气硬性无机胶凝材料和技术应用

1、气硬性无机胶凝材料和技术应用掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、 石膏技术要求、性质熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用了解：水玻璃的性质 教学目标胶凝材料 指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体，并在变化过程中把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度的整体。定义与分类胶凝材料有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料水硬性胶凝材料（水泥）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）二者有何区别定义与分类气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别 气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化。 水硬性胶凝材料不仅可以在空气中凝结硬化，还可以在水中得到更好的凝结硬化。1.天然二水石膏2.天然无水石膏第一节 建筑石膏

2、一、石膏的原材料又称软石膏或生石膏又称硬石膏3.化工石膏1.建筑石膏2.高强石膏二、石膏的生产破碎、加热、磨细型半水石膏型半水石膏 二水石膏在不同条件的加热处理中，其结构水容易脱出，成为各种晶体的半水石膏和无水石膏。二、石膏的生产破碎、加热、磨细 在65时，二水石膏就开始释出结构水，但脱水速度比较慢。 在107170 脱水速度变快，生成半水石膏。因为加热条件不同，所获得的半水石膏有型半水石膏或型半水石膏。 当170200时，半水石膏则继续脱水，变为可溶性硬石膏，与水调和后仍能很快凝结硬化。二、石膏的生产破碎、加热、磨细在400一750期间变成的无水石膏则为不溶性硬石膏，失去凝结硬化能力，即我们

3、通常说的“死烧石膏” 。它很难溶于水，几乎不凝结，而且不具有强度 在800时，无水石膏开始分解出CaO，重新具有凝结硬化能力，但这时的凝结能力主要是靠CaO。成为煅烧石膏（或过烧石膏）二、石膏的生产破碎、加热、磨细 建筑石膏与适量的水拌合后，最初成为可塑的浆体，但很快失去塑性和产生强度，并逐渐发展成为坚硬的固体。这种现象称为凝结硬化。 三、建筑石膏的凝结与硬化1.石膏的水化三、建筑石膏的凝结与硬化型半水石膏特点：极快,全过程约712min2.石膏的凝结三、建筑石膏的凝结与硬化 由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍），所以，二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右移，直至半

4、水石膏全部转变成二水石膏。 胶体微粒增加，可塑性浆体失去可塑性，开始产生强度的过程。 初凝 终凝 2.石膏的凝结三、建筑石膏的凝结与硬化 自由水水化和蒸发，石膏浆体可塑性减小，浆体变稠 凝结 生成二水石膏用水吸附水水分蒸发溶液中的自由水浆体变稠摩擦力粘结力失去可塑性3.石膏的硬化三、建筑石膏的凝结与硬化失去可塑性，浆体强度增加的过程。 浆体继续变稠，胶体微粒逐渐变成晶体，石膏晶体数量逐渐增加，晶体长大，彼此连生，相互交错，形成结晶网，产生强度。 以上三个过程是相互交错，连续进行的。硬化后体积微膨胀性硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性较强、吸湿性较强，具有一定的调温、调湿作用、耐

5、水性与抗冻性较差凝结硬化快防火性好但耐热性差四、建筑石膏的技术性质贮存与保质期 建筑石膏在贮运过程中，应防止受潮及混入杂物。 一般贮期为三个月，超过三个月，强度将降低30%左右。超过贮期的石膏应重新进行质量检验，确定其等级。技术标准 按强度、细度、凝结时间指标分为优等品、一等品、合格品。四、建筑石膏的技术性质技 术 指 标 优等品 一等品 一等品 抗折强度，MPa，不小于 2.5 2.1 1.8 抗压强度，MPa，不小于 4.9 3.9 2.9 细度，0.2mm孔筛余量，不大于 5.0 10.0 15.0 凝 结 时 间 初凝时间不早于6min，终凝时间不迟于30min 制备石膏砂浆和粉刷石膏

6、 石膏表面坚硬、光滑细腻、不起灰，便于再装饰， 常用于室内高级抹灰和粉刷。 石膏板及装饰件 石膏板质轻、保温隔热、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。 常用制品：纸面石膏板、纤维石膏板、空心石膏板、穿孔 石膏板、装饰石膏板、石膏角线等装饰件。五、建筑石膏的应用五、建筑石膏的应用纸面石膏板五、建筑石膏的应用纸面石膏板五、建筑石膏的应用装饰石膏板五、建筑石膏的应用吸声用穿孔石膏板五、建筑石膏的应用吸声用穿孔石膏板五、建筑石膏的应用石膏艺术制品 五、建筑石膏的应用石膏艺术制品 六、其他品种石膏胶凝材料简介高强度石膏 型半水石膏无水石膏水泥 不溶性硬石膏，需要加入适量的激

7、发剂高温煅烧石膏 主要成分为SO4和CaO，CaO起碱性激发剂作用 一、石灰的生产 1.原料 以CaCO3为主要成分的岩石(石灰石、白垩等) 富含CaCO3 部分MgCO3第二节 石灰 2.煅烧块状生石灰的特点： CaO质量几乎下降一半,但体积缩小很少,故优质生石灰 应为白色疏松结构。根据石灰制备的温度和时间，还可生产以下两种产物：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） 块状生石灰1005644一、石灰的生产煅烧石灰石或白垩,内含CaCO3温度在900左右时温度过高时温度过低时正火石灰欠火石灰过火石灰因煅烧温度过高使粘土杂质融化

8、并包裹石灰，从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象碳酸钙没有完全分解，降低了生石灰的产量如何解决它的危害？一、石灰的生产注意过火石灰可以使用，但应陈伏半个月CaCO3 CaO 10001100 CO2MgCO3 MgO 生石灰 根据MgO2的含量，生石灰分为两种： 钙质生石灰 MgO5 镁质生石灰 MgO5 一、石灰的生产水化过程中体积增大1-2倍，迅速放出大量热二、生石灰的熟化生石灰+水熟石灰工程上使用的石灰大都是熟石灰，有时需要使用石灰膏，有时使用熟石灰粉。二、生石灰的熟化熟化为石灰膏：将生石灰放入水中，注意水要过量池中透明液体为氢氧化钙饱和溶液，下部沉淀即为熟石灰生石灰

9、要在水中放置两周以上，此过程即为“陈伏”。在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过火石灰造成熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。将生石灰块淋水，使石灰充分熟化，又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。熟化为熟石灰粉： 2.石灰的存在形成 块状生石灰 煅烧直接获得 生石灰粉 块状生石灰磨细 消石灰粉 生石灰消解 石灰膏/乳 生石灰+过量水钙质石灰（MgO5）镁质石灰（MgO5）特点：熟化较慢，但硬化强度稍高。1.按MgO含量分类CaOCa(OH)2石灰的生产与熟化 石灰浆体在空气中逐渐硬化是由一下两个同时进行的过程完成的：结晶作用和碳化作用。结晶过程中产生Ca(OH)2，反应快。在碳化过程中

10、，Ca(OH)2吸收空气中的CO2生成CaCO3，由内向外反应缓慢.三、石灰的硬化 碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。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。三、石灰的硬化硬化过程结晶碳化Ca(OH)2 结晶析出生成 CaCO3 主要变化特征内部反应快由表及里2、石灰的硬化：可塑性好和保水性好吸湿性好凝结硬化慢Ca(OH)2粒子表面可以吸附水膜四、石灰的技术性质生石灰可以用来做干燥剂石灰硬化收缩产生的裂缝石灰砂浆墙面因受潮而脱落四、石灰的技术性质强度低体积收缩大耐水性

11、差四、石灰的技术性质四、石灰的技术性质 根据我国建材行业标准JC/T479-92建筑生石灰与JC/T480-92建筑生石灰粉、JC/T481-92建筑消石灰粉的规定，按照技术指标分为优等品、一等品、合格品三个等级。生石灰、生石灰粉及消石灰的技术指标见表5-3、5-4、5-5。 建筑工程中所使用的石灰通常分为三个品种：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。表5-3 生石灰的技术标准 项 目钙质生石灰 镁质生石灰 优等品一等品合格品优等品一等品合格品 CaO+MgO含量/% 908580858075 C02含量/% 5796810未消化残渣含量（5mm圆孔筛余）/% 5101551015 产浆量

12、/Lkg-1 2.82.32.02.82.32.0表5-4 生石灰粉的技术标准项 目钙质生石灰 镁质生石灰 优等品一等品合格品优等品一等品合格品 CaO+MgO含量/% 858075807570 C02含量/% 791181012细度0.90mm筛筛余/%0.20.51.50.20.51.50.125mm筛筛余/%7.012.018.07.012.018.0表5-5 消石灰粉的技术标准项 目钙质消石灰粉 镁质消石灰粉 白云石消石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量/% 706560656055656055 游离水/%0.4体积安定性合格合格合格合格合格合

13、格细度0.90mm筛筛余/%000.5000.5000.50.125mm筛筛余%310153101531015 路面基层用石灰的技术标准项 目钙质生石灰镁质生石灰 钙质消石灰镁质消石灰等 级CaO+MgO含量/% 858075807570656055605550未消化残渣含量(5mm圆孔筛余)% 71117101420含水量/% 444444细度0.71mm筛筛余/% 11110.125mm筛筛余/% 13201320MgO含量/%5544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？ 过程： 1.检测石灰中CaO和MgO的含量、二氧化碳的含量、细度。 2.根据MgO含量

14、，判定该石灰的类别（钙质/镁质石灰） 3.根据表5-4判定该石灰的等级。 五、石灰的应用加水石灰浆、石灰乳使用可提高石灰的利用率、缩短陈伏期、操作简便 硅酸盐制品：如灰砂砖生石灰粉+砂+水（经拌）陈伏加压成型压蒸 碳化石灰板 作无熟料水泥等（生石灰粉+活性混合料+石膏） 生石灰粉、熟石灰粉、石灰膏1. 石灰乳 、涂料2. 砂浆、石灰砂浆、水灰水泥混合砂浆3. 石灰土和三合土石灰粘土 石灰土(灰土)：用于道路的底基层、基层 拌和 按比例5%12% 石灰粘土砂（炉渣/石膏）三合土：应用历史悠久 主要用于建筑物的地基、基础，也用于道路的基层、垫层五、石灰的应用石灰岩生石灰块熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰

15、乳煅烧加适量水熟化磨细加过量水进行陈伏加水稀释多用来拌制灰土和三合土使用时可以不进行陈伏用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆粉刷墙壁五、石灰的应用三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土桩灰土桩 配制石灰砂浆、石灰乳 配制石灰土、三合土 生产碳化石灰板 加固含水的软土地基五、石灰的应用第三节 水玻璃 水玻璃，又名泡化碱，是碱金属硅酸盐。根据其碱金属氧化物的不同，又分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃。纯碱和石英砂（或石英粉），磨细拌匀后，在熔炉中熔融，经冷却后得块状或粒状的固体水玻璃。Na2CO3+n SiO2 Na2OnSiO2 +CO2 n 为水玻璃模数，一般在之间。 固体水玻璃在水中溶解的难易随模数而定。 模数

16、越大，溶解条件越复杂: 低模数水玻璃的晶体组分较多，粘结能力较差，模数提高时，胶体组分相对增多，粘结力随之增大。水玻璃的原料及生产13001400 固体水玻璃水玻璃溶液吸收空气中的CO2，生成碳酸钠和无定形硅酸。 Na2On SiO2+CO2+MH2O Na2CO3+n SiO2m H2O 水玻璃的硬化 由于水玻璃硬化过程很慢，使用中，常将水玻璃加热或掺加促硬剂（最常用为氟硅酸钠 Na2SiF6），以加快水玻璃的硬化速度。无定形硅酸影响水玻璃粘性和强度的主要因素：一是硅酸盐模数n，二是密度。n愈大，粘性愈大；密度愈大，粘性愈好。水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥得更强烈，强度并不降低，甚至有所增加。水玻璃具有高度的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。水玻璃的性质加固土壤，提高地基承载能力；涂刷材料表面，提高建筑物抗风化能力；配制防水剂，用于赌漏；配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝；配制专门