第2章 气硬性胶凝材料

本章教学目标了解：水玻璃、菱苦土的组成性质与应用掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石膏、石灰技术要求、性质熟悉：石膏的、石灰的熟化、硬化和应用胶凝材料：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有机胶凝材料（树脂、沥青等）将在第四章进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）将在第四章进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）二者有何区别将在第四章进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）二者有何区别将在第四章进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）水硬性胶凝材料（水泥）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）二者有何区别将在第四章进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料将在第八章进行讲解有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料定义与分类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气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别第一节石灰第二节石膏第三节水玻璃本章内容第四节菱苦土石灰是建筑上使用时间较长，应用较广泛的一种气硬性胶凝材料。由于其原料来源广、生产工艺简单、成本低等优点，至今仍在广泛使用。第一节石灰（一）石灰的生产煅烧石灰石或白垩,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、石灰的生产和品种灰石灰生产原料石灰的生产（二）石灰的品种石灰岩生石灰块（块灰）熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅烧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1.常用建筑石灰的品种钙质生石灰（MgO≤5％）（特点：熟化较快，硬化后强度比镁质石灰稍低。）镁质生石灰（MgO5％）（特点：熟化较慢，但硬化强度高。）2.按MgO含量分类钙质消石灰粉（MgO≤4％）镁质消石灰粉（4％＜MgO＜24％）白云石消石灰粉（24％≤MgO＜30％）（一）石灰的熟化二、石灰的熟化和硬化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。石灰熟化是指生石灰（氧化钙）与水发生水化反应生成熟石灰(氢氧化钙）的过程。这一过程叫做石灰的消解或消化。KJOHCaOHCaO8.64)(22水化过程中体积增大1-2.5倍，迅速放出大量热生石灰+水熟石灰熟化为石灰膏：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。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：1.结晶硬化水分蒸发，氢氧化钙过饱和析晶——结晶强度产生2种强度水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子——附加强度2.碳化硬化Ca（OH）2＋CO2＋nH2OCaCO3+（n+1）H2O碳化强度（二）石灰的硬化有效成分含量未消化残渣含量生石灰的技术要求欠火程度产浆量有效成分含量游离水含量熟石灰粉的技术要求体积安定性细度三、石灰的现行标准技术要求（一）石灰的技术性质5.耐水性差2.凝结硬化慢、强度低3.吸湿性强4.干燥收缩大1.保水性、可塑性好6.化学稳定性差石灰硬化收缩产生的裂缝石灰砂浆墙面因受潮而脱落四、石灰的性质和应用（二）石灰的应用室内粉刷拌制建筑砂浆配制石灰土和三合土生产硅酸盐混凝土及制品加固地基灰土桩三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土桩思考题在某公路某施工中使用石灰、粉煤灰综合稳定碎石（二灰碎石）。第一天铺路500m并且碾压完毕，密实度与平整度都能够满足要求，但是第二天发现已摊销完的基层发生了巨大变化：鼓起了一个个的包，并且不停的冒蒸气。某工程内墙面抹完水泥混合砂浆24h后，刷两遍乳胶漆。不久发现乳胶漆表面不平且有起皮脱落现象。五、石灰的贮存与运输在干燥的条件下运输和贮存，且不宜久存。具体而言，生石灰长时间存放必须密闭防水，防潮；消石灰贮存时应包装密封，以隔绝空气，防止碳化。一、石膏的原料及生产（一）石膏的原料天然无水石膏天然二水石膏化工石膏第二节石膏（二）石膏的生产OHOHCaSOOHCaSO224170~1072421121201250.13MPa42422112122CCaSOHOCaSOHOHO，1.建筑石膏2.高强石膏α型半水石膏β型半水石膏二、建筑石膏的凝结与硬化OHCaSOOHOHCaSO242242211211.石膏的水化2.石膏的凝结硬化三、建筑石膏的性质硬化后体积微膨胀性。硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性较强、吸湿性较强。耐水性与抗冻性较差。凝结硬化快。防火性好，但耐火性差。具有一定的调湿作用装饰性好，可加工性好四、建筑石膏的应用（二）石膏板（一）室内抹灰及粉刷纸面石膏板装饰石膏板吸声用穿孔石膏板石膏艺术制品四、建筑石膏的应用纸面石膏板纸面石膏板四、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四、建筑石膏的应用吸声用穿孔石膏板四、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四、建筑石膏的应用水玻璃是一种碱金属硅酸盐。最常用的是硅酸钠水玻璃(Na2O·nSiO2)，还有硅酸钾水玻璃(K2O·nSiO2)。第三节水玻璃（泡花碱）一、水玻璃的生产二、水玻璃的硬化三、水玻璃的模数四、水玻璃的性质五、水玻璃的应用1.原料：磨细石英砂与碳酸钠第三节水玻璃（泡花碱）一、水玻璃的生产所制成的为固体水玻璃。固体水玻璃装进蒸压釜内，通入水蒸汽加热使其溶解，可制成液体水玻璃。1.过程二、水玻璃的硬化无定形硅胶，逐渐干燥而硬化。2.特点硬化速度很慢。为加速其硬化，常加入促硬剂—氟硅酸钠Na2SiF6(水玻璃用量的12～15%)。第三节水玻璃（泡花碱）二、水玻璃的硬化第三节水玻璃（泡花碱）Na2O·nSiO2式中的n为水玻璃的模数。n值大，水玻璃的粘度大、难溶于水，但粘结力强、易硬化，收缩也大。建筑工程中常用水玻璃的模数为2.5～2.8。三、水玻璃的模数第三节水玻璃（泡花碱）1.粘结强度高硅酸凝胶具有较强的粘结力，且有阻塞毛细孔隙防止渗透的作用。2.耐热性好硅酸凝胶在高温下更加干燥，强度不会降低，反会提高。3.耐酸性好但氢氟酸、过热(300℃以上)磷酸、高级脂肪酸、油酸除外。4.耐碱性、耐水性差1）水玻璃即使加了促硬剂也不能完全分解，未分解的水玻璃易溶于碱和水；2）水玻璃硬化后的产物中Na2CO3及NaF易溶于水，从而形成孔隙；3）硅胶呈弱酸性，不耐碱。第三节水玻璃（泡花碱）四、水玻璃的性质1.加入二种或多种矾配制快凝防水剂；2.配制耐热砂浆、耐热混凝土或耐酸砂浆、耐酸混凝土；3.涂刷建筑材料表面,可提高材料的抗渗和抗风化能力；4.加固地基,提高地基的承载力和不透水性。第三节水玻璃（泡花碱）五、水玻璃的作用一、组成菱苦土又称镁质胶凝材料或氯氧镁水泥，主要成分是氧化镁（MgO），是一种白色或浅黄色粉末，密度为3.-3.4g/cm3、堆积密度800-900kg/m3第四节菱苦土二、菱苦土的硬化凝结硬化很慢，强度低。在使用过程中，常用氯化镁（卤水）的水溶液拌合，用量为55%-60%，初凝时间可缩短到30-60min，1天的强度可达最高强度的60%-80%，7天达最高强度（40-70MPa）。硬化后的体积密度为1000-1100kg/m3，属于轻质高强材料。三、菱苦土的性质及应用1.吸湿性大、耐水性差，不易用于经常潮湿的环境2.碱性低，对各种纤维和植物腐蚀较弱，制作菱苦土木屑地板3.玻璃纤维增强菱苦土制品（玻璃纤维增强菱苦土波瓦）4.配竹筋的菱苦土制品可作为设备的包装材料