第三章气硬性胶凝材料教材

第三章气硬性胶凝材料第三章气硬性胶凝材料掌握：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：石灰的生产、石灰的品种本章教学目标胶凝材料：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。定义与分类将在第四章进行讲解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）本章的重点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水硬性胶凝材料不仅可以在凝结硬化，还可以得到更好的凝结硬化。气硬性胶凝材料在凝结硬化。只能空气中空气中在水中原料:石灰岩，主要成分为碳酸（CaCO3），其次为碳酸镁（MgCO3）。生产：煅烧，温度应高于900℃，一般常在1000~1200℃，。石灰岩经煅烧后生成生石灰，系轻质的块状物质，颜色白至灰或黄绿色（正火石灰）。视氧化镁含量的多少，可把石灰分为钙质石灰（《5%）和镁质右灰（>5%）。第一节建筑石灰一、石灰的生产9:01:16AMPage:7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、石灰的生产欠火石灰与过火石灰1.欠火石灰:产生的原因是石灰岩块的尺寸过大或窑中温度不够均匀，本身尚未分解；2.过火石灰:由于煅烧温度过高，煅烧时间过长或原料中的二氧化硅和三氧化二铝等杂质发生熔结而造成的。过火石灰熟化十分缓慢，其细小颗粒可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，致使已硬化的砂浆产生“崩裂”或“鼓泡”现象，影响工程质量。处理方法：让含有过火石灰的石灰在石灰窖中“陈伏”一段时间，让其充分熟化。

水化过程中体积增大1-2.5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。9:01:16AMPage:13灰蛋灰蛋化灰池(附动画)9:01:16AMPage:14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：两个作用：

1）碳化作用：

2）结晶作用：Ca(OH)2晶体析出硬化特点：非常缓慢结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。三、石灰的硬化结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。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、石灰的硬化四、石灰的技术要求石灰岩生石灰块熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰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、常用建筑石灰的品种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六、石灰的特性和应用1.石灰的特性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六、石灰的特性和应用强度低体积收缩大耐水性差1.石灰的特性2.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1.不应与易燃易爆物品及液体共存、同运2.不易存放过久3.运输时，尽量用棚车或帆布改好，防止水淋自行熟化，放火高引起火灾。七、石灰的储存原材料：

天然二水石膏CaSO4.2H2O（生石膏）天然无水石膏CaSO4－仅用于生产无水石膏水泥化工石膏－磷石膏、氟石膏（化工副产品）工艺：原材料－不同温度、压力煅烧－磨细－成品

一、石膏的原料、生产第二节建筑石膏石膏制备工艺示意图1.建筑石膏2.高强石膏α型半水石膏β型半水石膏1.石膏的水化2.石膏的凝结硬化二、建筑石膏的凝结与硬化干燥硬化和结晶硬化两个过程交错进行凝结硬化过程：流体－塑性体－固体硬化机理半水石膏的溶解－溶液过饱和－二水石膏晶体的析出；浆体水分的蒸发和晶体的生成－浆体变稠失去塑性－石膏凝结；晶体连生、搭接，形成结晶结构网－逐渐产生强度。

溶解－析晶－晶体结构网－强度水－结晶水、蒸发（1）孔隙率大；（2）凝结硬化快；（3）硬化后体积微膨胀；（4）耐水性、抗冻性差；（5）耐火性好；（6）轻质、导热性差三、建筑石膏的特性石膏砂浆及粉刷石膏－高级室内抹灰；制备各种石膏板；各类装饰石膏线、花型；无水石膏水泥；水泥缓凝剂；涂料的填充料陶瓷模具材料、外科医疗固定材料制作雕塑艺术品等。四、建筑石膏的应用石膏板石膏板有－纸面石膏板无纸石膏板（即纤维石膏板）石膏空心条板纸面石膏板－普通（防火）石膏板高级防火石膏板防水石膏板等四、建筑石膏的应用纸面石膏板石膏顶棚石膏顶棚石膏隔墙四、建筑石膏的应用纸面石膏板四、建筑石膏的应用装饰石膏板四、建筑石膏的应用装饰石膏板四、建筑石膏的应用装饰石膏板四、建筑石膏的应用吸声用穿孔石膏板建筑石膏板的特点：石膏板具有质轻、强度高、防火、防蛀、隔热、吸声、加工性能好（可刨），尺寸稳定、施工效率高等特点。以龙骨（轻钢龙骨、木龙骨）为骨架，形成的各种形式的非承重墙体和承重墙体的饰面层，具有装饰新颖，增加使用面积，改善建筑物功能，提高抗震性能等优点。

防火纸面石膏板是指这种板材在发生着火时，在一定长的时间内保持结构完整（在建筑结构里），

从而起到阻隔火焰蔓延的作用。该板在生产过程中加入玻璃纤维和其它添加剂，能够有效地在遇火时起到增强板材完整性的作用。防水石膏板该板是在石膏芯材里加入一定量的防水剂，或在表面覆盖铝箔、牛皮纸等使石膏本身具有一定的防水性能。这种石板在根据美国ASTM标准作防水试验时，其吸水率为5％，即能够用于湿度较大的区域，如卫生间、沐浴室和厨房等这是一种比较好的具有更广泛用途的板材。但此板不可直接长时间进水浸泡。

四、建筑石膏的应用石膏艺术制品

四、建筑石膏的应用石膏艺术制品

石膏浮雕装饰制品石膏浮雕装饰制品是以石膏为基料和玻璃纤维及添加剂加工制成各种平板、小方板、墙身板、饰线、灯圈、浮雕、花角、圆柱、方柱与数百种装饰件，用于室内装饰。特点:

加工性能好，能钉、锯、刨，可修补。完整性好，不变形，不开裂，无缝隙。耐久性强，防蛀不腐，防火防潮，质轻吸音，容易安装。石膏浮雕壁画石膏浮雕壁画有两种加工方法，一种是做石膏板，在板上放刀雕刻；而另一种方法是用泥做形，然后翻制成品。一般大型石膏壁画都是采用后者。

菱苦土，又名苛性苦土、苦土粉，它的主要成分是氧化镁。分轻质氧化镁和重质氧化镁两种。轻质体积蓬松，为白色无定形粉末。无嗅无味无毒。密度3．58g/cm3。难溶于纯水及有机溶剂，在水中溶解度因二氧化碳的存在而增大。能溶于酸、铵盐溶液。经高温灼烧转化为结晶体。遇空气中的二氧化碳生成碳酸镁复盐。重质体积紧密，为白色或米黄色粉末。与水易化合，露置空气中易吸收水分和二氧化碳。与氯化镁溶液混合易胶凝硬化。

第三节镁质胶凝材料一、菱苦土第三节镁质胶凝材料反应式：状态:白色或浅黄色粉末，密度3.1~3.4g/cm3二、制备：菱苦土MgCO3三、菱苦土的硬化不用水调制，因：

MgO+H2O=Mg(OH)2

产物结构疏松、强度低菱苦土不能用水拌和，可用氯化镁(MgCl2·6H2O)、硫酸镁(MgSO4·7H2O)、氯化铁(FeCl3)等盐类溶液作拌和剂。

拌和后凝结快，硬化后强度高，称为氯镁水泥。但该制品吸湿性大，抗水性差，吸湿后容易变形。为了提高其抗水性，可加入一定量的硫酸亚铁或磷酸、磷酸盐，或加入磨细的黏土砖粉、粉煤灰、沸石凝灰岩等。

四、菱苦土的应用配比：木屑＋颜料＋填料＋菱苦土菱苦土（木屑浆）：木屑板、木丝板、刨花板菱苦土制品（木屑浆）：门窗、楼梯扶手、包装箱菱苦土地面（木屑砂浆）：

防爆、防静电、不起尘－军工、纺织、电子车间以菱苦土为胶结料，以玻璃纤维为增强材料，添加改性剂，可制成管材产品。菱苦土砂轮菱苦土泥瓦菱苦土只能用于干燥环境中，不适合用于防潮、遇水和受酸类侵蚀的地方。菱苦土应保存在干燥场所，储运中都要避免受潮，也不可久存。五、注意事项以碱金属硅酸盐为主要成分的气硬性胶凝材料，又称泡花碱。通式：R2O•nSiO2R—K,Na等，n—模数A—

SiO2的百分含量（%）D—Na2O的百分含量（%）1.032—SiO2和Na2O的分子量之比第四节水玻璃一．定义泡花碱（固体水玻璃）二．分类n<3碱性水玻璃n>2.8难溶性水玻璃1.8<n<2.8微溶性水玻璃按模数分n<1.8可溶性水玻璃n≥3中性水玻璃

三、水玻璃的水化、硬化Na2O•nSiO2+CO2+mH2ONa2CO3+nSiO2•mH2OSiO2+mH2O2(Na2O•nSiO2)+NaSiF6+mH2O6NaF+(2n+1)SiO2•mH2O（1）粘结力和强度较高水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶和固体，比表面积大，因而具有较高的粘结力。但水玻璃自身质量、配合料性能及施工养护对强度有显著影响。（2）耐酸性好可以抵抗除氢氟酸（HF）、热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无机和有机酸。（3）．耐热性好硬化后形成的二氧化硅网状骨架，在高温下强度下降很小，当采用耐热耐火骨料配制水玻璃砂浆和混凝土时，耐热度可达1000℃。因此水玻璃混凝土的耐热度，也可以理解为主要取决于骨料的耐热度。（4）耐碱性和耐水性差因和混合后易均溶于碱，故水玻璃不能在碱性环境中使用。同样由于、NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等浓度的酸对已硬化水玻璃进行酸洗处理，提高耐水性。

四．水玻璃的特性作堵漏材料涂刷于其它材料表面，提高密实性、抗风化性加固建筑工程基础配制耐热、耐酸砂浆和混凝土

五．水玻璃的应用直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。这是因为水玻璃与材料中的Ｃa（OH）2反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。（１）用作涂料，涂刷材料表面反应式为：同时硅酸钠本身硬化所析出的硅酸凝胶也有利于材料保护。选用不同的耐火填料，还可配制不同耐热度的水玻璃耐热涂料。以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂是以蓝矾(硫酸铜)、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各１份，溶于60份的沸水中，降温至５０℃，投入400份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在1min内凝结,适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。（2）配制防水剂将模数为２.５～３的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管交替向地层压