能影響同一模數(shù)液體水玻璃，密度愈大，濃度愈大，粘結(jié)力愈大，強度愈高。 2.3.1 水玻璃的特性水玻璃的特性 四.水玻璃的硬化水玻璃吸收了空氣中的CO2形成了無定形硅酸。 Na2OnSiO2+ CO2 + mH2O Na2CO3 + nSiO2 mH2O 水玻璃硬化速度緩慢,需加熱促進硬化或加入Na2SiF6作為 促硬(凝)劑五.水玻璃的特性粘結(jié)力強，強度較高，耐酸、耐熱性高，耐堿性差，耐水性差粘結(jié)力強，強度較高，耐酸、耐熱性高，耐堿性差，耐水性差六六. .水玻璃的應(yīng)用水玻璃的應(yīng)用1.土壤加固；2.配制耐熱混凝土和耐熱砂漿；3.