第三章_气硬性胶凝材料2015级

1、胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材料或块状胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材料或块状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。3气硬性胶凝材料：气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化只能在空气中硬化，保持并发展其强度的材料。，保持并发展其强度的材料。水硬性胶凝材料：水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化既能在空气中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并发展，又能更好的在水中硬化，保持并发展其强度的材料。其强度的材料。概念概念 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO2900700生石灰生石灰钙质石灰镁质石灰MgO5%MgO5%4.1.1 石灰的

2、生产 原材料：以碳酸钙为主要成分的石灰石21100C1000)(9003CaOCOCaCOC（实际），理论正火石灰过火石灰欠火石灰问题：过火石灰和欠火石灰有什么危害？molKJOHCaOHCaO/85.64)(22陈 伏解决两个问题：1，陈伏方式？2，陈伏时间？判断题:（ ？）石灰的陈伏是为了获得工作性能好的石灰浆，以保证施工质量。3.1.3 石灰的硬化 1.结晶过程2.碳化过程 Ca(OH)2和空气中的CO2和水反应，形成不溶于水的碳酸钙晶体，析出的水分则逐渐被蒸发。Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O放出大量水分,体积收缩。问题：使用过程中石灰的体积是膨胀还是收缩

3、？由于水分蒸发，Ca(OH)2从饱和溶液中逐渐结晶析出。（1）可塑性和保水性；）可塑性和保水性；（2）凝结硬化慢，强度低；）凝结硬化慢，强度低；（对比：建筑石膏硬化快）对比：建筑石膏硬化快）（3）体积收缩率大；）体积收缩率大；（对比：建筑石膏是微膨胀性）（对比：建筑石膏是微膨胀性） 因此：在使用过程中，常加入纤维材料因此：在使用过程中，常加入纤维材料。（4）耐水性差；）耐水性差；氢氧化钙微溶于水氢氧化钙微溶于水（5）化学稳定性差。）化学稳定性差。怕酸怕酸建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效有效CaOMgO的含量，的含量，CO2的含量的含量(欠火石

4、欠火石灰灰),细度，体积安定性细度，体积安定性(过火石灰过火石灰)可分为优等可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教材。材。 生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到月。作到“随到随化随到随化”。 不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。和混合运输。 熟石灰在使用前必须陈伏熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。过火石灰对建筑物产生的危害。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灰灰土土

5、桩桩石灰不耐水，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？解答要点： 潮湿环境中石灰与黏土表面的活性二氧化硅或活性氧化铝反应。石灰的可塑性好，与黏土等拌合后经压实或夯实。习题 1、填空：填空：石灰的特性有：可塑性石灰的特性有：可塑性_、硬化速度、硬化速度_、硬化时体积、硬化时体积_和耐水性和耐水性_等。等。 2、填空：、填空：石灰熟化时放出大量石灰熟化时放出大量_、体积发生显著、体积发生显著_；石灰硬化时放出大量；石灰硬化时放出大量_和体积发生显著和体积发生显著_。 3、判断：、判断：石灰陈伏是为了降低熟化时的放热量。（）石灰陈伏是为了降低熟化时的放热量。（） 4

6、、判断：、判断：石灰是气硬性胶凝材料，因此所有加入了石灰的材石灰是气硬性胶凝材料，因此所有加入了石灰的材料都只能在空气中硬化并保持和发展强度。（）料都只能在空气中硬化并保持和发展强度。（）请观察图中请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。 石灰砂石灰砂浆浆A A 石灰砂石灰砂浆浆B B 问 题？1. 过火石灰有什么危害？应如何消除？过火石灰有什么危害？应如何消除？ 答：答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿裹，水化

7、消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。2.2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何避免？如何避免？ 答：答：石灰浆体的硬化是靠水分的大量挥发，体积显著收石灰浆体的硬化是靠水分的大量挥发，体积显著收缩，因而容易导致开裂。在使用时，避免单独使用缩，因而容易导致开裂。在使用时，避免单独使用，可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。，可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。石膏石膏你知道这些绷带是用什么做的吗？你知道这些绷

8、带是用什么做的吗？天然石膏矿纤维状晶体天然石膏矿纤维状晶体二水石膏晶体形貌二水石膏晶体形貌半水石膏晶体形貌半水石膏晶体形貌二水石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4 107170加热、脱水125 0.13MPa蒸压锅170360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。生产工艺与产品的组成CaSO42H2O 120180C干燥空气125180C水蒸气 -CaSO4 0.5H2O -CaSO4 0.5H2O -CaSO4()可溶

9、 -CaSO4()可溶200360C 200360C 400800C400800CCaSO4()不溶 8001180CCaSO4()不溶CaO非密闭煅烧工艺及其产品组成密闭蒸炼工艺及其产品组成 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，主要是由于亚微观上即晶粒在宏观性能上的差别，主要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。的型态、大小以及聚集状态等方面的差别。 型与型与型半水石膏区别型半水石膏区别半水石膏水化速度较快，水化热半水石膏水化速度较快，水化热高，需水量大，胶化体的强度较低。高，需水量大，胶化体的强度较低。结晶度较差，

10、常为细小结晶度较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大。内比表面积较大。结晶比较完整，常呈短柱结晶比较完整，常呈短柱状，晶粒较粗大，聚集体状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小，致密，的内比表面积较小，致密，有一定的结晶形状。有一定的结晶形状。型和型和型半水石膏的性能差异型半水石膏的性能差异 性能性能型半水石膏型半水石膏（高强石膏）（高强石膏）型半水石膏型半水石膏（建筑石膏）（建筑石膏）强度（强度（MPa）10以上以上510标准稠度标准稠度（）（）40506080凝结时间凝结时间（min）1720712 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

11、水发生的化学反应如下： CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O 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：建筑石膏+水浆 体凝 结硬 化OHCaSOOHOHCaSO2422422321半水石膏；二水石膏胶体微粒；二水石膏晶体；交错的晶体4.3.3.1 半水石膏的水化过程 图图3-10 型半水石膏浆体强度的发展过程型半水石膏浆体强度的发展过程第一阶段第一阶段 5min以前，浆以前，浆体的塑性强度很低，且体的塑性强度很低，且增长很慢；增长很慢；第二阶段第二阶段 5min30min，强度迅速增大，并发展强度迅速增大，并发展到最大值；到最大值；

12、最后最后如果硬化浆体在潮如果硬化浆体在潮湿条件下养护，则强度湿条件下养护，则强度逐渐有所下降。逐渐有所下降。石膏颗粒表面分子首先水化颗粒表面二水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！表观密度小，强度较低；表观密度小，强度较低；凝结硬化快；凝结硬化快；孔隙率大，热导率小；孔隙率大，热导率小；凝结时体积产生微膨胀；凝结时体积产生微膨胀；吸湿性强，耐水性差；吸湿性强，耐水性差；具有较好的防火性能；具有较好的防火性能； 具有良好的装饰性和可加工性。具有良好的装饰性和可加工性。室内抹灰与粉刷室内抹灰与粉刷生产建筑石膏制品生产建筑石膏制品 吊

13、顶吊顶 隔墙隔墙 贴面墙贴面墙 J 石膏绷带：石膏绷带：生石膏生石膏熟石膏熟石膏加加热热加加水水习题 1、填空：填空：建筑石膏凝结硬化速度建筑石膏凝结硬化速度_、硬化时体积、硬化时体积_、硬化后孔隙率、硬化后孔隙率_、表观密度、表观密度_、强、强度度_、保温性、保温性_、吸声性能、吸声性能_、 防火防火性能性能_等。等。 2、判断：、判断：石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。 （）（） 3、判断：、判断：建筑石膏为建筑石膏为型半水石膏，高强石膏为型半水石膏，高强石膏为型半水石型半水石膏膏。（）。（） 4、判断：和、判断：和石灰一样，建筑石膏硬化

14、后体积也要收缩。石灰一样，建筑石膏硬化后体积也要收缩。（）（）习题 5、选择：选择：石膏制品具有良好的防火性能，其石膏制品具有良好的防火性能，其原因是原因是 （）（） 火灾时火灾时CaSO42H2O脱水，表面形成水膜脱水，表面形成水膜 II石膏制品孔隙率大石膏制品孔隙率大 III石膏硬化时约有石膏硬化时约有1%的膨胀率的膨胀率 IV石膏吸水率大石膏吸水率大 V石膏制品导热率低石膏制品导热率低I、II、 IIII、III、 V CI、II、 V DI、IV、 V思考： 某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作装饰。使用一段时间后，客厅、浮雕板作装饰。使用一

15、段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。请分析原因。石膏制品出现发霉变形。请分析原因。 根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有：根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有： 硅酸钠水玻璃（硅酸钠水玻璃（Na2OnSiO2）、硅酸钾）、硅酸钾水玻璃水玻璃2nSiO2）、硅酸锂水玻璃（）、硅酸锂水玻璃（Li2OnSiO2）等品种，最常用的是硅酸钠水）等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃。玻璃。ORSiOn22水玻璃模数水玻璃模数生产水玻璃的方法分为生产水玻璃的方法分为湿法和干法湿法和干法两种。两种。 湿法湿法： R2OnSiO2 + H2O 水玻璃水

16、玻璃 干法干法： R2OnSiO2 R2O nSiO2 R2O nSiO2 + H2O 水玻璃水玻璃水玻璃与空气中的水玻璃与空气中的CO2反应，生成无定型的硅反应，生成无定型的硅酸凝胶，随着水分挥发干燥，硅酸凝胶转变酸凝胶，随着水分挥发干燥，硅酸凝胶转变成成SiO2而硬化。而硬化。OHSiOOHSiOOmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa222222322222为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入入12%15%的促硬剂的促硬剂氟硅酸钠氟硅酸钠。涂刷或浸渍材料；涂刷或浸渍材料；加固地基；加固地基；修补裂缝、堵漏；修补裂缝、堵漏；配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；配制

17、耐酸砂浆和耐酸混凝土；配制耐热砂浆和耐热混凝土。配制耐热砂浆和耐热混凝土。习题 1、填空：填空：水玻璃模数是指水玻璃模数是指_和和_的摩尔比。的摩尔比。 2、判断：、判断：水玻璃的模数越高，其在水中的溶解度越大。水玻璃的模数越高，其在水中的溶解度越大。（）（） 3、判断：、判断：水玻璃的模数越高，其密度和粘度越大，硬化速度水玻璃的模数越高，其密度和粘度越大，硬化速度越快，硬化后的粘结力与强度、耐热性耐酸性越高。（）越快，硬化后的粘结力与强度、耐热性耐酸性越高。（） 思考：把水玻璃涂在粘土砖表面，可以提思考：把水玻璃涂在粘土砖表面，可以提高抗风化能力；但涂在石膏制品表面则会高抗风化能力；但涂在石膏制品表面则会使石膏制品破坏，请讨论其原因。使石膏制品破坏，请讨论其原因。问 题？为什么水玻璃能配制耐酸混凝土和砂浆？ 答：答：水玻璃溶液的凝结硬化是在酸