《无机凝胶材料》PPT课件.ppt
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1、第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料胶凝材料是指具有一定的机械强度并经过一系列物理作用、胶凝材料是指具有一定的机械强度并经过一系列物理作用、化学作用,能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料。化学作用,能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料。胶凝材料可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料,无机胶凝材胶凝材料可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料,无机胶凝材料又分为气硬性和水硬性胶凝材料料又分为气硬性和水硬性胶凝材料第一节第一节 石石 灰灰一、石灰的生产及分类一、石灰的生产及分类1、石灰的生产、石灰的生产2、石灰的分类、石灰的分类(1)钙质石灰)钙质石灰(2)镁质石灰)镁质石灰3、石灰产品、石灰产品 生石灰粉、
2、消石灰粉(熟石灰粉)、石灰膏生石灰粉、消石灰粉(熟石灰粉)、石灰膏二、石灰的熟化与硬化二、石灰的熟化与硬化1、石灰的熟化、石灰的熟化生石灰与水作用生成氢氧化钙的过程生石灰与水作用生成氢氧化钙的过程2、石灰的硬化、石灰的硬化石灰水化后逐渐凝结硬化石灰水化后逐渐凝结硬化三、石灰的性质三、石灰的性质(1)可塑性好)可塑性好(2)硬化较慢、强度较低)硬化较慢、强度较低(3)硬化时体积收缩大)硬化时体积收缩大(4)耐水性差)耐水性差(5)石灰吸湿性强)石灰吸湿性强四、石灰的应用四、石灰的应用1、石灰乳、石灰乳2、配制砂浆、配制砂浆3、石灰土和三合土、石灰土和三合土石灰与粘土拌合后称为灰土或石灰土,再加砂
3、或炉石灰与粘土拌合后称为灰土或石灰土,再加砂或炉渣、石屑等即成为三合土。渣、石屑等即成为三合土。4、制作硅酸盐制品、制作硅酸盐制品第二节第二节 石石 膏膏石膏是以硫酸钙为主要成分的无机气硬性胶凝材料石膏是以硫酸钙为主要成分的无机气硬性胶凝材料一、石膏的种类一、石膏的种类1、天天然然无无水水石石膏膏(CaSO4):也也称称硬硬石石膏膏,它它结结晶晶紧紧密,质地较硬,是生产硬石膏水泥的原料。密,质地较硬,是生产硬石膏水泥的原料。2、天天然然石石膏膏(CaSO42H2O):也也称称生生石石膏膏或或二二水水石石膏膏,大大部部分分自自然然石石膏膏矿矿为为生生石石膏膏,是是生生产产建建筑筑石石膏膏的主要原
4、料。的主要原料。3、化工石膏、化工石膏含含有有CaSO42H2O与与CaSO4混混合合物物的的化化工工副副产产品品及及废废渣作为生产石膏的原料渣作为生产石膏的原料4、建建筑筑石石膏膏(CaSO41/2 H2O)也也称称熟熟石石膏膏或或半半水水石石膏膏。它它是是由由生生石石膏膏加加工工而而成成的的,根根据据其其内内部部结结构构不同可分为不同可分为型半水石膏和型半水石膏和型半水石膏型半水石膏5、高强石膏高强石膏:晶粒粗大,需水量少,强度高:晶粒粗大,需水量少,强度高石膏矿石膏矿二、建筑石膏的水化与硬化二、建筑石膏的水化与硬化1、建筑石膏的水化、建筑石膏的水化2、建筑石膏的凝结硬化、建筑石膏的凝结硬
5、化(1)建建筑筑石石膏膏的的凝凝结结:石石膏膏浆浆体体中中的的自自由由水水分分因因水水化化和和蒸蒸发发而而减减少少,粒粒子子总总表表面面积积增增加加,因因而而浆浆体体可可塑塑性性逐逐渐渐减减小小,浆浆体体渐渐渐渐变变稠,这一过程称为凝结。稠,这一过程称为凝结。(2)建建筑筑石石膏膏的的硬硬化化:石石膏膏凝凝结结后后,其其晶晶体体颗颗粒粒仍仍在在不不断断长长大大和和连连生生,形形成成相相互互交交错错且且孔孔隙隙率率逐逐渐渐减减小小的的结结构构,其其强强度度也也会会不不断断增增大大,直直至至水水分分完完全全蒸蒸发发,形形成成硬硬化化后后的的石石膏膏结结构构,这这一一过过程程称称为石膏的硬化。为石膏
6、的硬化。三、建筑石膏的性质三、建筑石膏的性质1、密度与堆积密度、密度与堆积密度2、凝结硬化快、凝结硬化快3、凝结硬化时体积略膨胀、凝结硬化时体积略膨胀4、硬化后孔隙率高、硬化后孔隙率高5、防火性能好、防火性能好6、耐水性和抗冻性差、耐水性和抗冻性差7、有良好的装饰性和可加工性、有良好的装饰性和可加工性四、建筑石膏的应用四、建筑石膏的应用1、石膏砂浆及粉刷石膏、石膏砂浆及粉刷石膏2、建筑石膏制品:石膏板、石膏砌块等、建筑石膏制品:石膏板、石膏砌块等3、制作建筑雕塑和模型、制作建筑雕塑和模型第三节第三节 其他气硬性胶凝材料其他气硬性胶凝材料一、水玻璃一、水玻璃1、水玻璃的组成、水玻璃的组成水水玻玻
7、璃璃俗俗称称泡泡花花碱碱,由由碱碱金金属属氧氧化化物物和和二二氧氧化化硅硅组组成,属可溶性的硅酸盐类。成,属可溶性的硅酸盐类。硅硅酸酸钠钠水水玻玻璃璃(Na2OnSiO2)、硅硅酸酸钾钾水水玻玻璃璃K2OnSiO2)、硅酸锂水玻璃()、硅酸锂水玻璃(Li2OnSiO2)等)等2、水玻璃的硬化、水玻璃的硬化液液体体水水玻玻璃璃在在空空气气中中吸吸收收二二氧氧化化碳碳,形形成成无无定定形形硅硅酸酸凝凝胶,并逐渐干燥而硬化:胶,并逐渐干燥而硬化:3、水玻璃的性质、水玻璃的性质(1)粘结力强)粘结力强(2)耐酸性好)耐酸性好(3)耐热性高)耐热性高(4)不耐水)不耐水4、水玻璃的应用、水玻璃的应用(1
8、)用作涂料,涂刷材料表面)用作涂料,涂刷材料表面(2)配制防水剂)配制防水剂(3)加固土壤)加固土壤(4)配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土)配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土二、菱苦土二、菱苦土思考题:思考题: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?第四节第四节 通用硅酸盐水泥的组成与技术要求通用硅酸盐水泥的组成与技术要求按主要成分,水泥可分为按主要成分,水泥可分为硅酸盐类水泥、铝酸盐硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、硫铝酸盐类水泥和磷酸盐类水泥类水泥、硫铝酸盐类水泥和磷酸盐类水泥等等。按水泥的用途和性能又可分为按水泥的用途和
9、性能又可分为通用水泥通用水泥(如硅酸盐如硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等水泥、矿渣硅酸盐水泥等)、专用水泥专用水泥(如中、低热水泥如中、低热水泥等等)及及特性水泥特性水泥(如快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥等如快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥等)。一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况1、定义、定义硅硅酸酸盐盐水水泥泥是是由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料、05%的的混混合合料料、适适量石膏磨细制成的量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料。2、分类、分类硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥、矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥、火火山山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸
10、盐水泥、复合硅酸盐水泥灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥3、生产概况、生产概况二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料1、硅酸盐水泥熟料、硅酸盐水泥熟料矿物组成矿物组成主要是:主要是:(1)硅酸三钙硅酸三钙(3CaOSiO2,简写为,简写为C3S,占,占36%60%)(2)硅酸二钙硅酸二钙(2CaOSiO2,简写成,简写成C2S,占,占15%37%)(3)铝酸三钙铝酸三钙(3CaOAl2O3,简写成,简写成C3A,占,占7%15%)(4)铁铝酸四钙铁铝酸四钙(4CaOAl2O3Fe2O3,简写为,简写为C4AF,占,占10%18%)。2、石膏、石膏3、混合材料、混
11、合材料(1)活性混合材料:粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰)活性混合材料:粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料质混合材料(2)非活性混合材料)非活性混合材料(3)窑灰)窑灰4、助磨剂、助磨剂三、通用硅酸盐水泥的技术要求三、通用硅酸盐水泥的技术要求1、化学指标、化学指标(1)不溶物)不溶物(2)烧失量)烧失量(3)三氧化硫)三氧化硫(4)氧化镁)氧化镁(5)氯离子)氯离子2、含碱量、含碱量四、通用硅酸盐水泥的水化硬化与性能四、通用硅酸盐水泥的水化硬化与性能1、硅酸盐水泥的水化硬化、硅酸盐水泥的水化硬化(1 1)水泥的凝结与硬化)水泥的凝结与硬化 水泥加水拌和后,成为可塑性浆体,随后,水泥水泥加水拌
12、和后,成为可塑性浆体,随后,水泥浆逐渐变稠而失去塑性,但尚不具有强度的过程,称浆逐渐变稠而失去塑性,但尚不具有强度的过程,称为为水泥的凝结水泥的凝结。凝结过后,水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成凝结过后,水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成为坚硬的固体,这一过程称为为坚硬的固体,这一过程称为水泥的硬化水泥的硬化。(2 2)熟料矿物的水化产物)熟料矿物的水化产物其化学反应式有:其化学反应式有:为了调节水泥的凝结时间,掺入适量石膏,这些为了调节水泥的凝结时间,掺入适量石膏,这些石膏与反应最快的铝酸三钙的水化产物作用生成难石膏与反应最快的铝酸三钙的水化产物作用生成难溶的水化硫铝酸钙,覆盖于未水化的铝酸三钙
13、周围,溶的水化硫铝酸钙,覆盖于未水化的铝酸三钙周围,阻止其继续快速水化。阻止其继续快速水化。其反应式为:其反应式为:(3)水泥石的结构)水泥石的结构 硬化后的水泥石是由胶体粒子、硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。化的水泥颗粒所组成。(1)密度、堆积密度、细度)密度、堆积密度、细度 硅酸盐水泥的密度约为硅酸盐水泥的密度约为3。其松散状态下的堆积密度为。其松散状态下的堆积密度为10001100kg/m3,紧密堆积密度达,紧密堆积密度达1600kg/m3。2、硅酸盐水泥的技术性质、硅酸盐水泥的技术性质 为了测定水泥的凝结时间及
14、体积安定性等性能,应该使为了测定水泥的凝结时间及体积安定性等性能,应该使水泥净浆在一个规定的稠度下进行,这个规定的稠度称为标水泥净浆在一个规定的稠度下进行,这个规定的稠度称为标准稠度。准稠度。(2)标准稠度用水量)标准稠度用水量 凝结时间分初凝和终凝。凝结时间分初凝和终凝。(3)凝结时间)凝结时间水泥体积安定性水泥体积安定性简称简称水泥安定性水泥安定性,是指水泥浆,是指水泥浆硬化后体积变化是否均匀的性质。硬化后体积变化是否均匀的性质。当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均匀当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均匀的体积膨胀,会导致水泥石开裂、翘曲等现象,称的体积膨胀,会导致水泥石开裂、翘曲等现
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