第二章(气硬性胶凝材料).pptx
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1、第二章第二章 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料在建筑上,把经过一系列的物理、化学作用后,由液体或膏状体变为坚硬的固体,同时将砂、石、砖、砌块等散粒或块状材料胶结成整体并具有一定机械强度的材料,统称为胶凝材料。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。第1页/共59页菱苦土菱苦土第2页/共59页第一节第一节 石灰石灰石灰的生产石灰的分类石灰的熟化与硬化石灰的技术性能及标准石灰的性能石灰的应用第3页/共59页第一节第一节 石灰石灰优点建筑上使用较早的矿物胶凝材料原料来源广泛工艺简单成本低廉胶结性能较好。缺点造成空气污染矿产资源浪费,生态环境破坏第4页/共59页一、石灰的生产
2、一、石灰的生产生产原料天然原料:以碳酸钙为主要成分的矿物、岩石(石灰岩、白云岩)或贝壳等。化工副产品:如电石渣。生产过程 天然碳酸盐类岩石经高温煅烧,其主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰,其化学反应如下:第5页/共59页二、石灰的分类二、石灰的分类根据成品加工方法不同分类建筑生石灰:块状白色原成品,主要成分CaO建筑生石灰粉:建筑生石灰研磨制得,主要成分CaO建筑消石灰粉:建筑生石灰经水化和加工制得,Ca(OH)2根据化学成分(MgO含量)分类钙质石灰 镁质石灰根据熟化速度分类快熟石灰 中熟石灰 慢熟石灰第6页/共59页生石灰第7页/共59页三、石灰的熟化与硬化三、石灰的熟化与
3、硬化R熟化 工地上使用石灰时,通常将生石灰加水,使之消解为消(熟)石灰,这个过程称为石灰的“消化”,又称“熟化”制石灰膏(主要用于拌制砌筑砂浆和抹面砂浆)拌制石灰浆 筛网过滤(除渣)入储灰池 沉淀陈伏成石灰膏 注:为保证石灰膏充分熟化,必须在储灰池中储存一段时间,同时,石灰膏上应保留一层水,避免石灰膏与空气接触导致碳化。第8页/共59页三、石灰的熟化与硬化三、石灰的熟化与硬化制消石灰粉(用于拌制灰土、三合土)生石灰淋以适当水,消解成氢氧化钙,经磨细、筛分而得干粉。R硬化 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:结晶过程:石灰膏中游离水分一部分蒸发,一部分被砌体吸收,由于饱
4、和溶液中水分减少,氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。碳化过程:石灰膏体表面的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,不溶于水的碳酸钙由于水分蒸发而逐渐结晶。第9页/共59页三、石灰的熟化与硬化三、石灰的熟化与硬化提示:从以上的硬化过程看出,石灰的硬化只能在空气中进行,也只能在空气中才能继续发展提高其强度,所以石灰只能用于干燥环境的地面上建筑物、构筑物,而不能用于水中或潮湿环境中。第10页/共59页四、石灰的技术性能及标准四、石灰的技术性能及标准建筑生石灰:有效氧化钙和有效氧化镁含量、二氧化碳含量、未消化残渣含量、产浆量建筑生石灰粉:有效氧化钙和有效氧化镁含量、二氧化碳含量、细度建筑消石灰粉:有效
5、氧化钙和有效氧化镁含量、游离水量、体积安定性、细度注:具体技术指标见教材P43。第11页/共59页五、石灰的性能五、石灰的性能u保水性、可塑性好 生石灰熟化成石灰浆时,能自动形成颗粒极细的呈胶体分散状态的氢氧化钙,表面吸附一层厚的水膜。v硬化慢、强度低 由于空气中的二氧化碳较难进入石灰浆体内部,所以碳化缓慢,硬化后强度不高。w干燥收缩性大 石灰在硬化过程中,由于蒸发大量游离水而引起显著收缩。x耐水性差 石灰浆体硬化后的主要成分是氢氧化钙,微溶于水。y吸湿性强 生石灰极易吸收空气中的水分熟化成熟石灰。第12页/共59页六、石灰的应用六、石灰的应用u拌制石灰乳、灰浆、砂浆 v拌制灰土、三合土 大量
6、应用于建筑物基础、地面、道路等的垫层、地基的换土处理等w建筑生石灰粉x石灰碳化制品的主要原料 如:碳化石灰板,适宜用作非承重内隔墙板、天花板等。y硅酸盐制品的主要原料 如:灰砂砖主要用作墙体材料。第13页/共59页灰砂砖第14页/共59页第二节第二节 石膏石膏建筑石膏的生产建筑石膏的凝结与硬化建筑石膏的技术性能建筑石膏的特点及应用石膏制品的应用第15页/共59页第二节第二节 石膏石膏石膏的主要化学成分是硫酸钙,它在自然界中以两种稳定形态存在于石膏矿石中。天然无水石膏(),结晶紧密,质地较硬,也称硬石膏,只可用于生产无水石膏水泥;天然二水石膏(),也称软石膏,可制造各种性质的石膏。第16页/共5
7、9页第二节第二节 石膏石膏将天然二水石膏加热u6575:开始脱水v107170:脱去部分结晶水,得 型半水石膏(建筑石膏)w170200:继续脱水,成为可溶性硬石膏,与水调和后仍能很快凝结硬化x200250:石膏中残留很少水,凝结硬化非常缓慢y高于400:完全失去水分,成为不溶性硬石膏z高于800:产品重新具有凝结硬化性能高于1600:全部分解为石灰第17页/共59页一、建筑石膏的生产一、建筑石膏的生产生产石膏的主要工序是加热与磨细。建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而成的。常压下煅烧加热到107170,可产生型建筑石膏:124条件下压蒸(1.3大气压)加热可产生型建筑石膏:型半水石膏与
8、型半水石膏相比,结晶颗粒较粗,比表面积较小,强度高,因此又称为高强石膏。第18页/共59页建筑石膏(白色粉末)第19页/共59页二、建筑石膏的凝结与硬化二、建筑石膏的凝结与硬化石膏的凝结硬化是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶的过程。Y半水石膏极易溶于水,加水后达到饱和分解出溶度低的二水石膏胶体。Y由于二水石膏析出,溶液变为非饱和状态,又有新的半水石膏溶解,接着继续重复水化、胶化的过程Y随着析出的二水石膏增多,石膏具有了强度Y同时溶液中游离水分不断减少,石膏强度随之增加,最后成为坚硬固体。建筑石膏凝结硬化较快,一般初凝不小于6min,终凝不超过30min。第20页/共59页建筑石膏与水之间产生化
9、学反应的反应式为:此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反应,因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多,所以此反应总体表现为向右进行,二水石膏以胶体微粒自水中析出。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初凝;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,直至消失,这种现象为石膏的终凝。第21页/共59页三、建筑石膏的技术性能三、建筑石膏的技术性能建筑石膏按其凝结时间、细度、强度指标分为三级:优等品、一等品和合格品。注:各项技术指标具体见教材P47。第22页/共5
10、9页四、建筑石膏的特点、应用四、建筑石膏的特点、应用孔隙率大,强度较低 保温、隔热、吸声性能较好,可作轻质隔板,具有调节温、湿度作用硬化后体积微膨胀 使石膏制品在硬化过程中不会产生裂缝,造型棱角清晰饱满防火性好 可作耐火材料,如耐火纸面石膏板凝结硬化快耐水性差 不能用于潮湿环境中,但经加工处理可作成耐水纸面石膏板可装饰性第23页/共59页五、石膏制品的应用五、石膏制品的应用室内抹灰及粉刷普通纸面石膏板装饰石膏板石膏空心条板吸声用穿孔石膏板耐水纸面石膏板耐火纸面石膏板石膏蔗渣板第24页/共59页普通纸面石膏板第25页/共59页纸面石膏板第26页/共59页装饰石膏板第27页/共59页装饰石膏板第2
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- 第二 硬性 材料
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