土木工程材料(气硬性胶凝材料)

1、 胶凝材料胶凝材料 定义- 能将散粒材料或块状材料粘结成整体的材料能将散粒材料或块状材料粘结成整体的材料 分类- 无机胶凝材料、有机胶凝材料无机胶凝材料、有机胶凝材料 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料-只能只能也只能也只能 无机胶凝材料 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料-不仅不仅而且而且 强 度 耐水性抗渗、抗冻性 用 途气硬性 低 差 差地面以上、干燥环境水硬性 高 好 好干燥或潮湿环境、水中气硬性与水硬性胶凝材料的差异气硬性与水硬性胶凝材料的差异有机胶凝材料沥青树脂各种水泥水硬性石灰石膏水玻璃菱苦土气硬性无机胶凝材料胶凝材料2.12.1石石 灰灰 lime 2.1.1 石灰生产简介石灰生产简介原材

2、料：石灰岩类（主要原材料：石灰岩类（主要CaCOCaCO3 3, ,少量少量MgCOMgCO3 3）工序：煅烧工序：煅烧反应式：反应式： CaCO3 9001100C CaO +CO2 （少量少量 ）MgCO3 700C MgO +CO2成品分类：成品分类：钙质（钙质（MgO5%）镁质（镁质（MgO5%）块状生石灰、生石灰粉、消石灰粉（熟石灰粉）、块状生石灰、生石灰粉、消石灰粉（熟石灰粉）、 石灰浆（膏）石灰浆（膏）正品（白色疏松质轻）、次品（过火石灰和欠火石灰）正品（白色疏松质轻）、次品（过火石灰和欠火石灰）2.1.2 石灰的技术要求石灰的技术要求石灰的技术指标和技术标准石灰的技术指标和技术

3、标准 1 1、技术指标：、技术指标： CaO+MgO含量生石灰产含量生石灰产浆量和未消化残渣量浆量和未消化残渣量 CO2含量消石灰粉游离含量消石灰粉游离水含量细度水含量细度 （分优等品、一等品、合格品）（分优等品、一等品、合格品） 2 2、技术标准、技术标准 建筑生石灰建筑生石灰 JC/T479JC/T4799292 建筑生石灰粉建筑生石灰粉 JC/T480JC/T4809292 建筑消石灰粉建筑消石灰粉 JC/T481JC/T4819292 另：交通部门另：交通部门JTJ034JTJ03420002000将生石灰和消石灰粉化将生石灰和消石灰粉化分为分为、 三个等级三个等级2.1.3 生石灰的

4、水化和硬化生石灰的水化和硬化生石灰的水化（熟化或消解）（概念）生石灰的水化（熟化或消解）（概念） 水化（熟化）反应式：水化（熟化）反应式： CaO + + H2O = = Ca(OH)2+64.9kJ+64.9kJ 生石灰生石灰 熟（消）石灰熟（消）石灰 水化反应特点：水化反应特点：1.1.水化速度快，放热量大水化速度快，放热量大 2. 2.水化时体积增大（水化时体积增大（12.512.5倍）倍） 3. 3.水化反应可逆（影响消解）水化反应可逆（影响消解） 陈伏陈伏（概念）（概念）为消除过火石灰的危害，需将石为消除过火石灰的危害，需将石灰浆置于消化池灰浆置于消化池 中中2 23 3周，即陈伏。

5、周，即陈伏。( (陈伏期间石灰陈伏期间石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，以防碳化）浆表面应保持一层水，隔绝空气，以防碳化） 2.1.3 生石灰的水化和硬化生石灰的水化和硬化石灰浆的硬化（空气中完成）石灰浆的硬化（空气中完成）硬化机理硬化机理结晶和碳化两种作用同时进行。结晶和碳化两种作用同时进行。 干燥结晶作用（干燥结晶作用（Ca(OH)Ca(OH)2 2析出（由内向外）析出（由内向外） 碳化硬化作用（生成碳化硬化作用（生成CaCOCaCO3 3晶体）由外向内）晶体）由外向内） 2.1.4 石灰的特性石灰的特性1.1.保水性、可塑性好保水性、可塑性好2.2.水化时水化热大，体积增大水化时水化热大

6、，体积增大3.3.硬化慢，强度低硬化慢，强度低4.4.硬化时体积收缩大硬化时体积收缩大5.5.耐水性差耐水性差6.6.具较强的碱性，能与玻璃态活性氧化硅具较强的碱性，能与玻璃态活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成水硬性物质。或活性氧化铝反应，生成水硬性物质。2.1.5 石灰的应用石灰的应用1.1.涂料，作室内粉刷；涂料，作室内粉刷；2.2.石灰砂浆或石灰水泥混合砂浆，作砌筑、抹面；石灰砂浆或石灰水泥混合砂浆，作砌筑、抹面；3.3.拌制灰土、三合土，用于路面基层、地面基础拌制灰土、三合土，用于路面基层、地面基础垫层；垫层；4.4.生产硅酸盐制品；生产硅酸盐制品； 5. 5.加固含水的软土地基加固含水

7、的软土地基（石灰桩）；（石灰桩）；6. 6. 制造静态破碎剂和膨胀剂。制造静态破碎剂和膨胀剂。蒸 压1.1.涂料，作室内粉刷；涂料，作室内粉刷；2.2.石灰砂浆石灰砂浆, ,混合砂浆混合砂浆砌筑墙体、抹面砌筑墙体、抹面3.3.石灰土石灰土, ,三合土三合土作建筑地基、道路路基作建筑地基、道路路基4.4.硅酸盐建筑制品硅酸盐建筑制品 ( (绿色制品绿色制品) ) 砂砂 灰砂砖灰砂砖石灰石灰 + 粉煤灰粉煤灰 + 水水 - - 粉煤灰砖粉煤灰砖 煤矸石煤矸石 煤矸石砖煤矸石砖过火石灰膨胀裂过火石灰膨胀裂纹纹石灰网状收缩石灰网状收缩裂纹裂纹2.1.5 石灰的应用石灰的应用灰砂砖粉煤灰砖煤矸石砖2.1

8、.5 石灰的应用石灰的应用2.1.6 石灰的储运石灰的储运密闭、干燥、防潮，严禁与易燃易爆物品密闭、干燥、防潮，严禁与易燃易爆物品同放，不宜存放过久。同放，不宜存放过久。本节复习思考题1.1.何谓生石灰的熟化（消解）？伴随熟化现象有何现象？何谓生石灰的熟化（消解）？伴随熟化现象有何现象？2.2.生石灰熟化时必须生石灰熟化时必须“陈伏陈伏”，目的是什么？，目的是什么？ 磨细生石灰粉为什么不经陈伏而直接使用？磨细生石灰粉为什么不经陈伏而直接使用？3.3.在没有检验仪器的条件下，欲初步鉴别一批生石灰的质在没有检验仪器的条件下，欲初步鉴别一批生石灰的质量优劣，量优劣， 可采取什么简易方法？可采取什么简

9、易方法？4.4.为什么石灰除薄层粉刷外，均不可单独适用？为什么石灰除薄层粉刷外，均不可单独适用？5.5.内墙用石灰砂浆抹面，发现有不规则裂纹，个别部位有内墙用石灰砂浆抹面，发现有不规则裂纹，个别部位有突出的放射状裂纹，分析各自产生的原因？突出的放射状裂纹，分析各自产生的原因？6.6.为什么石灰经常用于配制砂浆？为什么石灰经常用于配制砂浆？7.7.石灰不耐水，而由它配制的灰土或三合土却可用于基础石灰不耐水，而由它配制的灰土或三合土却可用于基础垫层、道路地面基层等潮湿部位？垫层、道路地面基层等潮湿部位？8.8.古建筑中，石灰砂浆坚硬且强度较高，是否古代生产的古建筑中，石灰砂浆坚硬且强度较高，是否古

10、代生产的石灰质量（强度）高于现代石灰？石灰质量（强度）高于现代石灰？ 【观察与讨论】石灰砂浆的裂纹 请观察图，分析两种已经硬化的石灰砂浆产生的请观察图，分析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。裂纹有何差别，并讨论其成因。1、内外墙粉刷层爆裂、内外墙粉刷层爆裂 【概况】【概况】上海某新村四幢六层楼上海某新村四幢六层楼19891989年年9 91111月月进行内外墙粉刷，进行内外墙粉刷，19901990年年4 4月交付甲方使用。此月交付甲方使用。此后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。至后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。至5 5月份阴月份阴雨天，爆裂点迅速增多，破坏范围上万平方米。雨天

11、，爆裂点迅速增多，破坏范围上万平方米。爆裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的爆裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的“水灰水灰”，经了解，粉刷过程已发现有，经了解，粉刷过程已发现有“水灰水灰”中有一些粗颗粒。对爆裂采集的微黄色爆裂物作中有一些粗颗粒。对爆裂采集的微黄色爆裂物作X X射线衍射分析，证实除含石英、长石、射线衍射分析，证实除含石英、长石、CaOCaO、Ca(OH)Ca(OH)2 2、CaCOCaCO3 3外，还含有较多的外，还含有较多的MgOMgO、Mg(OH)Mg(OH)2 2以及少量白云石。以及少量白云石。 2、石灰的选用石灰的选用【概况】【概况】某工地急需配制石灰砂浆。当

12、时有消某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后，配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因，防治措施。原因，防治措施。 2.22.2石石 膏膏gypsum 2.2.1 建筑建筑 石膏生产简介石膏生产简介石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料料.二水石膏加热时的变化二水石膏加热时的

13、变化CaSO42H2OOH21CaSO24至至140的饱和水蒸的饱和水蒸气条件下或某些盐气条件下或某些盐溶液中溶液中4CaSO可溶性硬石膏可溶性硬石膏220OH21CaSO244CaSO可溶性硬石膏可溶性硬石膏320360CaSO4不溶不溶性硬性硬石膏石膏500700110170分类：建筑石膏分类：建筑石膏 高强石膏高强石膏 无水石膏水泥无水石膏水泥 高温煅烧石膏高温煅烧石膏建筑石膏生产简介：建筑石膏生产简介：原料（天然二水石膏矿石、天然原料（天然二水石膏矿石、天然 无水石膏、化无水石膏、化工石膏等）经加热煅烧、脱水、磨细得石膏产品。工石膏等）经加热煅烧、脱水、磨细得石膏产品。加热温度和方式不

14、同得不同类型石膏产品。加热温度和方式不同得不同类型石膏产品。 建筑建筑石膏为非封闭、加热到石膏为非封闭、加热到107170c得到。得到。建筑石膏即建筑石膏即 型半水石膏型半水石膏石膏的硬化石膏的硬化石膏粉吸湿石膏粉吸湿后受潮后受潮2.2.2 石膏的技术要求石膏的技术要求分为三个等级并有其技术指标分为三个等级并有其技术指标.易吸潮易吸潮,贮运时须防潮贮运时须防潮,储存时间一般不超过三个月储存时间一般不超过三个月.产品标记顺序为产品标记顺序为:产品名称产品名称,抗折强度值抗折强度值,标准号标准号.2.2.3 建筑石膏的特性建筑石膏的特性1.1.凝结硬化快凝结硬化快, ,强度低强度低( (比石灰高比

15、石灰高) )2.2.硬化后体积微膨胀硬化后体积微膨胀(0.5(0.51.0%) 1.0%) 表面光滑细腻表面光滑细腻, ,形体饱满密实形体饱满密实装饰性好装饰性好 3.3.孔隙率大孔隙率大 则则容重小容重小, ,强度低强度低, ,保温隔热、吸声性好保温隔热、吸声性好, ,可调节室内温湿可调节室内温湿 度；但抗渗性，抗冻性差，耐水性差，吸湿性强。度；但抗渗性，抗冻性差，耐水性差，吸湿性强。4.4.防火性能好，加工性能好防火性能好，加工性能好2.2.4 建筑石膏的应用建筑石膏的应用1.1.石膏抹灰材料石膏抹灰材料 2.2.石膏墙体材料石膏墙体材料 3.3.石膏装饰板、浮雕艺术石膏装饰配件石膏装饰板

16、、浮雕艺术石膏装饰配件纸面石膏板普通石膏板耐水石膏板耐火石膏板2.32.3水水 玻玻 璃璃sodium silicate一.水玻璃的定义 由不同比例的碱金属和二氧化硅组成，俗称泡花碱。常用硅酸钠水玻璃 Na2OnSiO2。常用的n=2.62.8。二.水玻璃的生产湿法(液体水玻璃)； 干法(固体水玻璃)三.水玻璃的模数 SiO2与Na2O的分子比 n 称为水玻璃的模1.模数对性能影响水玻璃模数越大，硬化越快，干缩越大，粘结力愈大，强度愈高；2.密度对性能影响同一模数液体水玻璃，密度愈大，浓度愈大，粘结力愈大，强度愈高。 2.3.1 水玻璃的特性水玻璃的特性 四.水玻璃的硬化水玻璃吸收了空气中的CO2形成了无定形硅酸。 Na2OnSiO2+ CO2 + mH2O Na2CO3 + nSiO2 mH2O 水玻璃硬化速度缓慢,需加热促进硬化或加入Na2SiF6作为 促硬(凝)剂五.水玻璃的特性粘结力强，强度较高，耐酸、耐热性高，耐碱性差，耐水性差粘结力强，强度较高，耐酸、耐热性高，耐碱性差，耐水性差六六. .水玻璃的应用水玻璃的应用1.土壤加固；2.配制耐热混凝土和耐热砂浆；3.