土木工程材料 第二章 氣硬性膠凝材料

土木工程材料

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第二章氣硬性膠凝材料2.1概述2.2石灰2.3石膏2.4水玻璃第二章氣硬性膠凝材料

2.1概述膠凝材料定義〔結(jié)合料〕——經(jīng)物理、化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料粘結(jié)為整體的材料。膠凝材料無(wú)機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料瀝青、聚合物氣硬性水硬性水泥石灰、石膏水玻璃分類：應(yīng)用：石灰——不宜用于潮濕環(huán)境〔根底〕水泥——廣泛〔枯燥、潮濕〕2.2石灰

2.2.1石灰生產(chǎn)簡(jiǎn)介

1.原料

——以CaCO3為主要成分的巖石(石灰石、白云石、白堊、貝殼等)

富含CaCO3局部MgCO3石灰石白云質(zhì)石灰石白堊貝殼

2.制備塊狀生石灰1005644實(shí)際生產(chǎn)，1000~1100℃。白色略帶灰色、多孔、輕石灰窯土窯立窯回轉(zhuǎn)窯豎窯制備工藝與產(chǎn)品磨細(xì)生石灰粉生石灰適量水熟石灰粉(過(guò)量水)消化池石灰漿膏狀石灰膏陳伏〔2~3周〕石灰石1000～1100

C3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)材料來(lái)源廣泛；生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單；本錢低廉；膠結(jié)性能好。缺點(diǎn)生產(chǎn)過(guò)程中排出大量的二氧化碳?xì)怏w，造成空氣污染。每生產(chǎn)1噸石灰，就要排出1.18噸CO22.2.2石灰分類鈣質(zhì)石灰〔MgO≤5％〕鎂質(zhì)石灰〔MgO>5％〕特點(diǎn)：熟化較慢，但硬化強(qiáng)度稍高。

按MgO含量分類CaOCa(OH)22.2.3石灰的熟化與硬化1.石灰的熟化〔消化〕CaO+H2O——Ca(OH)2+Q〔64.9KJ〕注意：消解平安措施：分層消解2.硬化1〕枯燥結(jié)晶硬化：水分蒸發(fā)，氫氧化鈣過(guò)飽和析晶——結(jié)晶強(qiáng)度產(chǎn)生2種強(qiáng)度2〕碳化：Ca〔OH〕2＋CO2＋H2O——CaCO3＋(n+1)H2O外表形成的碳酸鈣層結(jié)構(gòu)較致密水分蒸發(fā)，產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，壓密石灰粒子——附加強(qiáng)度放出水份〔出汗〕石灰漿體氫氧化鈣晶體碳酸鈣晶體石灰凝膠體石灰碳化體水孔隙水分損失碳化石灰的硬化石灰的生產(chǎn)、消解、硬化小結(jié)建筑工程中所使用的石灰通常分為三個(gè)品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。2.2.5石灰的特性〔1〕可塑性和保水性好〔2〕生石灰水化時(shí)水化熱大，體積增大〔3〕硬化緩慢〔4〕硬化時(shí)體積收縮大〔5〕硬化后強(qiáng)度低〔6〕耐水性差2.2.6石灰的應(yīng)用制作石灰乳涂料配制砂漿生產(chǎn)硅酸鹽制品拌制石灰土和三合土石灰＋粘土——石灰土(灰土)拌和

按比例5%～12%

石灰＋粘土＋砂〔爐渣/石膏〕道路的底基層、基層三合土：主要用于建筑物的地基、根底，也用于道路的基層、墊層小結(jié)：⒈不能單獨(dú)使用〔強(qiáng)度低〕〔放入砂子、麻刀、紙筋〕⒉不能直接用——產(chǎn)生病害〔膨脹、粘結(jié)和塑性差〕挖掘機(jī)正在進(jìn)行石灰土拌和石灰土三合土2.2.7石灰的運(yùn)輸、儲(chǔ)存開動(dòng)腦筋：以下兩幅圖片石灰砂漿裂縫產(chǎn)生的

原因及應(yīng)采取的措施。石灰砂漿A石灰砂漿B2.3石膏

石膏——CaSO4為主要成分。生產(chǎn)石膏膠凝材料的主要原料為天然二水石膏。分為建筑石膏和高強(qiáng)度石膏兩種。建筑上使用較多純潔的天然二水石膏呈無(wú)色透明或白色，但是天然石膏常含有各種雜質(zhì)而呈灰色、褐色、黃色、紅色、藍(lán)色等顏色。天然石膏礦纖維狀晶體天然石膏晶體天然石膏晶體天然石膏晶體石膏晶體柱2.3.1生產(chǎn)簡(jiǎn)介二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·1/2H2OCaSO4·1/2H2OCaSO4ⅢCaSO4ⅡCaSO4和CaO建筑石膏高強(qiáng)石膏可溶性石膏不溶性石膏107~170℃加熱、脫水0.13MPa、125℃蒸壓鍋170~360℃加熱、脫水400~750℃800℃β型α型二水石膏晶體形貌半水石膏晶體形貌2.3.2建筑石膏的水化、凝結(jié)硬化特點(diǎn)：極快,全過(guò)程約7～12min。

自由水水化和蒸發(fā)，石膏漿體可塑性減小，漿體變稠——凝結(jié)晶體逐漸長(zhǎng)大，漿體產(chǎn)生強(qiáng)度，直到枯燥——硬化水化凝結(jié)硬化建筑石膏初凝僅需5分鐘，終凝不超過(guò)30分鐘，1周左右完全硬化。需參加緩凝劑：動(dòng)物膠、紙漿廢液、硼砂、酒精廢液

１——半水石膏；２——二水石膏膠體微粒；３——二水石膏晶體；４——交錯(cuò)的晶體建筑石膏凝結(jié)硬化示意圖

水化初期：二水石膏晶體較少隨著水化反響進(jìn)行二水石膏晶體量增多石膏硬化體中晶體堆積體等級(jí)2h強(qiáng)度細(xì)度0.2mm方孔篩篩余/%≯凝結(jié)時(shí)間/min抗壓抗折初凝終凝優(yōu)等品4.92.55.0≮6≯30一等品3.92.110.0合格品2.91.815.02.3.4建筑石膏的特性終凝時(shí)間<30min，完全硬化約需一星期一般膨脹率約為0.05%~0.15%約達(dá)總體積的50%～60％均為微細(xì)的毛細(xì)孔可鋸、可刨、可釘、可打眼結(jié)晶水吸收熱量蒸發(fā)時(shí)在制品外表形成水蒸氣幕軟化系數(shù)小為0.3~0.45，不宜用于室外常用于室內(nèi)高級(jí)抹灰和粉刷廣泛用于高層建筑和大跨度建筑隔墻建筑石膏的應(yīng)用

〔一〕制備石膏砂漿和粉刷石膏建筑石膏室內(nèi)粉刷建筑石膏的應(yīng)用

〔二〕裝飾制品以石膏為主要原料，摻加少量的纖維增強(qiáng)材料和膠料，加水?dāng)嚢璩墒酀{體，利用石膏硬化時(shí)體積微膨脹的性能，可制成各種石膏雕塑、飾面板及各種裝飾品。如紙面石膏板、空心石膏板、石膏砌塊、裝飾石膏板、石膏腳線、燈圈、羅馬柱等，主要用于分室墻，內(nèi)隔墻、吊頂及裝飾。建筑石膏裝飾品建筑石膏的應(yīng)用

〔三〕石膏板〔1〕紙面石膏板〔2〕石膏空心條板〔3〕石膏裝飾板〔4〕纖維石膏板石膏蜂窩板、防潮石膏板、石膏礦棉復(fù)合板等，可分別用作絕熱板、吸聲板、內(nèi)墻和隔墻板、天花板、地面基層板等石膏板2.3.6石膏粉的運(yùn)輸、儲(chǔ)存

由于建筑石膏粉易吸潮、吸水，長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)降低強(qiáng)度，因此建筑石膏粉運(yùn)輸儲(chǔ)存時(shí)必須防水、防潮，儲(chǔ)存時(shí)間一般不