3-气硬性胶凝材料解析.ppt

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1、 第三章 气硬性胶凝材料本章教学目标了解：水玻璃、菱苦土的组成性质与应用 掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石膏、石灰技术要求、性质熟悉：石膏的、石灰的熟化、硬化和应用胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体，并在变化过程中把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度的整体。定义与分类将在第四章将在第四章进行讲解进行讲解胶凝材料胶凝材料有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料无机胶凝材料水硬性胶凝材料（水泥）水硬性胶凝材料（水泥）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）本章的重点二者有何区别二者有何区别有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝

2、材料（树脂、沥青等）将在第四章将在第四章进行讲解进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝材料（树脂、沥青等）将在第四章将在第四章进行讲解进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝材料（树脂、沥青等）二者有何区别二者有何区别将在第四章将在第四章进行讲解进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝材料（树脂、沥青等）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）二者有何区别二者有何区别将在第四章将在第四章进行讲解进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝材料（树脂、沥青等）水硬性胶凝材料（水泥）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）二者有何区别二者有何区别将在第四章将在第四章进行讲解进行讲

3、解有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料（树脂、沥青等）有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料无机胶凝材料将在第四章将在第四章进行讲解进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料定义与分类水硬性胶凝材料不仅可以在 凝结硬化，还可以 得到更好的凝结硬化。气硬性胶凝材料 在 凝结硬化。只能只能空气中空气中空气中空气中在水中在水中气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别第一节 石灰第二节 石膏第三节 水玻璃本章内容本章内容第四节 菱苦土 石灰是建筑上使用时间较长，应用较广泛的一种气硬性胶凝材料。由于其原料来源

4、广、生产工艺简单、成本低等优点，至今仍在广泛使用。第一节第一节 石灰石灰（一）石灰的生产煅烧石灰石或白垩,内含CaCO3温度在温度在900900左右时左右时温度过高时温度过高时温度过低时温度过低时正火石灰欠火石灰过火石灰因煅烧温度过高使粘土杂质融化并包裹石灰，从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象碳酸钙没有完全分解，降低了生石灰的产量如何解决它的危害？一、石灰的生产和品种灰石灰生产原料石灰生产原料石灰的生产石灰的生产1、生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未过大或窑中温度不均匀等原因，生

5、石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰欠火石灰”。粘结能粘结能力差力差2 2 2 2、是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为黑色，这种石灰称为黑色，这种石灰称为黑色，这种石灰称为“过火石灰过火石灰过火石灰过火石灰”。过火石

6、灰表面常。过火石灰表面常。过火石灰表面常。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。危害极大危害极大危害极大危害极大（二）石灰的品种石灰岩生石灰块生

7、石灰块（块灰）（块灰）熟石灰粉熟石灰粉生石灰粉生石灰粉石灰膏石灰膏石灰乳石灰乳煅烧加适量水熟化磨细加过量水进行陈伏加水稀释多用来拌制灰土和三合土使用时可以不进行陈伏用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆粉刷墙壁 1.常用建筑石灰的品种钙质生石灰（钙质生石灰（MgO5MgO5）（特点：熟化较快，硬化后强（特点：熟化较快，硬化后强度比镁质石灰稍低。）度比镁质石灰稍低。）镁质生石灰（镁质生石灰（MgO5MgO5）（特点：熟化较慢，但硬化（特点：熟化较慢，但硬化强度高。）强度高。）2.2.按按MgOMgO含量分类含量分类钙质消石灰粉（钙质消石灰粉（MgO4MgO4）镁质消石灰粉（镁质消石灰粉（4 4MgOMgO2

8、424）白云石消石灰粉（白云石消石灰粉（2424MgOMgO3030）（一）石灰的熟化二、石灰的熟化和硬化工程上使用的石灰大都是熟石灰，有时需要使用石灰膏，有时使用熟石灰粉。石灰熟化是指生石灰（氧化钙）与水发生水化反应生成熟石灰(氢氧化钙）的过程。这一过程叫做石灰的消解或消化。水化过程中体积增大1-2.5倍，迅速放出大量热生石灰+水熟石灰熟化为石灰膏：将生石灰放入水中，注意水要过量池中透明液体为氢氧化钙饱和溶液，下部沉淀即为熟石灰生石灰要在水中放置两周以上，此过程即为“陈伏”。在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过火石灰造成熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。将生石灰块淋水，使石灰充分熟化，

9、又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。熟化为熟石灰粉：1.结晶硬化水分蒸发，氢氧化钙过饱和析晶水分蒸发，氢氧化钙过饱和析晶结晶强度结晶强度产生产生2 2种强度种强度水分蒸发，产生毛细管压力，压密水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子石灰粒子附加强度附加强度2.碳化硬化CaCa（OHOH）2 2COCO2 2nH2O CaCOnH2O CaCO3 3+（n+1n+1）H H2 2O O 碳化强度碳化强度（二）石灰的硬化三、石灰的现行标准技术要求（一）石灰的技术性质5.5.耐水性差耐水性差2.2.凝结硬化慢、强度低凝结硬化慢、强度低3.3.吸湿性强吸湿性强4.4.干燥收缩大干燥收缩大1.1.

10、保水性、可塑性好保水性、可塑性好6.6.化学稳定性差化学稳定性差石灰硬化收缩产生的裂缝石灰硬化收缩产生的裂缝石灰砂浆墙面因受潮而脱落石灰砂浆墙面因受潮而脱落四、石灰的性质和应用（二）石灰的应用 室内粉刷 拌制建筑砂浆 配制石灰土和三合土 生产硅酸盐混凝土及制品 加固地基灰灰土土桩桩三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土用作铺筑步道砖的垫层三三合合土土桩桩思考题思考题n n在某公路某施工中使用石灰、粉煤灰综合稳定碎石（二灰碎石）。第一天铺路500m并且碾压完毕，密实度与平整度都能够满足要求，但是第二天发现已摊销完的基层发生了巨大变化：鼓起了一个个的包，并且不停的冒蒸气。n n某工程内墙面抹完水泥混合砂

11、浆24h后，刷两遍乳胶漆。不久发现乳胶漆表面不平且有起皮脱落现象。五、石灰的贮存与运输 在干燥的条件下运输和贮存，且不宜久存。具体而言，生石灰长时间存放必须密闭防水，防潮；消石灰贮存时应包装密封，以隔绝空气，防止碳化。一、石膏的原料及生产（一）石膏的原料天然无水石膏天然二水石膏化工石膏第二节 石膏（二）石膏的生产1.建筑石膏2.高强石膏型半水石膏型半水石膏二、建筑石膏的凝结与硬化1.石膏的水化2.石膏的凝结硬化三、建筑石膏的性质硬化后体积微膨胀性。硬化后体积微膨胀性。硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性较强、吸湿性较强。吸声性较强、吸湿

12、性较强。耐水性与抗冻性较差。（孔隙率大）耐水性与抗冻性较差。（孔隙率大）凝结硬化快。凝结硬化快。防火性好，但耐火性差。防火性好，但耐火性差。具有一定的调湿作用具有一定的调湿作用装饰性好，可加工性好装饰性好，可加工性好四、建筑石膏的应用（二）石膏板（二）石膏板（一）室内抹灰及粉刷（一）室内抹灰及粉刷纸面石膏板纸面石膏板装饰石膏板装饰石膏板吸声用穿孔石膏板吸声用穿孔石膏板石膏艺术制品石膏艺术制品 四、建筑石膏的应用纸面石膏板纸面石膏板四、建筑石膏的应用装饰石膏板四、建筑石膏的应用装饰石膏板四、建筑石膏的应用装饰石膏板四、建筑石膏的应用吸声用穿孔石膏板四、建筑石膏的应用吸声用穿孔石膏板四、建筑石膏的

13、应用石膏艺术制品 四、建筑石膏的应用石膏艺术制品 四、建筑石膏的应用水玻璃是一种碱金属硅酸盐。水玻璃是一种碱金属硅酸盐。最常用的是硅酸钠水玻璃最常用的是硅酸钠水玻璃(Na2OnSiO2)，还有硅酸钾水玻璃，还有硅酸钾水玻璃(K2OnSiO2)。第三节 水玻璃（泡花碱）一、水玻璃的生产二、水玻璃的硬化三、水玻璃的模数四、水玻璃的性质五、水玻璃的应用1.原料：磨细石英砂与碳酸钠第三节 水玻璃（泡花碱）一、水玻璃的生产所制成的为固体水玻璃。固体水玻璃装进蒸压釜内，通入水蒸汽加热使其溶解，可制成液体水玻璃。1.过程二、水玻璃的硬化无定形硅胶，逐渐干燥而硬化。2.特点硬化速度很慢。为加速其硬化，常加入促

14、硬剂氟硅酸钠Na2SiF6(水玻璃用量的1215%)。第三节 水玻璃（泡花碱）二、水玻璃的硬化第三节 水玻璃（泡花碱）Na2OnSiO2式中的式中的n为水玻璃的模数。为水玻璃的模数。n值大，水玻璃的粘度大、难溶于水，但粘结力强、易硬化，收缩值大，水玻璃的粘度大、难溶于水，但粘结力强、易硬化，收缩也大。也大。建筑工程中常用水玻璃的模数为建筑工程中常用水玻璃的模数为2.52.8。三、水玻璃的模数第三节 水玻璃（泡花碱）1.粘结强度高粘结强度高 硅酸凝胶具有较强的粘结力，且有阻塞毛细孔隙防止渗透的作用。硅酸凝胶具有较强的粘结力，且有阻塞毛细孔隙防止渗透的作用。2.耐热性好耐热性好硅酸凝胶在高温下更加

15、干燥，强度不会降低，反会提高。硅酸凝胶在高温下更加干燥，强度不会降低，反会提高。3.耐酸性好耐酸性好但氢氟酸、过热但氢氟酸、过热(300以上以上)磷酸、高级脂肪酸、油酸除外。磷酸、高级脂肪酸、油酸除外。4.耐碱性、耐水性差耐碱性、耐水性差1）水玻璃即使加了促硬剂也不能完全分解，未分解的水玻璃易溶）水玻璃即使加了促硬剂也不能完全分解，未分解的水玻璃易溶于碱和水；于碱和水；2）水玻璃硬化后的产物中）水玻璃硬化后的产物中Na2CO3及及NaF易溶于水，从而形成孔隙；易溶于水，从而形成孔隙；3）硅胶呈弱酸性，不耐碱。）硅胶呈弱酸性，不耐碱。第三节 水玻璃（泡花碱）四、水玻璃的性质1.加入二种或多种矾配

16、制快凝防水剂；2.配制耐热砂浆、耐热混凝土或耐酸砂浆、耐酸混凝土；3.涂刷建筑材料表面,可提高材料的抗渗和抗风化能力；4.加固地基,提高地基的承载力和不透水性。第三节 水玻璃（泡花碱）五、水玻璃的作用一、组成 菱苦土又称镁质胶凝材料或氯氧镁水泥，主要成分是氧化镁（MgO），是一种白色或浅黄色粉末，密度为3.-3.4g/cm3、堆积密度800-900kg/m3 第四节 菱苦土二、菱苦土的硬化二、菱苦土的硬化 凝结硬化很慢，强度低。在使用过程中，常用氯化镁（卤水卤水）的水溶液拌合，用量为55%-60%，初凝时间可缩短到30-60min，1天的强度可达最高强度的60%-80%，7天达最高强度（40-

17、70MPa）。硬化后的体积密度为1000-1100kg/m3，属于轻质高强材料。三、菱苦土的性质及应用三、菱苦土的性质及应用1.1.吸湿性大、耐水性差，不易用于经常潮湿的环境吸湿性大、耐水性差，不易用于经常潮湿的环境吸湿性大、耐水性差，不易用于经常潮湿的环境吸湿性大、耐水性差，不易用于经常潮湿的环境2.2.碱性低，对各种纤维和植物腐蚀较弱，制作菱碱性低，对各种纤维和植物腐蚀较弱，制作菱碱性低，对各种纤维和植物腐蚀较弱，制作菱碱性低，对各种纤维和植物腐蚀较弱，制作菱 苦土木屑地板苦土木屑地板苦土木屑地板苦土木屑地板3.3.玻璃纤维增强菱苦土制品玻璃纤维增强菱苦土制品玻璃纤维增强菱苦土制品玻璃纤维

18、增强菱苦土制品（玻璃纤维增强菱苦（玻璃纤维增强菱苦（玻璃纤维增强菱苦（玻璃纤维增强菱苦土波瓦）土波瓦）土波瓦）土波瓦）4.4.配竹筋的菱苦土制品可作为设备的包装材料配竹筋的菱苦土制品可作为设备的包装材料配竹筋的菱苦土制品可作为设备的包装材料配竹筋的菱苦土制品可作为设备的包装材料 目录目录目录目录 例2-1 根据石灰浆体的凝结硬化过程，试分析硬化石灰浆体有哪些特性？l解解l石石灰灰浆浆体体在在空空气气中中凝凝结结硬硬化化过过程程，是是由由下下面面两个同时进行的过程来完成的：两个同时进行的过程来完成的：l（）结结晶晶作作用用：游游离离水水分分蒸蒸发发，氢氢氧氧化化钙钙逐渐从饱和溶液中结晶。逐渐从饱

19、和溶液中结晶。l（）碳碳化化作作用用：氢氢化化氧氧钙钙与与空空气气中中的的二二氧氧化化碳碳化化合合生生成成碳碳酸酸钙钙结结晶晶，释释出出水水分分并并被被蒸发：蒸发：目录目录目录目录 n由由于于氢氢氧氧化化钙钙结结晶晶速速度度慢慢且且结结晶晶量量少少，空空气气中中二二氧氧化化碳碳稀稀薄薄，碳碳化化速速度度慢慢。而而且且表表面面碳碳化化后后，形形成成紧紧密密外外壳壳，不不利利于于二二氧氧化化碳碳的的渗渗透透和和碳碳化化作作用用的的深深入入。因因而而硬硬化化石石灰浆体具有以下特性：灰浆体具有以下特性：l （1 1）凝结硬化慢；）凝结硬化慢；l（2 2）硬化后强度低；）硬化后强度低；l （3 3）硬化

20、时体积收缩大；）硬化时体积收缩大；l（4 4）耐耐水水性性差差，因因为为硬硬化化石石灰灰浆浆体体的的主主要要成成分是氢氧化钙，而氢氧化钙可微溶解于水。分是氢氧化钙，而氢氧化钙可微溶解于水。l 评注评注 石灰浆体在空气中凝结硬化过程主要石灰浆体在空气中凝结硬化过程主要是依赖于浆体中是依赖于浆体中Ca(OH)Ca(OH)2 2的结晶析出和的结晶析出和Ca(OH)Ca(OH)2 2与空气中的二氧化碳的碳化作用。与空气中的二氧化碳的碳化作用。目录目录目录目录 例例2-2 2-2 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。数月后，墙

21、面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。试分析上述现象产生的原因。l解解:石石灰灰砂砂浆浆抹抹面面的的墙墙面面上上出出现现不不规规则则的的网网状状裂裂纹纹，引引发发的的原原因因很很多多，但但最最主主要要的的原原因因在在于于石石灰灰在在硬硬化化过过程程中中，蒸蒸发发大大量量的的游游离离水水而而引引起起体体积积收收缩的结果。缩的结果。l墙墙面面上上个个别别部部位位出出现现凸凸出出的的呈呈放放射射状状的的裂裂纹纹，是是由由于于配配制制石石灰灰砂砂浆浆时时所所用用的的石石灰灰中中混混入入了了过过火

22、火石石灰灰。这这部部分分过过火火石石灰灰在在消消解解、陈陈伏伏阶阶段段中中未未完完全全熟熟化化，以以致致于于在在砂砂浆浆硬硬化化后后，过过火火石石灰灰吸吸收收空空气气中中的的水水蒸蒸汽汽继继续续熟熟化化，造造成成体体积积膨膨胀胀。从从而而出出现现上述现象。上述现象。目录目录目录目录 l 评评注注 透透过过现现象象看看本本质质，过过火火石石灰灰表表面面常常被被粘粘土土杂杂质质融融化化形形成成的的玻玻璃璃釉釉状状物物包包覆覆，熟熟化化很很慢慢。如如未未经经过过充充分分的的陈陈伏伏，当当石石灰灰已已经经硬硬化化后后，过过火火石石灰灰才才开开始始熟熟化化，并并产产生生体体积积膨膨涨涨，容易引起鼓包隆起

23、和开裂。容易引起鼓包隆起和开裂。目录目录目录目录 例例2-3 2-3 建筑石膏及其制品为什么适用于室内，建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？而不适用于室外使用？l解解：建建筑筑石石膏膏及及其其制制品品适适用用于于室室内内装装修修，主主要要是是由由于于建建筑筑石石膏膏及及其其制制品品在在凝凝结结硬硬化化后后具具有有以以下的优良性质：下的优良性质：l（1 1）石石膏膏表表面面光光滑滑饱饱满满，颜颜色色洁洁白白，质质地地细细腻腻，具具有有良良好好的的装装饰饰性性。加加入入颜颜料料后后，可可具具有有各各种种色色彩彩。建建筑筑石石膏膏在在凝凝结结硬硬化化时时产产生生微微膨膨胀胀，故故其

24、其制制品品的的表表面面较较为为光光滑滑饱饱满满，棱棱角角清清晰晰完完整整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好；形状、尺寸准确、细致，装饰性好；l（2 2）硬硬化化后后的的建建筑筑石石膏膏中中存存在在大大量量的的微微孔孔，故其保温性、吸声性好。故其保温性、吸声性好。目录目录目录目录 l（3 3）硬硬化化后后石石膏膏的的主主要要成成分分是是二二水水石石膏膏，当当受受到到高高温温作作用用时时或或遇遇火火后后会会脱脱出出21%21%左左右右的的结结晶晶水水，并并能能在在表表面面蒸蒸发发形形成成水水蒸蒸气气幕幕，可可有有效效地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。l（4 4）建建筑筑石石膏膏制制品品还还具具有有较较高高的的热热容容量量和和一一定定的的吸吸湿湿性性，故故可可调调节节室室内内的的温温度度和和湿湿度度，改改变室内的小气候。变室内的小气候。l在在室室外外使使用用建建筑筑石石膏膏制制品品时时，必必然然要要受受到到雨雨水水冰冰冻冻等等的的作作用用，而而建建筑筑石石膏膏制制品品的的耐耐水水性性差差，且且其其吸吸水水率率高高，抗抗渗渗性性差差、抗抗冻冻性性差差,所所以以不适用于室外使用不适用于室外使用.l 评注评注 本题主要是考查对建筑石膏及其制品技本题主要是考查对建筑石膏及其制品技术性能的了解术性能的了解.