第二章 气硬性胶凝材料.pptx

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1、气硬性胶凝材料只在空气中硬化，并只能在空气中保持或发展其强度 （石灰、石膏）无机胶凝材料无机胶凝材料（以无机化合物为基本成分）（以无机化合物为基本成分）按凝结硬化条件分类水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料空气、水中皆可硬化，空气、水中皆可硬化，能更好的再水中硬化并保持、能更好的再水中硬化并保持、发展其强度发展其强度（水泥）（水泥）有机胶凝材料 （天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）（沥青、树脂）按化学成分分类按获得方式分类：天然胶凝材料和人工胶凝材料粉状的矿物质材料，其加水后可进行水化，凝结硬化而具有胶凝性能第1页/共71页只只能能在在空空气气中中硬硬化化、保保持持或或继继续续发发展展强强度度

2、的的无无机机胶胶凝凝材材料料称称为为气气硬硬性性无无机机胶胶凝凝材材料料。不不仅仅能能在在空空气气中中，而而且且能能更更好好地地在在水水中中硬硬化化、保保持持或或继继续续发发展展强强度度的的无无机胶凝材料称为水硬性无机胶凝材料。机胶凝材料称为水硬性无机胶凝材料。土木工程中常用的气硬性无机胶凝材土木工程中常用的气硬性无机胶凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。第2页/共71页石 灰 内容:石灰的原料与生产 石灰的熟化与硬化 石灰的特性与应用 石灰质量要求第3页/共71页石灰的生产 1.1.原料 以CaCOCaCO3 3为主要成分的天然岩石(如石灰石、白云

3、石、大理石碎块等）4.1 4.1 石灰（古老的建筑胶凝材料，距今石灰（古老的建筑胶凝材料，距今30003000多年）多年）原材料成分分布广，储量大，生产工艺简单，成本低廉，性能优良第4页/共71页天然碳酸岩类岩石天然碳酸岩类岩石（石灰石、白（石灰石、白云石）经高温煅烧，其主要成分云石）经高温煅烧，其主要成分CaCOCaCO3 3分分解为以解为以CaOCaO为主要成分的生石灰，其化学为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：反应可表示如下：生石灰（堆积密度为生石灰（堆积密度为800800 1000 kg/m1000 kg/m3 3)一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎

4、磨细即为生石灰粉。磨细即为生石灰粉。第5页/共71页一一.石灰的消化和硬化石灰的消化和硬化1.1.石灰的熟化和石灰的熟化和“陈伏陈伏”工工地地上上使使用用石石灰灰时时，通通常常将将生生石石灰灰加加水水，使使之之消消解解为为消消（熟熟）石石灰灰氢氢氧氧化钙，这个过程称为石灰的化钙，这个过程称为石灰的“消化消化”，又称，又称“熟化熟化”：生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的生石灰烧制过程中，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，生石灰尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰欠火石灰”。第6页/共71页第

5、二种情况是由于烧制的温度过高或第二种情况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，颜色玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化。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。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，引起隆起鼓熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。包和开裂。第7页/共71页为了消除过火石灰的危害，生石灰为了消除过火石灰的危害，生石

6、灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏陈伏”。“陈伏陈伏”期间，石灰浆期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。以免碳化。第8页/共71页欠火石灰：温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透,存在硬心过火石灰：温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）注意注意过火石灰可以使用，但应陈伏半个月第9页/共71页2.2.石灰的硬化石灰的硬化石石灰灰浆浆体体在在空空气气中中逐逐渐渐硬硬化化，是是由由下下面两个同时进行的过程来完成的：面两个同时进行的过程来完成的：(1)(1)游离水

7、分蒸发游离水分蒸发（2 2）结结晶晶作作用用 氢氢氧氧化化钙钙逐逐渐渐从从饱饱和和溶液中结晶。溶液中结晶。（3 3）碳碳化化作作用用 氢氢氧氧化化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，释释出出水分并被蒸发：水分并被蒸发：第10页/共71页 碳化作用实际是二氧化碳与水形碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。水分的全干状态下进行。第11页/共71页二二.建筑石灰的技术指标建筑石灰的技术指标建建筑筑石石灰灰的的技技术术指指标标有有

8、细细度度、CaO+MgOCaO+MgO含含量量、COCO2 2含含量量和和体体积积安安定定性性等等。并并按按技技术术指指标标分分为为优优等等品品、一一等等品品和和合合格格品品三三个个等等级。具体技术要求见手册：级。具体技术要求见手册：JC/T479-1992 JC/T479-1992 建筑生石灰（建筑生石灰（P34 P34 表表2.22.2）、）、JC/T480-1992 JC/T480-1992 建筑生石灰粉建筑生石灰粉(P35(P35 表表2.32.3）JC/T481-1992 JC/T481-1992 建筑消石灰粉建筑消石灰粉(P35(P35 表表2.42.4）钙质生石灰钙质生石灰 Mg

9、O5%MgO5%；钙质消石灰粉；钙质消石灰粉 MgO4%MgO4%镁质生石灰镁质生石灰 MgO5%MgO5%；镁质消石灰粉；镁质消石灰粉 MgO4%MgO4%第12页/共71页 建筑石灰的质量好坏主要取决于建筑石灰的质量好坏主要取决于有效物质（有效物质（CaO+MgOCaO+MgO）的含量和杂）的含量和杂质的含量，有效物质是石灰中能够质的含量，有效物质是石灰中能够和水发生水化反应的物质，它的含和水发生水化反应的物质，它的含量反应了石灰的胶凝能力，有效物量反应了石灰的胶凝能力，有效物质越多产浆量越高，欠火石灰和各质越多产浆量越高，欠火石灰和各种杂质则无胶凝能力。种杂质则无胶凝能力。第13页/共7

10、1页石灰分类1.1.按MgOMgO含量分类钙质石灰（钙质石灰（MgO5）镁质石灰（MgO5）特点：熟化较慢，但硬化强度稍高。2.2.石灰的存在形成v 块状生石灰 煅烧直接获得v 生石灰粉 块状生石灰磨细v 消石灰粉 生石灰消解v 石灰膏/乳 生石灰+过量水CaOCaOCa(OH)Ca(OH)2 2第14页/共71页项项 目目钙质生石灰钙质生石灰 镁质生石灰镁质生石灰 优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品 CaO+MgO CaO+MgO含量含量/%/%908580858075 C0 C02 2含量含量/%/%57 79 968 81010未消化残渣含量未消化残

11、渣含量 （5mm5mm圆孔筛余）圆孔筛余）/%/%510101515510101515 产浆量产浆量/L/Lkgkg-1-1 2.82.82.32.32.02.02.82.82.32.32.02.0生石灰的技术标准第15页/共71页项项 目目钙质生石灰钙质生石灰 镁质生石灰镁质生石灰 优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品 CaO+MgO CaO+MgO含量含量/%/%858080757580757570 C0 C02 2含量含量/%/%79 91111810101212细细度度0.90mm0.90mm筛筛余筛筛余/%/%0.20.50.51.51.50.20

12、.50.51.51.50.125mm0.125mm筛筛余筛筛余/%/%7.012.012.018.018.07.012.012.018.018.0生石灰粉的技术标准第16页/共71页项项 目目钙质消石灰粉钙质消石灰粉 镁质消石灰粉镁质消石灰粉 白云石消石灰粉白云石消石灰粉优等优等品品一等一等品品合格合格品品优等优等品品一等一等品品合格合格品品优等优等品品一等一等品品合格合格品品CaO+MgOCaO+MgO含量含量/%/%707065656060656560605555656560605555 游离水游离水/%/%0.40.4体积安定性体积安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格细

13、细度度0.90mm0.90mm筛筛筛余筛余/%/%0 00 00.50.50 00 00.50.50 00 00.50.50.125mm0.125mm筛筛筛余筛余%3 3101015153 3101015153 310101515消石灰粉的技术标准第17页/共71页路面基层用石灰的技术标准项项 目目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰 钙质消石灰钙质消石灰镁质消石灰镁质消石灰等等 级级 CaO+MgOCaO+MgO含量含量/%/%8585 8080 7575 8080 7575 7070 6565 6060 5555 6060 5555 5050未消化残渣含量未消化残渣含量 /5mm/5m

14、m圆孔筛余圆孔筛余/%/%7 71111 1717 1010 1414 2020含水量含水量/%/%4 44 44 44 44 44 4细细度度0.71mm0.71mm筛筛余筛筛余/%/%1 11 11 11 10.125mm0.125mm筛筛余筛筛余%1313 2020 1313 2020 MgOMgO含量含量/%/%555 5444 4第18页/共71页工程实例工程实例某工地要使用一种生石灰粉，现取试样，应如何判 该石灰的品质？1.1.检测石灰中CaOCaO和MgOMgO的含量,二氧化碳的含量,细度。2.2.根据MgOMgO含量，判定该石灰的类别(属钙质/镁质石灰)3.3.根据表4.14.

15、1判定该石灰的等级。第19页/共71页三三.石灰的技术性质石灰的技术性质（1 1）可塑性好）可塑性好 生生石石灰灰熟熟化化为为石石灰灰浆浆时时，能能自自动动形形成成颗颗粒粒极极细细（直直径径约约为为11）的的呈呈胶胶体体分分散散状状态态的的氢氢氧氧化化钙钙，表表面面吸吸附附一一层层厚厚的的水水膜膜。因因此此用用石石灰灰调调成成的的石石灰灰砂砂浆浆其其突突出出的的优优点点是是具具有有良良好好可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。第20页/共71页（2 2）硬化慢、强度低）硬化慢、强度低从从石石灰灰浆浆体体的的硬硬化化过过程程可可以

16、以看看出出，由由于于空空气气中中二二氧氧化化碳碳稀稀薄薄，碳碳化化甚甚为为缓缓慢慢。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，不不利利于于碳碳化化作作用用的的深深入入，也也不不利利于于内内部部水水分分的的蒸蒸发发，因此石灰是硬化缓慢的材料。因此石灰是硬化缓慢的材料。第21页/共71页同同时时，石石灰灰的的硬硬化化只只能能在在空空气气中中进进行行，硬硬化化后后的的强强度度也也不不高高。受受潮潮后后石石灰灰溶溶解解，强强度度更更低低，在在水水中中还还会会溃溃散散。如如石石灰灰砂砂浆浆（1 1：3 3）2828天天强强度度仅仅为为0.2-0.5MPa0.2-0.5MPa。所所以以，石石

17、灰灰不不宜宜在在潮潮湿湿的的环环境境下下作作用用，也也不不宜宜用用于于重重要要建建筑筑物物基基础。础。第22页/共71页（3）硬化时体积收缩大石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。第23页/共71页（4 4）耐水性差，不易贮存）耐水性差，不易贮存 块块状状类类石石灰灰放放置置太太久久，会会吸吸收收空空气气中中的的水水分分而而自自动动熟熟化化成成消消石石灰灰粉粉，再再与与空空气气中中二二氧氧化化碳碳作作用用而而还还原原为为碳碳酸酸钙钙，失失去去胶胶结结能能力力。所所以以贮贮存存生生石石灰灰，不不

18、但但要要防防止止受受潮潮，而而且且不不宜宜贮贮存存过过久久。最最好好运运到到后后即即熟熟化化成成石石灰灰浆浆，将将贮贮存存期期变变为为陈陈伏伏期期。由由于于生生石石灰灰受受潮潮熟熟化化时时放放出出大大量量的的热热，而而且且体体积积膨膨胀胀，所所以以，储储存存和和运运输生石灰时，还要注意安全。输生石灰时，还要注意安全。第24页/共71页四四.石灰的应用石灰的应用（1 1）石灰乳和石灰砂浆）石灰乳和石灰砂浆将将消消石石灰灰粉粉或或熟熟化化好好的的石石灰灰膏膏加加入入多多量量的的水水搅搅拌拌稀稀释释，成成为为石石灰灰乳乳，是是一一种种廉廉价价的的涂涂料料，主主要要用用于于内内墙墙和和天天棚棚刷刷白白

19、，增增加加室室内内美美观观和和亮亮度度。我我国国农农村村也也用用于于外外墙墙。石石灰灰乳乳可可加加入入各各种种耐耐碱碱颜颜料料。调调入入少少量量水水泥泥、粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣或或粉粉煤煤灰灰，可提高其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。可提高其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。第25页/共71页（2 2）石灰土（灰土）和三合土）石灰土（灰土）和三合土石石灰灰与与粘粘土土或或硅硅铝铝质质工工业业废废料料混混合合使使用用，制制成成石石

20、灰灰土土或或石石灰灰与与工工业业废废料料的的混混合合料料，加加适适量量的的水水充充分分拌拌合合后后，经经碾碾压压或或夯夯实实，在在潮潮湿湿环环境境中中使使石石灰灰与与粘粘土土或或硅硅铝铝质质工工业业废废料料表表面面的的活活性性氧氧化化硅硅或或氧氧化化铝铝反反应应，生生成成具具有有水水硬硬性性的的水水化化硅硅酸酸钙钙或或水水化化铝铝酸酸钙钙，适适于于在在潮潮湿湿环环境境中中使使用用。如如建建筑筑物物或或道道路路基基础础中中使使用用的的石石灰灰土土，三三合合土土，二二灰灰土土（石石灰灰、粉粉煤煤灰灰或或炉炉灰灰），二二灰灰碎碎石石（石石灰灰、粉粉煤煤灰灰或或炉炉灰灰、级配碎石）等。级配碎石）等。第

21、26页/共71页（3 3）灰砂砖和硅酸盐制品）灰砂砖和硅酸盐制品石石灰灰与与天天然然砂砂或或硅硅铝铝质质工工业业废废料料混混合合均均匀匀，加加水水搅搅拌拌,经经压压振振或或压压制制，形形成成硅硅酸酸盐盐制制品品。为为使使其其获获早早期期强强度度，往往往往采采用用高高温温高高压压养养护护或或蒸蒸压压，使使石石灰灰与与硅硅铝铝质质材材料料反反应应速速度度显显著著加加快快，使使制制品品产产生生较较高高的的早早期期强强度度。如如灰灰砂砂砖砖、硅硅酸酸盐盐砖砖、硅硅酸酸盐混凝土制品等。盐混凝土制品等。#第27页/共71页石 膏 石膏CaSOCaSO4 4为主要成分。环保型材料 分为建筑石膏和高强度石膏两

22、种。石膏的存在形式天然二水石膏（软）天然二水石膏（软）化工石膏化工石膏天然无水石膏（硬）天然无水石膏（硬）建筑石膏建筑石膏高强石膏高强石膏CaSOCaSO4 42H2H2 2O OCaSOCaSO4 4H H2 2O O与CaSOCaSO4 4混合废渣CaSOCaSO4 4硬-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O O-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O O原料丰富，生产工艺简单，生产能耗低，价格低廉，不污染环境第28页/共71页胡夫金字塔，高146.59m,底部232m建方，用 230多万块、每块重2.5T的岩石砌成，第29页/共71页第30页/共71页第31页/共7

23、1页第32页/共71页4.2 4.2 建筑石膏建筑石膏石石膏膏是是以以硫硫酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的矿矿物物，当当石石膏膏中中含含有有结结晶晶水水不不同同时时可可形形成成多种性能不同的石膏。多种性能不同的石膏。2.1 2.1 石膏的原料、分类及生产石膏的原料、分类及生产 根根据据石石膏膏中中含含有有结结晶晶水水的的多多少少不同可分为：不同可分为：（1 1）无无水水石石膏膏（aSOaSO4 4）：也也称称硬硬石石膏膏，它它结结晶晶紧紧密密，质质地地较较硬硬，是是生产硬石膏水泥的原料。生产硬石膏水泥的原料。第33页/共71页（2 2）天天然然石石膏膏（aSOaSO4 42H2H2 2O O）

24、：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矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。膏矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。（）建建筑筑石石膏膏 （aSOaSO4 41/2 1/2 H H2 2O O）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不同同可可分分为为型型半半水水石石膏膏和和型型半半水水石石膏：膏：第34页/共71页建建筑筑石石膏膏通通常常是是由由天天然然石石膏膏经经压压蒸蒸或或煅煅烧烧加加热热而而成成的的。常常压压下下煅煅烧烧加加热热到到107107170170，可产生，可产生型建筑

25、石膏：型建筑石膏：（二水石膏）（型半水石膏）124124条件下压蒸（条件下压蒸（1.31.3大气压）加热可产生大气压）加热可产生型建筑石膏：型建筑石膏：（二水石膏）（型半水石膏）第35页/共71页型型半半水水石石膏膏与与型型半半水水石石膏膏相相比比，结结晶晶颗颗粒粒较较粗粗，比比表表面面积积较较小小，强强度高，因此又称为高强石膏。度高，因此又称为高强石膏。当当加加热热温温度度超超过过170170时时，可可生生成成无无水水石石膏膏，只只要要温温度度不不超超过过200200，此此无无水水石石膏膏就就具具有有良良好好的的凝凝结结硬硬化化性性能。能。第36页/共71页随随着着煅煅烧烧温温度度的的增增高

26、高，石石膏膏成成品品的的组组成成，结结构构将将发发生生改改变变，从从而而形形成成不不同同的的石石膏膏变变种种，在在石石膏膏胶胶凝凝材材料料生生产产中中，可可以以通通过过控控制制煅煅烧烧温温度度来来得到更多的石膏品种。得到更多的石膏品种。230-360 230-360 可溶性硬石膏可溶性硬石膏500-750 500-750 不溶性硬石膏不溶性硬石膏800-1100 800-1100 高温煅烧石膏高温煅烧石膏第37页/共71页2.2 2.2 建筑石膏的水化与硬化建筑石膏的水化与硬化建建筑筑石石膏膏与与适适量量水水拌拌合合后后，能能形形成成可可塑塑性性良良好好的的浆浆体体，随随着着石石膏膏与与水水的

27、的反反应应，浆浆体体的的可可塑塑性性很很快快消消失失而而发发生生凝凝结结，此此后后进进一一步步产产生生和和发发展展强度而硬化。强度而硬化。第38页/共71页 建筑石膏与水之间产生化学反应的反建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：应式为：|此此反反应应实实际际上上也也是是半半水水石石膏膏的的溶溶解解和和二二水水石石膏膏沉沉淀淀的的可可逆逆反反应应，因因为为二二水水石石膏膏溶溶解解度度比比半半水水石石膏膏的的溶溶解解度度小小得得多多，所所以以此此反反应应总总体体表表现现为为向向右右进进行行，二二水水石膏以胶体微粒自水中析出。石膏以胶体微粒自水中析出。第39页/共71页随着二水石膏沉淀的不断增加，

28、就会产生随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的失，这种现象为石膏的终凝终凝。第40页/共71页石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐大和连生，形成相互交错且孔隙率逐

29、渐减小的结构，其强度也会不断增大，渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。叉进行的。第41页/共71页2.3 2.3 建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求建建筑筑石石膏膏的的技技术术要要求求有有强强度度、细细度度和和凝凝结结时时间间。并并按按强强度度和和细细度度分分为为优优等等品品、一一等等品品和和合合格格品品。具具体体技技术术要要求求见见p29p29）第42页/共71页2.4 2.4 建筑石膏的技术

30、性质建筑石膏的技术性质（）凝结硬化速度快（）凝结硬化速度快 建建筑筑石石膏膏的的浆浆体体，凝凝结结硬硬化化速速度度很很快快。一一般般石石膏膏的的初初凝凝时时间间仅仅为为10min10min左左右右，终终凝凝时时间间不不超超过过30min30min，这这对对于于普普通通工工程程施施工工操操作作十十分分方方便便。有有时时需需要要操操作时间较长，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等。作时间较长，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等。第43页/共71页（）凝结硬化时的膨胀性（）凝结硬化时的膨胀性 建建筑筑石石膏膏凝凝结结硬硬化化是是石石膏膏吸吸收收结结晶晶水水后后的

31、的结结晶晶过过程程，其其体体积积不不仅仅不不会会收收缩缩，而而且且还还稍稍有有膨膨胀胀（0.2%0.2%1.5%1.5%），这这种种膨膨胀胀不不会会对对石石膏膏造造成成危危害害，还还能能使使石石膏膏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、避免了普通材料干燥时的开裂。整、避免了普通材料干燥时的开裂。第44页/共71页（）硬硬化化后后的的多多孔孔性性，重重量量轻轻，但强度低但强度低 建建筑筑石石膏膏在在使使用用时时，为为获获得得良良好好的的流流动动性性，常常加加入入的的水水分分要要比比水水化化所所需需的的水水量量多多，因因此此，石石膏膏在在硬硬化化过过程程中中由由于于水水分分

32、的的蒸蒸发发，使使原原来来的的充充水水部部分分空空间间形形成成孔孔隙隙，造造成成石石膏膏内内部部的的大大量量微微孔孔，使使其其重重量量减减轻轻，但但是是抗抗压压强强度度也也因因此此下下降降。通通常常石石膏膏硬硬化化后后的的表表观观密密度度约约为为00kg00kg3 31000 1000 kgkg3 3，抗抗压压强强度度约约为为PaPa5 5PaPa。第45页/共71页（）良好的隔热和吸音和（）良好的隔热和吸音和“呼吸呼吸”功能功能(调湿调温作用调湿调温作用)石石膏膏硬硬化化体体中中大大量量的的微微孔孔，使使其其传传热热性性显显著著下下降降，因因此此具具有有良良好好的的绝绝热热能能力力；石石膏膏

33、的的大大量量微微孔孔，特特别别是是表表面面微微孔孔对对声声音音传传导导或或反反射射的的能能力力也也显显著著下下降降，使使其其具具有有较较强强的的吸吸声声能能力力。大大热热容容量量和和大大的的孔孔隙隙率率及及开开口口孔孔结结构构，使使石石膏膏具具有有呼呼吸吸水水蒸蒸气的功能。气的功能。第46页/共71页（）防火性好，但耐水性差（）防火性好，但耐水性差 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，可可有有效效地地阻阻止止火火势势的

34、的蔓延，具有良好的防火效果。蔓延，具有良好的防火效果。由由于于硬硬化化石石膏膏的的强强度度来来自自于于晶晶体体粒粒子子间间的的粘粘结结力力，遇遇水水后后粒粒子子间间连连接接点点的的粘粘结结力力可可能能被被削削弱弱。部部分分二二水水石石膏膏溶溶解解而而产产生生局局部部溃溃散散，所所以以建建筑筑石石膏膏硬硬化体的耐水性较差。化体的耐水性较差。第47页/共71页（6 6）有良好的装饰性和可加工性）有良好的装饰性和可加工性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。微微孔孔结结构构使使其其脆脆性性有有所所改改善善，硬硬度度也也较较低低，所所以

35、以硬硬化化石石膏膏可可锯锯、可可刨刨、可可钉钉。具具有有良好的可加工性。良好的可加工性。第48页/共71页2.5 2.5 建筑石膏的应用建筑石膏的应用建筑石膏主要用于室内装修、装饰、隔断、吊顶、保温、调湿、隔音、及防火等方面，一般做成石膏抹面砂浆、石膏装饰制品、石膏板制品后进行施工和安装。制作建筑雕塑和模型制作建筑雕塑和模型#第49页/共71页4.4.4.4.水玻璃水玻璃水水玻玻璃璃俗俗称称泡泡花花碱碱，由由不不同同比比例例的的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成，属属可可溶溶性性的的硅硅酸酸盐类。无色或淡黄色、灰白色的粘稠液体盐类。无色或淡黄色、灰白色的粘稠液体 根根据据碱碱

36、金金属属氧氧化化物物的的不不同同，水水玻玻璃璃有有:硅硅酸酸钠钠水水玻玻璃璃（NaNa2 2O OSiOSiO2 2）、）、硅酸钾水玻璃硅酸钾水玻璃2 2SiOSiO2 2）、）、硅酸锂水玻璃（硅酸锂水玻璃（i i2 2O OSiOSiO2 2）等品种，最常用的是等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃硅酸钠水玻璃。第50页/共71页（称为水玻璃模数）称为水玻璃模数）根根据据水水玻玻璃璃模模数数的的不不同同，又又分分为为“碱碱性性”水水玻玻璃璃（和和“中中性性”水水玻玻璃璃（3 3）。实实际际上上中中性性水水玻玻璃璃和和碱碱性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。第51页/共

37、71页1.1.水玻璃的生产水玻璃的生产生生产产水水玻玻璃璃的的方方法法分分为为湿湿法法和和干干法法两两种种。湿湿法法生生产产硅硅酸酸水水玻玻璃璃是是将将石石英英砂砂和和苛苛性性钠钠溶溶液液在在压压蒸蒸锅锅内内用用蒸蒸汽汽加加热热。直直接接反反应应生生液液体体水水玻玻璃璃。干干法法生生产产硅硅酸酸钠钠水水玻玻璃璃是是将将石石英英砂砂和和碳碳酸酸钠钠磨磨细细拌拌匀匀，在在熔熔炉炉中中于于13001300 14001400C C温温度度下下熔熔化化，按按下下式式反反应应生生成成固固体体水水玻玻璃璃。固固体体水水玻玻璃璃于于水水中中加加热热溶溶解解而而生生成成液液体体水水玻玻璃璃。其其反反应式为：应式

38、为：第52页/共71页2.2.水玻璃的硬化水玻璃的硬化液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化：液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化：由由于于空空气气中中COCO2 2浓浓度度较较低低，这这个个过过程程进进行行的的很很慢慢，为为了了加加速速硬硬化化和和提提高高硬硬化化后后的的防防水水性性，常常加加入入氟氟硅硅酸酸钠钠NaNa2 2SiFSiF6 6作作为为促促硬硬剂剂，促促使使硅硅酸酸凝凝胶胶加加速速析析出出。氟氟硅硅酸酸钠钠的的适适宜宜用用量量为为水水玻璃重量的玻璃重量的1212。第53页/共71页3.3.水玻璃的技术性质水玻璃的技

39、术性质（）粘粘结结力力强强。水水玻玻璃璃硬硬化化后后具具有有较较高高的的粘粘结结强强度度、抗抗拉拉强强度度和和抗抗压压强强度度。另另外外，水水玻璃硬化析出的硅酸凝胶还有堵塞毛细孔隙而防止水分渗透的作用。玻璃硬化析出的硅酸凝胶还有堵塞毛细孔隙而防止水分渗透的作用。（）耐耐酸酸性性好好。硬硬化化后后的的水水玻玻璃璃，其其主主要要成成分分是是iOiO2 2，具具有有高高度度的的耐耐酸酸性性能能，能能抵抵抗抗大多数无机酸和有机酸的作用。但其不耐碱性介质侵蚀。大多数无机酸和有机酸的作用。但其不耐碱性介质侵蚀。（）耐热性高（）耐热性高 水玻璃不燃烧，硬化后形成水玻璃不燃烧，硬化后形成iOiO2 2空间网状

40、骨架，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。空间网状骨架，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。第54页/共71页4.4.水玻璃的应用水玻璃的应用（）用作涂料，涂刷材料表面（）用作涂料，涂刷材料表面 直直接接将将液液体体水水玻玻璃璃涂涂刷刷在在建建筑筑物物表表面面，或或涂涂刷刷粘粘土土砖砖、硅硅酸酸盐盐制制品品、水水泥泥混混凝凝土土等等多多孔孔材材料料，可可使使材材料料的的密密实实度度、强强度、抗渗性、耐水性均得到提高。度、抗渗性、耐水性均得到提高。这这是是因因为为水水玻玻璃璃与与材材料料中中的的a a（OHOH）2 2反反应应生生成成硅硅酸酸钙钙凝

41、凝胶胶，填填充充了了材材料料间间孔孔隙。隙。第55页/共71页|同同时时硅硅酸酸钠钠本本身身硬硬化化所所析析出出的的硅硅酸酸凝凝胶胶也也有有利利于于材材料料保保护护。选选用用不不同同的的耐耐火火填填料料，还还可可配配制制不不同同耐耐热热度的水玻璃耐热涂料。度的水玻璃耐热涂料。反应式为：反应式为：第56页/共71页（2 2）配制防水剂）配制防水剂 以以水水玻玻璃璃为为基基料料，配配制制防防水水剂剂。例例如如：四四矾矾防防水水剂剂是是以以蓝蓝矾矾(硫硫酸酸铜铜)、明明矾矾（钾钾铝铝矾矾）、红红矾矾（重重铬铬酸酸钾钾）和和紫紫矾矾（铬铬矾矾）各各份份，溶溶于于6060份份的的沸沸水水中中，降降温温至

42、至，投投入入400400份份水水玻玻璃璃溶溶液液中中，搅搅拌拌均均匀匀而而成成的的。这这种种防防水水剂剂可可以以在在1min1min内凝结内凝结,适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。第57页/共71页（3 3）加固土壤）加固土壤 将将模模数数为为.的的液液体体水水玻玻璃璃和和氯氯化化钙钙溶溶液液通通过过金金属属管管交交替替向向地地层层压压入入，两两种种溶溶液液发发生生化化学学反反应应，可可析析出出吸吸水水膨膨胀胀的的硅硅酸酸胶胶体体，包包裹裹土土壤壤颗颗粒粒并并填填充充其其空空隙隙，阻阻止止水水分分渗渗透透并并使使土土壤壤固固结结。用用这种方法加固的砂土，抗压强度可

43、达这种方法加固的砂土，抗压强度可达。(4)(4)配制水玻璃砂浆。配制水玻璃砂浆。将将水水玻玻璃璃、矿矿渣渣粉粉、砂砂和和氟氟硅硅酸酸钠钠按按一一定定比比例例配配合合成成砂砂浆浆,可可用用于于修修补补墙墙体体裂裂缝。缝。第58页/共71页（）配配制制耐耐酸酸砂砂浆浆、耐耐酸酸混混凝凝土、耐热混凝土土、耐热混凝土 用用水水玻玻璃璃作作为为胶胶凝凝材材料料，选选择择耐耐酸酸骨骨料料，可可配配制制满满足足耐耐酸酸工工程程要要求求的的耐耐酸酸砂砂浆浆、耐耐酸酸混混凝凝土土。选选择择不不同同的的耐耐热热骨骨料料，可可配配制制不不同同耐热度的水玻璃耐热混凝土。耐热度的水玻璃耐热混凝土。#第59页/共71页4

44、.4 4.4 菱苦土菱苦土 （氯氧镁水泥）（氯氧镁水泥）菱苦土是一种镁质胶凝材料。其主要成分是菱苦土是一种镁质胶凝材料。其主要成分是gOgO。1.1.原料及生产原料及生产 菱苦土的主要原料是天然菱镁矿。其主要成分是菱苦土的主要原料是天然菱镁矿。其主要成分是gCOgCO3 3。菱菱苦苦土土材材料料一一般般是是将将菱菱镁镁矿矿经经煅煅烧烧磨磨细细而而制制成成的的。要要求求的的细细度度为为49004900孔孔/cm/cm2 2的筛余量不大于的筛余量不大于2525:其化学反应可表示如下：其化学反应可表示如下：（菱苦土）（菱苦土）第60页/共71页2 2、菱苦土的水化、硬化、菱苦土的水化、硬化试试验验证

45、证明明，用用水水调调拌拌菱菱苦苦土土时时将将生生成成Mg(OH)Mg(OH)2 2，浆浆体体凝凝结结很很慢慢，硬硬化化后后强强度度很低。若以氯化镁水溶液来调制很低。若以氯化镁水溶液来调制 gOgO时时，可可以以加加速速其其水水化化反反应应，并并且且能能形形成成新新的的水水化化产产物物。这这种种新新的的水水化化产产物物硬硬化化后后的的强强度度较较高高（40406060PaPa）。水化反应如下：水化反应如下：第61页/共71页|水水化化产产物物中中x x、y y、z z的的大大小小与与煅煅烧烧温温度度、MgClMgCl2 2溶溶液液用用量量、初初始始配配比比、养护条件有关。养护条件有关。|水水化化

46、产产物物是是针针状状结结晶晶，彼彼此此机机械械咬咬合合，并并相相互互连连生生、长长大大，形形成致密的结构，使浆体凝结硬化。成致密的结构，使浆体凝结硬化。第62页/共71页3.3.菱苦土的应用菱苦土的应用菱菱苦苦土土与与植植物物纤纤维维能能很很好好粘粘接接，而而且且碱碱性性较较弱弱，不不会会腐腐蚀蚀纤纤维维。建建筑筑工工程程中中常常用用来来配配制制菱菱苦苦土土木木屑屑浆浆和和菱菱苦苦土土木木屑屑砂砂浆浆。前前者者可可胶胶结结为为菱菱苦苦土土木木屑屑板板，用用于于内内墙墙、天天花花板板和和地地面面。也也可可压压制制成成各各种种零零件件用用作作窗窗台台板板、门门窗窗框框、楼楼梯梯扶扶手手等等。后后者

47、者掺掺加加砂砂子子可可作作为为地地坪坪耐耐磨磨面面层层。用用膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩代代替替木木屑屑可可制制成成轻轻质质、阻阻燃燃型型的的室室内内装装饰饰板板材材。以以菱菱苦苦土土为为胶胶结结料料，以以玻玻璃璃纤纤维维为为增增强强材材料料，添添加加改改性性剂剂，可制成管材产品。可制成管材产品。第63页/共71页菱菱苦苦土土的的不不足足之之处处是是硬硬化化后后易易吸吸潮潮反反卤卤、耐耐水水性性差差，其其原原因因是是硬硬化化产产物物具具有有较较高高的的溶溶解解度度，遇遇水水会会溶溶解解。为为提提高高耐耐水水性性，可可采采用用外外加加剂剂，或或改改用用硫硫酸酸镁镁作作为为拌拌合合水水溶溶液液，降降低低吸

48、湿性、改进耐水性。吸湿性、改进耐水性。#第64页/共71页例3-1 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。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。解 石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。第65页/共71页例3-2

49、既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以 用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。第66页/共71页例例3-3 3-3 建筑石膏及其制品为什么适用于

50、室内，而不适用于室外使用？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？解解建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质：以下的优良性质：（1 1）石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。加入颜料后，石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。加入颜料后，可具有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，故其制品的表面较为光滑饱满，可具有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，故其制品的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，形状、尺寸准确、细致，装