第二章氣硬性膠凝材料

第二章氣硬性膠凝材料第1頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月膠凝材料的定義和分類膠凝材料的定義經(jīng)過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，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”第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月無機(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，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強(qiáng)度。通稱為“水泥”。第3頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月§2－1石灰第4頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、石灰的生產(chǎn)二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種三、石灰的技術(shù)性質(zhì)四、石灰的應(yīng)用五、石灰的儲(chǔ)存§2－1石灰第5頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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（石灰?guī)r）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)過程，是石灰石煅燒過程。根據(jù)煅燒程度可分為欠火石灰、正火石灰、過火石灰。CaCO3==CaO+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種生石灰的熟化熟化的過程生石灰+水熟石灰(消石灰)熟化的方式淋灰——生石灰粉（消石灰粉）化灰——熟石灰膏熟化過程的特點(diǎn)放出大量的熱；體積膨脹1～2.5倍。熟化過程的注意事項(xiàng)熟石灰在使用前必須陳伏15d以上——防止過火石灰的危害；在化灰池表面保留一層水——防止石灰碳化。MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj第7頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種石灰的硬化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。Ca（OH）2與空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強(qiáng)度逐漸提高。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(熟石灰粉)、石灰膏、石灰乳等。生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰MgO≤5%MgO＞5%第9頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月三、石灰的技術(shù)性質(zhì)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CaO＋MgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。具體指標(biāo)見教材p49。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。第10頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月四、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：灰砂磚、蒸養(yǎng)粉煤灰磚、粉煤灰砌塊和板材；生產(chǎn)無熟料水泥：石灰礦渣水泥、石灰火山灰質(zhì)水泥等。第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月五、石灰的儲(chǔ)存生石灰儲(chǔ)存時(shí)間不宜過長，一般不超過一個(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。避免受潮：以防止生石灰吸收空氣中的水分而自行熟化，然后與空氣碳化而失去膠結(jié)能力。熟石灰在使用前必須陳伏15d以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。第12頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月§2－2石膏第13頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月§2－2石膏一、石膏膠凝材料的生產(chǎn)二、建筑石膏的凝結(jié)硬化三、建筑石膏的等級(jí)與技術(shù)性質(zhì)四、建筑石膏的應(yīng)用第14頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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的溫度和壓力下，經(jīng)過煅燒、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。具體過程如下所示：二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4ⅢCaSO4ⅡCaSO4Ⅰ107～170℃加熱、脫水125℃0.13MPa蒸壓鍋170～360℃加熱、脫水400～750℃800℃β型建筑石膏α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。第15頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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：CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下：建筑石膏凝結(jié)過程，是一個(gè)溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過程；硬化過程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。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)硬化第16頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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30min第17頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月表觀密度小，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。三、建筑石膏的等級(jí)與技術(shù)性質(zhì)第18頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月五、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第19頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月§2－3水玻璃第21頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月水玻璃的生產(chǎn)Na2CO3+nSiO2＝Na2O?nSiO2+CO2固態(tài)水玻璃在0.6~0.8MPa蒸壓鍋內(nèi)加熱，溶解為無色、青綠色至棕色的粘稠液體，即液態(tài)水玻璃，為建筑工程所用。水玻璃模數(shù)n：模數(shù)大，黏度大，較難溶于水，但較易分解、硬化§2－3水玻璃1300~1400℃第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月§2－3水玻璃一、水玻璃的硬化和性質(zhì)二、水玻璃的應(yīng)用第23頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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)合而成的。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，形成無定型硅酸凝膠，并逐漸干燥硬化，具體反應(yīng)式如下：Na2O?nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2?mH20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（有毒）。水玻璃的性質(zhì)1.粘結(jié)力強(qiáng)2.耐酸性好3.耐熱性好第24頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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。第25頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月§2－4鎂質(zhì)膠凝材料第26頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月鎂質(zhì)膠凝材料——菱苦土菱苦土的生產(chǎn)鎂質(zhì)膠凝材料（氧化鎂為主要成分）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?？列园自剖癁榘咨勰?。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。第27頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月本章小結(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，其生產(chǎn)條件不同，且性能及應(yīng)用各異。建筑石膏是建筑工程中應(yīng)用最多的一種石膏產(chǎn)品，建筑石膏凝結(jié)硬化速度很快，其技術(shù)性質(zhì)要求主要表現(xiàn)在強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間三方面，利用它的特性可用于建筑室內(nèi)抹灰及粉刷、并大量用于制作石膏制品。（3）簡單了解鎂質(zhì)膠凝材料和水玻璃的特點(diǎn)與用途。第28頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月習(xí)題2第29頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、填空題

1.膠凝材料按照化學(xué)成分分為（）和（）兩類。無機(jī)膠凝材料按照硬化條件不同分為（）和（）兩類。2.建筑石膏的化學(xué)成分是（），高強(qiáng)石膏的化學(xué)成分為（），生石膏的化學(xué)成分為（

）。

答案：1.有機(jī)膠凝材料、無機(jī)膠凝材料、氣硬性膠凝材料、水硬性膠凝材料

2.（β-2CaSO4.H2O）（α-2CaSO4.H2O）（CaSO4.2H2O）

第30頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3.建筑石膏按（）、（）、（）分為（）、（）和（）三個(gè)質(zhì)量等級(jí)。4.生石灰的熟化是指（）。熟化過程的特點(diǎn)：一是（），二是（）。答案：

3.（

細(xì)度

）、（

強(qiáng)度

）、（凝結(jié)時(shí)間）（優(yōu)等品）、（一等品）、（合格品）4.（CaO+H2O=Ca(OH)2）（體積劇烈膨脹）（放出大量熱）第31頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月5.生石灰按照煅燒程度不同可分為（）、（）和（）；按照MgO含量不同分為（）和（）。6.石灰漿體的硬化過程，包含了（

）、（

）和（

）三個(gè)交錯(cuò)進(jìn)行的過程。答案：5.（欠火石灰）、（過火石灰）、（正火石灰）（鈣質(zhì)石灰）和（鎂質(zhì)石灰）。6.（干燥）、（結(jié)晶）、（碳化）

第32頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月7.石灰按成品加工方法不同分為（）、（）、（）、（）、（）五種。8.建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉按照其主要活性指標(biāo)（

）的含量劃分為（

）、（

）和（

）三個(gè)質(zhì)量等級(jí)。答案：7.

（塊狀生石灰）、（生石灰粉）、（消石灰粉）、（石灰膏）、（石灰漿）

8.（CaO+MgO）、（優(yōu)等品）、（一等品）、（合格品）第33頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月9.水玻璃的特性是（）、（）和（）。10.水玻璃的凝結(jié)硬化較慢，為了加速硬化，需要加入（）作為促硬劑，適宜摻量為（）。答案：9.（粘結(jié)力強(qiáng)）、（耐酸性好）、（耐熱性高）

10.（氟硅酸鈉）、（12％～15％）。第34頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月二、簡述題

1.簡述氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料的區(qū)別。2.建筑石膏與高強(qiáng)石膏的性能有何不同？

答：建筑石膏晶體較細(xì)，調(diào)制成一定稠度的漿體時(shí)，需水量較大，因而強(qiáng)度較低；高強(qiáng)石膏晶粒粗大，比表面積小，需水量少，硬化后密實(shí)度大，強(qiáng)度高

第35頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月3.建筑石膏的特性如何？用途如何？

4.生石灰在熟化時(shí)為什么需要陳伏兩周以上？為什么在陳伏時(shí)需在熟石灰表面保留一層水？答：因?yàn)樯抑泻幸欢康倪^火石灰，過火石灰的結(jié)構(gòu)致密，