建筑材料与检测第4章课件

建筑材料与检测2022/12/31Page1建筑材料与检测2022/12/28Page1第4章4.1建筑石膏2022/12/31Page2气硬性无机胶凝材料4.2石灰4.3水玻璃第4章4.1建筑石膏2022/12/28Page2气硬在建筑工业中常常将散粒材料（如砂和石子）或块状材料（如砖和石块）黏结成为整体，具有这种黏结作用的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料按其化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。无机胶凝材料按其硬化时的条件又可分为：气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并保持或继续发展其强度，在水中会发生水解或溶解，因此只适用于在干燥环境下使用，如石灰、石膏、水玻璃等；水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能很好地在水中硬化，保持并持续发展其强度，例如，各种水泥，水硬性胶凝材料既适用于地上，又可用于地下或水中环境。本章主要介绍建筑石膏、石灰和水玻璃等气硬性无机胶凝材料的生产工艺、技术性质和应用内容。本章的学习目的，是使读者了解这三种气硬性无机胶凝材料的特性和用途，能在工程实践中合理地使用这些材料。2022/12/31Page3在建筑工业中常常将散粒材料（如砂和石子）或块状材料（如砖和石●了解建筑石膏的特性和用途。●了解石灰的特性和用途。●了解水玻璃的特性和用途。2022/12/31Page4学习目标●了解建筑石膏的特性和用途。2022/12/28Page2022/12/31Page54.1.1建筑石膏的原料及其生产工艺1．建筑石膏的原料生产石膏胶凝材料的原料有天然二水石膏（CaSO4·2H2O）、天然无水石膏（CaSO4）或含有硫酸钙成分的工业废料等。2．建筑石膏的生产石膏胶凝材料的主要生产工序是破碎、加热与磨细。2022/12/28Page54.1.1建筑石膏的原料及2022/12/31Page64.1.2建筑石膏的凝结与硬化建筑石膏能与水起水化反应，重新生成二水石膏，其反应式为：建筑石膏与适量水拌和后，会发生溶解，很快形成饱和溶液。溶液中的半水石膏经过水化，会生成二水石膏。由于二水石膏在水中的溶解度（20℃为2.05g/L）比半水石膏的溶解度（20℃为8.16g/L）小得多，所以半水石膏的饱和溶液，对二水石膏来说，则成了过饱和溶液，因而，二水石膏会很快从过饱和溶液中以胶体微粒析出。而半水石膏不断溶解水化，石膏浆体中的自由水分逐渐减少，二水石膏的胶体微粒数量则不断增多，浆体逐渐变稠，颗粒之间的摩阻力与黏结力逐渐增大，可塑性逐渐降低，产生“凝结”现象。其后，随着水分的进一步蒸发，晶体长大，互相接触，连生与交错，形成结晶结构网，使浆体逐渐变硬，产生强度，直至完全干燥，强度停止发展，这就是石膏的“硬化”过程（见图4.1）。2022/12/28Page64.1.2建筑石膏的凝结与2022/12/31Page74.1.3建筑石膏的技术性质及应用1．建筑石膏的质量标准2．建筑石膏的特性（1）建筑石膏的凝结硬化速度快（2）建筑石膏凝结硬化时的体积稳定（3）建筑石膏硬化后孔隙率较大，重量轻，但强度低

（4）建筑石膏硬化体具有良好的隔热和吸声性能

（5）防火性能好，但耐水性能差

（6）有良好的装饰性和可加工性

2022/12/28Page74.1.3建筑石膏的技术性2022/12/31Page84.1.4建筑石膏的应用建筑石膏可用于室内装修，如图4.2所示，石膏制品具有隔热、保温、不燃、不蛀、隔音、可锯、可钉、污染小等优点。2022/12/28Page84.1.4建筑石膏的应用建2022/12/31Page94.1.5其他品种石膏胶凝材料1．高强度石膏2．无水石膏水泥3．高温煅烧石膏2022/12/28Page94.1.5其他品种石膏胶凝2022/12/31Page10凡是以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰岩、白垩、白云质石灰岩等，都可用来生产石灰。石灰的原料中要求黏土杂质含量小于8%。超过时，制得的石灰具有一定的水硬性，这种石灰常称为水硬性石灰。将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下进行煅烧，放出二氧化碳，得到以氧化钙为主要成分的生石灰。其反应式为：碳酸钙的分解是吸热反应，石灰原料中常含有一些碳酸镁，因而生石灰中，除了含氧化钙外，还含一些氧化镁。生石灰中氧化镁含量不大于5%的为钙质石灰，大于5%的为镁质石灰。碳酸钙分解时，释放出原质量44%的CO2气体，但燃烧所得的石灰外观体积只比原来体积减小10%～15%，故石灰的结构具有很多孔隙。4.2.1石灰的原料与煅烧2022/12/28Page10凡是以碳酸钙为主要成分的天2022/12/31Page11石灰在使用时，一般要先加水，消解成氢氧化钙，称为熟石灰。这个过程称为石灰的消解或熟化。其反应式为：4.2.2石灰的熟化1．消石灰浆法2．消石灰粉法2022/12/28Page11石灰在使用时，一般要先加水2022/12/31Page12石灰的硬化包括结晶和碳化两个过程，气硬性石灰在空气中的硬化是在这两个过程中同时进行的。4.2.3石灰的硬化（1）结晶作用（2）碳化作用2022/12/28Page12石灰的硬化包括结晶和碳化两2022/12/31Page131．石灰的性质石灰与其他胶凝材料相比具有以下特性。（1）保水性、可塑性好（2）凝结硬化慢、强度低（3）耐水性差（4）干燥收缩大2．石灰的技术指标

4.2.4石灰的性质及技术指标2022/12/28Page131．石灰的性质4.2.42022/12/31Page14石灰在建筑上的主要用途有以下几个方面。4.2.5石灰的应用（1）配制石灰乳和石灰砂浆（2）配制无熟料水泥（3）生产硅酸盐制品（4）掺配灰土和三合土（5）生产碳化石灰板2022/12/28Page14石灰在建筑上的主要用途有以2022/12/31Page15水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。建筑常用的为硅酸钠（NaO·nSiO2）的水溶液，又称钠水玻璃。要求高时使用硅酸钾（K2O·nSiO2）的水溶液，又称钾水玻璃。水玻璃为青灰色或淡黄色黏稠状液体。在水玻璃中二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比n称为水玻璃模数，即水玻璃的模数与浓度是水玻璃的主要化学性质。水玻璃的模数越高，越难溶于水，水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的黏结力与强度、耐热性与耐酸性越高，建筑上常用的水玻璃模数为2.6～3.0。根据水玻璃模数不同，又分碱性水玻璃（n＜3）和中性水玻璃（n＞3）。实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。同一模数的水玻璃，浓度越高，则水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的黏结力、耐热性与耐酸性越高。但水玻璃的浓度太高，则黏度太大，不利于施工操作、难于保证施工质量。水玻璃的浓度一般用密度来表示。常用水玻璃的密度为1.3～1.58g/cm3。水玻璃的密度太大或太小时，可用加水稀释或加热浓缩的办法来调整。在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其黏度的情况下可提高黏结力25%左右。4.3.1水玻璃的组成与生产2022/12/28Page15水玻璃俗称泡花碱，是由不同2022/12/31Page16水玻璃溶液能与空气中的二氧化碳反应，生成无定形的硅酸凝胶，随着水分的挥发干燥，无定形硅酸脱水转变成二氧化硅而硬化，其反应式如下：由于空气中二氧化碳的含量较少，这一过程进行的很慢。因此水玻璃实际使用时常加入促硬剂以加速硬化。常用的促硬剂为氟硅酸钠（Na2SiF6）。其化学反应如下：加入氟硅酸钠后，初凝时间可缩短至30～60min。氟硅酸钠的适宜掺量，一般占水玻璃的12%～15%，若掺量少于12%，则其凝结硬化慢，强度低，并且存在较多的没参加反应的水玻璃，当遇水时，残余水玻璃易溶于水，影响硬化后水玻璃的耐水性；若其掺量超过15%，则凝结硬化过快造成施工困难，且抗渗性和强度降低。4.3.2水玻璃的硬化2022/12/28Page16水玻璃溶液能与空气中的二氧2022/12/31Page174.3.3水玻璃的性质和使用1．水玻璃的性质（1）黏结力强、强度较高（2）耐酸性好（3）耐热性好（4）耐碱性和耐水性差2．水玻璃的应用（1）配制建筑涂料（2）涂刷材料表面，提高其抗风化能力（3）配制快凝防水剂（4）配制耐酸混凝土和砂浆（5）配制耐热砂浆和混凝土（6）加固土地基2022/12/28Page174.3.3水玻璃的性质和复习思考题2022/12/31Page181．气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别？2．建筑石膏具有哪些技术性质？从建筑石膏凝结硬化形成的结构，说明石膏板为什么强度较低、耐水性差，而绝热性和吸声性较好？3．石膏制品有哪些特点？建筑石膏可用于哪些方面？4．石灰的煅烧温度对其质量有何影响？5．简述石灰的熟化和硬化原理。石灰在建筑工程中有哪些用途？6．某多层住宅楼室内抹灰采用的是石灰砂浆，交付使用后逐渐出现墙面普遍鼓包开裂，试分析其原因。避免这种事故发生，应采取什么措施？7．水玻璃的性质是怎样的？有何用途？8．何谓水玻璃的模数？水玻璃的模数和密度对水玻璃的黏结力有何影响？9．硬化后的水玻璃具有哪些性质？水玻璃在工程中有何用途？复习思考题2022/12/28Page181．气硬性胶凝材建筑材料与检测2022/12/31Page19建筑材料与检测2022/12/28Page1第4章4.1建筑石膏2022/12/31Page20气硬性无机胶凝材料4.2石灰4.3水玻璃第4章4.1建筑石膏2022/12/28Page2气硬在建筑工业中常常将散粒材料（如砂和石子）或块状材料（如砖和石块）黏结成为整体，具有这种黏结作用的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料按其化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。无机胶凝材料按其硬化时的条件又可分为：气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并保持或继续发展其强度，在水中会发生水解或溶解，因此只适用于在干燥环境下使用，如石灰、石膏、水玻璃等；水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能很好地在水中硬化，保持并持续发展其强度，例如，各种水泥，水硬性胶凝材料既适用于地上，又可用于地下或水中环境。本章主要介绍建筑石膏、石灰和水玻璃等气硬性无机胶凝材料的生产工艺、技术性质和应用内容。本章的学习目的，是使读者了解这三种气硬性无机胶凝材料的特性和用途，能在工程实践中合理地使用这些材料。2022/12/31Page21在建筑工业中常常将散粒材料（如砂和石子）或块状材料（如砖和石●了解建筑石膏的特性和用途。●了解石灰的特性和用途。●了解水玻璃的特性和用途。2022/12/31Page22学习目标●了解建筑石膏的特性和用途。2022/12/28Page2022/12/31Page234.1.1建筑石膏的原料及其生产工艺1．建筑石膏的原料生产石膏胶凝材料的原料有天然二水石膏（CaSO4·2H2O）、天然无水石膏（CaSO4）或含有硫酸钙成分的工业废料等。2．建筑石膏的生产石膏胶凝材料的主要生产工序是破碎、加热与磨细。2022/12/28Page54.1.1建筑石膏的原料及2022/12/31Page244.1.2建筑石膏的凝结与硬化建筑石膏能与水起水化反应，重新生成二水石膏，其反应式为：建筑石膏与适量水拌和后，会发生溶解，很快形成饱和溶液。溶液中的半水石膏经过水化，会生成二水石膏。由于二水石膏在水中的溶解度（20℃为2.05g/L）比半水石膏的溶解度（20℃为8.16g/L）小得多，所以半水石膏的饱和溶液，对二水石膏来说，则成了过饱和溶液，因而，二水石膏会很快从过饱和溶液中以胶体微粒析出。而半水石膏不断溶解水化，石膏浆体中的自由水分逐渐减少，二水石膏的胶体微粒数量则不断增多，浆体逐渐变稠，颗粒之间的摩阻力与黏结力逐渐增大，可塑性逐渐降低，产生“凝结”现象。其后，随着水分的进一步蒸发，晶体长大，互相接触，连生与交错，形成结晶结构网，使浆体逐渐变硬，产生强度，直至完全干燥，强度停止发展，这就是石膏的“硬化”过程（见图4.1）。2022/12/28Page64.1.2建筑石膏的凝结与2022/12/31Page254.1.3建筑石膏的技术性质及应用1．建筑石膏的质量标准2．建筑石膏的特性（1）建筑石膏的凝结硬化速度快（2）建筑石膏凝结硬化时的体积稳定（3）建筑石膏硬化后孔隙率较大，重量轻，但强度低

（4）建筑石膏硬化体具有良好的隔热和吸声性能

（5）防火性能好，但耐水性能差

（6）有良好的装饰性和可加工性

2022/12/28Page74.1.3建筑石膏的技术性2022/12/31Page264.1.4建筑石膏的应用建筑石膏可用于室内装修，如图4.2所示，石膏制品具有隔热、保温、不燃、不蛀、隔音、可锯、可钉、污染小等优点。2022/12/28Page84.1.4建筑石膏的应用建2022/12/31Page274.1.5其他品种石膏胶凝材料1．高强度石膏2．无水石膏水泥3．高温煅烧石膏2022/12/28Page94.1.5其他品种石膏胶凝2022/12/31Page28凡是以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰岩、白垩、白云质石灰岩等，都可用来生产石灰。石灰的原料中要求黏土杂质含量小于8%。超过时，制得的石灰具有一定的水硬性，这种石灰常称为水硬性石灰。将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下进行煅烧，放出二氧化碳，得到以氧化钙为主要成分的生石灰。其反应式为：碳酸钙的分解是吸热反应，石灰原料中常含有一些碳酸镁，因而生石灰中，除了含氧化钙外，还含一些氧化镁。生石灰中氧化镁含量不大于5%的为钙质石灰，大于5%的为镁质石灰。碳酸钙分解时，释放出原质量44%的CO2气体，但燃烧所得的石灰外观体积只比原来体积减小10%～15%，故石灰的结构具有很多孔隙。4.2.1石灰的原料与煅烧2022/12/28Page10凡是以碳酸钙为主要成分的天2022/12/31Page29石灰在使用时，一般要先加水，消解成氢氧化钙，称为熟石灰。这个过程称为石灰的消解或熟化。其反应式为：4.2.2石灰的熟化1．消石灰浆法2．消石灰粉法2022/12/28Page11石灰在使用时，一般要先加水2022/12/31Page30石灰的硬化包括结晶和碳化两个过程，气硬性石灰在空气中的硬化是在这两个过程中同时进行的。4.2.3石灰的硬化（1）结晶作用（2）碳化作用2022/12/28Page12石灰的硬化包括结晶和碳化两2022/12/31Page311．石灰的性质石灰与其他胶凝材料相比具有以下特性。（1）保水性、可塑性好（2）凝结硬化慢、强度低（3）耐水性差（4）干燥收缩大2．石灰的技术指标

4.2.4石灰的性质及技术指标2022/12/28Page131．石灰的性质4.2.42022/12/31Page32石灰在建筑上的主要用途有以下几个方面。4.2.5石灰的应用（1）配制石灰乳和石灰砂浆（2）配制无熟料水泥（3）生产硅酸盐制品（4）掺配灰土和三合土（5）生产碳化石灰板2022/12/28Page14石灰在建筑上的主要用途有以2022/12/31Page33水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。建筑常用的为硅酸钠（NaO·nSiO2）的水溶液，又称钠水玻璃。要求高时使用硅酸钾（K2O·nSiO2）的水溶液，又称钾水玻璃。水玻璃为青灰色或淡黄色黏稠状液体。在水玻璃中二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比n称为水玻璃模数，即水玻璃的模数与浓度是水玻璃的主要化学性质。水玻璃的模数越高，越难溶于水，水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的黏结力与强度、耐热性与耐酸性越高，建筑上常用的水玻璃模数为2.6～3.0。根据水玻璃模数不同，又分碱性水玻璃（n＜3）和中性水玻璃（n＞3）。实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。同一模数的水玻璃，浓度越高，则水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的黏结力、耐热性与耐酸性越高。但水玻璃的浓度太高，则黏度太大，不利于施工操作、难于保证施工质量。水玻璃的浓度一般用密度来表示。常用水玻璃的密度为1.3～1.58g/cm3。水玻璃的密度太大或太小时，可用加水稀释或加热浓缩的办法来调整。在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其黏度的情况下可提高黏结力25%左右。4.3.1水玻璃的组成与生产2022/12/28Page15水玻璃俗称泡花碱，是由不同2022/12/31Page34水玻璃溶液能与空气中的二氧化碳反应，生成无定形的硅酸凝胶，随着水分的挥发干燥，无定形硅酸脱水转变成二氧化硅而硬化，其反应式如下：由于空气中二氧化碳的含量较少，这一过程进行的很慢。因此水玻璃