03气硬性胶凝材料.ppt

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1、5:37:13 AM,Page:1,第3章 气硬性胶凝材料,5:37:13 AM,Page:2,第3章 气硬性胶凝材料,胶凝材料(cements,binding materials) 能将砂、石等散粒材料或砖、板等片状材料粘接为一个整体的材料称为胶凝材料。 有机胶凝材料：沥青、树脂 无机(矿物)胶凝材料 气硬性胶凝材料： air hardening binding materials 石膏、石灰、水玻璃、菱苦土 水硬性胶凝材料： hydraulic cements 水泥,5:37:13 AM,Page:3,第3章 气硬性胶凝材料,3.1 石灰(lime,CaO) 3.1.1 石灰的原料与生产

2、3.1.2 石灰的熟化(消解)(slake) 3.1.3 石灰的凝结、硬化(set and harden) 同时进行的两个过程： (1)结晶作用氢氧化钙晶体 (2)碳化作用 Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O 凝结硬化缓慢,5:37:13 AM,Page:4,第3章 气硬性胶凝材料,3.1.4 石灰的技术性质 (1)良好的保水性：直径约为1m的呈胶体分散状态的氢氧化钙，其表面吸附一层较厚的水膜。 (2)凝结硬化慢、强度低：碳酸钙和氢氧化钙结晶体 (3)耐水性差：氢氧化钙晶体易溶于水 (4)体积收缩大：蒸发大量的游离水,5:37:13 AM,Page:5,第3章 气硬

3、性胶凝材料,3.1.5 石灰的应用 (1)石灰乳涂料：内墙和天棚刷白 (2)石灰砂浆：砌筑 (3)灰土和三合土：建筑物基础和地面的垫层 (4)硅酸盐制品：蒸养粉煤灰砖及砌块，蒸压灰砂砖及砌块，加气混凝土等 (5)碳化石灰板：将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料加水搅拌成型为坯体，然后再通入高浓度二氧化碳进行人工碳化(12-24h)制成的一种轻质板材。,5:37:13 AM,Page:6,第3章 气硬性胶凝材料,3.2 石膏(gypsum) 3.2.1 石膏的原料、生产及品种,5:37:13 AM,Page:7,第3章 气硬性胶凝材料,3.2.2 建筑石膏(calcined gypsum) （1）

4、建筑石膏的凝结硬化 （2）建筑石膏的技术性质 （3）建筑石膏的应用及保管,5:37:13 AM,Page:8,第3章 气硬性胶凝材料,3.2.3高强石膏(high strength gypsum/plaster) 型和型半水石膏的性能差异 3.2.4粉刷石膏 3.2.5无水石膏水泥和地板石膏,5:37:13 AM,Page:9,第3章 气硬性胶凝材料,3.3 水玻璃（sodium silicate，Potassium silicate ） 3.3.1 概述 3.3.2 水玻璃的生产 3.3.3 水玻璃的凝结硬化 3.3.3 水玻璃的性质 3.3.4 水玻璃的应用,5:37:13 AM,Page

5、:10,3.4 菱苦土 3.4.1 菱苦土的生产 菱苦土是将天然菱镁矿(MgCO3)煅烧、磨细而成的粉状物质。菱苦土密度为3.13.4g/cm3，堆积密度为800900kg/m3。 750850 MgCO3 MgO+CO2,第3章 气硬性胶凝材料,5:37:13 AM,Page:11,第3章 气硬性胶凝材料,3.4.2 菱苦土的性质及应用 MgO+H2O Mg(OH)2 X MgO+Y MgCL2.6H2O X MgO.Y MgCL2.ZH2O 用水调制菱苦土时，生成Mg(OH)2，浆体凝结硬化慢，强度低。一般可用氯化镁（MgCL2.6H2O）、硫酸镁、氯化铁、硫酸亚铁等盐类的溶液调拌，最常用

6、的是氯化镁溶液。 菱苦土吸湿性大，抗水性差，易变形和在表面泛霜。 菱苦土最突出的优点是与植物纤维有良好的黏结力，且碱性较弱。建筑工程中常用来制造菱苦土木屑地面、木屑板和木丝板。,5:37:13 AM,Page:12,第3章 气硬性胶凝材料,思考题 (1)气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别? (2)石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两星期以上，为什么? (3)何为欠火石灰、过火石灰?各有何特点? (4)试述石灰的技术性能与应用? (5)试述建筑石膏的技术性能与应用。 (6)水玻璃有哪些用途?,END OF THIS CHAPTER,5:37:13 AM,Page:13,附 录,

7、5:37:13 AM,Page:14,石灰的原料与生产(附动画),生产石灰的原料主要是石灰石，也可利用含有碳酸钙成分的天然物质或化工副产品作原料。,欠烧、正烧、过烧 低镁石灰（钙质石灰，MaO5%）、高镁石灰（镁质石灰，MaO5%） 块灰、磨细生石灰、消石灰粉、石灰浆、石灰膏,5:37:13 AM,Page:15,5:37:13 AM,Page:16,石灰的熟化(消解)(slake),熟化(消解)：CaO+H2O=Ca(OH)2+15.5千卡,石灰浆、石灰膏、熟石灰粉,常用的熟化方法有： 化灰池（用于调制石灰砌筑砂浆或抹灰砂浆） 分层淋水法(用于拌制灰土、三合土) 在石灰工业企业里进行干消化生

8、产熟石灰粉,5:37:13 AM,Page:17,灰蛋,灰蛋,化灰池(附动画),5:37:13 AM,Page:18,5:37:13 AM,Page:19,石膏的原料,石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。 天然二水石膏，又称软石膏或生石膏。 天然硬石膏 化工废石膏(含有二水石膏(CaSO42H2O)或含有CaSO42H2O与CaSO4的混合物的化工副产品及废渣) 脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、硼石膏等,5:37:13 AM,Page:20,二水石膏加热脱水形成的各种石膏变体(附动画),5:37:13 AM,Page:21,5:37:13 AM,Page:22,5:37:13 AM,Page:

9、23,建筑石膏,建筑石膏是以型半水石膏为主要成分，不预加任何外加剂的粉状胶结料，主要用于制作石膏制品。建筑石膏色白，杂质含量很少，粒度很细，亦称模型石膏，是制作装饰制品的主要原料。 型半水石膏晶粒细，需水量较大（60%80%），强度低。,5:37:13 AM,Page:24,建筑石膏的凝结硬化(附动画),5:37:13 AM,Page:25,5:37:13 AM,Page:26,建筑石膏的技术性质,建筑石膏的密度为2.502.80g/cm3，堆积密度为8001100kg/m3。 空隙率大（约占5060%），强度低。水化反应理论需水量为18.6，但为了使石膏浆体具有可塑性，通常实际加水为6080

10、% 凝结迅速：缓凝剂(retarder)-硼砂、柠檬酸、酒石酸钾钠、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。 石膏制品堆密度小，保温绝热性能好，吸音性强，吸水率大，抗渗性、抗冻性和耐水性差(石膏硬化体的软化系数在0.20.3之间 )。 硬化后体积微膨胀。 防火性好。,5:37:13 AM,Page:27,建筑石膏的应用及保管,(1)石膏抹灰材料 (2)石膏板材：纸面石膏板、石膏空心条板、纤维石膏板 (3)石膏砌块 建筑石膏在运输和贮存中要注意防止受潮，一般贮存3个月后，其强度会降低约30%。,5:37:13 AM,Page:28,高 强 石 膏,高强石膏即型半水石膏。 型半水石膏结晶良好，晶粒坚实、粗

11、大，比表面积较小，需水量约为3545%，所以此石膏硬化后具有较高密实度和强度。3小时抗压强度可达924PMa，7天抗压强度可达1540PMa。 高强石膏适用于强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板。掺入防水剂，可用于湿度较高的环境中。加入有机材料，如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等，可配成黏结剂，其特点是无收缩。,5:37:13 AM,Page:29,型和型半水石膏的性能差异,5:37:13 AM,Page:30,粉刷石膏,是由型半水石膏和其它石膏相（硬石膏或煅烧黏土质石膏）、各种外加剂（木质磺酸钙、柠檬酸、酒石酸等缓凝剂）及附加材料（石灰、烧黏土、氧化铁红等）所组成的一种新型抹灰材料。 粉

12、刷石膏具有表面坚硬、光滑细腻、不起灰的优点，还可调节室内空气湿度，提高舒适度的功能。,5:37:13 AM,Page:31,无水石膏水泥和地板石膏,将天然二水石膏加热至400以上（400-750）,石膏完全失去水分，成为不溶性硬石膏，失去凝结硬化能力，但当加入适量激发剂混合磨细后，又能凝结硬化，称为无水石膏水泥。 无水石膏水泥宜用于室内，主要用作石膏板或其它制品，也可用于室内抹灰。 将天然二水石膏加热到800以上，得到的石膏称为地板石膏。地板石膏有较高的强度和耐磨性，抗冻性也较好。,5:37:13 AM,Page:32,水玻璃概述,硅酸钠水玻璃(Na2OnSiO2) 硅酸钾水玻璃(K2OnSi

13、O2) 水玻璃分子式中的n，即二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比，称为水玻璃的模数，一般在1.5-3.5之间。 工程中常用的水玻璃模数为2.62.8。 水玻璃在其水溶液中的含量（或称浓度）一般用相对密度（D）或波美度（Be）来表示。,5:37:13 AM,Page:33,水玻璃的生产,水玻璃的主要原料是石英砂、纯碱、烧碱。 13001400 Na2CO3+nSiO2 Na2O.nSiO2+CO2 固态 23 个大气压 Na(OH)+nSiO2 Na2O.nSiO2+CO2 蒸气加热搅拌 液态,5:37:13 AM,Page:34,水玻璃的凝结硬化,Na2OnSiO2+CO2+mH2ONa2CO3+

14、nSiO2mH2O 硅胶（nSiO2mH2O）脱水析出固态的SiO2 氟硅酸钠(Na2SiF6)促硬剂（accelerant） 2Na2OnSiO2mH2ONa2SiF6(2n1)SiO2mH2O6NaF SiO2mH2OSiO2mH2O,5:37:13 AM,Page:35,水玻璃的性质,良好的粘结能力 良好的耐热性 ：若以镁质耐火材料为骨料时，则耐热度可达1100。 良好的耐酸性(acid resistance/acid-proof)：不耐碱性介质的腐蚀,5:37:13 AM,Page:36,水玻璃的应用,用水玻璃涂刷建筑材料表面，浸渍多孔性材料，提高材料的密实度、强度和抵抗风化的能力，增加材料的耐久性。 土壤固结(stabilize) 配制二矾防水剂或四矾防水剂，用于堵漏局部抢修工程。 配制耐酸胶泥、耐酸砂浆、耐酸混凝土等 配制保温绝热材料 配制耐热砂浆和耐热混凝土 配制碱矿渣（JK）混凝土,