第三章 气硬性胶凝材料.ppt

1、第三章 气硬性胶凝材料,概 述,胶凝材料的定义 胶凝材料的分类 学习内容与要求 学习重点与难点,胶凝材料的定义,经过自身的物理化学作用后，在由可塑浆体变成坚硬石状体的过程中，能把散粒或块状物料胶结成一个整体的材料，统称为胶凝材料 （Cementitious Materials）。,有机胶凝材料 如沥青、各种树脂 无机胶凝材料 气硬性胶凝材料（Non-Hydraulic） 只能在空气中硬化，并保持或继续提高强度 如石灰、石膏、水玻璃等。 水硬性胶凝材料（Hydraulic） 不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化， 保持并继续提高其强度； 如各种水泥,胶凝材料的分类,学习内容与要求, 学习内容 石

2、 灰 （Lime） 石 膏 （Plaster） 水玻璃 （Water Glass） 特性、技术性质要求和应用 学习要求 了解上述几种胶凝材料的特性与用途,学习重点与难点, 重 点 石灰和石膏的特性与用途 难 点 石灰的熟化和硬化特性 建筑石膏硬化过程的物理化学变化,第一节 石 灰,石灰的生产,原 料 含碳酸钙为主的天然原料。,贝壳,石灰石,白云石,白垩,石灰的生产,煅 烧 过 程 原料经煅烧后得到块状产品 实际煅烧温度为1000-1100 （目的：加快煅烧过程） 温度过低或温度分布不均匀 欠火石灰 温度太高 过火石灰,土 窑,立 窑,河北省唐山丰南石源冶金炉料公司2002年5月建成投产日产48

3、0吨的节能型石灰立窑,回 转 窑,武钢乌龙泉矿日产600吨回转窑,竖 窑,唐山三丰集团2003年10月建成投产4140m3气烧石灰竖窑,石灰产品除了块状生石灰，常用的石灰产品还有：生石灰粉 由块状石灰磨细得到的粉末，主要成分CaO消石灰粉 将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末， 主要成分为Ca(OH)2 ，亦称熟石灰石灰膏 将块状生石灰用过量水（约为生石灰体积的 3-4倍）消化，或将消石灰粉和水拌和，所得 达一定稠度的膏状物，主要成分Ca(OH)2和水,一、石灰的熟化（消解）,石灰的熟化过程 石灰在使用前，要加水熟化成熟石灰 （消石灰，Quicklime） 石灰熟化过程放出大量热，体积膨胀1

4、-2.5倍,石灰熟化示意图,欠火石灰：中心部分仍是碳酸钙硬块，不能熟化，形成渣子。 过火石灰：结构紧密，熟化很慢，当用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀，引气开裂或局部脱落。 “陈伏”：为消除过火石灰的危害，石灰浆需在消解坑里存放两星期以上，使未熟化的石灰充分熟化。陈伏期间石灰浆表面应覆盖一水，以免石灰浆碳化。,石灰浆在空气中逐渐硬化，其的硬化包括两个同时进行的过程： 结晶过程 水分蒸发引起氢氧化钙从过饱和溶液中析出 碳化过程 慢 氢氧化钙吸收空气中CO2，生成碳酸钙和水 Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O,二、石灰的硬化, 可塑性和保水性好 水化时放热大，体积增

5、大 硬化缓慢 由于碳化作用主要发生在与空气接触的表面，且生成膜 CaCO3层较致密，阻碍了空气中CO2的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发。 硬化时体积收缩大。 因为硬化时大量水蒸发，导致毛细管失水收缩。,三、石灰的特性, 硬化后强度低。其原因是石灰消化时实际用水量比理论用 水量大得多，多余水在硬化后蒸发，留下空隙。 耐水性差。因为 Ca(OH)2易溶于水。,四、石灰的技术指标,六、石灰的应用, 制作石灰乳涂料 配制砂浆 （石灰砂浆和石灰水泥混合砂浆） 拌制灰土和三合土 石灰 ( 消石灰粉) 粘土 灰土 石灰 ( 消石灰粉) 粘土 砂等 三合土 灰土和三合土硬化时,除Ca(OH)2发生结晶和碳化作

6、用外， Ca(OH)2还能与粘土中少量活性SiO2及Al2O3作用而生成具有水硬性的水化硅酸钙及水化铝酸钙。, 生产硅酸盐制品 磨细生石灰或消石灰与砂、粉煤灰、炉渣等硅质材料加水拌和、经成型蒸压或蒸压处理等工序制得的建筑材料，通称为硅酸盐制品。如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块等。,硅酸盐砌块,灰砂砖,灰砂砖,于谦-明代 千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲； 粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。,石 灰 吟,第二节 石 膏,石膏的生产,原 料 天然二水石膏 CaSO42H2O 生石膏 天然无水石膏 CaSO4 硬石膏 以硫酸钙为主要成分的工业副产品 磷石膏、氟石膏、芒硝石膏等。,石膏的生产,生产过程 石膏

7、的主要生产工序是煅烧和磨细。 天然二水石膏在非密闭的窑炉中加热到107170时，可得型半水石膏-熟石膏，磨细后即为建筑石膏。,二水石膏在不同温度下的生成物及性质,一、建筑石膏,（一）建筑石膏的凝结与硬化,（二）建筑石膏的特性,凝结硬化快 硬化时体积微膨胀 硬化后体积较大，表观密度和强度较低 隔热、吸声性能好 防火性能好 具有一定调温、调湿性 耐水性和抗冻性差 加工性能好,（三）建筑石膏技术要求(GB97761988),（四）建筑石膏的应用,石膏的主要应用,粉刷石膏,石膏制品,面层粉刷石膏 底层粉刷石膏 保温层粉刷石膏,石膏切块 纸面石膏板 纤维石膏板 空心石膏条板 艺术装饰石膏制品,空心石膏条

8、板,空心隔墙板,纸面石膏板,装饰石膏制品,壁花,天花板装饰花,装饰石膏制品,梁 托,线条拐角、线条,艺术镜框,罗马柱,第三节 水 玻 璃,一、水玻璃的生产,水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比的碱金属氧化物和二氧化硅所组成。化学式为R2OnSiO2。二氧化硅和碱金属氧化物的摩尔比 n 称为水玻璃的模数，一般在2.63.0之间，密度为1.31.5g/cm3。 课本P30,生产方法： 湿法：石英砂和苛性钠溶液在在压蒸锅内(0.20.3MPa)用蒸汽加热，直接反应生成水玻璃。 干法：石英砂和碳酸钙共同加热熔化，经冷却成固体，再与水加热溶解成水玻璃。,二、水玻璃的硬化,无定形硅凝胶 因空气中CO2较少，该过程较慢，通常加入1215氟硅酸钠加速硅酸凝胶析出。,胶结性能好 热稳定性好 耐酸性好 耐水性和耐碱性差,三、水玻璃的性能,四、水玻璃的应用,配制建筑涂料 直接涂刷多孔制品表面，提高密实性和 耐久性 配制快凝防水剂 配制耐酸混凝土和砂浆 配制耐热混凝土和砂浆 作为灌浆材料加固地基,思 考 题,1、从硬化过程及硬化产物分析石膏及石灰属气硬性胶凝材料的原因。 3、用于墙面抹灰时，建筑石膏与石灰比较，具有哪些优点