项目2 任务三 水 玻 璃（课件）- 《建筑材料》同步教学（西安科版·2013）

项目二 气硬性胶凝材料 任务一 石灰 任务二 石膏 任务三 水玻璃 项目二 气硬性胶凝材料 1 　　教学要求 　　了解：胶凝材料的概念和分类，石膏、石灰的原料及品种，石灰、石膏、水玻璃的生产工艺及对性能的影响。 　　掌握：气硬性胶凝材料的概念，石灰的熟化、陈伏及硬化过程，水玻璃的性质和应用。 　　重点：建筑石膏、石灰的组成、性质与应用。 　　难点：石膏、石灰和水玻璃的应用，建筑石膏硬化过程的物理、化学变化。 项目二 气硬性胶凝材料 1 　　【走进历史】 　　从《石灰吟》和金字塔看胶凝材料 　　石灰是一种古老的建筑材料，由于其原料分布广、生产工艺简单、成本低、使用方便，因此被广泛用于建筑工程。例如：组成最为经典、古老的复合胶凝材料(石灰＋糯米汁＋桐油)被广泛用于万里长城、明城墙、苏州古盘门和古埃及金字塔等世界文化遗产。 项目二 气硬性胶凝材料 1 　　石 灰 吟 　　—于谦[明代] 　　千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲；粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。 　　这是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻，表达自己为国尽忠、不怕牺牲的意愿和坚守高洁情操的决心。但是这四句诗也表明了石灰的物理、化学变化过程。 　　千锤万凿出深山：石灰石，物理变化，因为是直接开采出来的； 项目二 气硬性胶凝材料 1 　　烈火焚烧若等闲：碳酸钙，石灰石的主要成分，在烈火下可分解：CaCO3→CaO+CO2↑； 　　粉身碎骨浑不怕：生石灰，为CaCO3受热分解的产物CaO，表明它受热不分解； 　　要留清白在人间：熟石灰，表明它是粉刷墙壁用的物质；生石灰遇水潮解，立即形成熟石灰[消石灰Ca(OH)2]，熟石灰溶于水后可调浆，在空气中易硬化，用于粉刷。 项目二 气硬性胶凝材料 1 　　古埃及人发现尼罗河流域盛产的石膏可以制作成很好的黏结材料。他们发现，把开采出来的石膏碾碎磨细，再加上少量黏土一起煅烧，就会使石膏失去一部分结晶水而成为熟料。熟料加水，调成糊状，过不了多久又会重新变硬，而且石膏糊黏性甚好。由此埃及人发明了与水泥相似的石膏黏结剂，还用它创造了世界建筑史上的奇迹—金字塔。 　　到目前为止，埃及尚存的金字塔有近80座左右，其中规模最大的一座距今已有4500多年的历史，可见该石膏复合胶凝材料具有良好的耐久性。 项目二 气硬性胶凝材料 1 　　 　　水玻璃俗称“泡花碱”，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的能溶于水的一种金属硅酸盐物质。根据碱金属氧化物种类的不同，水玻璃分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃，工程中以硅酸钠水玻璃(Na2O·nSiO2)最为常用。 任务三 水 玻 璃 项目二 气硬性胶凝材料 1 2.3.1 水玻璃的生产 　　硅酸钠水玻璃的主要原料是石英砂、纯碱。将原料磨细，按比例配合，在玻璃熔炉内熔融而生成硅酸钠，冷却后得固态水玻璃，然后在水中加热溶解而成液体水玻璃，其反应式为 　　 nSiO2 + Na2CO3 　　 Na2O·nSiO2 + CO2↑ 项目二 气硬性胶凝材料 1 　　式中，n为水玻璃模数，即二氧化硅与氧化钠的摩尔数比，其值的大小决定水玻璃的性质。n值越大，水玻璃的黏度越大，黏结能力愈强，愈易分解、硬化，但也愈难溶解，体积收缩也愈大。建筑工程中常用水玻璃的n值一般在2.5～2.8之间。 　　水玻璃的生产除上述介绍的干法外还有湿法。湿法是将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅内用蒸气加热，并加以搅拌，便直接反应生成液体水玻璃。 　　液体水玻璃常因含杂质而呈青灰色、绿色或微黄色，以无色透明的液体水玻璃为最好。液体水玻璃可以与水按任意比例混合。使用时仍可加水稀释。在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其黏度的情况下可提高黏结力。 项目二 气硬性胶凝材料 1 2.3.2 水玻璃的硬化 　　水玻璃在空气中与二氧化碳作用，析出二氧化硅凝胶，凝胶因干燥而逐渐硬化，其反应式为 　　Na2O·nSiO2 + CO2 + mH2O → nSiO2·mH2O + Na2CO3 　　上述硬化过程很慢，为加速硬化，可掺入适量的固化剂，如氟硅酸钠(Na2SiF6)或氯化钙(CaCl2)，其反应如下： 　　Na2O·nSiO2 + Na2SiF6 + mH2O → (2n+1)SiO2·mH2O + 6NaF 　　氟硅酸钠的适宜掺量为水玻璃重量的12%～15%。如果用量太少， 项目二 气硬性胶凝材料 1 不但水玻璃的硬化速度缓慢，强度降低，而且未经反应的水玻璃易溶于水，因而耐水性差。但如果用量过多，又会引起凝结过速，使施工困难，而且渗透性大，强度也低。加入氟硅酸钠后，水玻璃的初凝时间可缩短到30 min～60 min，终凝时间可缩短到240 min～360 min，7天基本达到最高强度。 项目二 气硬性胶凝材料 1