气硬性胶凝材料的检测与应用PPT学习教案.pptx

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1、会计学 1气硬性胶凝材料的检测(jin c)与应用第一页，共48页。知识点n n 能正确分析气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃和镁质胶凝材料）和水硬性胶凝材料（水泥）的异同点；n n 理解石灰、石膏的水化（熟化）、凝结与硬化的规律；n n 掌握石灰、石膏的技术性质和用途(yngt)。n n 了解水玻璃和镁质胶凝材料的应用。第1页/共48页第二页，共48页。胶凝材料的定义(dngy)和分类n n 胶凝材料的定义n n 凡在一定条件下，经过(jnggu)一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。n n 胶凝材料的分类如沥青(lqng)、聚合物等胶凝材

2、料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水 泥”第2页/共48页第三页，共48页。无机(wj)胶凝材料n n 气硬性胶凝材料n n 加水拌合均匀(jnyn)后形成的浆体，只能在空气中凝结硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。n n 水硬性胶凝材料n n 加水拌合均匀(jnyn)后形成的浆体，不仅能在干燥空气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强度。通称为“水泥”。第3页/共48页第四页，共48页。判断题：气硬性胶凝材料只能(zh nn)在空气中凝结硬化，而水硬性胶凝材料只能(zh nn)在水中凝结硬化。

3、错 错既能在空气中凝结硬化，又能在水中凝结硬化第4页/共48页第五页，共48页。2.1 石 灰第5页/共48页第六页，共48页。一、石灰 一、石灰(shhu)(shhu)的生产 的生产n n 原材料n n 生产石灰的原材料包括天然(tinrn)石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3，其次为MgCO3。n n 生产工艺煅烧n n n n 石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。CaCO3=CaO+CO2 MgCO3=MgO+CO2 900 700 生石灰第6页/共48页第七页，共48页。n n 欠火石灰：生石灰烧制(sho zh)过程中，往往由于石灰石原

4、料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰”。n n 过火石灰：由于烧制(sho zh)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，颜色呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰”。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。第7页/共48页第八页，共48页。二、石灰(shhu)的分类 按化学成分分类（根据石灰 按化学成分分类（根据石灰(shhu)(shhu)中 中MgO MgO含量多少，含量多少，对生石灰 对生石灰(shhu)(shhu)和消石灰 和消石灰(shhu)(shhu)粉进行分类）粉进行分类）按煅烧程度

5、分类（正火、欠火、过火石灰 按煅烧程度分类（正火、欠火、过火石灰(shhu)(shhu)）按生石灰 按生石灰(shhu)(shhu)的熟化速度分类（快熟石灰 的熟化速度分类（快熟石灰(shhu)(shhu)、中熟石灰、中熟石灰(shhu)(shhu)、慢熟石灰、慢熟石灰(shhu)(shhu)）按 按CaO+MgO CaO+MgO含量分类（优等品、一等品、合格品）含量分类（优等品、一等品、合格品）第8页/共48页第九页，共48页。三、石灰(shhu)的消化（熟化）n n 熟化的过程 生石灰+水 熟石灰n n 熟化的方式（根据熟化时加水量不同(b tn)）n n 淋 灰生石灰粉（消石灰粉）n n

6、 化 灰 熟石灰膏n n 熟化过程的特点n n 放出大量的热；体积膨胀1 2.5倍。n n 熟化过程的注意事项n n 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上防止过火石灰的危害；n n 在化灰池表面保留一层水防止石灰碳化。MgO+H2O=Mg（OH）2 CaO+H2O=Ca（OH）2+64.83kj第9页/共48页第十页，共48页。化灰将生石灰放入化灰池中，加大量(dling)的水，熟化成石灰乳石灰膏要在水中放置两周(lin zhu)以上，以消除过火石灰的危害，此过程即为“陈伏”。储灰坑经筛网“陈伏”时表面要有一层水，防止(fngzh)石灰被碳化。第10页/共48页第十一页，共48页。四、石灰(shh

7、u)的硬化n n 硬化：塑性体固体，产生胶结力 硬化：塑性体固体，产生胶结力 n n 机理：石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面三个同时进行的过程来完成的：机理：石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面三个同时进行的过程来完成的：n n 干燥砌体吸水、空气蒸发。干燥砌体吸水、空气蒸发。n n 结晶 结晶Ca(OH)2 Ca(OH)2晶体的析出：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶，晶体的析出：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶，晶体互相交叉连生，从而提高强度。晶体互相交叉连生，从而提高强度。n n 碳化碳化生成 碳化碳化生成CaCO3 CaCO3：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙

8、结晶，：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发，晶体互相交叉连生，从而提高强度。释出水分并被蒸发，晶体互相交叉连生，从而提高强度。n n n n n n 碳化作用实际 碳化作用实际(shj)(shj)是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反 是二氧化碳与水形成碳酸，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水分的全干状态下进行 应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。第11页/共48页第十二页，共48页。n n 这三个过程都需要在空气中才能进行，所以石灰是气硬性胶凝材料(cilio)。n n 结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长

9、时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。n n 原因：空气中CO2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，阻止了CO2的渗入，同时又使内部的水分无法析出，影响硬化过程的进行。第12页/共48页第十三页，共48页。安定性的测试：将一定稠度的石灰浆做成中间厚四周薄的一定直径的试饼，然后在 100105 烘干四小时(xiosh)，若无溃散、裂纹、鼓包的现象，则安定性合格。五、石灰的技术(jsh)要求第13页/共48页第十四页，共48页。n n 石灰的质量等级n n 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标

10、见教材P19表2-2。n n 石灰的特性n n 1.可塑性好混合砂浆；n n 2.凝结(nngji)硬化慢、强度低 主要为失水硬化；n n 3.硬化后体积收缩大，易开裂加砂、丝麻、纸筋；n n 4.耐水性差 不宜用于潮湿、水侵环境。n n 5.生石灰吸湿性强，保水性好；第14页/共48页第十五页，共48页。六、石灰(shhu)的应用第15页/共48页第十六页，共48页。生产(shngchn)硅酸盐制品蒸压灰砂砖蒸压加气砼砌块第16页/共48页第十七页，共48页。加固(ji)含水的软土地基灰土桩第17页/共48页第十八页，共48页。制造(zhzo)静态破碎剂第18页/共48页第十九页，共48页。

11、七、石灰(shhu)的储存n n 生石灰储存(chcn)时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。n n 不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。n n 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。第19页/共48页第二十页，共48页。2.2 石 膏第20页/共48页第二十一页，共48页。一、石膏(shgo)胶凝材料的生产 石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压力下，经 石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压力下，经过煅烧、脱水 过煅烧、脱水(tu shu(tu shu)，再经磨细而成。，再经磨细而成。在不同的煅烧温度下，得到的

12、产品是不同的。具体过程如下所示：在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如下所示：二水(r shu)石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4 107170 加热、脱水125 0.13MPa压蒸条件下170200 加热、脱水400750800 型建筑石膏型高强石膏可溶性石膏不溶性石膏高温煅烧石膏在常温下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。1540MPa第21页/共48页第二十二页，共48页。-半水石膏 半水石膏(熟石膏 熟石膏)和 和-半水石膏 半水石膏(高强石膏 高强石膏)在宏观性能上的差别，主要 在

13、宏观性能上的差别，主要(zh(zh yo)yo)是由于亚微观上即晶粒的型态、是由于亚微观上即晶粒的型态、大小以及聚集状态等方面的差别。大小以及聚集状态等方面的差别。型与型半水石膏(shgo)区别结晶度较差，常为细小(xxio)的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大。结晶比较完整，常呈短柱状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小，致密，有一定的结晶形状。强度：510MPa-半水石膏水化速度较快，水化热高，需水量大强度：10MPa第22页/共48页第二十三页，共48页。二、建筑石膏(shgo)的凝结硬化n n 建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：n n Ca

14、SO40.5H2O+1.5 H2O=CaSO42H2O CaSO40.5H2O+1.5 H2O=CaSO42H2On n 建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：n n 建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶 建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶(jijng)(jijng)的过 的过程；程；n n 硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶 硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶(jijng)(jijng)结构网的形成过程。结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结 晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，

15、结晶 晶(jijng)(jijng)结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。建筑(jinzh)石膏+水浆 体 凝 结 硬 化第23页/共48页第二十四页，共48页。l 半水石膏的溶解溶液过饱和二水石膏晶体的析出；l 浆体水分的蒸发和晶体的生成浆体变稠失去塑性石膏凝结；l 晶体连生、搭接(d ji)，形成结晶结构网逐渐产生强度。l 溶解析晶晶体结构网强度 l 水结晶水、蒸发石膏(shgo)硬化体水化初期(chq)：二水石膏晶体较少随着水化反应进行二水石膏晶体量石膏硬化体中晶体堆积体二、建筑石膏的凝结硬化第24页/共48页第二十五页，共48页。图 型半水石膏

16、(shgo)浆体强度的发展过程第一阶段 5min 以前，浆体的塑性强度很低，且增长很慢；第二阶段 5min30min，强度迅速增大，并发展(fzhn)到最大值；最后如果硬化浆体在潮湿条件下养护，则强度逐渐有所下降。第25页/共48页第二十六页，共48页。半水石膏半水石膏(shgo)(shgo)在空气中，也会吸收在空气中，也会吸收空气中的水分子水化成二水石膏空气中的水分子水化成二水石膏(shgo)(shgo)晶体。晶体。石膏颗粒表面分子(fnz)首先水化 颗粒表面二水(r shu)石膏晶体不断增多半水石膏全部水化成二水石膏 所以，石膏胶凝材料运输、储存中，必须防潮、防水，以免失效！第26页/共4

17、8页第二十七页，共48页。三、建筑石膏(shgo)的技术要求n n 建筑石膏(shgo)的质量等级n n 建筑石膏(shgo)按其细度、强度、凝结时间等指标，划分为优等品、一等品、合格品三个等级。具体指标见下表：等级 3.0 2.0 1.6强度抗折强度6.0 4.0 3.0抗压强度3.0 2.0 1.6细度（0.2mm方孔筛筛余）10凝结时间初凝不早于3min，终凝不迟于30min第27页/共48页第二十八页，共48页。四、建筑(jinzh)石膏的特性n n 凝结硬化速度快 凝结硬化速度快 加缓凝剂；加缓凝剂；n n 硬化制品的孔隙率大、重量轻，强度低 硬化制品的孔隙率大、重量轻，强度低 加筋

18、、覆面；加筋、覆面；n n 导热率小、保温、吸声性好，具有一定的调温调湿性（导热率小、保温、吸声性好，具有一定的调温调湿性（“呼吸 呼吸”功能）；功能）；n n 凝结硬化时体积微膨胀 凝结硬化时体积微膨胀 制品密实、表面 制品密实、表面(bi(bi omin)omin)光滑细腻；光滑细腻；n n 防火性好 防火性好 高温结晶水脱出；高温结晶水脱出；n n 耐水、抗冻性差 耐水、抗冻性差 防水剂、铝箔覆面改性。防水剂、铝箔覆面改性。第28页/共48页第二十九页，共48页。五、建筑石膏(shgo)的应用n n 室内抹灰与粉刷 室内抹灰与粉刷 石膏砂浆及粉刷石膏。因为石膏表面坚硬、石膏砂浆及粉刷石膏

19、。因为石膏表面坚硬、光滑细腻、不起灰，便于再装饰。光滑细腻、不起灰，便于再装饰。n n 生产建筑石膏制品 生产建筑石膏制品 石膏板、石膏砌块、制作建筑雕塑和模 石膏板、石膏砌块、制作建筑雕塑和模型 型。石膏板质轻、保温隔热。石膏板质轻、保温隔热(r)r)、吸声防火、尺寸稳定、便、吸声防火、尺寸稳定、便于施工。广泛用于高层建筑和大跨度建筑隔墙。于施工。广泛用于高层建筑和大跨度建筑隔墙。n n 生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中。生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中。第29页/共48页第三十页，共48页。五、建筑石膏(shgo)的应用第30页/共48页第三十一页，共48页。吊顶 隔墙(qin)贴面墙 第31

20、页/共48页第三十二页，共48页。石膏(shgo)浮雕壁画第32页/共48页第三十三页，共48页。2.3 水 玻 璃第33页/共48页第三十四页，共48页。一、水玻璃的组成(z chn)及生产n n 水玻璃俗称泡花碱，是一种气硬性胶凝材料。n n 在耐酸工程和耐热工程中常用来配制水玻璃胶泥、水玻璃砂浆及水玻璃混凝土；也可单独使用水玻璃或以水玻璃为主要原料配制涂料。n n 水玻璃（R2O nSiO2）是一种水溶性硅酸盐。模数值愈大，或浓度（或密度）愈大，则粘度(zhn d)愈大、粘结力与强度及耐酸、耐热性愈高，但也愈难溶于水中。建筑工程中常用水玻璃的模数为2.52.8。第34页/共48页第三十五

21、页，共48页。n n 水玻璃的生产方法：n n 湿法：将磨细的石英砂和氢氧化钠水溶液，在压蒸锅内用（0.20.3MPa）蒸气加热溶解而制成水玻璃溶液。n n 干法：将石英砂和纯碱按比例磨细拌匀，在熔炉内于13001400 温度下熔融冷却后形成(xngchng)固体水玻璃，再将它装进0.30.8MPa蒸压釜内加热溶解成为液体水玻璃。n n Na2CO3+n SiO2 13001400C Na2O nSiO2+CO2第35页/共48页第三十六页，共48页。二、水玻璃的硬化(ynghu)n n 水玻璃在空气中与二氧化碳反应，生成无定形的二氧化硅 水玻璃在空气中与二氧化碳反应，生成无定形的二氧化硅(r

22、 y(r y ng hu ng hu gu)gu)凝胶（硅酸凝胶），凝胶脱水转变成二氧化硅 凝胶（硅酸凝胶），凝胶脱水转变成二氧化硅(r y(r y ng hu gu)ng hu gu)而 而硬化（自然硬化）。硬化（自然硬化）。n n Na2O n SiO2+CO2+m H2O Na2O n SiO2+CO2+m H2O n n Na2CO3+n SiO2 mH2O Na2CO3+n SiO2 mH2On n 为加快水玻璃的硬化速度，使用时常加氟硅酸钠促硬剂。加入氟硅酸 为加快水玻璃的硬化速度，使用时常加氟硅酸钠促硬剂。加入氟硅酸钠后，初凝时间可缩短至 钠后，初凝时间可缩短至30 30 60m

23、in 60min。n n 2 2（Na2O n SiO2 Na2O n SiO2）+Na2SiF6+mH2O+Na2SiF6+mH2On n 6 NaF+6 NaF+（2 n+1 2 n+1）SiO2 m H2O SiO2 m H2O第36页/共48页第三十七页，共48页。三、水玻璃的性质(xngzh)n n 粘 粘结 结力 力强 强、强 强度 度较 较高 高-水 水玻 玻璃 璃在 在硬 硬化 化后 后，其 其主 主要 要成 成分 分为 为二 二氧 氧化 化硅 硅(r(r y y ng ng hu hu gu)gu)凝 凝胶 胶和 和氧 氧化 化硅 硅，因 因而 而具有较高的黏结力和强度。具有

24、较高的黏结力和强度。n n 耐 耐酸 酸性 性好 好-由 由于 于水 水玻 玻璃 璃硬 硬化 化后 后的 的主 主要 要成 成分 分为 为二 二氧 氧化 化硅 硅(r(r y y ng ng hu hu gu)gu)，它 它可 可以 以抵 抵抗 抗除 除氢 氢氟 氟酸 酸、过 过热 热磷 磷酸以外的几乎所有的无机和有机酸。酸以外的几乎所有的无机和有机酸。n n 耐 耐热 热性 性好 好-硬 硬化 化后 后形 形成 成的 的二 二氧 氧化 化硅 硅(r(r y y ng ng hu hu gu)gu)网状骨架，在高温下强度下降不大。网状骨架，在高温下强度下降不大。n n 耐 耐碱 碱性 性、耐

25、耐水 水性 性差 差-水 水玻 玻璃 璃在 在加 加入 入氟 氟硅 硅酸 酸钠 钠后 后仍 仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃。不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃。由于(yuy)SiO2和Na2OnSiO2均可以溶于碱，且Na2OnSiO2可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐碱、不耐水。第37页/共48页第三十八页，共48页。四、水玻璃的应用(yngyng)n n 涂刷材料表面，提高材料的抗风化能力(nngl)n n 加固土壤n n 配制速凝防水剂n n 配制粘结剂，修补砖墙裂缝n n 配制耐热、耐酸砂浆和混凝土第38页/共48页第三十九页，共48页。2.补充(bchng)镁质胶凝材料第39页/共

26、48页第四十页，共48页。一、镁质胶凝材料(cilio)的生产镁质胶凝材料(cilio)是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。二、菱苦土的水化硬化(ynghu)Mg(OH)2结构疏松，胶凝性差；一般采用氯化镁溶液来拌和，拌和后凝结速度快，硬化强度高。第40页/共48页第四十一页，共48页。第41页/共48页第四十二页，共48页。三、菱苦土的应用(yngyng)n n 地板：保温性，无噪声，耐磨，是民用建筑和纺织车间的地板材料；n n 内墙、天花板和隔墙；n n 一般用于机械设备的 包装构件，可节约大量的木材(mci)；n n 耐水性差，不宜

27、使用于易受潮的部位。第42页/共48页第四十三页，共48页。菱苦土地(td)板苦土瓦包装(bozhung)板第43页/共48页第四十四页，共48页。本节小结(xioji)n n 胶凝材料的定义和分类；胶凝材料的定义和分类；n n 石灰、石膏都是气硬性 石灰、石膏都是气硬性(yngxng)(yngxng)胶凝材料，在现代建筑中的应用是很常见的建筑材料。胶凝材料，在现代建筑中的应用是很常见的建筑材料。n n（1 1）石灰品种很多，各种石灰产品都统称石灰。石灰的强度很低，主要来源于）石灰品种很多，各种石灰产品都统称石灰。石灰的强度很低，主要来源于 Ca Ca（OH OH）2 2的结晶和碳化。利用石灰

28、的特性可将其用于拌制砂浆、配制灰土和三合土、制作石灰碳化板 的结晶和碳化。利用石灰的特性可将其用于拌制砂浆、配制灰土和三合土、制作石灰碳化板和硅酸盐制品等。和硅酸盐制品等。n n（2 2）石膏的品种很多，不同品种的石膏，其生产条件不同，且性能及应用各异。建筑石膏）石膏的品种很多，不同品种的石膏，其生产条件不同，且性能及应用各异。建筑石膏是建筑工程中应用最多的一种石膏产品，建筑石膏凝结硬化速度很快，其技术性质要求主要 是建筑工程中应用最多的一种石膏产品，建筑石膏凝结硬化速度很快，其技术性质要求主要表现在强度、细度、凝结时间三方面，利用它的特性可用于建筑室内抹灰及粉刷、并大量用 表现在强度、细度、

29、凝结时间三方面，利用它的特性可用于建筑室内抹灰及粉刷、并大量用于制作石膏制品 于制作石膏制品.第44页/共48页第四十五页，共48页。案例(n l)分析n n 现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请加以鉴别(jinbi)（化学分析除外）。n n 解:取相同质量的四种粉末，分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉；在分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏；在分钟到小时内凝结硬化的为白色水泥；加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。第45页/共48页第四十六页，共48页。练习题n n 例1：请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆(shjing)产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。第46页/共48页第四十七页，共48页。n n 例2 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(dol)的基层等潮湿部位？n n 例3 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？第47页/共48页第四十八页，共48页。