第三章氣硬性膠凝材料ppt課件

1、第三章第三章 無無 機機 膠膠 凝凝 材材 料料 重點：石灰和石膏的特性與用途。 難點： 石灰的熟化和硬化特性； 建筑石膏硬化過程的物理化學變化。 膠凝材料的定義狹義定義：狹義定義： 在建筑工程中，將散粒材料如砂在建筑工程中，將散粒材料如砂、石子或塊狀材料如磚、石塊、石子或塊狀材料如磚、石塊粘結為整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝粘結為整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料或稱膠結材料）。材料或稱膠結材料）。廣義定義：廣義定義：凡能經(jīng)過自身的在物理化學作用凡能經(jīng)過自身的在物理化學作用, 在在由可塑漿體變成堅硬石狀體的過程由可塑漿體變成堅硬石狀體的過程中，能把散?；驂K狀物料膠結成一中，能把散?；驂K狀物料膠結成一個整體，

2、且有一定機械強度的材料個整體，且有一定機械強度的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料，統(tǒng)稱為膠凝材料 (Cementitious Materials) 。有機膠凝材料如瀝青和各種樹脂）有機膠凝材料如瀝青和各種樹脂）無機膠凝材料無機膠凝材料氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料Non-Hydraulic)（只能在空氣中硬化（只能在空氣中硬化, 并保持或繼續(xù)提并保持或繼續(xù)提高強度的膠凝材料。如石膏、石灰、水高強度的膠凝材料。如石膏、石灰、水玻璃等關鍵：干燥狀態(tài)下，其硬化體玻璃等關鍵：干燥狀態(tài)下，其硬化體才有較好的性能！才有較好的性能！水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料Hydraulic）（在拌水后不僅能在空氣中硬化，而（在拌水后

3、不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化且能更好地在水中硬化, 保持并繼續(xù)保持并繼續(xù)提高強度的膠凝材料。如各種水泥提高強度的膠凝材料。如各種水泥關鍵：干燥或潮濕狀態(tài)下，其硬化體關鍵：干燥或潮濕狀態(tài)下，其硬化體均有很好的性能！均有很好的性能！3.1 石 灰v人類在建筑中最早使用的膠凝材料之一v原料石灰石分布廣泛v生產(chǎn)工藝簡單v使用方便v成本低廉v應用廣泛 一、原料和生產(chǎn)一、原料和生產(chǎn) 天然碳酸巖類巖石天然碳酸巖類巖石（石灰（石灰石、白云石經(jīng)高溫煅燒，其主石、白云石經(jīng)高溫煅燒，其主要成分要成分CaCO3CaCO3分解為以分解為以CaOCaO為主要為主要成分的生石灰，其化學反應可表成分的生石灰，其

4、化學反應可表示如下：示如下： 生石灰堆積密度為生石灰堆積密度為8001000 8001000 kg/m3 )kg/m3 )一般為白色或黃灰色塊灰，一般為白色或黃灰色塊灰，塊灰碾碎磨細即為生石灰粉。塊灰碾碎磨細即為生石灰粉。900100032CCCaCOCaOCO 二二.石灰的消化和硬化石灰的消化和硬化1.石灰的熟化和石灰的熟化和“陳伏陳伏”工地上使用石灰時，通常將生石灰加水，工地上使用石灰時，通常將生石灰加水，使之消解為消熟石灰使之消解為消熟石灰氫氧化鈣，這氫氧化鈣，這個過程稱為石灰的個過程稱為石灰的“消化消化”，又稱，又稱“熟熟化化”：生石灰燒制過程中，往往由于石灰石原料生石灰燒制過程中，往

5、往由于石灰石原料的尺寸過大或窯中溫度不均勻等原因，生的尺寸過大或窯中溫度不均勻等原因，生石灰中殘留有未燒透的內(nèi)核，這種石灰稱石灰中殘留有未燒透的內(nèi)核，這種石灰稱為為“欠火石灰欠火石灰”。molKJOHCaOHCaO/9 .64)(22|第二種情況是由于燒制的溫度過高或時間過長，使得石灰表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，這種石灰稱為“過火石灰”。過火石灰表面常被粘土雜質融化形成的玻璃釉狀物包覆，熟化很慢。當石灰已經(jīng)硬化后，過火石灰才開始熟化，并產(chǎn)生體積膨漲，引起隆起鼓包和開裂。|為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏

6、”?！瓣惙陂g，石灰漿表面應保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。|. . 石灰的硬化石灰的硬化|石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個同時進行的過程來完成的：兩個同時進行的過程來完成的：|（結晶作用：游離水分蒸發(fā)，氫氧（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?；}逐漸從飽和溶液中結晶。|（碳化作用：氫氧化鈣與空氣中的（碳化作用：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分二氧化碳化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發(fā)：并被蒸發(fā)：OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(碳化 碳化作用實際是二氧化碳與水碳化作用實際是二氧化碳與水

7、形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應生形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣。所以這個作用不能在沒成碳酸鈣。所以這個作用不能在沒有水分的全干狀態(tài)下進行。有水分的全干狀態(tài)下進行。|三三.建筑石灰的技術指標建筑石灰的技術指標|建筑石灰的技術指標有細度、建筑石灰的技術指標有細度、CaO+MgO含量、含量、CO2含量和體積安定含量和體積安定性等。并按技術指標分為優(yōu)等品、一等性等。并按技術指標分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。具體技術要求見：品和合格品三個等級。具體技術要求見： | JC/T479-1992 建筑生石灰建筑生石灰| JC/T480-1992 建筑生石灰粉建筑生石灰粉| JC/T481-1992

8、 建筑消石灰粉建筑消石灰粉| 鈣質生石灰鈣質生石灰 MgO5%； 鈣質消石灰鈣質消石灰粉粉 MgO4%| 鎂質生石灰鎂質生石灰 MgO5%； 鎂質消石鎂質消石灰粉灰粉 MgO4%|四四.石灰的技術性質石灰的技術性質|（1可塑性好可塑性好| 生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒極細直徑約為顆粒極細直徑約為1的呈膠體分散的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調成的石灰砂漿其突出膜。因此用石灰調成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點是具有良好可塑性。在水泥砂漿的優(yōu)點是具有良好可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。

9、中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。|(2)(2)硬化慢、強度低硬化慢、強度低|從石灰漿體的硬化過程可以看出，由從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬化緩慢的材料。的蒸發(fā)，因此石灰是硬化緩慢的材料。 |同時，石灰的硬化只能在空氣中進行，同時，石灰的硬化只能在空氣中進行，硬化后的強度也不高。受潮后石灰溶解，硬化后的強度也不高。受潮后石灰溶解，強度更低，在水中還會潰散。強度更低，在

10、水中還會潰散。|如石灰砂漿如石灰砂漿1 1：3 32828天強度僅為天強度僅為0.2-0.5MPa0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮濕的。所以，石灰不宜在潮濕的環(huán)境下作用，也不宜用于重要建筑物基環(huán)境下作用，也不宜用于重要建筑物基礎。礎。（3 3硬化時體積收縮大硬化時體積收縮大石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著的收縮，所以除調離水而引起顯著的收縮，所以除調成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨使用。常在其中摻入砂、紙筋等以使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節(jié)約石灰。減少收縮和節(jié)約石灰。（4耐水性差，不易貯存塊狀類石灰放置太

11、久，會吸收空氣中的水分而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結能力。所以貯存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜貯存過久。最好運到后即熟化成石灰漿，將貯存期變?yōu)殛惙?。由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要注意安全。|五五. 石灰的應用石灰的應用|（1石灰乳和石灰砂漿石灰乳和石灰砂漿|將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水攪拌稀釋，成為石灰乳，是一種廉價的涂水攪拌稀釋，成為石灰乳，是一種廉價的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國農(nóng)村也用于外

12、墻。石灰乳可觀和亮度。我國農(nóng)村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調入少量水泥、?；呒尤敫鞣N耐堿顏料。調入少量水泥、?；郀t礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調入氯爐礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象?；}或明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象。|石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。|（2 2石灰土灰土和三合土石灰土灰土和三合土|石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料混合使用，制成石石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料混合使用，制成石灰土或石灰與工業(yè)廢料的混合料，加適量的水充灰土或石灰與工業(yè)廢

13、料的混合料，加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中使石灰分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧與粘土或硅鋁質工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適于在潮濕環(huán)境中使用。如建筑物或道鋁酸鈣，適于在潮濕環(huán)境中使用。如建筑物或道路基礎中使用的石灰土，三合土，二灰土石灰、路基礎中使用的石灰土，三合土，二灰土石灰、粉煤灰或爐灰），二灰碎石石灰、粉煤灰或爐粉煤灰或爐灰），二灰碎石石灰、粉煤灰或爐灰、級配碎石等?；?、級配碎石等。|（3 3灰砂磚和硅酸鹽制品灰砂磚和硅酸鹽制

14、品|石灰與天然砂或硅鋁質工業(yè)廢料混合均勻，加水石灰與天然砂或硅鋁質工業(yè)廢料混合均勻，加水攪拌攪拌, , 經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強度，往往采用高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓，使獲早期強度，往往采用高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與硅鋁質材料反應速度顯著加快，使制品產(chǎn)石灰與硅鋁質材料反應速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸生較高的早期強度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。鹽混凝土制品等。各類石灰的用途 品種名稱適用范圍生石灰 配制石灰膏；磨細成生石灰粉石灰膏 用于調制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿稀釋成石灰乳(石灰水)涂料，用于內(nèi)墻

15、和平頂刷白生石灰粉(磨細生石灰粉) 用于調制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿配制無熟料水泥(石灰礦渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等)制作硅酸鹽制品(如灰砂磚等)制作碳化制品(如碳化石灰空心板)用于石灰土(石灰+粘土)和三合土消石灰粉制作硅酸鹽制品用于石灰土(灰土)和三合土硅酸鹽制品灰砂磚灰砂磚硅酸鹽砌塊硅酸鹽砌塊石灰砂漿的裂紋 v石灰砂漿石灰砂漿A為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時間不足，制使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作時尚未間不足，制使其中部分過火石灰在石漿砂漿制作時尚未水化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成水化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成

16、Ca(OH)2，產(chǎn)生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。產(chǎn)生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。v石灰砂漿石灰砂漿B為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過程為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過大，水過多，易產(chǎn)生中干燥收縮所致。尤其是水灰比過大，水過多，易產(chǎn)生此類裂紋。此類裂紋。 石灰砂漿石灰砂漿A 石灰砂漿石灰砂漿B 第二節(jié)第二節(jié) 石膏石膏石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當石膏中含有結晶水不同時物，當石膏中含有結晶水不同時可形成多種性能不同的石膏?？尚纬啥喾N性能不同的石膏。2.1 2.1 石膏的原料、分類及生產(chǎn)石膏的原料、分類及生產(chǎn)根據(jù)石膏中含

17、有結晶水的多少不根據(jù)石膏中含有結晶水的多少不同可分為：同可分為：（1 1無水石膏無水石膏aSO4aSO4）：也稱）：也稱硬石膏，它結晶緊密，質地較硬，硬石膏，它結晶緊密，質地較硬，是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。|（2 2天然石膏天然石膏aSO42H2OaSO42H2O）：）：也稱生石膏或二水石膏，大部分自然也稱生石膏或二水石膏，大部分自然石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的主要原料。主要原料。|（建筑石膏（建筑石膏 （aSO41/2 H2OaSO41/2 H2O） 也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根據(jù)其

18、內(nèi)部結構不同膏加工而成的，根據(jù)其內(nèi)部結構不同可分為可分為型半水石膏和型半水石膏和型半水石膏：型半水石膏： | |建筑石膏通常是由天然石膏經(jīng)壓蒸或煅燒加熱而成的。常壓下煅燒加熱到107170，可產(chǎn)生型建筑石膏：| | （二水石膏） （型半水石膏）|124條件下壓蒸1.3大氣壓加熱可產(chǎn)生型建筑石膏：| | （二水石膏） （型半水石膏）OHOHCaSOOHCaSOCC22417010724211212常壓OHOHCaSOOHCaSOC22412424211212壓蒸|型半水石膏與型半水石膏與型半水石膏相比，結晶型半水石膏相比，結晶顆粒較粗，比表面積較小，強度高，因此顆粒較粗，比表面積較小，強度高，因

19、此又稱為高強石膏。又稱為高強石膏。|當加熱溫度超過當加熱溫度超過170170時，可生成無水石時，可生成無水石膏，只要溫度不超過膏，只要溫度不超過200200，此無水石膏就，此無水石膏就具有良好的凝結硬化性能。具有良好的凝結硬化性能。我國石膏礦分布非常廣泛|2.2 2.2 建筑石膏的水化與硬化建筑石膏的水化與硬化|建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，漿體的可塑性很快消失而發(fā)生凝結，此漿體的可塑性很快消失而發(fā)生凝結，此后進一步產(chǎn)生和發(fā)展強度而硬化。后進一步產(chǎn)生和發(fā)展強度而硬化。|建筑石膏與水之間產(chǎn)生

20、化學反應的反應式為：|此反應實際上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反應，因為二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反應總體表現(xiàn)為向右進行，二水石膏以膠體微粒自水中析出。 OHCaSOOHOHCaSO24224221121|隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產(chǎn)生結晶，結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產(chǎn)生了磨擦力和粘結力，造成漿體的塑性開始下降，這一現(xiàn)象稱為石膏的初凝；|而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結力的增大，漿體的塑性很快下降，直至消失，這種現(xiàn)象為石膏的終凝。|石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和連生，形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結構，其強度也會不斷增大，直至水分完全蒸發(fā)，形

21、成硬化后的石膏結構，這一過程稱為石膏的硬化。石膏漿體的凝結和硬化，實際上是交叉進行的。v凝結硬化機理凝結硬化機理“溶解沉淀理論溶解沉淀理論”v 溶解溶解v 沉淀沉淀v 硬化硬化 半水石膏的溶解度(8.16g/L)大于二水石膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不斷溶解，生成Ca2+、SO42-離子的飽和溶液半水石膏的飽和溶液，對于二水石膏是過飽和溶液，后者不斷結晶沉淀。 二水石膏晶體不斷生長、連生、交錯，構成晶體顆粒堆聚的結晶結構網(wǎng)凝結硬化的物理化學過程 石膏漿體 半水石膏顆粒 二水石膏晶體石膏膠體石膏硬化體水孔隙 半水石膏在空氣中，也會吸收空氣中的水分子水化成二水石膏晶體。 所以，石膏膠凝材

22、料運輸、儲存中，必須防潮、防水，以免失效！石膏凝結硬化的影響因素v石膏的組成v石膏漿體的用水量v外加劑v細度凝結硬化速度的排序： 可溶性無水石膏半水石膏難溶性無水石膏不溶性無水石膏 用水量越大，石膏晶體顆粒越大；凝結硬化所需時間增加 一些無機鹽(如硫酸鉀)可以促進凝結硬化，而一些有機酸(如檸檬酸)可以延緩凝結硬化細度越細，凝結硬化越快。|2.3 2.3 建筑石膏的技術要求建筑石膏的技術要求|建筑石膏的技術要求有強度、建筑石膏的技術要求有強度、細度和凝結時間。并按強度和細度和凝結時間。并按強度和細度分為優(yōu)等品、一等品和合細度分為優(yōu)等品、一等品和合格品。具體技術要求見格品。具體技術要求見GB977

23、6-GB9776-19881988。建筑石膏的技術指標GB 9776-88） 技術指標技術指標優(yōu)等品優(yōu)等品一等品一等品合格品合格品抗折強度抗折強度/MPa,不小于不小于2.52.11.8抗壓強度抗壓強度/MPa,不小于不小于4.93.92.9細度細度(0.2 mm方孔篩方孔篩篩余篩余/),不大于不大于5.010.015.0凝結時間凝結時間初凝時間不早于初凝時間不早于6 min；終凝時間不遲于終凝時間不遲于30 min2.4建筑石膏的技術性質（凝結硬化速度快 建筑石膏的漿體，凝結硬化速度很快。一般石膏的初凝時間僅為10min左右，終凝時間不超過30min，這對于普通工程施工操作十分方便。有時需要

24、操作時間較長，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、動物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等（凝結硬化時的膨脹性 建筑石膏凝結硬化是石膏吸收結晶水后的結晶過程，其體積不僅不會收縮，而且還稍有膨脹0.2%1.5%），這種膨脹不會對石膏造成危害，還能使石膏的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥時的開裂。（硬化后的多孔性，重量輕，但強度低 建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化過程中由于水分的蒸發(fā)，使原來的充水部分空間形成孔隙，造成石膏內(nèi)部的大量微孔，使其重量減輕，但是抗壓強度也因此下降。通常石膏硬化后的表觀密度約為00kg31000 kg3，抗壓強度約為Pa

25、5Pa。（良好的隔熱和吸音和“呼吸功能 石膏硬化體中大量的微孔，使其傳熱性顯著下降，因此具有良好的絕熱能力；石膏的大量微孔，特別是表面微孔對聲音傳導或反射的能力也顯著下降，使其具有較強的吸聲能力。大熱容量和大的孔隙率及開口孔結構， 使石膏具有呼吸水蒸氣的功能。（防火性好，但耐水性差 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出21%左右的結晶水，并能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有良好的防火效果。 由于硬化石膏的強度來自于晶體粒子間的粘結力，遇水后粒子間連接點的粘結力可能被削弱。部分二水石膏溶解而產(chǎn)生局部潰散，所以建筑石膏硬化體的耐水性較差。（6有良好的裝

26、飾性和可加工性 石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質地細膩，具有良好的裝飾性。微孔結構使其脆性有所改善，硬度也較低，所以硬化石膏可鋸、可刨、可釘。具有良好的可加工性。學會分析、思考和回答問題！1. 石膏硬化體的表觀密度小，孔隙率大，Why？ 答：半水石膏需加水6080，才能使?jié){體達到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6的水量；即，有4060多的水不能參與反應，硬化后多余水分的揮發(fā)留下大量孔隙。2、孔隙率較大在應用上，有哪些優(yōu)點和缺點Which？ 答：優(yōu)點保溫隔熱性、吸聲隔聲性好；質輕?？勺鳛閴Π濉⑻旎ò?、墻面粉刷砂漿等。 缺陷強度低、吸水率較大、耐水性差。不能用作結構材料，不宜用

27、于潮濕環(huán)境等。3. 為什么石膏制品的耐水性差Why？ 答：石膏晶體是親水性很強的離子晶體，而且晶體內(nèi)有明顯的解理面，層間和晶體顆粒間是較弱的氫鍵結合，因此，水分子進入，降低了晶體層間和顆粒間的相互作用力，導致強度下降；其軟化系數(shù)只有0.300.45； 另一方面，二水石膏在水中的溶解度較大，石膏制品長期在水中的強度將更低 。學會分析、思考和回答問題！4、如何改善石膏制品的耐水性 How? 答：降低孔隙率，改善孔隙結構，對毛細縫隙進行憎水處理，以減小吸水率； 摻加其它礦物或有機物，以降低晶體水化物的溶解度，阻止水分子對晶體顆粒間的削弱作用。5、為什么石膏制品的防火性好Why? 答：石膏制品的孔隙率

28、大，隔熱性較好；二水石膏晶體含有兩個結晶水分子，在受熱后，二水石膏晶體脫去水分子，并蒸發(fā)吸收和帶走熱量；硫酸鈣分子的分解溫度很高，因此，在高溫下，主要發(fā)生脫水和燒結。學會分析、思考和回答問題！2.5 建筑石膏的應用建筑石膏的應用-石膏應用的歷史石膏應用的歷史v9000年前，敘利亞和土耳其的安那托力亞就有古跡；v5000年前，埃及人就在敞開的火爐中煅燒石膏，然后破碎磨成粉末，再與水拌和制得用于金字塔建造中石塊得粘結材料灰漿；v372-287 BC，古希臘人采用天然透明石膏亞硒酸石膏做神廟得窗戶；v古羅馬人用石膏澆注了成千上萬座古希臘得雕塑。v十七世紀，法國巴黎的木質房的所有墻壁均用石膏灰漿pla

29、ster覆蓋，以提高防火性能，因此，法國巴黎有“石膏的首都capital of plaster之稱。v石膏灰漿又稱為“Plaster of Paris它是半水硫酸鈣(CaSO4 H2O)，二水硫酸鈣 (CaSO42H2O)稱為 gypsum 建筑石膏的應用v建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂漿，可用于室內(nèi)抹灰。這中抹灰墻面具有絕熱、阻火、隔音、溫馨、美觀等特點。抹灰后的墻面和天棚，還可以直接涂刷油漆及粘貼墻紙。v建筑石膏加水調成石膏漿體，還可摻入部分石灰用于室內(nèi)粉刷涂料。粉刷后的墻面光滑、細膩、潔白美觀。（一室內(nèi)抹灰及粉刷（一室內(nèi)抹灰及粉刷建筑石膏室內(nèi)粉刷 建筑石膏的應用建筑石膏的應用v以石膏為主要

30、原料，摻加少量的纖維增強材料和膠料，加水攪拌成石膏漿體，利用石膏硬化時體積微膨脹的性能，可制成各種石膏雕塑、飾面板及各種裝飾品。v如紙面石膏板、空心石膏板、石膏砌塊、裝飾石膏板、石膏腳線、燈圈、羅馬柱等，主要用于分室墻，內(nèi)隔墻、吊頂及裝飾。（二裝飾制品（二裝飾制品建筑石膏裝飾品壁花天花板裝飾花裝飾石膏制品裝飾石膏制品梁托線條拐角、線條藝術鏡框羅馬柱我國目前生產(chǎn)的石膏板，主要有紙面石膏板，石膏空心板，石膏裝飾板，纖維石膏板等。（1紙面石膏板 它是石膏作芯材，兩面用紙做護面而制成的，主要用于內(nèi)墻，隔墻，無花板等處。（2石膏空心條板 這種石膏板強度高，可用作住宅和公共建筑的內(nèi)墻和隔墻等，安裝時，不需

31、要龍骨。（3石膏裝飾板 石膏裝飾板有平板，多孔板，花紋板，浮雕板等多種，它尺寸精確，線條清晰，顏色鮮艷，造型美觀，品種多樣，施工簡單，主要用于公共建筑，可作為墻面和無花板等。（三石膏板（三石膏板 建筑石膏的應用v（4纖維石膏板 以建筑石膏為主要原料摻加適量的縣委增強材料而制成。這種板的抗彎強度高，可用于內(nèi)墻和隔墻，也可用來替代木材制作家具。將玻璃纖維、紙筋或礦棉等纖維材料先在水中松解，然后與建筑石膏及適量的浸潤劑混合制成漿料，在長網(wǎng)成型機上經(jīng)鋪漿、脫水而制成纖維石膏板。它的抗折強度和彈性模量都高于紙面石膏板。纖維石膏板主要用于建筑物的內(nèi)隔墻和吊頂。此外，還有石膏蜂窩板，防潮石膏板，石膏礦棉復合

32、板等品種，可分別用做絕熱板，吸聲板，內(nèi)墻和隔墻板，天花板，地面基層板等。 建筑石膏板及砌塊石膏空心墻條板石膏空心墻條板紙面石膏板紙面石膏板石膏砌塊石膏砌塊石膏裝飾板石膏裝飾板五、建筑石膏的應用v建筑石膏是一種很好的綠色建材！v應用中揚長避短，正確應用！v建筑上的主要應用有：v建筑石膏制品：v各種板材：墻板、天花板等v藝術裝飾品v粉刷石膏：v墻面粉刷v雕飾各種墻板德國一所教堂的外墻面雕飾室內(nèi)墻面和天花板的雕飾Summaryv性質石膏是氣硬性膠凝材料，建筑石膏的主要成分是-半水石膏CaSO40.5H2O; v生產(chǎn)方法建筑石膏可用天然二水石膏或化學石膏在120180 C干燥下脫水制備；v凝結硬化機理

33、“溶解沉淀實際，即通過半水石膏在水中不斷溶解，二水石膏不斷結晶，晶體不斷生長、相互交錯與連生構成晶體網(wǎng)絡結構而硬化；v性能漿體需水量較大，凝結硬化快、凝結時有微膨脹、表觀密度較小、孔隙率較大、強度低、耐水與抗凍性差、容易吸水和吸潮、導熱系數(shù)低、隔熱與吸聲性好、耐火、對人體和環(huán)境無害。v運用各種板材、粉刷砂漿、雕飾等。第三節(jié) 水玻璃v定義：水玻璃又稱泡花堿，是一種堿金屬硅酸鹽。定義：水玻璃又稱泡花堿，是一種堿金屬硅酸鹽。v根據(jù)堿金屬氧化物的不同，水玻璃有根據(jù)堿金屬氧化物的不同，水玻璃有: v 硅酸鈉水玻璃硅酸鈉水玻璃Na2OSiO2）、）、v硅酸鉀水玻璃硅酸鉀水玻璃2SiO2）、）、v硅酸鋰水玻

34、璃硅酸鋰水玻璃i2OSiO2）v等品種，最常用的是硅酸鈉水玻璃。等品種，最常用的是硅酸鈉水玻璃。vn稱為水玻璃模數(shù)，隨稱為水玻璃模數(shù)，隨n提高，水玻璃粘度增加，可溶性提高，水玻璃粘度增加，可溶性降低。最常用的是硅酸鈉水玻璃。降低。最常用的是硅酸鈉水玻璃。 v特點特點: 粘結性強，耐酸性高，耐火性好粘結性強，耐酸性高，耐火性好v運用運用: v 硅膠硅膠 v 耐酸材料耐酸混凝土，耐酸砂漿等）耐酸材料耐酸混凝土，耐酸砂漿等）v 防火涂層、耐熱砂漿、耐火混凝土防火涂層、耐熱砂漿、耐火混凝土水玻璃及水玻璃溶液水玻璃的生產(chǎn)v生產(chǎn)方法生產(chǎn)方法v 濕法：將石英砂和苛性鈉溶液在高壓釜內(nèi)濕法：將石英砂和苛性鈉溶液

35、在高壓釜內(nèi)用蒸汽加熱，并攪拌，直接生成液體水玻璃用蒸汽加熱，并攪拌，直接生成液體水玻璃。 v 干法干法 ：石英砂和碳酸鈉磨細拌勻，在：石英砂和碳酸鈉磨細拌勻，在13001400的熔爐中熔融，經(jīng)冷卻后生成的熔爐中熔融，經(jīng)冷卻后生成固體水玻璃；然后，在水中加熱溶解成液體固體水玻璃；然后，在水中加熱溶解成液體水玻璃。水玻璃。 水玻璃的硬化 222223222222NaO nSiOCOmH ONaCOnSiO mH OSiO H OSiOH O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， 由于空氣中二氧化碳的濃度較低，為加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸鈉(Na2SiF6

36、)作為促硬劑，加速二氧化硅凝膠的析出。 水玻璃的技術性質vA. A. 黏結力強、強度較高黏結力強、強度較高水玻璃在硬化后，其水玻璃在硬化后，其主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅，因而具有較主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅，因而具有較高的黏結力和強度。用水玻璃配制的混凝土的抗高的黏結力和強度。用水玻璃配制的混凝土的抗壓強度可達壓強度可達151540 MPa 40 MPa vB. B. 耐酸性好耐酸性好由于水玻璃硬化后的主要成分為由于水玻璃硬化后的主要成分為二氧化硅，它可以抵抗除氫氟酸、過熱磷酸以外二氧化硅，它可以抵抗除氫氟酸、過熱磷酸以外的幾乎所有的無機和有機酸。用于配制水玻璃耐的幾乎所有的無機和有機

37、酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂漿、耐酸膠泥等；酸混凝土、耐酸砂漿、耐酸膠泥等；vC. C. 耐熱性好耐熱性好硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架，在高溫下強度下降不大。用于配制水玻璃耐熱，在高溫下強度下降不大。用于配制水玻璃耐熱混凝土、耐熱砂漿、耐熱膠泥；混凝土、耐熱砂漿、耐熱膠泥； vD. D. 耐堿性和耐水性差耐堿性和耐水性差水玻璃在加入氟硅酸鈉水玻璃在加入氟硅酸鈉后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃Na2OnSiO2Na2OnSiO2。由于。由于SiO2SiO2和和Na2OnSiO2Na2OnSiO2均可以溶均可以溶于堿，

38、且于堿，且Na2OnSiO2Na2OnSiO2可溶于水，所以水玻璃硬化可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為提高耐水性，常采用中等后不耐堿、不耐水。為提高耐水性，常采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸洗處理。濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸洗處理。 水玻璃的應用 vA.A.涂刷材料表面，提高抗風化能力涂刷材料表面，提高抗風化能力以密度為以密度為1.35 g/cm31.35 g/cm3的水玻璃浸漬或涂刷黏土磚、水泥混凝的水玻璃浸漬或涂刷黏土磚、水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料，可提高材料土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密實度、強度、抗?jié)B性、抗凍性、及耐水性等。的密實度

39、、強度、抗?jié)B性、抗凍性、及耐水性等。這是因為水玻璃與空氣中的二氧化碳反應生成硅酸這是因為水玻璃與空氣中的二氧化碳反應生成硅酸凝膠，同時水玻璃也與材料中的氫氧化鈣反應生成凝膠，同時水玻璃也與材料中的氫氧化鈣反應生成硅酸鈣凝膠，兩者填充于材料的孔隙，使材料致密硅酸鈣凝膠，兩者填充于材料的孔隙，使材料致密。但不能用來涂刷或浸漬石膏制品，因為硅酸鈉會。但不能用來涂刷或浸漬石膏制品，因為硅酸鈉會與硫酸鈣反映生成硫酸鈉，在制品孔隙中結晶，體與硫酸鈣反映生成硫酸鈉，在制品孔隙中結晶，體積顯著膨脹，從而導致制品的破壞。積顯著膨脹，從而導致制品的破壞。 2222222()(1 )N aOn S iOC aO H

40、N aOnS iOC a OS iOHO水玻璃的應用vB.B.加固土壤加固土壤將水玻璃和氯化鈣溶液交替壓注到將水玻璃和氯化鈣溶液交替壓注到土壤中，生成的硅酸凝膠和硅酸鈣凝膠可使土壤固土壤中，生成的硅酸凝膠和硅酸鈣凝膠可使土壤固結，從而避免了由于地下水滲透引起的土壤下沉。結，從而避免了由于地下水滲透引起的土壤下沉。 vC. C. 修補磚墻裂縫修補磚墻裂縫將水玻璃、?；郀t礦渣粉將水玻璃、?；郀t礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當比例拌合后，直接壓入磚墻、砂及氟硅酸鈉按適當比例拌合后，直接壓入磚墻裂縫，可起到黏結和補強作用。裂縫，可起到黏結和補強作用。vD.D.配制耐酸砂漿、耐酸混凝土、耐熱混凝土配制耐酸

41、砂漿、耐酸混凝土、耐熱混凝土用用水玻璃作為膠凝材料，選擇耐酸骨料，可配制滿足水玻璃作為膠凝材料，選擇耐酸骨料，可配制滿足耐酸工程要求的耐酸砂漿、耐酸混凝土。選擇不同耐酸工程要求的耐酸砂漿、耐酸混凝土。選擇不同的耐熱骨料，可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱混凝的耐熱骨料，可配制不同耐熱度的水玻璃耐熱混凝土。土。|E E配制防水劑配制防水劑以水玻璃為基料，配制防水劑。以水玻璃為基料，配制防水劑。例如：四礬防水劑是以藍礬例如：四礬防水劑是以藍礬( (硫酸銅硫酸銅) )、明礬鉀、明礬鉀鋁礬）、紅礬重鉻酸鉀和紫礬鉻礬各鋁礬）、紅礬重鉻酸鉀和紫礬鉻礬各份，溶于份，溶于6060份的沸水中，降溫至份的沸水中，降溫至

42、，投入，投入400400份水玻璃溶液中，攪拌均勻而成的。這種防水劑份水玻璃溶液中，攪拌均勻而成的。這種防水劑可以在可以在1min1min內(nèi)凝結內(nèi)凝結, , 適用于堵塞漏洞、縫隙等局適用于堵塞漏洞、縫隙等局部搶修。部搶修。水玻璃的應用 v例1 某單位宿舍樓的內(nèi)墻使用石灰砂漿抹面。數(shù)月后墻面上出現(xiàn)了許多不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋。同時在個別部位還發(fā)現(xiàn)了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。解 石灰砂漿抹面的墻面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋，引發(fā)的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起體積收縮的結果。墻面上個別部位出現(xiàn)凸出的呈放射狀的裂紋，是由于配制石灰砂漿時所用的石灰中混入了過火石灰。這部分過火石灰在消解、陳伏階段中未完全熟化，以致于在砂漿硬化后，過火石灰吸收空氣中的水蒸汽繼續(xù)熟化，造成體積膨脹。從而出現(xiàn)上述現(xiàn)象。v例2 既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位？v解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中石灰與粘土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環(huán)境中使用。v再者，由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經(jīng)壓實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高