第3章 无机气硬性胶凝材料

第三章第三章无机胶凝材料无机胶凝材料一．胶凝材料的定义一．胶凝材料的定义在物理、化学作用下，能从浆体变成在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其它物料，制成坚固的石状体，并能胶结其它物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质，称为有一定机械强度的复合固体的物质，称为胶凝材料。又称胶结料胶凝材料。又称胶结料胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义和分类第一节第一节概述概述二、分类二、分类胶胶凝凝材材料料气硬性胶凝材料：气硬性胶凝材料：有机胶凝材料：沥青、胶水、合成树脂等有机胶凝材料：沥青、胶水、合成树脂等水硬性胶凝材料：水泥水硬性胶凝材料：水泥石灰石灰石膏石膏水玻璃水玻璃**镁质胶凝材料镁质胶凝材料无无机机胶胶凝凝材材料料第二节气硬性胶凝材料第二节气硬性胶凝材料一．石灰一．石灰生石灰和熟石灰的统称。生石灰和熟石灰的统称。（一）石灰的生产与分类（一）石灰的生产与分类↑+⎯⎯→⎯↑+⎯⎯⎯⎯→⎯2℃70032℃1000～9003COMgOMgCOCOCaOCaCO过火石灰：过火石灰：由于块体过大、温度过高、煅烧时间过长，而生由于块体过大、温度过高、煅烧时间过长，而生成的颜色较深、结构致密的石灰称过火石灰。成的颜色较深、结构致密的石灰称过火石灰。欠火石灰：欠火石灰：由于块体小、温度过低、煅烧时间不足，而使得由于块体小、温度过低、煅烧时间不足，而使得CaCO3CaCO3不能完全分解，生成欠火石灰。不能完全分解，生成欠火石灰。石灰分类分类11、按、按MgOMgO含量大小分含量大小分白云石质石灰白云石质石灰24%24%MgOMgO30%30%镁质石灰镁质石灰5%5%MgOMgO24%24%钙质石灰钙质石灰MgOMgO≤≤5%5%22．按加工方法不同分．按加工方法不同分生石灰生石灰熟石灰熟石灰块状石灰块状石灰粉状石灰：块状石灰磨细而成粉状石灰：块状石灰磨细而成消石灰粉：生石灰经适量水消化和干燥而成消石灰粉：生石灰经适量水消化和干燥而成的粉末，主要成分为的粉末，主要成分为Ca(OH)Ca(OH)22石灰膏石灰膏::块状石灰用过量水消化，或将消石灰块状石灰用过量水消化，或将消石灰粉和水拌和，所得具一定稠度的膏状物。粉和水拌和，所得具一定稠度的膏状物。（二）石灰的水化熟化与硬化（二）石灰的水化熟化与硬化11．石灰的熟化．石灰的熟化反应特点：反应特点：••反应可逆，超过反应可逆，超过547547℃℃逆向进行逆向进行————保持反应温度保持反应温度不要太高不要太高••水化热大，水化速度大水化热大，水化速度大————注意安全注意安全••水化过程体积增大水化过程体积增大1.51.5--22倍倍————有利、有蔽有利、有蔽kJOHCaOHCaO9.64)(22+⎯→⎯+石灰陈伏：石灰陈伏：由于过火石灰的存在，当石灰变硬后才开始熟由于过火石灰的存在，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬的石灰体的隆起化，产生体积膨胀，引起已变硬的石灰体的隆起鼓包和开裂，为了消除过火石灰的危害，将石灰鼓包和开裂，为了消除过火石灰的危害，将石灰浆置于消化池内浆置于消化池内22～～33周，即陈伏。陈伏期间，石周，即陈伏。陈伏期间，石灰浆表面保持一层水，以隔绝空气，防止灰浆表面保持一层水，以隔绝空气，防止Ca(OH)Ca(OH)22与与COCO22发生碳化反应。发生碳化反应。A•B石灰在制备过程中，采用石灰石、白云石、白垩、贝壳等原料经煅烧后，即得到块状的生石灰，反应式如下：CaCO3→CaO(生石灰)+CO2↑在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCO3不能完全分解，将会生成“欠火石灰”。如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。为了消除过石灰的危害，保持石灰膏表面有水的情况下，在贮存池中放置21天以上，称为陈伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止Ca(OH)2与CO2发生碳化反应。石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，制使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。22．．石灰的硬化石灰的硬化两个作用：两个作用：11）碳化作用：）碳化作用：22）干燥硬化：）干燥硬化：Ca(OH)Ca(OH)22晶体析出晶体析出硬化特点：硬化特点：非常缓慢非常缓慢OH)1n(CaCOOnHCO)OH(Ca23222++⎯→⎯++（三）石灰的技术要求和技术指标•1、石灰的技术要求•1）有效氧化钙和氧化镁的含量•2）生石灰产浆量•3）二氧化碳的含量•4）消石灰粉游离含水量•5）细度•2、石灰的技术指标•1）建筑生石灰、建筑生石灰粉•2）建筑熟石灰粉（四）（四）石灰的技术性质石灰的技术性质1、石灰的性质11）可塑性好）可塑性好22）凝结硬化快、强度低）凝结硬化快、强度低33）硬化时体积收缩大）硬化时体积收缩大44）耐水性差）耐水性差55）细度：筛余率）细度：筛余率2、石灰的应用3、石灰的储存（五）建筑石灰的特性（五）建筑石灰的特性11、优点、优点11．可塑性、保水性好．可塑性、保水性好22．价廉．价廉22、缺点、缺点11．硬化慢．硬化慢22．强度低．强度低33．耐水性差．耐水性差44．硬化时体积收缩大．硬化时体积收缩大（六）石灰的应用及应用注意事项（六）石灰的应用及应用注意事项11、应用、应用11、、制作石灰乳涂料制作石灰乳涂料22、配制石灰砂浆、配制石灰砂浆33、配制石灰土和三合土、配制石灰土和三合土44、生产硅酸盐制品、生产硅酸盐制品55、制造静态膨胀剂和膨胀剂、制造静态膨胀剂和膨胀剂22、注意事项、注意事项二、石膏二、石膏石膏：石膏：以以CaSOCaSO44为主要成分的气硬性胶凝材料为主要成分的气硬性胶凝材料建筑石膏：建筑石膏：将半水石膏将半水石膏[CaSO[CaSO44••0.5H0.5H22O]O]磨细磨细而成。而成。（一）石膏的原材料、生产、及品种（一）石膏的原材料、生产、及品种11、石膏的原材料、石膏的原材料22、石膏的生产及品种、石膏的生产及品种（二）建筑石膏的凝结与硬化（二）建筑石膏的凝结与硬化（三）建筑石膏的技术要求（三）建筑石膏的技术要求（四）建筑石膏的性质、应用及储存（四）建筑石膏的性质、应用及储存11、建筑石膏的性质（重点）、建筑石膏的性质（重点）11）凝结硬化快）凝结硬化快22）凝结硬化是体积微膨胀）凝结硬化是体积微膨胀33）硬化后孔隙率较高）硬化后孔隙率较高44）防火性能好）防火性能好55）可加工性能较好）可加工性能较好缺点：缺点：11．强度低．强度低22．耐水性差．耐水性差33．石膏制品，耐沾污性差．石膏制品，耐沾污性差应用及应用注意事项应用及应用注意事项11、粉刷石膏、粉刷石膏22、石膏板材、石膏板材33、石膏花饰、石膏花饰（五）建筑石膏的特性（五）建筑石膏的特性三、水玻璃三、水玻璃11．定义．定义以碱金属硅酸盐为主要成分的气硬性胶凝材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：料，又称泡花碱。通式：RR22OO••nSiOnSiO22RR——K,NaK,Na等，等，nn——模数模数AA——SiOSiO22的百分含量（的百分含量（%%））DD——NaNa22OO的百分含量（的百分含量（%%））1.0321.032——SiOSiO22和和NaNa22OO的分子量之比的分子量之比DAn•=032.1水玻璃22．分类．分类n3n3碱性水玻璃碱性水玻璃n2.8n2.8难溶性水玻璃难溶性水玻璃1.8n2.81.8n2.8微溶性水玻璃微溶性水玻璃按模数分按模数分n1.8n1.8可溶性水玻璃可溶性水玻璃nn≥≥33中性水玻璃中性水玻璃33、水玻璃的水化、硬化、水玻璃的水化、硬化NaNa22OO••nSiOnSiO22+CO+CO22+mH+mH22OONaNa22COCO33+nSiO+nSiO22••mHmH22OOSiOSiO22+mH+mH22OO2(Na2(Na22OO••nSiOnSiO22)+NaSiF)+NaSiF66+mH+mH22OO6NaF+(2n+1)SiO6NaF+(2n+1)SiO22••mHmH22OO44．水玻璃的特性．水玻璃的特性（一）优点（一）优点11．耐酸性好．耐酸性好22．耐热性好，高温下不燃烧、强度．耐热性好，高温下不燃烧、强度不降低、不分解不降低、不分解33．粘结力强．粘结力强（二）缺点（二）缺点11．耐水性差．耐水性差22．常温硬化慢．常温硬化慢55．水玻璃的应用．水玻璃的应用1.1.涂刷在材料表面涂刷在材料表面2.2.配制耐酸和耐热砂浆和混凝土配制耐酸和耐热砂浆和混凝土3.3.配制防水剂配制防水剂4.4.加固地基加固地基四．镁质胶凝材料四．镁质胶凝材料11、菱苦土的水化及硬化、菱苦土的水化及硬化22、菱苦土的应用、菱苦土的应用复习复习思考题：思考题：11、、过火石灰的危害和石灰陈伏的意义过火石灰的危害和石灰陈伏的意义22、什么是初凝和初凝时间，什么终凝、什么是初凝和初凝时间，什么终凝和终凝时间？和终凝时间？33、三种气硬性胶凝材料应用注意事项、三种气硬性胶凝材料应用注意事项第三节通用硅酸盐水泥第三节通用硅酸盐水泥一．通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况一．通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况11、定义（广义）、定义（广义）凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称水泥。水硬性胶凝材料，通称水泥。水泥在国民经济中的地位、作用及可持续发展的问题水泥在国民经济中的地位、作用及可持续发展的问题11、水泥工业及水泥产品是建材工业的支柱产业及支柱、水泥工业及水泥产品是建材工业的支柱产业及支柱产品产品22、未来相当长时期内，水泥仍将是人类社会的主要建、未来相当长时期内，水泥仍将是人类社会的主要建筑材料，已渗透到各个角落，水泥需求保持增长态筑材料，已渗透到各个角落，水泥需求保持增长态势，已成为人类社会文明的重要材料势，已成为人类社会文明的重要材料33、我国经济的发展带动了水泥工业兴旺发达、我国经济的发展带动了水泥工业兴旺发达44、水泥生产消耗大量能源、资源，排放大量粉尘和废、水泥生产消耗大量能源、资源，排放大量粉尘和废气气22、水泥的分类（广义）、水泥的分类（广义）（一）按化学成份分：（一）按化学成份分：硅酸盐系列水泥硅酸盐系列水泥√√铝酸盐系列水泥铝酸盐系列水泥氟铝酸盐系列水泥氟铝酸盐系列水泥铁铝酸盐系列水泥铁铝酸盐系列水泥硫铝酸盐系列水泥硫铝酸盐系列水泥（二）按性能和用途分（二）按性能和用途分11．通用（常用）水泥．通用（常用）水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥（普通水泥）普通硅酸盐水泥（普通水泥）矿渣硅酸盐水泥（矿渣水泥）矿渣硅酸盐水泥（矿渣水泥）火山灰硅酸盐水泥（火山灰水泥）火山灰硅酸盐水泥（火山灰水泥）粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰水泥）粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰水泥）复合硅酸盐水泥（复合水泥）复合硅酸盐水泥（复合水泥）砌筑水泥砌筑水泥油井水泥油井水泥耐火水泥耐火水泥大坝水泥大坝水泥磷酸钙水泥磷酸钙水泥┇┇22．专用水泥．专用水泥33、特性水泥、特性水泥快硬水泥快硬水泥白水泥白水泥膨胀水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥抗硫酸盐水泥┇┇（三）生产概况（三）生产概况11、生产原料、生产原料22、生产工艺、生产工艺§§22通用水泥通用水泥一．定义一．定义凡是由硅酸盐为主要成份的凡是由硅酸盐为主要成份的熟料熟料、适量石、适量石膏、膏、00～～70%70%的不同品种的混合材料，磨细制得的不同品种的混合材料，磨细制得的水硬性胶凝材料，