第二章 氣硬性膠凝材料課件

1、 ：經過一系列物理化學作用后，從漿體變?yōu)槭癄罱涍^一系列物理化學作用后，從漿體變?yōu)槭癄铙w，并能將散粒狀材料或塊體材料固結成整體的物質。體，并能將散粒狀材料或塊體材料固結成整體的物質。有機膠凝材料有機膠凝材料瀝青瀝青樹脂樹脂各種水泥水硬性石灰石膏水玻璃菱苦土氣硬性無機膠凝材料無機膠凝材料膠凝材料膠凝材料 無機膠凝材料按無機膠凝材料按不同分為：不同分為：只能在空氣中硬化，并且只能在空氣：只能在空氣中硬化，并且只能在空氣中保持和繼續(xù)發(fā)展其強度。中保持和繼續(xù)發(fā)展其強度。：不僅能在空氣中硬化，而且能更好地：不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持及繼續(xù)發(fā)展其強度。在水中硬化，并保持及繼續(xù)發(fā)展其強

2、度。 實用意義：氣硬性膠凝材料一般只適用于地上干燥環(huán)境，實用意義：氣硬性膠凝材料一般只適用于地上干燥環(huán)境，不適宜用于潮濕環(huán)境，更不能用于水中。不適宜用于潮濕環(huán)境，更不能用于水中。 第一節(jié)第一節(jié) 建筑石灰建筑石灰 一、石灰的生產和產品種類一、石灰的生產和產品種類 主要成分為碳酸鈣的天然巖石（石灰石、白云石、白堊、貝殼等）主要成分為碳酸鈣的天然巖石（石灰石、白云石、白堊、貝殼等）經高溫煅燒得到的，主要成分為經高溫煅燒得到的，主要成分為CaO。次要成分為氧化鎂。次要成分為氧化鎂。 若溫度過低或煅燒時間不足，使得若溫度過低或煅燒時間不足，使得CaCO3不能完不能完全分解，呈青灰色，不能與水反應，產漿量

3、低。全分解，呈青灰色，不能與水反應，產漿量低。煅燒時間過長或溫度過高，顏色較深，呈黃褐色，煅燒時間過長或溫度過高，顏色較深，呈黃褐色，塊體致密。過火石灰水化極慢，當石灰變硬后才開始熟化，塊體致密。過火石灰水化極慢，當石灰變硬后才開始熟化，產生體積膨脹，使已硬化石灰漿體產生隆起鼓包和開裂。為產生體積膨脹，使已硬化石灰漿體產生隆起鼓包和開裂。為了消除過火石灰的危害，保持石灰膏表面有水的情況下，在了消除過火石灰的危害，保持石灰膏表面有水的情況下，在貯存池中放置貯存池中放置15天以上，這一過程稱為天以上，這一過程稱為“陳伏陳伏”。 煅燒正常的生石灰，疏松多孔，白色微黃煅燒正常的生石灰，疏松多孔，白色微

4、黃。因石灰漿的陳伏時間不足，使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作時尚未水因石灰漿的陳伏時間不足，使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作時尚未水化，將導致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成化，將導致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成Ca(OH)2，產生體積膨脹，從，產生體積膨脹，從而形成而形成凸出放射狀膨脹裂紋凸出放射狀膨脹裂紋。石灰產品的石灰產品的種類種類： 塊狀生石灰塊狀生石灰磨細制成生石灰粉磨細制成生石灰粉熟石灰粉熟石灰粉( (消石灰消石灰粉粉)(60)(608080水水) ) 石灰漿石灰漿( (膏膏)(3-4)(3-4倍水倍水) ) 石灰乳石灰乳塊狀生石灰：塊狀生石灰：原料經煅燒后即得到塊狀的生石灰。原料經煅

5、燒后即得到塊狀的生石灰。生石灰粉：生石灰粉：由塊狀生石灰磨細生成。由塊狀生石灰磨細生成。消石灰粉：消石灰粉：將生石灰用適量水經消化和干燥而成的粉末，主要成分為將生石灰用適量水經消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca(OH)Ca(OH)2 2。石灰膏：石灰膏：將塊狀生石灰用過量水將塊狀生石灰用過量水( (約為生石灰體積的約為生石灰體積的3 34 4倍倍) )消化，或將消化，或將消石灰粉和水拌合，所得的一定稠度的膏狀物，主要成份為消石灰粉和水拌合，所得的一定稠度的膏狀物，主要成份為Ca(OH)Ca(OH)2 2和水。和水。建筑石灰的建筑石灰的技術要求：技術要求： 我國建材行業(yè)標準我國建材行業(yè)標準JC

6、/T479-92 JC/T479-92 建筑生石灰建筑生石灰、JC/T480-92JC/T480-92建筑生建筑生石灰粉石灰粉與與JC/T481-92 JC/T481-92 建筑消石灰粉建筑消石灰粉分別對生石灰、生石灰粉及消分別對生石灰、生石灰粉及消石灰粉的主要技術指標作出相關的規(guī)定。石灰粉的主要技術指標作出相關的規(guī)定。 建筑生石灰和生石灰粉按氧化鎂含量分為：建筑生石灰和生石灰粉按氧化鎂含量分為：鈣質石灰鈣質石灰（MgO5）和和 鎂質石灰鎂質石灰（MgO5）；各分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。）；各分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。建筑生石灰粉的技術指標（建筑生石灰粉的技術指標（JC/T

7、48092）項項 目目鈣質生石灰粉鈣質生石灰粉鎂質生石灰粉鎂質生石灰粉優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品（CaO+MgO）含量，（）含量，（%），）， 858075807570CO2含量（含量（%），）， 791181012細度細度0.90mm篩余量（篩余量（%），）， 0.20.51.50.20.51.50.125mm篩余量（篩余量（%），）， 7.012.018.07.012.018.0 建筑消石灰粉按氧化鎂含量分為鈣質消石灰粉、鎂質消石灰粉、建筑消石灰粉按氧化鎂含量分為鈣質消石灰粉、鎂質消石灰粉、白云石消石灰粉；每種又有優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級

8、。白云石消石灰粉；每種又有優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。二、生石灰的熟化和硬化二、生石灰的熟化和硬化1.生石灰的熟化：生石灰（生石灰的熟化：生石灰（CaO）與水反應生成氫氧）與水反應生成氫氧化鈣的過程稱為石灰的熟化?；}的過程稱為石灰的熟化。特點：特點：放出熱量，體積膨脹放出熱量，體積膨脹。質純且煅燒良好的生石。質純且煅燒良好的生石灰體積將膨脹灰體積將膨脹34倍，含雜質且煅燒不良的生石灰體倍，含雜質且煅燒不良的生石灰體積也有積也有1.52倍的膨脹值。倍的膨脹值。 2.石灰的硬化：石灰的硬化：由下面兩個同時進行的過程來完成由下面兩個同時進行的過程來完成 (1)結晶作用：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐

9、漸從飽和溶結晶作用：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結晶析出。液中結晶析出。(2)碳化作用：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳和水化合碳化作用：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳和水化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發(fā)。生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發(fā)。特點：特點：釋放水分，體積收縮釋放水分，體積收縮。 三、石灰的技術性質三、石灰的技術性質1.可塑性好：可塑性好：顆粒極細呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣粒子，表面吸附一顆粒極細呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣粒子，表面吸附一厚層的水膜，使顆粒間的摩擦力減小，因而可塑性好。厚層的水膜，使顆粒間的摩擦力減小，因而可塑性好。2.硬化緩慢：硬化緩慢：空氣中空氣中CO2含量少，碳

10、化作用進行緩慢，已硬化的表層對含量少，碳化作用進行緩慢，已硬化的表層對內部的硬化起阻礙作用，所以石灰漿的硬化過程緩慢。內部的硬化起阻礙作用，所以石灰漿的硬化過程緩慢。3.硬化后強度低：硬化后強度低：生石灰消化理論需水量為生石灰消化理論需水量為32.1，但實際用水量很，但實際用水量很大，多余水分蒸發(fā)留下大量孔隙，使石灰硬化體密實度小，強度低。例大，多余水分蒸發(fā)留下大量孔隙，使石灰硬化體密實度小，強度低。例如如1：3的石灰砂漿，其的石灰砂漿，其28d抗壓強度只有抗壓強度只有0.20.5MPa。4. .耐水性差：耐水性差：Ca(OH)2遇水易溶解，使硬化石灰體產生潰散，故石灰遇水易溶解，使硬化石灰體

11、產生潰散，故石灰不宜用于潮濕環(huán)境。不宜用于潮濕環(huán)境。5硬化時體積收縮大：硬化時體積收縮大：硬化時大量水分蒸發(fā)，導致內部毛細管失水硬化時大量水分蒸發(fā)，導致內部毛細管失水緊縮，引起體積收縮，緊縮，引起體積收縮， 使硬化石灰體產生裂紋，故石灰漿不宜單獨使用，使硬化石灰體產生裂紋，故石灰漿不宜單獨使用，通常工程施工時常摻入一定量的骨料通常工程施工時常摻入一定量的骨料(砂子砂子)或纖維材料或纖維材料(麻刀、紙筋等麻刀、紙筋等)。四、建筑石灰的用途四、建筑石灰的用途1室內粉刷室內粉刷 室內墻面和頂棚采用消石灰乳進行粉刷。室內墻面和頂棚采用消石灰乳進行粉刷。2拌制建筑砂漿拌制建筑砂漿 石灰砂漿可用作磚墻和混

12、凝土基層的抹灰，混合石灰砂漿可用作磚墻和混凝土基層的抹灰，混合砂漿則用于砌筑，也常用于抹灰。砂漿則用于砌筑，也常用于抹灰。3配制三合土和灰土配制三合土和灰土 三合土和灰土主要用于建筑物的基礎、路面三合土和灰土主要用于建筑物的基礎、路面或地面的墊層。三合土和灰土在強力夯打之下，密實度大大提高，而且或地面的墊層。三合土和灰土在強力夯打之下，密實度大大提高，而且可能是粘土中的少量活性氧化硅和氧化鋁與石灰水化產物可能是粘土中的少量活性氧化硅和氧化鋁與石灰水化產物Ca(OH)2 作用，作用，生成了水硬性礦物，因而具有一定強度和耐水性。生成了水硬性礦物，因而具有一定強度和耐水性。 4生產硅酸鹽制品生產硅酸

13、鹽制品 以石灰和硅質材料以石灰和硅質材料(如石英砂、粉煤灰等如石英砂、粉煤灰等)為原為原料，加水拌合，經成型，蒸養(yǎng)或蒸壓處理等工序而成的建筑材料，統(tǒng)稱料，加水拌合，經成型，蒸養(yǎng)或蒸壓處理等工序而成的建筑材料，統(tǒng)稱為硅酸鹽制品。為硅酸鹽制品。儲存和運輸儲存和運輸 注意安全，不但要防止受潮，而且不宜儲存過久。注意安全，不但要防止受潮，而且不宜儲存過久。 第二節(jié)第二節(jié) 石膏石膏一、石膏的生產和產品種類一、石膏的生產和產品種類 將天然二水石膏或化工石膏經加熱煅燒、脫水、磨細即制得石膏膠凝材料。將天然二水石膏或化工石膏經加熱煅燒、脫水、磨細即制得石膏膠凝材料。隨著加熱溫度和壓力的不同，可生產出不同晶體結

14、構和性能的石膏膠凝材料。隨著加熱溫度和壓力的不同，可生產出不同晶體結構和性能的石膏膠凝材料。 1.建筑石膏：建筑石膏：由天然二水石膏在常壓下加熱到由天然二水石膏在常壓下加熱到107170條件下脫水條件下脫水而成的，生成而成的，生成型半水石膏（型半水石膏（-CaSO41/2H2O），其反應式為：），其反應式為：主要用于制作石膏建筑制品主要用于制作石膏建筑制品。2.高強石膏：高強石膏：將二水石膏置于具有將二水石膏置于具有0.13MPa、125的過飽和蒸汽條的過飽和蒸汽條件下蒸壓，可獲得晶粒較粗、較致密的件下蒸壓，可獲得晶粒較粗、較致密的型半水石膏（型半水石膏（-aSO41/2H2O）高）高強石膏需

15、水量較?。◤娛嘈杷枯^?。?0一一40 ），因而強度較高，硬化后抗壓強度可），因而強度較高，硬化后抗壓強度可達達1040MPa。適用于強度要求較高的抺灰工程和石膏制品，也可用來適用于強度要求較高的抺灰工程和石膏制品，也可用來制作模型等。制作模型等。 3.地板石膏：地板石膏：溫度高于溫度高于800時，部分石膏分解出時，部分石膏分解出CaO，磨細后的產，磨細后的產品稱為高溫煅燒石膏，此時品稱為高溫煅燒石膏，此時CaO 起堿性激發(fā)劑的作用，硬化后有較高的起堿性激發(fā)劑的作用，硬化后有較高的強度和耐磨性，抗水性也較好，也稱地板石膏。強度和耐磨性，抗水性也較好，也稱地板石膏。 石膏漿體的水化、凝結硬化是

16、一連續(xù)的溶解、水化、石膏漿體的水化、凝結硬化是一連續(xù)的溶解、水化、膠化和結晶過程。膠化和結晶過程。 三、建筑石膏技術要求三、建筑石膏技術要求 建筑石膏色白，密度為建筑石膏色白，密度為2.602.75 g/cm3,堆積密度為堆積密度為8001 000 kg/m3。根據(jù)。根據(jù)GB/T 9776-2008的規(guī)定，建筑石膏分為的規(guī)定，建筑石膏分為天然天然(N)、脫硫、脫硫(S)、磷磷(P)三種類型，按其三種類型，按其2h抗折強度分為抗折強度分為3.0、2.0、1.6三個等級。三個等級。 等級等級 細度細度(0.2mm方孔篩篩余）方孔篩篩余）% 凝結時間凝結時間/min 2h強度強度/MPa 初凝初凝

17、終凝終凝 抗折抗折 抗壓抗壓 3.010 3 30 3.0 6.0 2.02.0 4.0 1.61.6 3.0 1.凝結硬化速度快凝結硬化速度快 初凝時間不小于初凝時間不小于6min，終凝時間不大于，終凝時間不大于30min，一星期左右完全硬化。由于凝結快，在實際工程使用時往往需要摻加適一星期左右完全硬化。由于凝結快，在實際工程使用時往往需要摻加適量緩凝劑。量緩凝劑。2.硬化時體積微膨脹硬化時體積微膨脹 膨脹率為膨脹率為0.050.15。 3.硬化后孔隙率較大，表觀密度和強度較低硬化后孔隙率較大，表觀密度和強度較低 理論需水量為理論需水量為18.6。而實際加水量約為。而實際加水量約為6080。

18、孔隙率高達?？紫堵矢哌_5060，故表觀密，故表觀密度小，強度低度小，強度低(抗壓強度僅抗壓強度僅35MPa )。4.保溫隔熱、吸聲性良好，防火性能良好保溫隔熱、吸聲性良好，防火性能良好 導熱系數(shù)小導熱系數(shù)?。?.1210.205），表面微孔使聲音傳導或反射的能力也顯著下降，從而），表面微孔使聲音傳導或反射的能力也顯著下降，從而具有較強的吸聲能力。具有較強的吸聲能力。 遇火時，二水石膏結晶水蒸發(fā)同時吸收熱量，制遇火時，二水石膏結晶水蒸發(fā)同時吸收熱量，制品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。四、建筑石膏技術性質四、建筑石膏技術性質5.具有一定的調溫調濕性具有一

19、定的調溫調濕性 建筑石膏的熱容量大、吸濕性強，建筑石膏的熱容量大、吸濕性強，故能對室內溫度和濕度起到一定的調節(jié)作用。故能對室內溫度和濕度起到一定的調節(jié)作用。 6.耐水性和抗凍性差耐水性和抗凍性差建筑石膏吸水性大，晶體粒子間粘合力會建筑石膏吸水性大，晶體粒子間粘合力會被削弱，在水中還會使二水石膏溶解而引起潰散，故耐水性差。另外，建被削弱，在水中還會使二水石膏溶解而引起潰散，故耐水性差。另外，建筑石膏中的水分受凍結冰后會產生崩裂，故抗凍性差。筑石膏中的水分受凍結冰后會產生崩裂，故抗凍性差。 7.石膏制品加工性能好石膏制品加工性能好石膏制品可鋸，可刨，可釘，可打眼，石膏制品可鋸，可刨，可釘，可打眼，

20、具有良好的可加工性能。具有良好的可加工性能。五、建筑石膏的應用五、建筑石膏的應用1.粉刷石膏粉刷石膏 是由建筑石膏或由建筑石膏和是由建筑石膏或由建筑石膏和CaSO4(400)(400)二者混合后再摻入外加劑、細骨料等而制成的氣硬性膠凝材二者混合后再摻入外加劑、細骨料等而制成的氣硬性膠凝材料。粉刷石膏按用途可分為面層粉刷石膏料。粉刷石膏按用途可分為面層粉刷石膏(M)、底層粉刷石底層粉刷石膏膏(D)和保溫層粉刷石膏和保溫層粉刷石膏(W)。粉刷石膏粘接力高、不裂、不。粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光潔、防火、保溫，并且施工方便，是一種高檔起鼓、表面光潔、防火、保溫，并且施工方便，是一種高檔抹面

21、材料，可用于辦公室、住宅等的墻面、頂棚等。抹面材料，可用于辦公室、住宅等的墻面、頂棚等。2.石膏板：石膏板：主要有紙面石膏板、空心石膏條板、纖維石膏板、主要有紙面石膏板、空心石膏條板、纖維石膏板、裝飾石膏板等。裝飾石膏板等。3.石膏砌塊：石膏砌塊：以建筑石膏為主要原料，經加水攪拌、澆注成以建筑石膏為主要原料，經加水攪拌、澆注成型和干燥等工藝而制成的塊狀材料。型和干燥等工藝而制成的塊狀材料。 紙面石膏板與龍骨組成的輕質墻體，適合于作多層或高紙面石膏板與龍骨組成的輕質墻體，適合于作多層或高層建筑的內墻、隔墻，它是我國重點發(fā)展的新型輕質墻體材層建筑的內墻、隔墻，它是我國重點發(fā)展的新型輕質墻體材料之一

22、。料之一。 輕鋼龍骨石膏板墻體體系輕鋼龍骨石膏板墻體體系具有以下優(yōu)點：具有以下優(yōu)點：(1)質輕，強度較高質輕，強度較高(2)尺寸穩(wěn)定尺寸穩(wěn)定(3)抗震性好抗震性好 (4)自動調濕性好自動調濕性好(5)裝飾方便裝飾方便 (6)占地面積少占地面積少(7)便于管道及電線等埋設便于管道及電線等埋設(8)施工簡便，進度快施工簡便，進度快 在沿邊龍骨上涂以密封膠（龍骨）沿頂龍骨安裝后,再用一根豎向龍骨沿豎向龍骨方向每1.5m設一個可耐福安裝龍骨將可耐福厚板水平向安裝在C型豎向龍骨上在雙層C型豎向龍骨間放置巖棉將另一側的可耐福厚板水平向安裝將可耐福石膏板安裝在C型豎向龍骨上4.藝術裝飾石膏制品藝術裝飾石膏制

23、品 主要包括石膏浮雕藝術角線、線板、角花、燈圈、壁爐、主要包括石膏浮雕藝術角線、線板、角花、燈圈、壁爐、羅馬柱、燈座、羅馬柱、燈座、 雕塑等。這些制品均系采用優(yōu)質建筑石膏雕塑等。這些制品均系采用優(yōu)質建筑石膏為基料，配以纖維增強材料、膠粘劑等，與水拌制成料漿，為基料，配以纖維增強材料、膠粘劑等，與水拌制成料漿，經注模成型、硬化、干燥而成。這類石膏裝飾件用于室內經注模成型、硬化、干燥而成。這類石膏裝飾件用于室內頂棚和墻面。頂棚和墻面。 第三節(jié)第三節(jié) 水玻璃水玻璃 俗稱俗稱，溶解后是無色或略帶色的透明或半透明粘稠液，溶解后是無色或略帶色的透明或半透明粘稠液體。是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅化合

24、而成的一種可體。是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽。溶于水的硅酸鹽。建筑常用的為硅酸鈉建筑常用的為硅酸鈉(Na2OnSiO2)水溶液，又水溶液，又稱鈉水玻璃。二氧化硅稱鈉水玻璃。二氧化硅(SiO2)與氧化鈉與氧化鈉(Na2O)的摩爾數(shù)的比的摩爾數(shù)的比值值n，稱為水玻璃的模數(shù)。模數(shù)越高，則水玻璃的黏結力越，稱為水玻璃的模數(shù)。模數(shù)越高，則水玻璃的黏結力越大，越難溶于水。工程中常用的模數(shù)為大，越難溶于水。工程中常用的模數(shù)為。 水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，析出二氧化水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝膠，并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化。硅凝膠，并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化。 Na2OnSiO2+CO2+mH2OnSiO2mH2O+Na2CO3 由于空氣中二氧化碳的濃度較低，為加速水玻璃的硬化，由于空氣中二氧化碳的濃度較低，為加速水玻璃的硬化，常加入常加入氟硅酸鈉氟硅酸鈉(Na2SiF6)作為促硬劑，加速二氧化硅凝膠的作為促硬劑，加速二氧化硅凝膠的析出。析出。