第二章气硬性胶凝材料

第二章气硬性胶凝材料第1页，课件共39页，创作于2023年2月胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义经过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。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材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，课件共39页，创作于2023年2月无机胶凝材料气硬性胶凝材料加水拌合均匀后形成的浆体，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。水硬性胶凝材料加水拌合均匀后形成的浆体，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，课件共39页，创作于2023年2月§2－1石灰第4页，课件共39页，创作于2023年2月一、石灰的生产二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种三、石灰的技术性质四、石灰的应用五、石灰的储存§2－1石灰第5页，课件共39页，创作于2023年2月一、石灰的生产原材料生产石灰的原材料包括天然石灰石（石灰岩）和化工副产品。主要成分为CaCO3。生产工艺——煅烧石灰生产过程，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+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰第6页，课件共39页，创作于2023年2月二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种生石灰的熟化熟化的过程生石灰+水熟石灰(消石灰)熟化的方式淋灰——生石灰粉（消石灰粉）化灰——熟石灰膏熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀1～2.5倍。熟化过程的注意事项熟石灰在使用前必须陈伏15d以上——防止过火石灰的危害；在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj第7页，课件共39页，创作于2023年2月第8页，课件共39页，创作于2023年2月二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种石灰的硬化Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。Ca（OH）2与空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。石灰的品种按石灰中的氧化镁含量的高低分按成品的加工方法分块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉(熟石灰粉)、石灰膏、石灰乳等。生石灰钙质石灰镁质石灰MgO≤5%MgO＞5%第9页，课件共39页，创作于2023年2月三、石灰的技术性质石灰的质量等级建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教材p49。石灰的特性1.可塑性好；2.生石灰吸湿性强，保水性好；3.凝结硬化慢、强度低；4.硬化后体积收缩大，易开裂；5.耐水性差。第10页，课件共39页，创作于2023年2月四、石灰的应用配制石灰砂浆和石灰乳；配制三合土和灰土；制作碳化石灰板；生产硅酸盐制品：灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、粉煤灰砌块和板材；生产无熟料水泥：石灰矿渣水泥、石灰火山灰质水泥等。第11页，课件共39页，创作于2023年2月五、石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。避免受潮：以防止生石灰吸收空气中的水分而自行熟化，然后与空气碳化而失去胶结能力。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12页，课件共39页，创作于2023年2月§2－2石膏第13页，课件共39页，创作于2023年2月§2－2石膏一、石膏胶凝材料的生产二、建筑石膏的凝结硬化三、建筑石膏的等级与技术性质四、建筑石膏的应用第14页，课件共39页，创作于2023年2月一、石膏胶凝材料的生产

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，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。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：二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4ⅢCaSO4ⅡCaSO4Ⅰ107～170℃加热、脱水125℃0.13MPa蒸压锅170～360℃加热、脱水400～750℃800℃β型建筑石膏α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。第15页，课件共39页，创作于2023年2月二、建筑石膏的凝结硬化建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。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，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。建筑石膏+水浆体凝结硬化第16页，课件共39页，创作于2023年2月三、建筑石膏的等级与技术性质建筑石膏的质量等级建筑石膏按其细度、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：技术指标名称优等品一等品合格品强度抗折强度≥2.52.11.8抗压强度≥4.93.92.9细度（0.2mm方孔筛筛余%）≤5.010.015.0凝结时间初凝不早于6min，终凝不迟于30min第17页，课件共39页，创作于2023年2月表观密度小，强度较低；凝结硬化快；孔隙率大，热导率小；凝结时体积产生微膨胀；吸湿性强，耐水性差；具有较好的防火性能。三、建筑石膏的等级与技术性质第18页，课件共39页，创作于2023年2月五、建筑石膏的应用室内抹灰与粉刷生产建筑石膏制品生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中第19页，课件共39页，创作于2023年2月第20页，课件共39页，创作于2023年2月§2－3水玻璃第21页，课件共39页，创作于2023年2月水玻璃的生产Na2CO3+nSiO2＝Na2O•nSiO2+CO2固态水玻璃在0.6~0.8MPa蒸压锅内加热，溶解为无色、青绿色至棕色的粘稠液体，即液态水玻璃，为建筑工程所用。水玻璃模数n：模数大，黏度大，较难溶于水，但较易分解、硬化§2－3水玻璃1300~1400℃第22页，课件共39页，创作于2023年2月§2－3水玻璃一、水玻璃的硬化和性质二、水玻璃的应用第23页，课件共39页，创作于2023年2月一、水玻璃的硬化和性质水玻璃又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的。是一种能够溶解于水的硅酸盐材料。水玻璃的硬化液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：Na2O•nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2•mH20为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入12%~15%的促硬剂氟硅酸钠（有毒）。水玻璃的性质1.粘结力强2.耐酸性好3.耐热性好第24页，课件共39页，创作于2023年2月二、水玻璃的应用涂刷或浸渍材料；加固地基；修补裂缝、堵漏；配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；配制耐热砂浆和耐热混凝土。第25页，课件共39页，创作于2023年2月§2－4镁质胶凝材料第26页，课件共39页，创作于2023年2月镁质胶凝材料——菱苦土菱苦土的生产镁质胶凝材料（氧化镁为主要成分）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。菱苦土的水化硬化一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧化镁。菱苦土的应用生产木屑地板、木丝板、刨花板等。菱苦土板材用于机械包装材料，可以节约大量木材。只能用于干燥状态下，而不能受潮、遇水或酸性介质侵蚀的部位。第27页，课件共39页，创作于2023年2月本章小结胶凝材料的定义和分类；石灰、石膏、镁质胶凝材料、水玻璃都是气硬性胶凝材料，在现代建筑中的应用是很常见的建筑材料。（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Ca（OH）2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。（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、并大量用于制作石膏制品。（3）简单了解镁质胶凝材料和水玻璃的特点与用途。第28页，课件共39页，创作于2023年2月习题2第29页，课件共39页，创作于2023年2月

一、填空题

1.胶凝材料按照化学成分分为（）和（）两类。无机胶凝材料按照硬化条件不同分为（）和（）两类。2.建筑石膏的化学成分是（），高强石膏的化学成分为（），生石膏的化学成分为（

）。

答案：1.有机胶凝材料、无机胶凝材料、气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料

2.（β-2CaSO4.H2O）（α-2CaSO4.H2O）（CaSO4.2H2O）

第30页，课件共39页，创作于2023年2月3.建筑石膏按（）、（）、（）分为（）、（）和（）三个质量等级。4.生石灰的熟化是指（）。熟化过程的特点：一是（），二是（）。答案：

3.（

细度

）、（

强度

）、（凝结时间）（优等品）、（一等品）、（合格品）4.（CaO+H2O=Ca(OH)2）（体积剧烈膨胀）（放出大量热）第31页，课件共39页，创作于2023年2月5.生石灰按照煅烧程度不同可分为（）、（）和（）；按照MgO含量不同分为（）和（）。6.石灰浆体的硬化过程，包含了（

）、（

）和（

）三个交错进行的过程。答案：5.（欠火石灰）、（过火石灰）、（正火石灰）（钙质石灰）和（镁质石灰）。6.（干燥）、（结晶）、（碳化）

第32页，课件共39页，创作于2023年2月7.石灰按成品加工方法不同分为（）、（）、（）、（）、（）五种。8.建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉按照其主要活性指标（

）的含量划分为（

）、（

）和（

）三个质量等级。答案：7.

（块状生石灰）、（生石灰粉）、（消石灰粉）、（石灰膏）、（石灰浆）

8.（CaO+MgO）、（优等品）、（一等品）、（合格品）第33页，课件共39页，创作于2023年2月9.水玻璃的特性是（）、（）和（）。10.水玻璃的凝结硬化较慢，为了加速硬化，需要加入（）作为促硬剂，适宜掺量为（）。答案：9.（粘结力强）、（耐酸性好）、（耐热性高）

10.（氟硅酸钠）、（12％～15％）。第34页，课件共39页，创作于2023年2月二、简述题

1.简述气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别。2.建筑石膏与高强石膏的性能有何不同？

答：建筑石膏晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，因而强度较低；高强石膏晶粒粗大，比表面积小，需水量少，硬化后密实度大，强度高

第35页，课件共39页，创作于2023年2月3.建筑石膏的特性如何？用途如何？

4.生石灰在熟化时为什么需要陈伏两周以上？为什么在陈伏时需在熟石灰表面保留一层水？答：因为生石灰中含有一定量的过火石灰，过火石灰的结构致密，