第二章气硬性胶凝材料第2.1节石膏教学（课件）- 《建筑材料》同步教学（化学工业出版社第1版）

土木工程建筑材料 Civil engineering materials 1 2023/12/26 2 第2章 气硬性胶凝材料 3 掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、 石膏技术要求、性质 熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用 了解：石灰的生产、石灰的品种 本章教学目标 4 胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体，并在变化过程中把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度的整体的材料。 定义与分类 5 胶 凝 材 料 无机胶凝材料 有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶等 气硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料：各种水泥 石灰 石膏 水玻璃 2023/12/26 6 气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬化， 保持并发展其强度的胶凝材料。 水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能 更好地在水中硬化，保持 并继续发展其强度的胶凝材料。 2023/12/26 7 气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别 水硬性胶凝材料不仅可以在 凝结硬化，还可以 得到更好的凝结硬化。 气硬性胶凝材料 在 凝结硬化。 只能 空气中 空气中 在水中 胶凝材料的发展史 1、石灰-石膏时期 8 2、石灰-火山灰时期 3、水泥时期 2023/12/26 9 2.1 石 膏 9 2023/12/26 10 石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏。 2.1.1 石膏的原料、生产及品种 1.石膏的原料 根据石膏中含有结晶水的多少不同可分为： （1）无水石膏（CaSO4）：也称硬石膏，它结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料。 2023/12/26 11 （2）天然石膏（CaSO4·2H2O）：也称生石膏或二水石膏，大部分天然石膏矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。 （３）建筑石膏 （CaSO4·1/2 H2O） 也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根据其内部结构不同可分为α型半水石膏和β型半水石膏。 （4）化工石膏：指含有CaSO4·2H2O成分的化学工业副产品。 2023/12/26 12 天然二水石膏 2023/12/26 13 脱硫石膏 2023/12/26 14 1）.建筑石膏 2）.高强石膏 2.石膏的生产与品种 β型半水石膏 α型半水石膏 2023/12/26 15 α型半水石膏与β型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比表面积较小，强度高，因此又称为高强石膏。 3）.可溶性硬石膏 当加热温度升高到170～200℃时，半水石膏继续脱水，生成可溶性硬石膏（CaSO4Ⅲ）。此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。当加热温度升高到200～250℃时，石膏中残留的水很少，凝结硬化非常缓慢，但遇水后还能逐渐生成半水石膏直至二水石膏。 2023/12/26 16 4）.死烧石膏 当加热温度高于400℃时，石膏完全失水，成为不溶性硬石膏（CaSO4Ⅱ）。此无水石膏就失去了凝结硬化性能。但当加入激发剂混合磨细后，又可恢复水化硬化能力，成为无水石膏水泥。它可制作石膏灰浆、石膏板和其它石膏制品。 5）.高温煅烧石膏 温度高于800℃时，部分硬石膏分解出中CaO，磨细后的产品即为高温煅烧石膏。 2023/12/26 17 1.石膏的水化 2.1.2 石膏的水化与硬化 建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。 此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反应，因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反应总体表现为向右进行，二水石膏以胶体微粒自水中析出。 2023/12/26 18 2.石膏的凝结硬化 干燥硬化和结晶硬化两个过程交错进行，随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了摩擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间摩擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的终凝。 石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。 2023/12/26 19 （１）凝结硬化速度快 建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。一般石膏的初凝时间仅为10min左右，终凝时间不超过30min，