材料學(xué)1.7-氣硬性無機(jī)膠凝材料(DDH)

[授課時間]第

10周第

次（20年月日）[課題]膠凝材料[教學(xué)目的]1、了解膠凝材料的概念

2、了解膠凝材料的分類

3、理解各膠凝材料的特性

4、掌握各膠凝材料在建筑中的應(yīng)用[教學(xué)重點(diǎn)]各膠凝材料的特性[教學(xué)難點(diǎn)]各膠凝材料在建筑中的應(yīng)用[課型]理論課[教學(xué)方法]講述[教具][板書提綱及教學(xué)過程]1.2氣硬性無機(jī)膠凝材料1.2氣硬性無機(jī)膠凝材料一、膠凝材料

1、概念：指能將散狀材料或物體粘結(jié)成為整體并具有所需強(qiáng)度的材料。

2、依成分分類：A、有機(jī)膠凝材料（有機(jī)高分子化合物），如瀝青、樹脂等。B、無機(jī)膠凝材料（無機(jī)化合物），如氣硬性（如石膏、石灰等，只能在空氣中硬化且只能在空氣中繼續(xù)保持或發(fā)展其強(qiáng)度）、水凝性（如水泥等，能在空氣中、水中硬化且能更好的在水中繼續(xù)保持或發(fā)展其強(qiáng)度）。膠凝材料有機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料氣硬性無機(jī)膠凝材料水凝性無機(jī)膠凝材料二、石灰1、定義：由石灰石、白云石或白堊等原料，經(jīng)900～1100℃煅燒而得的以氧化鈣CaO為主要成分的氣硬性無機(jī)膠凝材料，是人類最早應(yīng)用的膠凝材料。

CaCO3=CaO+CO2

2、分類：A、塊狀生石灰：由石灰石等原料經(jīng)煅燒而得的以氧化鈣CaO為主要成分的白色疏松塊狀物。B、磨細(xì)生石灰：由塊狀生石灰磨細(xì)而成。消化時間短，直接加水即可；但成本較高、不耐儲存。C、消石灰粉：將生石灰用適量的水經(jīng)消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca(OH)2，也叫熟石灰。D、石灰膏：將生石灰和組成的具有一定稠度的膏狀物，主要成分為Ca(OH)2和水。3、生石灰熟化(水化、消化)：指生石灰與水發(fā)生水化反應(yīng)，生成Ca(OH)2的過程：

CaO+H2O=Ca(OH)2

注意：①放熱量巨大；②體積急劇膨脹（1~2.5倍）；③會發(fā)生崩裂或隆起現(xiàn)象。

（石灰中含有過火生石灰，它將在石灰漿體硬化后才發(fā)生水化作用?？蓪⑹旎氖覞{在消化池中儲存2~3周，即陳伏）

4、石灰漿的硬化：游離水分蒸發(fā)、與空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并放出水分。（墻面快速硬化：加熱或加CO2

）

Ca(OH)2+CO2=CaCO3

5、石灰的技術(shù)性質(zhì)：A、可塑性好石灰粒子形成氫氧化鈣膠體結(jié)構(gòu)，顆粒極細(xì)(粒徑約為1μm)，其表面吸附一層較厚的水膜，故其突出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的可塑性。將它摻入水泥砂漿中，配成混合砂漿，可顯著提高砂漿的和易性（可塑性）。B、硬化慢、強(qiáng)度低：石灰依靠干燥結(jié)晶以及碳化作用而硬化，由于空氣中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸鈣硬殼阻止二氧化碳向內(nèi)部滲透，也妨礙水分向外蒸發(fā)，因而硬化緩慢，硬化后的強(qiáng)度也不高，1：3的石灰砂漿28d的抗壓強(qiáng)度只有0.2～0.5MPa。在處于潮濕環(huán)境時，石灰中的水分不蒸發(fā)，二氧化碳也無法滲入，硬化將停止；加上氫氧化鈣易溶于水，已硬化的石灰遇水還會溶解潰散。因此，石灰不宜在長期潮濕和受水浸泡的環(huán)境中使用。

C、硬化時體積收縮大：石灰在硬化過程中，要蒸發(fā)掉大量的水分，引起體積顯著收縮，易出現(xiàn)干縮裂縫。所以，石灰不宜單獨(dú)使用，一般要摻人砂、紙筋、麻刀等材料，以減少收縮，增加抗拉強(qiáng)度，并能節(jié)約石灰。D、耐水性差、不易儲存：塊狀類石灰放置太久，會因吸收空氣中的水分而自動熟化成熟石會，再與空氣中的CO2作用而成為CaCO3，失去膠結(jié)能力。故儲存生石灰要防止受潮，且不宜久存。

6、生石灰的用途：A、配置砌筑沙漿：灰土（石灰+黏土）、三合土（石灰+黏土+沙）、石灰砂漿（石灰+砂）、二灰土（石灰+粉煤灰或爐灰）、二灰碎石（石灰+粉煤灰或爐灰+級配碎石）等。B、抹面沙漿：石灰沙漿（石灰+沙）等。C、石灰乳：石灰+水后變成的膏乳—非常廉價的涂料，用于內(nèi)墻和房頂?shù)乃?，美化室?nèi)和增加亮度。D、園林植物養(yǎng)護(hù)涂白：石灰+大量水稀釋后用于園林植物冬天的養(yǎng)護(hù)涂白。三、石膏

1、概念：

石膏是一種以粉末狀半水硫酸鈣（CaS04·1/2H2O）為主的氣硬性膠凝材料。如建筑石膏、高強(qiáng)石膏等。生產(chǎn)石膏的原料有天然二水石膏、硬石膏和工業(yè)副產(chǎn)品石膏。建筑中使用最多的石膏膠凝材料是建筑石膏，其次是高強(qiáng)石膏，此外還有硬石膏水泥等。作為氣硬性膠凝材料的石膏，通常是天然二水石膏經(jīng)過低溫煅燒、脫水、磨細(xì)而成。

2、石膏的種類：A、無水石膏：也叫硬石膏，結(jié)構(gòu)緊密、質(zhì)地較硬，是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料；B、天然石膏（CaS04·2H2O）：也叫生石膏或二水石膏，大部分自然石膏礦屬于生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的主要原料；C、建筑石膏（CaS04·1/2H2O）：也叫熟石膏或半水石膏，是由生石膏加工而成，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為α型半水石膏（也稱高強(qiáng)石膏）和β型半水石膏。3、建筑石膏的特征：（1）凝結(jié)硬化快。（2）硬化時體積微膨脹。石灰和水泥等膠凝材料硬化時往往產(chǎn)生收縮，而建筑石膏卻略有膨脹（膨脹率約為1%），這能使石膏制品表面光滑飽滿，棱角清晰，干燥時不開裂。（3）硬化后孔隙率較大，表觀密度和強(qiáng)度較低。（4）隔熱吸聲性能良好。（5）防火性能良好。遇火石，石膏硬化后的主要成分二水石膏中的結(jié)晶水蒸發(fā)并吸收熱量，制品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。（6）具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性（7）耐水性和抗凍性差。（8）加工性能好。石膏制品可鋸，可刨，可釘，可打眼。

4、建筑石膏的用途：石膏及其制品的微孔結(jié)構(gòu)和加熱脫水性，使之具優(yōu)良的隔音、隔熱和防火性能，常用于室內(nèi)抹灰、粉刷、制作石膏板、制作模型或雕塑、豆腐生產(chǎn)等。A、紙面石膏板

在建筑石膏中加入少量膠粘劑、纖維、泡沫劑等與水拌和后連續(xù)澆注在兩層護(hù)面紙之間，再經(jīng)輥壓、凝固、切割、干燥而成。板厚9～25毫米，干容重750～850公斤/米3，板材韌性好，不燃，尺寸穩(wěn)定，表面平整，可以鋸割，便于施工。主要用于內(nèi)隔墻、內(nèi)墻貼面、天花板、吸聲板等，但耐水性差，不宜用于潮濕環(huán)境中，在潮濕環(huán)境下使用容易生霉。防潮紙面石膏板B、纖維石膏板

將摻有纖維和其他外加劑的建筑石膏料漿，用纏繞、壓濾或輥壓等方法成型后，經(jīng)切割、凝固、干燥而成。厚度一般為8～12毫米，與紙面石膏板比，其抗彎強(qiáng)度較高，不用護(hù)面紙和膠粘劑，但容重較大，用途與紙面石膏板相同。石膏板石膏板石膏板吊頂石膏板吊頂石膏板吊頂石膏板吊頂石膏板吊頂石膏板吊頂C、裝飾石膏板

將配制的建筑石膏料漿，澆注在底模帶有花紋的模框中，經(jīng)抹平、凝固、脫模、干燥而成，板厚為10毫米左右。為了提高其吸聲效果，還可制成帶穿孔和盲孔的板材，常用作天花板和裝飾墻面。裝飾石膏板石膏浮雕花飾石膏

花線D、石膏像E、空心條板和石膏砌塊

將建筑石膏料漿澆注入模，經(jīng)振動成型和凝固后脫模、干燥而成