东北农业大学水利与土木工程学院建筑材料课件第二章教学资料.ppt

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1、东北农业大学水利与土木工程学院建筑材料课件 第二章 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望教学重点与难点教学重点与难点2.12.1气硬性无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料2.22.2水硬性无机胶凝材料水硬性无机胶凝材料第二章第二章无机胶凝材料无机胶凝材料总目录总目录 上一页上一页 下一页下一页泰姬陵西安大雁塔敦煌雷峰塔雷峰塔 索非亚教堂索非亚教堂巴伐利亚国家剧院大门巴伐利亚国家剧院大门教学重点与难点教学重点与难点1.1.掌握建筑材料的基本力学性质和有关参数掌握

2、建筑材料的基本力学性质和有关参数2.2.掌握石灰、石膏的特性、技术性质要求和应用掌握石灰、石膏的特性、技术性质要求和应用3.3.掌握硅酸盐水泥的概念和生产掌握硅酸盐水泥的概念和生产4.4.掌握硅酸盐水泥凝结硬化概念、过程和阶段掌握硅酸盐水泥凝结硬化概念、过程和阶段总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页5.5.了解硅酸盐水泥腐蚀的概念及类型了解硅酸盐水泥腐蚀的概念及类型 6.6.了解普通硅酸盐水泥的概念、技术性质和要求了解普通硅酸盐水泥的概念、技术性质和要求7.7.了解掺混合材料硅酸盐水泥的概念、技术性质了解掺混合材料硅酸盐水泥的概念、技术性质和要求和要求8.8.掌握水泥强度等级

3、、品种的选用依据以及水泥掌握水泥强度等级、品种的选用依据以及水泥保管的注意事项保管的注意事项 总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页v胶凝材料又称胶结材料，它能将散粒或块状材料胶凝材料又称胶结材料，它能将散粒或块状材料粘结成整体并具有一定的强度，在建筑工程中应粘结成整体并具有一定的强度，在建筑工程中应用极其广泛。用极其广泛。v胶凝材科按化学性质不同可分为有机胶凝材料和胶凝材科按化学性质不同可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类。无机胶凝材料两大类。v1.1.有机胶凝材料：是以天然或合成高分子化合物有机胶凝材料：是以天然或合成高分子化合物为基本组成的一类胶凝材料，如沥青；为基本组

4、成的一类胶凝材料，如沥青；v2.2.无机胶凝材料：是以无机化合物为主要成分的无机胶凝材料：是以无机化合物为主要成分的一类胶凝材料。无机胶凝材料按硬化条件的不同一类胶凝材料。无机胶凝材料按硬化条件的不同分为气硬性和水硬性胶凝材料两大类。分为气硬性和水硬性胶凝材料两大类。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页气硬性胶凝材料只气硬性胶凝材料只能在能在空气中硬化空气中硬化，且只能在空气中保且只能在空气中保材或发展其强度。材或发展其强度。水硬性不仅在水硬性不仅在空气中空气中，而且能更好的在而且能更好的在水中水中硬化硬化，并保持、发展，并保持、发展其强度。其强度。石灰石灰水泥水泥总目录总目

5、录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页2.12.1气硬性无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料(air-setting inorganic cementation materials)(air-setting inorganic cementation materials)一、石灰（一、石灰（limelime）（一）石灰的生产（一）石灰的生产(production of lime)(production of lime)1.1.原料原料（1 1）以）以CaCOCaCO3 3为主要成分的矿物和岩石（如方解石、为主要成分的矿物和岩石（如方解石、石灰岩、大理岩等）；石灰岩、大理岩等）；（2 2）化工副

6、产品，例如用碳化钙（电石）制取乙炔）化工副产品，例如用碳化钙（电石）制取乙炔时产生的电石渣（电石渣的主要成为时产生的电石渣（电石渣的主要成为Ca(OH)Ca(OH)2 2 ）总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页块状石灰块状石灰石灰石石灰石总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页v2.2.生产过程：生产过程：v将生产石灰的原料经过将生产石灰的原料经过1000100012001200的高温锻烧，的高温锻烧，就可以得到生石灰：就可以得到生石灰：CaCOCaCO3 3煅烧煅烧CaOCaOCOCO2 2石灰生产过程，是石灰石石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度煅烧

7、过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。灰、过火石灰。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页v以上反应是可逆的，反应的方向取决于锻烧温度和反应体系中以上反应是可逆的，反应的方向取决于锻烧温度和反应体系中的分压。的分压。v锻烧温度为锻烧温度为900900左右，左右，v实际生产中，为了加快分解反应速度，反应温度常控制在实际生产中，为了加快分解反应速度，反应温度常控制在1000100012001200。v由于石灰岩的致密程度、杂质含量、块体大小、窑中温度不均由于石灰岩的致密程度、杂质含量、块体大小、窑中温度不均匀等原因，会生成一部分欠火石灰和过火石

8、灰。匀等原因，会生成一部分欠火石灰和过火石灰。v欠火石灰中含有未分解的石灰石，欠火石灰中含有未分解的石灰石，v过火石灰则由于温度过高，其结构紧密，且在石灰颗粒表面形过火石灰则由于温度过高，其结构紧密，且在石灰颗粒表面形成釉状物，以致于熟化十分缓慢，往往在已经硬化的制品中形成釉状物，以致于熟化十分缓慢，往往在已经硬化的制品中形成崩裂和隆起。成崩裂和隆起。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页3.3.石灰的主要成分石灰的主要成分生石灰中除了以为主要成分外，还含有少量的生石灰中除了以为主要成分外，还含有少量的（因为生石灰的原料中含有少量的）。（因为生石灰的原料中含有少量的）。当生石灰

9、中的含量当生石灰中的含量5 5时，称为钙质石灰；时，称为钙质石灰；当生石灰中的含量当生石灰中的含量5 5时，称为镁质石灰时，称为镁质石灰生石灰生石灰 CaOCaO熟石灰熟石灰 CaCa（OHOH）2 2总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（二）石灰的熟化（二）石灰的熟化(lime slaking)(lime slaking)1.1.概念概念v建筑施工使用石灰时，通常将生石灰加水使之消建筑施工使用石灰时，通常将生石灰加水使之消解为熟石灰解为熟石灰Ca(OH)Ca(OH)2 2，这个过程称为石灰的，这个过程称为石灰的“熟熟化化”（或石灰的消解）。其化学反应式为：（或石灰的消解）。

10、其化学反应式为：v生石灰的熟化为放热反应，熟化时体积膨胀生石灰的熟化为放热反应，熟化时体积膨胀1.51.53 3倍左右。含有杂质或锻烧不良的生石灰体积增大倍左右。含有杂质或锻烧不良的生石灰体积增大1.51.5倍左右，锻烧良好质纯的生石灰体积增大倍左右，锻烧良好质纯的生石灰体积增大3 3倍倍左右。左右。储灰坑储灰坑总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页石灰消解作用的快慢有很大的差异。块小多孔的石石灰消解作用的快慢有很大的差异。块小多孔的石灰容易与水接触，消解速度较快；钙质石灰比镁质灰容易与水接触，消解速度较快；钙质石灰比镁质石灰消解速度快；过火石灰消解速度慢；杂质含量石灰消解速度

11、快；过火石灰消解速度慢；杂质含量多，消解速度也慢。多，消解速度也慢。2.2.分类分类v根据根据石灰消解速度的快慢石灰消解速度的快慢，石灰可分为：，石灰可分为：快熟石灰快熟石灰 熟化速度在熟化速度在10min10min以内；以内；中熟石灰中熟石灰 熟化速度在熟化速度在10min10min30min30min慢熟石灰慢熟石灰 熟化速度在熟化速度在30min30min以上。以上。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页石灰为什必须陈伏？石灰为什必须陈伏？陈伏：陈伏：为了保证石灰完全消解，石灰浆必为了保证石灰完全消解，石灰浆必须在池中保存两星期以上，这个过程称为须在池中保存两星期以上，这

12、个过程称为“陈伏陈伏”。陈伏的目的是为了消除过火石。陈伏的目的是为了消除过火石灰的危害。（由于生石灰中的过火石灰结灰的危害。（由于生石灰中的过火石灰结构紧密，所以熟化速度极慢，若熟化不充构紧密，所以熟化速度极慢，若熟化不充分，使用后过火石灰在抹灰层中仍能熟化，分，使用后过火石灰在抹灰层中仍能熟化，产生体积膨胀，使抹灰层表面隆起和开裂。）产生体积膨胀，使抹灰层表面隆起和开裂。）注意：注意：陈伏期间石灰浆表面应保持一层水陈伏期间石灰浆表面应保持一层水分，使之与空气隔绝，以防止碳化。分，使之与空气隔绝，以防止碳化。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页4.4.熟化产物熟化产物（1 1

13、）熟石灰粉：）熟石灰粉：在生石灰中均匀加在生石灰中均匀加入适量水，就得到入适量水，就得到分散的颗粒细小的分散的颗粒细小的熟石灰粉。工地上熟石灰粉。工地上调制熟石灰粉时常调制熟石灰粉时常用淋灰方法用淋灰方法（2 2）石灰膏：在生石灰中）石灰膏：在生石灰中加入过量的水（约为块灰质加入过量的水（约为块灰质量的量的2.52.53 3倍），得到的浆倍），得到的浆体的石灰乳，石灰乳沉淀后体的石灰乳，石灰乳沉淀后除去表层多余水分后，得到除去表层多余水分后，得到的膏状物称为石灰膏。工地的膏状物称为石灰膏。工地上调制石灰是在化灰池中进上调制石灰是在化灰池中进行的。行的。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页

14、下一页下一页（三）石灰的硬化（三）石灰的硬化(lime hardening)(lime hardening)v石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的。进行的过程来完成的。1.1.结晶硬化：水分蒸发，氢氧化钙从饱和溶液中逐结晶硬化：水分蒸发，氢氧化钙从饱和溶液中逐渐结晶出来；渐结晶出来；2.2.碳化硬化：实际上是空气中的二氧化碳与水生成碳化硬化：实际上是空气中的二氧化碳与水生成碳酸，然后再与氢氧化钙反应生成碳酸，然后再与氢氧化钙反应生成CaCOCaCO3 3，析出多，析出多余水分并蒸发，其反应式为：余水分并蒸发，其反应式为：总目录总

15、目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页石灰硬化收缩产生的裂缝石灰硬化收缩产生的裂缝石灰石灰总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页3.3.注意注意（1 1）碳化硬化过程不）碳化硬化过程不能在没有水分的干燥能在没有水分的干燥条件下进行，而且只条件下进行，而且只限于在石灰浆体表面限于在石灰浆体表面缓慢进行（由缓慢进行（由于含量有限于含量有限反应缓反应缓慢）；慢）；（2 2）结晶硬化则主要）结晶硬化则主要在石灰浆体的内部进行。在石灰浆体的内部进行。可见，石灰浆体的硬化可见，石灰浆体的硬化是由表里两种作用形成是由表里两种作用形成的。的。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下

16、一页下一页（四）石灰的产品（四）石灰的产品(product of lime)(product of lime)v目前已经形成标准的有三种产品，即建筑生石灰、目前已经形成标准的有三种产品，即建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉，它们都是按建筑生石灰粉、建筑消石灰粉，它们都是按v按照所含的含量划分为钙质、镁质、白云石质。按照所含的含量划分为钙质、镁质、白云石质。各类石灰产品的分类各类石灰产品的分类界限见表界限见表2-12-1总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页表表2-1各类石灰产品的分类界限各类石灰产品的分类界限石灰产品名石灰产品名称称钙质钙质镁质镁质白云石质白云石质MgOMg

17、O含量（）含量（）建筑生石灰建筑生石灰建筑生石灰建筑生石灰粉粉建筑消石灰建筑消石灰粉粉5 55 54 45 55 54 4242424243030总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页每类石灰产品都分有优等品、一等品、合格每类石灰产品都分有优等品、一等品、合格品三个等级。优等品、一等品适用于饰面层品三个等级。优等品、一等品适用于饰面层和中间涂层，合格品适用于砌筑。和中间涂层，合格品适用于砌筑。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（五）石灰的性质（五）石灰的性质(character of lime)(character of lime)v石灰的性质主要有如下几点

18、：石灰的性质主要有如下几点：1.1.保水性、可塑性好保水性、可塑性好2.2.强度低、耐水性差强度低、耐水性差v（受潮后强度更低，长期受潮或在水中浸泡还会（受潮后强度更低，长期受潮或在水中浸泡还会溃散。所以石灰不宜用于潮湿环境和重要建筑物溃散。所以石灰不宜用于潮湿环境和重要建筑物的基础。）的基础。）3.3.体积收缩大体积收缩大v（石灰在硬化过程中因蒸发大量水分会引起体积（石灰在硬化过程中因蒸发大量水分会引起体积收缩，所以不宜单独使用。应用时常掺入砂、麻收缩，所以不宜单独使用。应用时常掺入砂、麻刀、纸筋等，以抵抗收缩引起的开裂。）刀、纸筋等，以抵抗收缩引起的开裂。）总目录总目录 子目录子目录 上一

19、页上一页 下一页下一页（六）石灰的应用（六）石灰的应用(application of lime)(application of lime)v石灰在建筑工程中应用很广。石灰在建筑工程中应用很广。石灰膏：可以用来配制石灰砂浆、水泥石灰石灰膏：可以用来配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆，用于砌筑和抹灰。混合砂浆，用于砌筑和抹灰。1.1.石灰乳：石灰膏稀释以后可以调制成石灰乳，石灰乳：石灰膏稀释以后可以调制成石灰乳，用于粉刷墙面和天棚。用于粉刷墙面和天棚。2.2.3.3.磨细生石灰粉是生产石灰矿渣水泥、石灰火山磨细生石灰粉是生产石灰矿渣水泥、石灰火山质水泥、灰沙砖、碳化石灰板等的主要原料。质水泥、灰沙砖、

20、碳化石灰板等的主要原料。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页熟石灰粉：用石灰、粘土或石灰、粘土、砂（石熟石灰粉：用石灰、粘土或石灰、粘土、砂（石灰、砂、碎石或碎砖），按一定比例可配制成灰灰、砂、碎石或碎砖），按一定比例可配制成灰土或三合土，广泛用于建筑物的基础垫层、室内土或三合土，广泛用于建筑物的基础垫层、室内地面垫层及道路的基层。石灰粉煤灰碎石地面垫层及道路的基层。石灰粉煤灰碎石三渣，可用于道路工程三渣，可用于道路工程。4 4三合土用作铺筑道砖的垫层石灰稳定用与土路面基层总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（七）石灰的保管（七）石灰的保管(keeping

21、of lime)(keeping of lime)生石灰的吸湿性极强，因此，必须在干燥的环生石灰的吸湿性极强，因此，必须在干燥的环境中储存保管。境中储存保管。1.1.2.2.运输过程中应有防雨措施。运输过程中应有防雨措施。储存时间不宜过长，一般不超过一个月，储存时间不宜过长，一般不超过一个月，否则会发生碳化反应，造成浪费。否则会发生碳化反应，造成浪费。3.3.总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页运到现场的石灰应分类、分等存放在仓库内。运到现场的石灰应分类、分等存放在仓库内。4.4.生石灰遇水消解，并放出大量热量，因此不能与易燃、生石灰遇水消解，并放出大量热量，因此不能与易燃、

22、易爆及液体物品混运温存，以免发生火灾。易爆及液体物品混运温存，以免发生火灾。5.5.总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页二、石膏二、石膏(gypsum)(gypsum)（一）建筑石膏的制取（一）建筑石膏的制取v自然界中存在着天然的无水石膏（自然界中存在着天然的无水石膏（CaSOCaSO4 4）和二水）和二水石膏（石膏（CaSOCaSO4 42 2H H2 2O O）.v将天然二水石膏（生石膏）入窑经低温锻烧（将天然二水石膏（生石膏）入窑经低温锻烧（107107170170），脱水后再经球磨机磨细即为建筑石膏），脱水后再经球磨机磨细即为建筑石膏（熟石膏），其化学式为（熟石膏），

23、其化学式为CaSOCaSO4 41 1/2H/2H2 2O O 总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（二）建筑石膏的凝结硬化（二）建筑石膏的凝结硬化v机理：半水石膏的溶解和二水石膏的析出。机理：半水石膏的溶解和二水石膏的析出。v建筑石膏加水拌和后，很快由半水石膏还原为二建筑石膏加水拌和后，很快由半水石膏还原为二水石膏：水石膏：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1 12 23 34 4半水石膏；半水石膏；二水石膏胶体微粒；二水石膏胶体微粒；二水石膏晶体；二水石膏晶体；交错的晶体交错的晶体图图2-1 2-1 建筑石膏凝结硬化示意图建筑石膏凝结硬化示意图+总目录总

24、目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页v出于出于CaSOCaSO4 42 2H H2 2O O在水中的溶解度在水中的溶解度CaSOCaSO4 41/2H1/2H2 2O O，所以溶液对，所以溶液对CaSOCaSO4 42 2H H2 2O O来说很快达到饱和，来说很快达到饱和，因此很快析出胶体微粒，并不断转变为晶体。由因此很快析出胶体微粒，并不断转变为晶体。由于于CaSOCaSO4 42 2H H2 2O O的析出破坏了原来的析出破坏了原来CaSOCaSO4 41/2H1/2H2 2O O溶解的平衡状态，使得平衡向溶解的平衡状态，使得平衡向CaSOCaSO4 41/2H1/2H2 2O

25、 O进进一步溶解的力向移动，以补偿因二水石膏析出晶一步溶解的力向移动，以补偿因二水石膏析出晶体而造成的溶液中体而造成的溶液中CaSOCaSO4 4含量的减少。含量的减少。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（三）建筑石膏的性质（三）建筑石膏的性质1.1.凝结硬化快，强度较高凝结硬化快，强度较高建筑石膏一般在加水后建筑石膏一般在加水后5 515min15min即凝结。即凝结。成型性能优良成型性能优良2.2.3.3.孔隙率大孔隙率大建筑石膏与水反应，孔隙率可达建筑石膏与水反应，孔隙率可达50506060，是一种良好的室内装修材料。是一种良好的室内装修材料。总目录总目录 子目录子目

26、录 上一页上一页 下一页下一页4.4.防火性好防火性好5.5.耐水性差耐水性差 6.6.调色性好调色性好总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（四）建筑石膏的应用（四）建筑石膏的应用1 1室内抹灰及粉刷室内抹灰及粉刷2 2生产装饰制品生产装饰制品外加剂外加剂 3 3总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页石灰背景墙石灰制品总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页纸面石膏板总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页吸声用穿孔石膏板总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页石膏艺术制品 总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下

27、一页下一页三、水玻璃三、水玻璃v水玻璃（又称为泡花碱或液体玻璃）是由不同比水玻璃（又称为泡花碱或液体玻璃）是由不同比例的碱金属氧化物和例的碱金属氧化物和SiOSiO2 2的化合物组成，其化学的化合物组成，其化学式为式为R R2 2O OnSiOnSiO2 2,n,n越大，水玻璃的粘度越大，越难越大，水玻璃的粘度越大，越难溶于水溶于水 水玻璃的制作过程水玻璃的制作过程总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（一）水玻璃的制取（一）水玻璃的制取1 1 干法（两步法）：是将石英砂粉或石英岩粉加干法（两步法）：是将石英砂粉或石英岩粉加入或，在玻璃熔炉内入或，在玻璃熔炉内130013001

28、4001400温度下熔温度下熔化，冷却后即形成固态水玻璃，然后在压力为化，冷却后即形成固态水玻璃，然后在压力为0.30.30.8MPa0.8MPa的蒸汽锅内溶解成为粘稠状的液的蒸汽锅内溶解成为粘稠状的液体。体。2 2湿法（一步法）：是将石英砂和苛性钠在高湿法（一步法）：是将石英砂和苛性钠在高压蒸锅内，用蒸汽加热，直接溶解成为液态压蒸锅内，用蒸汽加热，直接溶解成为液态水玻璃。水玻璃。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（二）水玻璃的硬化（二）水玻璃的硬化v水玻璃的干燥硬化是由于硅酸钠与空气中的水玻璃的干燥硬化是由于硅酸钠与空气中的COCO2 2作用生成无定型硅酸凝胶，反应式为：

29、作用生成无定型硅酸凝胶，反应式为：v由于空气中的由于空气中的COCO2 2含量有限，这个过程进行得很缓含量有限，这个过程进行得很缓慢。为了加速水玻璃的硬化，可加入氟硅酸钠慢。为了加速水玻璃的硬化，可加入氟硅酸钠（NaNa2 2SiFSiF6 6）作为固化促进剂，加入量为水玻璃质）作为固化促进剂，加入量为水玻璃质量的量的12121515。NaNa2 2SiFSiF6 6有毒，应做好劳动保护有毒，应做好劳动保护及加强保管。及加强保管。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（三）水玻璃的主要技术性质（三）水玻璃的主要技术性质1.1.粘结能力和成膜性能较好；粘结能力和成膜性能较好；2.

30、2.不燃烧，在高温下强度不降低甚不燃烧，在高温下强度不降低甚至有所提高；至有所提高；总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页3.3.水玻璃在硬化时析出的硅胶凝胶可以堵水玻璃在硬化时析出的硅胶凝胶可以堵塞毛细孔隙，因此有防止水渗透的作用；塞毛细孔隙，因此有防止水渗透的作用；4.4.水玻璃具有高度的耐酸性能，能抵水玻璃具有高度的耐酸性能，能抵抗除氢氟酸和氟硅酸以外的大多数无抗除氢氟酸和氟硅酸以外的大多数无机酸和有机酸的腐蚀作用。机酸和有机酸的腐蚀作用。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（四）水玻璃的应用（四）水玻璃的应用直接作涂刷直接作涂刷(或浸渍或浸渍)材料或涂

31、材料或涂料原料料原料用于建造有防腐要求的构筑用于建造有防腐要求的构筑物物1 12 2总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页用于地基土壤加固用于地基土壤加固3 3用来配制耐热砂浆、耐热混用来配制耐热砂浆、耐热混凝土、防水砂浆等。凝土、防水砂浆等。4 4掺入水泥砂浆或混凝土，使水掺入水泥砂浆或混凝土，使水泥速凝，可用于堵漏。泥速凝，可用于堵漏。5 5总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页四、菱苦土四、菱苦土菱苦土为白色、灰白色或微黄色的粉末，密度为菱苦土为白色、灰白色或微黄色的粉末，密度为3.2g/cm33.2g/cm3左右。左右。总目录总目录 子目录子目录 上一页

32、上一页 下一页下一页（二）菱苦土的性质（二）菱苦土的性质1.1.可与加入浆体中的竹、木质纤维类材料紧密可与加入浆体中的竹、木质纤维类材料紧密结合，且长期不腐。结合，且长期不腐。2.2.着色容易，可以得到美观光洁的表面，加工着色容易，可以得到美观光洁的表面，加工性能优良。性能优良。（一）菱苦土的使用（一）菱苦土的使用在使用时，而多采用在使用时，而多采用MgClMgCl2 2溶液。因为溶液。因为MgOMgO加水加水后，生成的后，生成的Mg(OH)Mg(OH)2 2 溶解度非常小，很快达到溶解度非常小，很快达到饱和而被析出，形成胶体膜包裹在尚未水化的饱和而被析出，形成胶体膜包裹在尚未水化的MgOMg

33、O微粒外，使得继续水化变得相当困难，因而微粒外，使得继续水化变得相当困难，因而表现为硬化后结构疏松、强度不高。表现为硬化后结构疏松、强度不高。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（三）菱苦土的应用（三）菱苦土的应用1.1.常用来制作木丝板、刨花板、人常用来制作木丝板、刨花板、人造大理石及现制地板造大理石及现制地板。2.2.可以代替钢材、木材制成门窗、构件、可以代替钢材、木材制成门窗、构件、家具等。家具等。（四）菱苦土的保管（四）菱苦土的保管菱苦土应在干燥场所储存，储运中应菱苦土应在干燥场所储存，储运中应注意防潮。注意防潮。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页

34、2.22.2水硬性无机胶凝材料水硬性无机胶凝材料v水硬性无机胶凝材料，通常是指水泥（水硬性无机胶凝材料，通常是指水泥（cementcement）。）。v水泥是建筑工程中最为重要的建筑材料之一，它与水泥是建筑工程中最为重要的建筑材料之一，它与钢材、木材统称为建筑上的钢材、木材统称为建筑上的“三材三材”。v水泥按照用途和性质分为水泥按照用途和性质分为 3 3特性水泥：具有某种特殊性能的水泥（如双快水泥）特性水泥：具有某种特殊性能的水泥（如双快水泥）2 2专用水泥：具有专门用途的水泥（如砌筑水泥、专用水泥：具有专门用途的水泥（如砌筑水泥、大坝水泥）大坝水泥）1 1通用水泥：用于一般工程通用水泥：用于

35、一般工程总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页硫硫铝铝酸酸盐盐水水泥泥磷磷酸酸盐盐水水泥泥硅硅酸酸盐盐水水泥泥水泥按照所含主要水硬性物质名称分为水泥按照所含主要水硬性物质名称分为硫硫酸酸盐盐水水泥泥铝铝酸酸盐盐水水泥泥总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页一、硅酸盐水泥的概念（一、硅酸盐水泥的概念（Portland cementPortland cement）v凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、0 05 5的石灰石或粒化高的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥，国外通称为波特兰水泥。

36、硅酸盐为硅酸盐水泥，国外通称为波特兰水泥。硅酸盐水泥分为两种型号：水泥分为两种型号：1.1.型硅酸盐水泥：不参加混合材料，代号型硅酸盐水泥：不参加混合材料，代号P P型硅酸盐水泥：在硅酸盐水泥熟料磨细时，型硅酸盐水泥：在硅酸盐水泥熟料磨细时，掺加不超过水泥重量掺加不超过水泥重量5%5%的石灰石或粒化高炉矿的石灰石或粒化高炉矿渣，代号渣，代号P P2.2.总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页 二、硅酸盐水泥的生产二、硅酸盐水泥的生产v（一）生产原料（一）生产原料 石灰质原料石灰质原料如石灰石、白垩、如石灰石、白垩、石灰质凝灰岩石灰质凝灰岩 提供提供CaOCaO辅助原料辅助原料调

37、节某些氧化物的调节某些氧化物的不足不足少量矿化剂少量矿化剂如（萤石等）如（萤石等）改善煅烧条件改善煅烧条件粘土质原料粘土质原料如粘土、黄土等如粘土、黄土等 提供提供SiO2SiO2、Al2O3Al2O3及少量矿化及少量矿化剂（如萤石等）剂（如萤石等）改改善煅烧条件善煅烧条件总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页 生产一吨水泥排放污染物生产一吨水泥排放污染物如图所示如图所示如何降低水泥能耗、减如何降低水泥能耗、减少污染物的排放量，将少污染物的排放量，将是今后应该研究的主要是今后应该研究的主要内容，绿色产业化是水内容，绿色产业化是水泥工业的发展方向。泥工业的发展方向。生生产1吨水泥

38、吨水泥约1.2t石灰石灰石石约169kg标准准煤煤约1tCO2约2kgSO24kgNOx耗耗电100kWh大量大量粉粉尘与烟与烟尘总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（二）生产过程（二）生产过程1.1.把几种原料按适当的比例混合后，把几种原料按适当的比例混合后，在球磨机中磨成生料；在球磨机中磨成生料；2.2.将制得的生料在回转窑或立窑内将制得的生料在回转窑或立窑内经经1350135014501450高温锻烧，烧成高温锻烧，烧成熟料；熟料；3.3.把烧好的熟料和适量石膏及混合把烧好的熟料和适量石膏及混合材料混合，在球磨机中磨细，就得材料混合，在球磨机中磨细，就得到水泥。到水泥。

39、可以概括为可以概括为“两麿一烧两麿一烧”总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（三）生产方法（三）生产方法v按照生料制备方法不同按照生料制备方法不同v按照锻烧设备不同按照锻烧设备不同 我国大中型水泥厂基本上都采用回转窑生产的方我国大中型水泥厂基本上都采用回转窑生产的方法。法。2020世纪世纪7070年代起又发展了一种窑外分解烧成年代起又发展了一种窑外分解烧成的先进技术，这种技术的显著特点是产量高、能的先进技术，这种技术的显著特点是产量高、能耗低（每公斤熟料能耗量大约比其它方法降低一耗低（每公斤熟料能耗量大约比其它方法降低一半）。半）。湿法生产湿法生产干法生产干法生产立窑生产立窑

40、生产回转窑生产回转窑生产总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（四）锻烧过程（四）锻烧过程锻烧是生产水泥的关键环节。锻烧过程可以分锻烧是生产水泥的关键环节。锻烧过程可以分为干燥、预热、分解、熟料烧成和冷却几个阶为干燥、预热、分解、熟料烧成和冷却几个阶段。段。不同阶段的反应大致如下：不同阶段的反应大致如下：100100200200左右，生料被加热，水分逐渐蒸左右，生料被加热，水分逐渐蒸发而干燥；发而干燥；300300500500，生料被预热；，生料被预热；500500800800，粘土质原料脱水并分解为无定，粘土质原料脱水并分解为无定形的形的 SiOSiO2 2 和和 AlAl2

41、 2O O3 3 ，600600以后，石灰质原料以后，石灰质原料中的中的 开始分解为开始分解为CaCOCaCO3 3,CaO,CaO和和 COCO2 2 ；总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页v800800左右，生成铝酸一钙，也可能有铁酸二钙及左右，生成铝酸一钙，也可能有铁酸二钙及硅酸二钙开始生成；硅酸二钙开始生成；v90090011001100，C C3 3A A 和和 C C4 4AF AF 开始形成，开始形成，CaCOCaCO3 3 分分解完毕；解完毕；v1100110012001200，大量生成，大量生成 C C3 3A A 和和C C4 4AFAF ，C C2 2S

42、 S 的生的生成量达最大；成量达最大；v1300130014501450，C C3 3A A 和和C C4 4AFAF 呈熔融状态，产生呈熔融状态，产生的液相把的液相把 CaO CaO 及部分及部分 C C2 2S S 解于其中，在此液相解于其中，在此液相中，中，C C2 2S S 吸收吸收 CaOCaO 化合成化合成 C C3 3S S 。这一过程是锻。这一过程是锻烧水泥的关键，必须有足够的时间，以保证水泥烧水泥的关键，必须有足够的时间，以保证水泥熟料的质量。熟料的质量。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页三、硅酸盐水泥熟料矿物组成及水化性质三、硅酸盐水泥熟料矿物组成及水化

43、性质（一）矿物组成（一）矿物组成v硅酸盐水泥熟料矿物组成见表硅酸盐水泥熟料矿物组成见表2-2：化合物名称化合物名称氧化物成分氧化物成分缩写符号缩写符号含量含量硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S44%62%硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2C2S18%30%铝硅酸三钙铝硅酸三钙3CaOAl2O3C3A5%12%铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3FeO3C4AF10%18%总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页硅酸盐水泥熟料的矿物成分中，除了上表硅酸盐水泥熟料的矿物成分中，除了上表所列出的四种主要矿物成分外，还有少量所列出的四种主要矿物成分外，还有少量的游离氧化钙（的游离氧化

44、钙（fCaOfCaO）和游离氧化镁）和游离氧化镁（fMgO fMgO）总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（二）水化性质（二）水化性质硅酸盐水泥熟料四种主要矿物的水化性质见表硅酸盐水泥熟料四种主要矿物的水化性质见表2-3：性质性质C3SC2SC3AC4AF凝结硬化速度凝结硬化速度快快慢慢最快最快较快较快水化时放热量水化时放热量高高低低最高最高中中强度强度高低高低高高早期低、后期高早期低、后期高低低中中发展发展快快慢慢快快较快较快总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页v从上表可以看出：从上表可以看出：1.C1.C3 3S S是决定硅酸盐水泥早期强度的主要是决定硅

45、酸盐水泥早期强度的主要矿物；矿物；2.C2.C2 2S S是决定硅酸盐水泥后期强度的主要矿是决定硅酸盐水泥后期强度的主要矿物；物；3.C3.C3 3A A主要影响硅酸盐水泥的凝结时间，同主要影响硅酸盐水泥的凝结时间，同时也是水化热的主要来源，由于在锻烧过时也是水化热的主要来源，由于在锻烧过程中，程中，C C3 3A A的熔融物是生成的熔融物是生成C C3 3S S的基因，故被的基因，故被称为称为“熔媒矿物熔媒矿物”；总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页4.C4.C4 4AFAF也属于也属于“熔媒矿物熔媒矿物”。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页四、硅酸盐水

46、泥凝结硬化过程及影响因素四、硅酸盐水泥凝结硬化过程及影响因素（一）水泥凝结硬化的概念（一）水泥凝结硬化的概念水泥的凝结：水泥的凝结：水泥加入适量水调成水泥浆后，经水泥加入适量水调成水泥浆后，经过一定时间，由于其本身发生了物理、化学变化过一定时间，由于其本身发生了物理、化学变化而逐渐变稠失去塑性，到开始具有强度（但尚无而逐渐变稠失去塑性，到开始具有强度（但尚无强度）的过程称为水泥的凝结。强度）的过程称为水泥的凝结。1.1.2 2水泥的硬化：水泥的硬化：变稠、变硬的水泥浆产生明变稠、变硬的水泥浆产生明显的强度，并逐渐发展成坚硬的人造石显的强度，并逐渐发展成坚硬的人造石水泥石，这一过程称为水泥的硬化

47、。水泥石，这一过程称为水泥的硬化。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（二）凝结、硬化过程（二）凝结、硬化过程v伴随水化反应的发生，从颗粒表面逐渐深向内层，伴随水化反应的发生，从颗粒表面逐渐深向内层，开始速度快，突然有一段停滞（生成凝胶膜包裹开始速度快，突然有一段停滞（生成凝胶膜包裹起来，所以水化较慢了）但是还会继续水化，要起来，所以水化较慢了）但是还会继续水化，要发生全过程大致需要几年，一般来说，在开始的发生全过程大致需要几年，一般来说，在开始的3 37 7天内，水泥的水化速度快所以强度增长也快，天内，水泥的水化速度快所以强度增长也快，大约在大约在2828天内可完成这个过程

48、的绝大部分，此后天内可完成这个过程的绝大部分，此后水化作用显著减缓，强度增长也极为缓慢。水化作用显著减缓，强度增长也极为缓慢。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（三）凝结、硬化阶段（三）凝结、硬化阶段v根据水化反应速度的不同和主要物理化学变化的根据水化反应速度的不同和主要物理化学变化的不同，可将水泥的凝结硬化大致分为四个阶段：不同，可将水泥的凝结硬化大致分为四个阶段：4硬化期硬化期凝胶体填充毛凝胶体填充毛细管细管1初始反应期初始反应期初始溶解和水初始溶解和水化化3凝结期凝结期膜体破裂，水泥膜体破裂，水泥颗粒进一步水化颗粒进一步水化2潜伏期潜伏期凝胶体膜层围绕凝胶体膜层围绕水

49、泥颗粒成长水泥颗粒成长1 12 23 34 4总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页（四）影响水泥凝结硬化的主要因素（四）影响水泥凝结硬化的主要因素1.1.石膏石膏 一一般石膏的掺入量占水泥成品质量的般石膏的掺入量占水泥成品质量的3 35 5。2.2.水泥细度水泥细度 其颗粒越细，总表面积越大，越容易水化，凝结硬其颗粒越细，总表面积越大，越容易水化，凝结硬化越快，反之则相反。化越快，反之则相反。3.3.硬化龄期硬化龄期总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页4.4.环境温度和湿度环境温度和湿度湿度的存在是水泥硬化的必要条件，温度越高，湿度的存在是水泥硬化的必要条件

50、，温度越高，水泥的水化反应越快，当温度降到水泥的水化反应越快，当温度降到00以下时，以下时，凝结硬化完全停止。凝结硬化完全停止。5.5.拌和水量拌和水量加水量多，水化生成的凝胶体稀，凝结硬化速加水量多，水化生成的凝胶体稀，凝结硬化速度减慢；加水量少，水化生成的凝胶体浓度大，度减慢；加水量少，水化生成的凝胶体浓度大，凝结硬化速度加快。凝结硬化速度加快。总目录总目录 子目录子目录 上一页上一页 下一页下一页五、硅酸盐水泥的技术性质及要求五、硅酸盐水泥的技术性质及要求v（一）不溶物（一）不溶物（insoluble matterinsoluble matter）v（二）烧失量（二）烧失量 型硅酸盐水泥