第三章_氣硬性膠凝材料2015級

1、膠凝材料：能通過物理化學(xué)作用將散粒材料或塊狀膠凝材料：能通過物理化學(xué)作用將散粒材料或塊狀材料膠結(jié)成為一個(gè)整體，并產(chǎn)生強(qiáng)度的材料。材料膠結(jié)成為一個(gè)整體，并產(chǎn)生強(qiáng)度的材料。3氣硬性膠凝材料：氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化只能在空氣中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度的材料。，保持并發(fā)展其強(qiáng)度的材料。水硬性膠凝材料：水硬性膠凝材料：既能在空氣中硬化既能在空氣中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并發(fā)展，又能更好的在水中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度的材料。其強(qiáng)度的材料。概念概念 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO2900700生石灰生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰MgO5%MgO5%4.1.1 石灰的

2、生產(chǎn) 原材料：以碳酸鈣為主要成分的石灰石21100C1000)(9003CaOCOCaCOC（實(shí)際），理論正火石灰過火石灰欠火石灰問題：過火石灰和欠火石灰有什么危害？molKJOHCaOHCaO/85.64)(22陳 伏解決兩個(gè)問題：1，陳伏方式？2，陳伏時(shí)間？判斷題:（ ？）石灰的陳伏是為了獲得工作性能好的石灰漿，以保證施工質(zhì)量。3.1.3 石灰的硬化 1.結(jié)晶過程2.碳化過程 Ca(OH)2和空氣中的CO2和水反應(yīng)，形成不溶于水的碳酸鈣晶體，析出的水分則逐漸被蒸發(fā)。Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O放出大量水分,體積收縮。問題：使用過程中石灰的體積是膨脹還是收縮

3、？由于水分蒸發(fā)，Ca(OH)2從飽和溶液中逐漸結(jié)晶析出。（1）可塑性和保水性；）可塑性和保水性；（2）凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低；）凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低；（對比：建筑石膏硬化快）對比：建筑石膏硬化快）（3）體積收縮率大；）體積收縮率大；（對比：建筑石膏是微膨脹性）（對比：建筑石膏是微膨脹性） 因此：在使用過程中，常加入纖維材料因此：在使用過程中，常加入纖維材料。（4）耐水性差；）耐水性差；氫氧化鈣微溶于水氫氧化鈣微溶于水（5）化學(xué)穩(wěn)定性差。）化學(xué)穩(wěn)定性差。怕酸怕酸建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效有效CaOMgO的含量，的含量，CO2的含量的含量(欠火石

4、欠火石灰灰),細(xì)度，體積安定性細(xì)度，體積安定性(過火石灰過火石灰)可分為優(yōu)等可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級。具體指標(biāo)見教品、一等品和合格品三個(gè)等級。具體指標(biāo)見教材。材。 生石灰儲存時(shí)間不宜過長，一般不超過一個(gè)生石灰儲存時(shí)間不宜過長，一般不超過一個(gè)月。作到月。作到“隨到隨化隨到隨化”。 不得與易燃、易爆等危險(xiǎn)液體物品混合存放不得與易燃、易爆等危險(xiǎn)液體物品混合存放和混合運(yùn)輸。和混合運(yùn)輸。 熟石灰在使用前必須陳伏熟石灰在使用前必須陳伏15d以上，以防止以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。三合土用作鋪筑步道磚的墊層三合土用作鋪筑步道磚的墊層三三合合土土樁樁灰灰土土

5、樁樁石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻可以用于基礎(chǔ)的墊層、道路的基層等潮濕部位？解答要點(diǎn)： 潮濕環(huán)境中石灰與黏土表面的活性二氧化硅或活性氧化鋁反應(yīng)。石灰的可塑性好，與黏土等拌合后經(jīng)壓實(shí)或夯實(shí)。習(xí)題 1、填空：填空：石灰的特性有：可塑性石灰的特性有：可塑性_、硬化速度、硬化速度_、硬化時(shí)體積、硬化時(shí)體積_和耐水性和耐水性_等。等。 2、填空：、填空：石灰熟化時(shí)放出大量石灰熟化時(shí)放出大量_、體積發(fā)生顯著、體積發(fā)生顯著_；石灰硬化時(shí)放出大量；石灰硬化時(shí)放出大量_和體積發(fā)生顯著和體積發(fā)生顯著_。 3、判斷：、判斷：石灰陳伏是為了降低熟化時(shí)的放熱量。（）石灰陳伏是為了降低熟化時(shí)的放熱量。（） 4

6、、判斷：、判斷：石灰是氣硬性膠凝材料，因此所有加入了石灰的材石灰是氣硬性膠凝材料，因此所有加入了石灰的材料都只能在空氣中硬化并保持和發(fā)展強(qiáng)度。（）料都只能在空氣中硬化并保持和發(fā)展強(qiáng)度。（）請觀察圖中請觀察圖中A、B兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿產(chǎn)生的裂紋有何差別，并討論其成因。產(chǎn)生的裂紋有何差別，并討論其成因。 石灰砂石灰砂漿漿A A 石灰砂石灰砂漿漿B B 問 題？1. 過火石灰有什么危害？應(yīng)如何消除？過火石灰有什么危害？應(yīng)如何消除？ 答：答：過火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包過火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕裹，水化

7、消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕水化，產(chǎn)生體積膨脹，影響體積穩(wěn)定性。可采用延水化，產(chǎn)生體積膨脹，影響體積穩(wěn)定性。可采用延長石灰的熟化和陳伏期，或過濾掉。長石灰的熟化和陳伏期，或過濾掉。2.2.石灰硬化過程中，為什么容易開裂？使用時(shí)應(yīng)石灰硬化過程中，為什么容易開裂？使用時(shí)應(yīng)如何避免？如何避免？ 答：答：石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發(fā)，體積顯著收石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發(fā)，體積顯著收縮，因而容易導(dǎo)致開裂。在使用時(shí)，避免單獨(dú)使用縮，因而容易導(dǎo)致開裂。在使用時(shí)，避免單獨(dú)使用，可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等。，可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等。石膏石膏你知道這些繃帶是用什么做的嗎？你知道這些繃

8、帶是用什么做的嗎？天然石膏礦纖維狀晶體天然石膏礦纖維狀晶體二水石膏晶體形貌二水石膏晶體形貌半水石膏晶體形貌半水石膏晶體形貌二水石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4 107170加熱、脫水125 0.13MPa蒸壓鍋170360加熱、脫水400750800型建筑石膏型高強(qiáng)石膏可溶性石膏不溶性石膏高溫煅燒石膏在常溫下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高強(qiáng)石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品。生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的組成CaSO42H2O 120180C干燥空氣125180C水蒸氣 -CaSO4 0.5H2O -CaSO4 0.5H2O -CaSO4()可溶

9、 -CaSO4()可溶200360C 200360C 400800C400800CCaSO4()不溶 8001180CCaSO4()不溶CaO非密閉煅燒工藝及其產(chǎn)品組成密閉蒸煉工藝及其產(chǎn)品組成 半水石膏半水石膏(熟石膏熟石膏)和和半水石膏半水石膏(高強(qiáng)石膏高強(qiáng)石膏)在宏觀性能上的差別，主要是由于亞微觀上即晶粒在宏觀性能上的差別，主要是由于亞微觀上即晶粒的型態(tài)、大小以及聚集狀態(tài)等方面的差別。的型態(tài)、大小以及聚集狀態(tài)等方面的差別。 型與型與型半水石膏區(qū)別型半水石膏區(qū)別半水石膏水化速度較快，水化熱半水石膏水化速度較快，水化熱高，需水量大，膠化體的強(qiáng)度較低。高，需水量大，膠化體的強(qiáng)度較低。結(jié)晶度較差，

10、常為細(xì)小結(jié)晶度較差，常為細(xì)小的纖維狀或片狀聚集體，的纖維狀或片狀聚集體，內(nèi)比表面積較大。內(nèi)比表面積較大。結(jié)晶比較完整，常呈短柱結(jié)晶比較完整，常呈短柱狀，晶粒較粗大，聚集體狀，晶粒較粗大，聚集體的內(nèi)比表面積較小，致密，的內(nèi)比表面積較小，致密，有一定的結(jié)晶形狀。有一定的結(jié)晶形狀。型和型和型半水石膏的性能差異型半水石膏的性能差異 性能性能型半水石膏型半水石膏（高強(qiáng)石膏）（高強(qiáng)石膏）型半水石膏型半水石膏（建筑石膏）（建筑石膏）強(qiáng)度（強(qiáng)度（MPa）10以上以上510標(biāo)準(zhǔn)稠度標(biāo)準(zhǔn)稠度（）（）40506080凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間（min）1720712 建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：建筑石膏加水后，與

11、水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下： CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O 建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下：建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下：建筑石膏+水漿 體凝 結(jié)硬 化OHCaSOOHOHCaSO2422422321半水石膏；二水石膏膠體微粒；二水石膏晶體；交錯(cuò)的晶體4.3.3.1 半水石膏的水化過程 圖圖3-10 型半水石膏漿體強(qiáng)度的發(fā)展過程型半水石膏漿體強(qiáng)度的發(fā)展過程第一階段第一階段 5min以前，漿以前，漿體的塑性強(qiáng)度很低，且體的塑性強(qiáng)度很低，且增長很慢；增長很慢；第二階段第二階段 5min30min，強(qiáng)度迅速增大，并發(fā)展強(qiáng)度迅速增大，并發(fā)展到最大值；到最大值；

12、最后最后如果硬化漿體在潮如果硬化漿體在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)，則強(qiáng)度濕條件下養(yǎng)護(hù)，則強(qiáng)度逐漸有所下降。逐漸有所下降。石膏顆粒表面分子首先水化顆粒表面二水石膏晶體不斷增多半水石膏全部水化成二水石膏 所以，石膏膠凝材料運(yùn)輸、儲存中，必須防潮、防水，以免失效！表觀密度小，強(qiáng)度較低；表觀密度小，強(qiáng)度較低；凝結(jié)硬化快；凝結(jié)硬化快；孔隙率大，熱導(dǎo)率??；孔隙率大，熱導(dǎo)率??；凝結(jié)時(shí)體積產(chǎn)生微膨脹；凝結(jié)時(shí)體積產(chǎn)生微膨脹；吸濕性強(qiáng)，耐水性差；吸濕性強(qiáng)，耐水性差；具有較好的防火性能；具有較好的防火性能； 具有良好的裝飾性和可加工性。具有良好的裝飾性和可加工性。室內(nèi)抹灰與粉刷室內(nèi)抹灰與粉刷生產(chǎn)建筑石膏制品生產(chǎn)建筑石膏制品 吊

13、頂?shù)蹴?隔墻隔墻 貼面墻貼面墻 J 石膏繃帶：石膏繃帶：生石膏生石膏熟石膏熟石膏加加熱熱加加水水習(xí)題 1、填空：填空：建筑石膏凝結(jié)硬化速度建筑石膏凝結(jié)硬化速度_、硬化時(shí)體積、硬化時(shí)體積_、硬化后孔隙率、硬化后孔隙率_、表觀密度、表觀密度_、強(qiáng)、強(qiáng)度度_、保溫性、保溫性_、吸聲性能、吸聲性能_、 防火防火性能性能_等。等。 2、判斷：、判斷：石膏漿體的水化、凝結(jié)和硬化實(shí)際上是碳化作用石膏漿體的水化、凝結(jié)和硬化實(shí)際上是碳化作用。 （）（） 3、判斷：、判斷：建筑石膏為建筑石膏為型半水石膏，高強(qiáng)石膏為型半水石膏，高強(qiáng)石膏為型半水石型半水石膏膏。（）。（） 4、判斷：和、判斷：和石灰一樣，建筑石膏硬化

14、后體積也要收縮。石灰一樣，建筑石膏硬化后體積也要收縮。（）（）習(xí)題 5、選擇：選擇：石膏制品具有良好的防火性能，其石膏制品具有良好的防火性能，其原因是原因是 （）（） 火災(zāi)時(shí)火災(zāi)時(shí)CaSO42H2O脫水，表面形成水膜脫水，表面形成水膜 II石膏制品孔隙率大石膏制品孔隙率大 III石膏硬化時(shí)約有石膏硬化時(shí)約有1%的膨脹率的膨脹率 IV石膏吸水率大石膏吸水率大 V石膏制品導(dǎo)熱率低石膏制品導(dǎo)熱率低I、II、 IIII、III、 V CI、II、 V DI、IV、 V思考： 某住戶喜愛石膏制品，全宅均用普通石膏某住戶喜愛石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作裝飾。使用一段時(shí)間后，客廳、浮雕板作裝飾。使用一

15、段時(shí)間后，客廳、臥室效果相當(dāng)好，但廚房、廁所、浴室的臥室效果相當(dāng)好，但廚房、廁所、浴室的石膏制品出現(xiàn)發(fā)霉變形。請分析原因。石膏制品出現(xiàn)發(fā)霉變形。請分析原因。 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： 硅酸鈉水玻璃（硅酸鈉水玻璃（Na2OnSiO2）、硅酸鉀）、硅酸鉀水玻璃水玻璃2nSiO2）、硅酸鋰水玻璃（）、硅酸鋰水玻璃（Li2OnSiO2）等品種，最常用的是硅酸鈉水）等品種，最常用的是硅酸鈉水玻璃。玻璃。ORSiOn22水玻璃模數(shù)水玻璃模數(shù)生產(chǎn)水玻璃的方法分為生產(chǎn)水玻璃的方法分為濕法和干法濕法和干法兩種。兩種。 濕法濕法： R2OnSiO2 + H2O 水玻璃水

16、玻璃 干法干法： R2OnSiO2 R2O nSiO2 R2O nSiO2 + H2O 水玻璃水玻璃水玻璃與空氣中的水玻璃與空氣中的CO2反應(yīng)，生成無定型的硅反應(yīng)，生成無定型的硅酸凝膠，隨著水分揮發(fā)干燥，硅酸凝膠轉(zhuǎn)變酸凝膠，隨著水分揮發(fā)干燥，硅酸凝膠轉(zhuǎn)變成成SiO2而硬化。而硬化。OHSiOOHSiOOmHnSiOCONaOmHCOnSiOONa222222322222為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入入12%15%的促硬劑的促硬劑氟硅酸鈉氟硅酸鈉。涂刷或浸漬材料；涂刷或浸漬材料；加固地基；加固地基；修補(bǔ)裂縫、堵漏；修補(bǔ)裂縫、堵漏；配制耐酸砂漿和耐酸混凝土；配制

17、耐酸砂漿和耐酸混凝土；配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。習(xí)題 1、填空：填空：水玻璃模數(shù)是指水玻璃模數(shù)是指_和和_的摩爾比。的摩爾比。 2、判斷：、判斷：水玻璃的模數(shù)越高，其在水中的溶解度越大。水玻璃的模數(shù)越高，其在水中的溶解度越大。（）（） 3、判斷：、判斷：水玻璃的模數(shù)越高，其密度和粘度越大，硬化速度水玻璃的模數(shù)越高，其密度和粘度越大，硬化速度越快，硬化后的粘結(jié)力與強(qiáng)度、耐熱性耐酸性越高。（）越快，硬化后的粘結(jié)力與強(qiáng)度、耐熱性耐酸性越高。（） 思考：把水玻璃涂在粘土磚表面，可以提思考：把水玻璃涂在粘土磚表面，可以提高抗風(fēng)化能力；但涂在石膏制品表面則會高抗風(fēng)化能力；但涂在石膏制品表面則會使石膏制品破壞，請討論其原因。使石膏制品破壞，請討論其原因。問 題？為什么水玻璃能配制耐酸混凝土和砂漿？ 答：答：水玻璃溶液的凝結(jié)硬化是在酸