建筑材料Peixun气硬性胶凝材料02

重难点以及授课方法2．各部分的重难点以及授课方法（2）气硬性胶凝材料◆考纲要求：※掌握石灰的性质及应用※掌握石膏及制品的性质及应用※了解水玻璃的性质及应用◆重点内容：石灰、建筑石膏及制品的性质及应用。◆难点内容：石灰及石膏的凝结硬化、石灰及石膏的技术的标准及检验。◆授课方法：石灰应以其产品形式、熟化、硬化过程导出石灰的特点及应用，建筑石膏应以其凝结硬化过程，技术标准导出石膏的特点及各种石膏制品尤其是石膏板的应用。•1、定义：胶凝材料是指在物理、化学作用下，能从液体或半固体（泥膏状）变成坚硬固体状，并能把块状材料或散状材料胶结成整体的材料。•2、分类：拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化发展史胶凝材料的发展可分为四个时期：天然粘土：新石器时代，距今4000~10000年石膏-石灰：公元前2000~3000年石灰-火山灰：公元初人工配料制得水硬性胶凝材料：1756年以后天然水泥硅酸盐水泥多品种水泥任务3.1石灰3.1.1石灰的生产石灰最主要的原材料石灰石白垩白云石主要成分是碳酸钙其次是少量的碳酸镁任务3.1石灰3.1.1石灰的生产石灰的生产，实际上就是将石灰石在高温下煅烧，使其分解成为CaO和CO2，CO2以气体逸出。反应式如下90032CaCOCaOCO℃70032MgCOMgOCO℃工程中常见的石灰品种有块灰、生石灰粉、消石灰粉和石灰膏煅烧产品的组成：•正火石灰•欠火石灰颜色发青，内部有未烧透的内核，使用时不能完全消化，有效氧化钙和氧化镁含量低，缺乏粘结力；降低了石灰的利用率•过火石灰过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。如未经过充分的陈伏（在熟化过程中，利用筛网除掉较大尺寸过火石灰颗粒，而较小的过火石灰颗粒在储灰坑中至少存放二周以上，使其充分熟化，此即所谓的“陈伏”。陈伏时为防止石灰炭化，石灰膏的表面须保存有一层水。），当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，容易引起鼓包隆起和开裂。任务3.1石灰3.1.2石灰的熟化与硬化3.1.2.1石灰的熟化又称消解22CaOHOCa(OH)64.9kJ石灰熟化的方法喷壶洒水量约为块灰质量的60%——80%。淋灰法得到的是熟石灰粉。淋灰法当熟化时加入大量的水(约为块灰质量的2.5～3倍)，则生成浆状石灰膏。化灰法任务3.1石灰3.1.2石灰的熟化与硬化3.1.2.1石灰的硬化干燥过程碳化过程石灰在空气中的硬化包括两个同时进行的过程石灰浆在空气中因游离水分逐渐蒸发和被砌体吸收，Ca(OH)2溶液过饱和而逐渐结晶析出，促进石灰浆体的硬化，从而具有强度，但是由于晶体溶解度较高，当再遇水时强度会降低。Ca(OH)2与空气中的CO2和水作用，生成不溶解于水的CaCO3晶体，析出的水分又逐渐被蒸发，这过程称作碳化，反应式如下22232Ca(OH)COHOCaCO(+1)HOnn任务3.1石灰3.1.3石灰的技术标准建筑消石灰粉建筑生石灰粉建筑生石灰合格品一等品优等品三个品种三个等级消石灰粉品质以有效物质含量和细度来判定，细度越细，有效成分越多，其质量越好。任务3.1石灰3.1.3石灰的技术标准表3-1建筑生石灰技术指标(JC/T479—1992)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)含量不小于(%)908580858075未消化残渣含量(圆孔筛筛余量)不大于(%)5101551015CO2含量不大于(%)5796810产浆量不小于(L/kg)2.82.32.02.82.32.0任务3.1石灰3.1.3石灰的技术标准表3-2建筑生石灰粉技术指标(JC/T480—1992)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)含量不小于(%)858075807570CO2含量不大于(%)791181012细度筛筛余不大于(%)0.20.51.50.20.51.5筛筛余不大于(%)7.012.018.07.012.018.0任务3.1石灰3.1.3石灰的技术标准表3-3建筑消生石灰粉技术指标(JC/T481—1992)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)含量不小于(%)706560656055656055游离水(%)0.4～2体积安定性合格合格—合格合格—合格合格—细度筛筛余不大于(%)000.5000.5000.5筛筛余不大于(%)310153101531015任务3.1石灰3.1.4石灰的技术性质保水性和可塑性好凝结硬化慢、强度低硬化时体积收缩大耐水性差化学稳定性差任务3.1石灰3.1.5石灰的应用制作石灰砂浆、混合砂浆制作灰土、三合土硅酸盐制品石灰的应用•石灰土和三合土消石灰粉和粘土拌合后称为石灰土。石灰土中再加入砂和石屑、炉渣等即为三合土。由于Ca（OH）2能和粘土中少量的活性SiO2和Al2O3反应生成具有水硬性的产物，使密实度、强度和耐水性得到改善。因此广泛用于建筑物的基础和道路垫层。如石灰桩加固地基等。目前更常用的方法是石灰、粉煤灰和石子混合成“三合土”作为道路垫层，其固结强度高于粘土（因粉煤灰中活性SiO2和Al2O3的含量高），且利用废渣循环利用。任务3.1石灰3.1.6石灰的储运任务3.1石灰3.1.6石灰的储运石膏及其装饰材料石膏二水石膏CaSO4·2H2O半水石膏CaSO4·0.5H2O无水石膏CaSO4α型β型建筑石膏、模型石膏高强石膏任务3.2石膏3.2.1建筑石膏的生产简介石膏的原材料有天然二水石膏(生石膏，软石膏)和天然无水石膏(硬石膏)以及来自化学工业的副产品化工石膏，如烟气脱硫石膏和磷石膏等。1071704242213CaSO2HOCaSOHOHO22～℃任务3.2石膏3.2.2建筑石膏的凝结硬化建筑石膏的凝结硬化主要是因为浆体内半水石膏溶解后与水发生水化反应的结果。反应式如下4224213CaSOHOHOCaSO2HO22任务3.2石膏3.2.3建筑石膏的技术标准建筑石膏按原材料种类分为3类：天然建筑石膏(N)、脱硫建筑石膏(S)和磷建筑石膏(P)按2h抗折强度分为3.0、2.0、1.6三个等级任务3.2石膏3.2.3建筑石膏的技术标准表3-4建筑石膏技术要求(GB/T9776—2008)等级细度(方孔筛筛余)(%)凝结时间(min)2h强度(MPa)初凝时间终凝时间抗折强度抗压强度3.0≤10≥3≤30≥3.0≥6.02.0≥2.0≥4.01.6≥1.6≥3.0任务3.2石膏3.2.4建筑石膏的技术性质凝结硬化快凝结硬化时体积微膨胀主要特点耐水性、抗冻性差防火性好，耐火性差孔隙率大，强度较低调湿性任务3.2石膏3.2.5建筑石膏的应用与储运3.2.5.1建筑石膏的应用粉料制品装饰制品包括腻子粉、粉刷石膏、粘结石膏和嵌缝石膏等。主要产品有角线、平线、天花造型角、弧线、花角、灯盘、浮雕、梁托和罗马柱等。任务3.2石膏3.2.5建筑石膏的应用与储运3.2.5.1建筑石膏的应用石膏板石膏砌块石膏板具有轻质、隔热、隔声、防火、抗震和绿色环保等特点，主要有纸面石膏板、石膏空心条板、石膏装饰板和纤维石膏板等。石膏砌块主要用于框架结构和其他结构建筑的非承重墙体，一般作为内隔墙用。掺入特殊添加剂的防潮砌块，可用于浴室、厕所等空气湿度较大的场合。任务3.2石膏3.2.5建筑石膏的应用与储运3.2.5.2建筑石膏的储运建筑石膏容易吸湿受潮，凝结硬化变质，因此在运输、贮存过程中，应防雨防潮。应分类分级存储在干燥的仓库内，储存期不宜超过3个月任务3.3水玻璃水玻璃通常采用石英粉（SiO2）加上纯碱（NaCO3），在1300～1400℃的高温下煅烧生成固体，再在高温或高温高压水中溶解，制得溶液状水玻璃产品。水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱。钠水玻璃为硅酸钠水溶液；钾水玻璃为硅酸钾水溶液。其化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠（Na2O·nSiO2）的水溶液。当工程技术要求较高时也可采用钾水玻璃。优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体，溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色。任务3.3水玻璃3.3.1水玻璃的组成组成碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料特点为无色或略带青灰色、透明或半透明的稠状液体，能溶于水，遇酸分解，硬化后为无定型的玻璃状物质，无嗅无味，不燃不爆。任务3.3水玻璃3.3.1水玻璃的组成分类钠水玻璃钾水玻璃生产方法干法湿法任务3.3水玻璃3.3.2水玻璃的性质水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉、抗压强度水玻璃硬化后形成SiO2空间网状骨架，具有很强的耐酸腐蚀性水玻璃硬化中析出的硅酸凝胶具有很强的粘附性水玻璃还具有良好的耐热性能任务3.3水玻璃3.3.3水玻璃的应用涂料与浸渍材料1水玻璃砂浆、混凝土2配制速凝防水剂3加固土壤41涂刷材料表面，提高抗风化能力水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后，能渗入缝隙和孔隙中，固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道，提高材料的密度和强度，从而提高材料的抗风化能力。但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠（Na2SO4），在制品孔隙内结晶膨胀，导致石膏制品开裂破坏。2加固土壤将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中，两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高。常用于粉土、砂土和填土的地基加固，称为双液注浆。3配制速凝防水剂水玻璃可与多种矾配制成速凝防水剂，用于堵漏、填缝等局部抢修。这种多矾防水剂的凝结速度很快，一般为几分钟，其中四矾防水剂不超过1min，故工地上使用时必须做到即配即用。多矾防水剂常用胆矾（硫酸铜）、红矾（重铬酸钾，K2Cr2O7）、明矾（也称白矾，硫酸铝钾）、紫矾等四种矾。4配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土耐酸胶凝是用水玻璃和耐酸粉料（常用石英粉）配制而成。与耐酸砂浆和混凝土一样，主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。5配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混凝土水玻璃胶凝主要用于耐火材料的砌筑和修补。水玻璃耐热砂浆和混凝土主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。习题三、单项选择题4．水玻璃中常掺入()作为促硬剂。A．NaOHB．Na2SO4C．NaHSOD．Na2SiF65．建筑石膏的分子式是()。A．CaSO2·2H2OB．CaSO2·1/2H2OC．CaSO4D．Ca(OH)26．普通建筑石膏的强度较低，这是因为其调制浆体时的需水量()。A．大B．小C．中等D．可大可小习题四、多项选择题1．下列材料中属于气硬性胶凝材料的是()。A．水泥B．石灰C．石膏D．混凝土2．石灰的硬化过程包含()过程。A．水化B．干燥C．结晶D．碳化3．天然二水石膏在不同条件下可制得()产品。A．CaSO4B．型CaSO4·1/2H2OC．CaSO4·2H2OD．型CaSO4·1/2H2O习题四、多项选择题4．建筑石膏依据()等性质分为三个质量等级。A．凝结时间B．细度C．抗折强度D．抗压强度5．下列材料中属于胶凝材料的是()。A．水泥B．石灰C．石膏D．混凝土（2）气硬性胶凝材料◆举例：1、下列材料中，在硬化过程中产生体积膨胀的是（）A.石灰B.石膏C.普通水泥D.快硬水泥2、建筑石膏的特点有（）A.硬化速度快B.导热系数大C.可塑性好D.抗火性好E.吸水率大3、建筑石灰的性质特点有（）A．强度高B.硬化时体积收缩C.可塑性好D.保水性好E.硬化时体积膨胀BACDEBCD×