氣硬性膠凝材料(石灰 石膏)

1、3 3氣硬性無機(jī)膠凝材料氣硬性無機(jī)膠凝材料3 3 氣硬性無機(jī)膠凝材料氣硬性無機(jī)膠凝材料n掌握：掌握石灰膠凝材料的制備方法、硬化機(jī)理、化學(xué)及物理性質(zhì)和各自的適用條件，以及它們在配制、儲運(yùn)和使用中應(yīng)注意的問題。n熟悉：天然巖石的分類；應(yīng)用要求、影響石材強(qiáng)度、耐久性的因素；n了解：天然石材的形成過程 n教學(xué)重點(diǎn)：n1、 過火石灰：煅燒溫度過高得到的石灰，此石灰結(jié)構(gòu)致密，表面常被熔融的黏土雜質(zhì)形成的玻璃物質(zhì)所包覆，與水作用的速度很慢，對石灰的使用極為不利 n2、 陳伏：時間為兩周以上，目的是讓生石灰完全熟化成熟石灰。n解決方法：n建議通過學(xué)習(xí)了解建筑石材、裝飾石材在工程中的應(yīng)用情況；n理解天然石材在工

2、程中的實(shí)用意義。 n定義：定義：n膠凝材料膠凝材料在一定條件下經(jīng)過在一定條件下經(jīng)過自身的一系列物理化學(xué)作用后，自身的一系列物理化學(xué)作用后，能將散?；驂K狀材料粘結(jié)成為具能將散粒或塊狀材料粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體的材料。有一定強(qiáng)度的整體的材料。分類：n無機(jī)膠凝材料：無機(jī)膠凝材料： 氣硬性無機(jī)膠凝材料氣硬性無機(jī)膠凝材料，如石灰、石如石灰、石膏、水玻璃等膏、水玻璃等 水硬性無機(jī)膠凝材料水硬性無機(jī)膠凝材料，如水泥如水泥有機(jī)膠凝材料：有機(jī)膠凝材料：如瀝青、樹脂、橡膠等如瀝青、樹脂、橡膠等n 氣硬性無機(jī)膠凝材料n氣硬性無機(jī)膠凝材料只能在空氣中硬化并保持發(fā)展其強(qiáng)度。n水硬性無機(jī)膠凝材料既能在空氣中硬化，又能

3、更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度。第一節(jié) 建筑石灰n一、生石灰的生產(chǎn)n原料：石灰?guī)r，主要含CaCO3，其次為MgCO3。n煅燒：CaCO3CaO+CO2nMgCO3MgO+CO2n煅燒的溫度和時間很關(guān)鍵，若溫度過低或時間不足，產(chǎn)生欠火石灰，即殘留有未分解的CaCO3；相反，產(chǎn)生過火石灰，其質(zhì)地密實(shí)，熟化緩慢。二、石灰的熟化（消解）nCaO+H2OCa(OH)2+Q（熱量）n特點(diǎn)：（1）水化時放出大量的熱； n （2）體積膨脹12.5倍。n工地上的熟化過程，稱為陳伏。n陳伏生石灰加水在儲灰池中存放兩周以上。n原因：為了使過火石灰完全熟化，否則未熟化的石灰施工抹灰后，繼續(xù)熟化，體積膨脹，使抹面層

4、發(fā)生鼓起、開裂、爆花等現(xiàn)象。n注意：灰漿表面保留有一層水分，防止石灰碳化，即Ca(OH)2+nH2OCaCO3+（n+1）H2O三、石灰的硬化n由結(jié)晶、碳化兩個過程同時進(jìn)行：n（一）結(jié)晶硬化：n水分減小，Ca(OH)2結(jié)晶析出，強(qiáng)度增加。n（二）碳化硬化：nCa(OH)2+CO2+nH2OCaCO3+（n+1）H2OnCaCO3結(jié)晶析出，與Ca(OH)2晶體形成結(jié)晶網(wǎng)，強(qiáng)度提高。 （三）石灰硬化的特點(diǎn)：n 1、純石灰的硬化過程很慢。n因?yàn)樘蓟不荒茉谀ɑ覍颖砻孢M(jìn)行，生成致密的CaCO3后，CO2不易進(jìn)入，內(nèi)部水分不易蒸發(fā)；n 2、體積收縮嚴(yán)重。n由于石灰漿中存在大量的游離水分，硬化時大量水分

5、蒸發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部毛細(xì)管失水緊縮，引起顯著的體積收縮變形，使硬化的石灰漿體出現(xiàn)干縮裂紋。石灰硬化的特點(diǎn)n3、硬化后強(qiáng)度低。生石灰消化時的理論用水量為生石灰質(zhì)量的32.13，但為了使石灰漿具有一定的可塑性便于應(yīng)用，同時考慮到平分水因消化時水化熱大而被蒸發(fā)掉，故實(shí)際消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸發(fā)，將留下大量孔隙，因而硬化石灰體密實(shí)度小，強(qiáng)度低。n四、石灰的技術(shù)要求n 見表3-1、3-2、3-3、3-4。n五、常用建筑石灰的品種n根據(jù)成品加工方法有：n1、生石灰塊n2、磨細(xì)生石灰粉：n熟化速度提高3050倍，強(qiáng)度提高n2倍，成本高，不易貯存。n3、消石灰粉n4、石灰膏 5、石灰乳六、石灰的特性和應(yīng)

6、用n（一）石灰特性n1、良好的可塑性及保水性n生石灰熟化后形成顆粒極細(xì)（粒徑為0.001mm）呈膠體分散狀態(tài)的Ca(OH)2粒子，顆粒表面能吸附一層較厚的水膜，因而使石灰具有良好的可塑性及保水性。n利用這一性質(zhì)，在水泥砂漿中加入石灰，可明顯提高砂漿的可塑性，改善砂漿的保水性。石灰特性n2、凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低n3、耐水性差n由于石灰漿硬化慢、強(qiáng)度低，在石灰硬化體中，大部分仍是尚未碳化的Ca(OH)2，Ca(OH)2易溶于水，這會使得硬化石灰體遇水后產(chǎn)生潰散，故石灰不宜用于潮濕環(huán)境。石灰特性n4 4、體積收縮大、體積收縮大n石灰漿體在硬化過程中要蒸發(fā)大量的水，石灰漿體在硬化過程中要蒸發(fā)大量的水，使

7、石灰內(nèi)部毛細(xì)孔失水收縮，引起體積收使石灰內(nèi)部毛細(xì)孔失水收縮，引起體積收縮。因此石灰除調(diào)制成石灰乳作薄層涂刷縮。因此石灰除調(diào)制成石灰乳作薄層涂刷外，一般不單獨(dú)使用，常在石灰中摻入砂、外，一般不單獨(dú)使用，常在石灰中摻入砂、麻刀、紙筋等材料以減少收縮。麻刀、紙筋等材料以減少收縮。n5 5、吸濕性強(qiáng)、吸濕性強(qiáng)n生石灰吸濕性強(qiáng)，保水性好，可作干燥劑。生石灰吸濕性強(qiáng)，保水性好，可作干燥劑。（二）石灰的應(yīng)用n1、拌制灰土或三合土n灰土即熟石灰粉和粘土按一定比例拌和均勻，夯實(shí)而成，常用有二八灰土及三七灰土；三合土即熟石灰粉、粘土、骨料按一定的比例混合均勻夯實(shí)。夯實(shí)后的灰土和三合土廣泛用作建筑物的基礎(chǔ)、路面或地

8、面的墊層，其強(qiáng)度比石灰和粘土都高，其原因是粘土顆粒表面的少量活性SiO2、Al2O3與石灰起反應(yīng)生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等不溶于水的水化礦物的緣故。石灰的應(yīng)用n2、配制石灰砂漿和石灰乳n用于抹灰和粉刷。n3、生產(chǎn)硅酸鹽制品n4、生產(chǎn)碳化石灰板n將磨細(xì)的生石灰、纖維狀填料（如玻璃纖維）或輕質(zhì)骨料按比例混合攪拌成型，再通入CO2進(jìn)行人工碳化，可制成輕質(zhì)板材。石灰的應(yīng)用n5、加固含水的軟土地基n在樁孔內(nèi)灌入生石灰塊，利用生石灰吸水熟化時體積膨脹的性能產(chǎn)生膨脹壓力，從而使地基加固。工程實(shí)例n 石灰的選用：n某工地急需配制石灰砂漿。當(dāng)時有消石灰粉、生石灰粉及生石灰塊可供選用。因生石灰價格相對較便宜，便

9、選用，并馬上加水配制石灰膏，再配制石灰砂漿。使用數(shù)日后，石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸出的膨脹性裂縫，如圖，請分析原因。原因分析n該石灰的陳伏時間不夠。數(shù)日后部分過火石灰在已硬化的石灰砂漿中熟化，體積膨脹，以致產(chǎn)生膨脹性裂紋。防治措施n 因工程時間緊，若無現(xiàn)成合格的石膏，可選因工程時間緊，若無現(xiàn)成合格的石膏，可選用消石灰粉或生石灰粉。生石灰粉在磨細(xì)過程用消石灰粉或生石灰粉。生石灰粉在磨細(xì)過程中，把過火石灰磨成細(xì)粉，克服了過火石灰在中，把過火石灰磨成細(xì)粉，克服了過火石灰在熟化時造成的體積安定性不良的危害。熟化時造成的體積安定性不良的危害。n故可不必陳伏可直接使用，且生石灰熟化時放故可不必陳伏可直接使用，且生

10、石灰熟化時放出的熱可大大加快砂漿的凝結(jié)硬化，加水量亦出的熱可大大加快砂漿的凝結(jié)硬化，加水量亦較少，硬化后的砂漿強(qiáng)度亦提高。較少，硬化后的砂漿強(qiáng)度亦提高。第二節(jié) 建筑石膏n一、石膏的生產(chǎn)與種類n（一）建筑石膏OHOHCaSOOHCaSOCC22417010724211)(21200型（二）高強(qiáng)石膏OHOHCaSOOHCaSOMPaC22413. 0 .12524211)(2120型高強(qiáng)石膏n高強(qiáng)石膏較建筑石膏晶體顆粒較粗，表面積小，高強(qiáng)石膏較建筑石膏晶體顆粒較粗，表面積小，拌制相同稠度時需水量比建筑石膏少，因此該拌制相同稠度時需水量比建筑石膏少，因此該石膏硬化后結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度高。高強(qiáng)石膏生產(chǎn)石膏

11、硬化后結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度高。高強(qiáng)石膏生產(chǎn)成本較高，主要用于室內(nèi)高級抹灰、裝飾制品成本較高，主要用于室內(nèi)高級抹灰、裝飾制品和石膏板等。和石膏板等。n此外，還有粉刷石膏、地板石膏等，建筑上應(yīng)此外，還有粉刷石膏、地板石膏等，建筑上應(yīng)用最廣泛的為建筑石膏，本節(jié)主要介紹建筑石用最廣泛的為建筑石膏，本節(jié)主要介紹建筑石膏的性質(zhì)及應(yīng)用。膏的性質(zhì)及應(yīng)用。二、建筑石膏的凝結(jié)與硬化n（一）建筑石膏的水化一）建筑石膏的水化n建筑石膏加水拌合后，與水發(fā)生化學(xué)反建筑石膏加水拌合后，與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（簡稱水化），其反應(yīng)式如下：應(yīng)（簡稱水化），其反應(yīng)式如下：OHCaSOOHOHCaSO24224221121（二）建筑石膏的凝結(jié)硬

12、化n凝結(jié)：隨著漿體中自由水分的水化消耗、蒸發(fā)凝結(jié)：隨著漿體中自由水分的水化消耗、蒸發(fā)及被水化產(chǎn)物吸附，自由水不斷減少，漿體逐及被水化產(chǎn)物吸附，自由水不斷減少，漿體逐漸變稠而失去塑性這一過程稱凝結(jié)。漸變稠而失去塑性這一過程稱凝結(jié)。n硬化：在失去塑性的同時，二水石膏膠體微粒硬化：在失去塑性的同時，二水石膏膠體微粒逐漸變?yōu)榫w，晶體顆粒逐漸長大，且晶體顆逐漸變?yōu)榫w，晶體顆粒逐漸長大，且晶體顆粒間相互搭接、交錯、共生，晶體之間摩擦力、粒間相互搭接、交錯、共生，晶體之間摩擦力、粘結(jié)力逐漸增大，強(qiáng)度不斷增大，這一過程稱粘結(jié)力逐漸增大，強(qiáng)度不斷增大，這一過程稱為硬化。為硬化。 三、建筑石膏的特性n（一）凝

13、結(jié)硬化快一）凝結(jié)硬化快n建筑石膏加水拌合后，漿體幾分鐘后開始失去建筑石膏加水拌合后，漿體幾分鐘后開始失去塑性，塑性，30min30min內(nèi)完全失去可塑性而產(chǎn)生強(qiáng)度。內(nèi)完全失去可塑性而產(chǎn)生強(qiáng)度。使用過程中，常摻入一些緩凝劑。使用過程中，常摻入一些緩凝劑。n（二）體積微膨脹性（二）體積微膨脹性n建筑石膏在硬化時卻體積膨脹，膨脹率為建筑石膏在硬化時卻體積膨脹，膨脹率為0.50.51 1。這一性質(zhì)使石膏制品尺寸準(zhǔn)確，形。這一性質(zhì)使石膏制品尺寸準(zhǔn)確，形體飽滿，再加上石膏本身顏色潔白，質(zhì)地細(xì)膩，體飽滿，再加上石膏本身顏色潔白，質(zhì)地細(xì)膩，因而特別適合制作建筑裝飾制品。因而特別適合制作建筑裝飾制品。建筑石膏的

14、特性n（三）多孔性三）多孔性n為了使石膏漿體具有施工要求的可塑性，建筑為了使石膏漿體具有施工要求的可塑性，建筑石膏在加水拌合時往往加入大量的水（約占建石膏在加水拌合時往往加入大量的水（約占建筑石膏質(zhì)量的筑石膏質(zhì)量的60608080），而建筑石膏理論），而建筑石膏理論需水量僅占需水量僅占18.618.6，這些多余的自由水蒸發(fā)后，這些多余的自由水蒸發(fā)后留下許多孔隙。因此石膏制品具有表觀密度小，留下許多孔隙。因此石膏制品具有表觀密度小，保溫隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，同時也帶來強(qiáng)度低、保溫隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，同時也帶來強(qiáng)度低、吸水率大、抗?jié)B性差等缺點(diǎn)。吸水率大、抗?jié)B性差等缺點(diǎn)。建筑石膏的特性n（四）防水性好，但

15、耐火性差n建筑石膏硬化后主要成分為CaSO42H2O，當(dāng)遇到火災(zāi)時，結(jié)晶水吸收大量熱，蒸發(fā)變?yōu)樗魵?，一方面延緩石膏表面溫度的升高，另一方面水蒸氣幕可有效地阻止火勢蔓延，起到了防火作用。但二水脫水后，?qiáng)度下降，因?yàn)槟突鹦圆?。建筑石膏的特性n（五）環(huán)境的調(diào)節(jié)性（五）環(huán)境的調(diào)節(jié)性n建筑石膏具有較強(qiáng)的吸濕性，熱容量大、保溫建筑石膏具有較強(qiáng)的吸濕性，熱容量大、保溫隔熱性能好，能在一定程度上能調(diào)節(jié)環(huán)境的溫、隔熱性能好，能在一定程度上能調(diào)節(jié)環(huán)境的溫、濕度。濕度。n（六）耐水性、抗凍性差（六）耐水性、抗凍性差n建筑石膏制品的孔隙率大，且二水石膏可微溶建筑石膏制品的孔隙率大，且二水石膏可微溶于水，遇水后強(qiáng)度大

16、大降低，若石膏制品吸水于水，遇水后強(qiáng)度大大降低，若石膏制品吸水后受凍，會因孔隙中水分結(jié)冰膨脹而破壞。因后受凍，會因孔隙中水分結(jié)冰膨脹而破壞。因此石膏制品不宜用在潮濕寒冷的環(huán)境中。此石膏制品不宜用在潮濕寒冷的環(huán)境中。四、建筑石膏的應(yīng)用n建筑石膏的用途廣泛，主要用于室內(nèi)抹建筑石膏的用途廣泛，主要用于室內(nèi)抹灰、粉刷，生產(chǎn)各種石膏板及裝飾制品，灰、粉刷，生產(chǎn)各種石膏板及裝飾制品，作水泥原料中的緩凝劑和激發(fā)劑等。作水泥原料中的緩凝劑和激發(fā)劑等。n（一）室內(nèi)抹灰和粉刷（一）室內(nèi)抹灰和粉刷n（二）建筑石膏制品（二）建筑石膏制品n建筑石膏制品具有良好的裝飾功能，不建筑石膏制品具有良好的裝飾功能，不污染、不老化，對人體健康無害等優(yōu)點(diǎn)，污染、不老化，對人體健康無害等優(yōu)點(diǎn)，近年來倍受青睞。近年來倍受青睞。n1 1、紙面石膏板、紙面石膏板n2 2、裝飾石膏板、裝飾石膏板n3 3、吸聲穿孔石膏板、吸聲穿孔石膏板n4 4、石膏藝術(shù)制品、石膏藝術(shù)制品 觀察與討論觀察與討論n建筑石膏粉的質(zhì)量問題:請觀察下圖中的建筑石膏粉，請觀察下圖中的建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉作粘結(jié)并分析是否宜用此石膏粉作粘結(jié)材料或制作石膏制品。材料或制作石膏制品。 討論