最新土木工程材料第二章气硬性胶凝材料精品课件.ppt
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1、材料的强度:材料的强度:外力作用下不破坏时能承受的最大应力。外力作用下不破坏时能承受的最大应力。按外力作用方式:按外力作用方式:抗压强度抗压强度、抗拉强度抗拉强度、抗弯强度抗弯强度及及抗剪强度。抗剪强度。 抗压抗压 抗拉抗拉 抗弯抗弯 抗剪抗剪一、强度、比强度一、强度、比强度1.硬度:硬度:材料表面抵抗其它较硬物体材料表面抵抗其它较硬物体压入压入或或刻划刻划的能力。的能力。回弹法回弹法测混凝土的测混凝土的抗压强度抗压强度。2.耐磨性:耐磨性:材料表面抵抗磨损的能力。材料表面抵抗磨损的能力。四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性莫氏硬度莫氏硬度(刻划,测定天然矿物)(刻划,测定天然矿物)布氏硬度、洛氏
2、硬度、维氏硬度布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度(压入法)(压入法)v评价材料是否轻质高强的指标是_,它等于_,其值越大,表明材料_.v软化系数指_,大于_ 的材料认为是耐水的。 1.绪绪 言言 1.2 材料的基本状态参数材料的基本状态参数1.3 材料的力学性质材料的力学性质1.4 材料耐久性材料耐久性1.1 概述概述材料在使用中,抵抗其材料在使用中,抵抗其自身自身和和环境环境的的长期破坏长期破坏作用,保持其作用,保持其原有性能而原有性能而不变质不变质、不破坏不破坏的性质。的性质。土木工程材料耐久性与土木工程材料耐久性与破坏因素破坏因素有关。有关。破坏因素包括破坏因素包括物理作用物理作用、化学作用化
3、学作用和和生物作用生物作用。如。如抗渗性、抗渗性、抗冻性抗冻性、冲磨气蚀冲磨气蚀、碳化碳化、化学侵蚀化学侵蚀、老化老化、钢筋锈蚀钢筋锈蚀、碱集料反应碱集料反应、腐朽腐朽、虫柱虫柱、耐热耐热、耐火耐火等。等。1.4 材料的耐久性材料的耐久性材料的耐久性:材料的耐久性:西直门立交桥承台的破坏西直门立交桥承台的破坏离岸式码头钢筋混凝土柱的腐蚀离岸式码头钢筋混凝土柱的腐蚀外墙面砖的腐蚀外墙面砖的腐蚀混凝土中钢筋的锈蚀混凝土中钢筋的锈蚀材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。水分水分分散于材料内微粒的表面分散于材料内微粒的表面削弱削弱结合力结合
4、力降低强度降低强度一、耐水性一、耐水性耐水性用耐水性用软化系数软化系数KR表示:表示: gbRffK fb材料在材料在吸水饱和状态下吸水饱和状态下的抗压强度,的抗压强度,MPa。fg材料在材料在干燥状态下干燥状态下的抗压强度,的抗压强度,MPa 。0KR1;常位于常位于水中水中或或潮湿潮湿环境的环境的重要结构:重要结构: KR 0.85(耐水材料);(耐水材料);受潮较轻受潮较轻或或次要结构:次要结构: KR 0.75。材料抵抗材料抵抗压力水(或液体)压力水(或液体)渗透的性质。渗透的性质。压力水的渗透压力水的渗透影响工程的使用影响工程的使用带入带入腐蚀性腐蚀性介质介质带出某些成分带出某些成分
5、常用常用渗透系数渗透系数(K)或或抗渗等级抗渗等级(P)来评价。来评价。二、抗渗性二、抗渗性材料在含水状态下能经受多次材料在含水状态下能经受多次冻融循环冻融循环作用而作用而不破坏不破坏,强度强度也不显著降低也不显著降低的性质。的性质。材料吸水材料吸水负温作用负温作用水水冻结成冰,体积膨胀冻结成冰,体积膨胀材料材料局部破坏局部破坏冻融循环冻融循环破坏逐步加剧破坏逐步加剧(冻融破坏)(冻融破坏)常用常用抗冻等级抗冻等级(F)来评价。来评价。三、抗冻性三、抗冻性现代工程中,对耐久性的要求愈来愈高,提出耐久性指标的现代工程中,对耐久性的要求愈来愈高,提出耐久性指标的工程设计也愈来愈多。对材料的质量评定
6、也应逐渐由强度指工程设计也愈来愈多。对材料的质量评定也应逐渐由强度指标发展为标发展为耐久性指标耐久性指标。未来工程设计中将用。未来工程设计中将用耐久性设计耐久性设计取代取代目前按强度进行的设计。目前按强度进行的设计。本章结束!本章结束!2.气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料2.1 石膏石膏2.2 石灰石灰2.3 水玻璃水玻璃概述:概述:胶凝材料的定义与分类胶凝材料的定义与分类 1.胶凝材料胶凝材料 。如:水泥、石膏、石灰、沥青等。如:水泥、石膏、石灰、沥青等。概述:概述:胶凝材料的定义与分类胶凝材料的定义与分类 2.胶凝材料的胶凝材料的分类分类胶胶凝凝材材料料有机胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料无机
7、胶凝材料基本成分为天然的或合成的基本成分为天然的或合成的有机有机高分子化合物高分子化合物,如,如沥青沥青、树脂树脂。基本成分为基本成分为无机化合物无机化合物。气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料只能只能在在空气空气中硬化、保中硬化、保持或发展强度如:石膏、持或发展强度如:石膏、石灰、水玻璃等。石灰、水玻璃等。能在空气和水中硬化、能在空气和水中硬化、保持和发展强度。如:保持和发展强度。如:水泥。水泥。 2.1 石膏石膏 建筑石膏生产简介建筑石膏生产简介石膏的技术要求石膏的技术要求建筑石膏的应用建筑石膏的应用建筑石膏的特性建筑石膏的特性一、建筑石膏生产简介一、建筑石膏生产简介1
8、.生产原理:生产原理:OHOHCaSOOHCaSOCo224170107242112122.原材料:原材料:天然二水石膏天然二水石膏。又称。又称生石膏生石膏、软石膏软石膏。分子式。分子式 。天然硬石膏天然硬石膏。主要由。主要由无水硫酸钙无水硫酸钙 组成,又名组成,又名无水石膏无水石膏。工业副产石膏工业副产石膏。如。如磷石膏磷石膏、氟石膏氟石膏、盐石膏盐石膏、苏打石膏苏打石膏。OHCaSO2424CaSO 天然二水石膏天然二水石膏 3. 在在 系统中公认的石膏相有系统中公认的石膏相有5种形态、种形态、7个变种。个变种。OHCaSO24OHCaSO242OHCaSO2421、二水石膏二水石膏型与型
9、与型半水石膏型半水石膏与与型硬石膏型硬石膏型硬膏石型硬膏石型硬石膏型硬石膏、4CaSO4CaSO4CaSO,只在,只在1180以上才存在。以上才存在。OHCaSO2421为为建筑石膏建筑石膏,又称,又称熟石膏熟石膏。 OHCaSO2421为为高强石膏高强石膏。 4.石膏的脱水转变图石膏的脱水转变图 试验室理想条件试验室理想条件高温脱水高温脱水难溶或者不溶难溶或者不溶 工业生产条件工业生产条件 二、石膏的技术要求二、石膏的技术要求产品标准:产品标准:建筑石膏(建筑石膏(GB 9776-88),分为优等品、一等品和合格品。分为优等品、一等品和合格品。建筑石膏技术指标建筑石膏技术指标技术指标技术指标
10、优等品优等品 一等品一等品 合格品合格品 抗折强度抗折强度,MPa,2.52.11.8抗压强度抗压强度,MPa, 4.93.92.9细度细度(0.2mm方孔筛筛余,方孔筛筛余,%),), 5.010.015.0凝结时间凝结时间 初凝时间初凝时间6min;终凝时间终凝时间30min。 1.凝结硬化快凝结硬化快。常温下完全水化的时间为常温下完全水化的时间为515min,终凝时终凝时间不超过间不超过30min,7d左右完全硬化。左右完全硬化。三、建筑石膏的特性三、建筑石膏的特性凝结硬化原理:凝结硬化原理: OHCaSOOHOHCaSO24224221121OHCaSO242 的的溶解度溶解度很小,约
11、很小,约半水石膏半水石膏的的1/5,很快达到饱和,很快达到饱和析出晶体,晶体析出晶体,晶体长大长大、连生连生、交错交错,并产生强度。,并产生强度。 建筑石膏凝结硬化示意图建筑石膏凝结硬化示意图石膏缓凝剂:石膏缓凝剂:硼砂硼砂、酒石酸钾钠酒石酸钾钠、柠檬酸柠檬酸、聚乙烯醇聚乙烯醇、石灰石灰活化动物骨胶或皮胶活化动物骨胶或皮胶等。等。作用:作用:降低半水石膏的降低半水石膏的溶解度溶解度和和溶解速度溶解速度。1半水石膏;半水石膏;2二水石膏胶粒;二水石膏胶粒;3二水石膏晶体;二水石膏晶体;4交错的晶体交错的晶体 胶化胶化 结晶开始结晶开始 结晶长大与交错结晶长大与交错 2.硬化时硬化时体积微膨胀体积
12、微膨胀膨胀率约为膨胀率约为1%;注模后能真实反映注模后能真实反映模子的细致纹理;模子的细致纹理;石膏制品表面光滑石膏制品表面光滑饱满、棱角清晰,表饱满、棱角清晰,表面洁白细腻,适用于面洁白细腻,适用于浇注各种浇注各种建筑花饰和建筑花饰和雕塑雕塑;干燥时不开裂干燥时不开裂。 5.防火性好防火性好石膏制品遇火时,二水石膏的结晶水石膏制品遇火时,二水石膏的结晶水蒸发蒸发,吸收热量,并,吸收热量,并在表面形成在表面形成蒸汽幕蒸汽幕和和脱水物隔热层脱水物隔热层。不宜长期靠近不宜长期靠近65以上高温的部位,以免以上高温的部位,以免脱水分解脱水分解。 3.孔隙率大,表观密度小,强度低孔隙率大,表观密度小,强
13、度低。半水石膏水化,半水石膏水化,理论需水量理论需水量18.6%,实际加水量实际加水量约为约为6080%,多余水分硬化后蒸发,留下孔隙。多余水分硬化后蒸发,留下孔隙。 4.隔热、吸声性良好。隔热、吸声性良好。孔隙率高,且为微细的毛细孔孔隙率高,且为微细的毛细孔。 7.耐水性和抗冻性差。耐水性和抗冻性差。潮湿条件潮湿条件晶粒间的晶粒间的结合力减弱结合力减弱,强度下降;,强度下降;水中浸泡水中浸泡水化物二水石膏晶体逐渐水化物二水石膏晶体逐渐溶解溶解而破坏;而破坏;吸水受冻吸水受冻空隙中水分会空隙中水分会结冰膨胀结冰膨胀破坏。破坏。提高石膏耐水性提高石膏耐水性加入加入水硬性材料水硬性材料,如水泥、矿
14、渣。,如水泥、矿渣。加入水溶性加入水溶性树脂氨基树脂氨基、密胺密胺、聚乙烯醇聚乙烯醇等等加入有机乳液,如沥青、石蜡加入有机乳液,如沥青、石蜡6.具有一定的调温调湿性。具有一定的调温调湿性。热容量大热容量大,吸湿性强吸湿性强,可以保持室内,可以保持室内“小气候小气候”均衡状态。均衡状态。8.加工性能好。加工性能好。可锯,可刨,可钉,可打眼。可锯,可刨,可钉,可打眼。 四、建筑石膏的应用四、建筑石膏的应用1.制备制备粉刷石膏粉刷石膏。2.石膏砂浆石膏砂浆。抹灰;抹灰;3.建筑石膏制品建筑石膏制品。如石膏墙板、石膏砌块;如石膏墙板、石膏砌块;4.艺术装饰石膏艺术装饰石膏。如装饰石膏板、石膏浮雕花饰、
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