2气硬性胶凝材料（课件）- 《建筑材料》同步教学（电工版·2016版）

2.气硬性胶凝材料 2.1 石灰 2.2 石膏 2.3 水玻璃 概述：胶凝材料的定义与分类 1.胶凝材料 能将散粒材料或块状材料胶结为整体并具有一定机械强度的物质。又称胶结料。如：水泥、石膏、石灰、沥青等。 概述：胶凝材料的定义与分类 2.胶凝材料的分类 胶凝材料 有机胶凝材料 无机胶凝材料 基本成分为天然的或合成的有机高分子化合物，如沥青、树脂。 基本成分为无机化合物。 气硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料 只能在空气中硬化、保持或发展强度如：石膏、石灰、水玻璃等。 能在空气和水中硬化、保持和发展强度。如：水泥。 3 2.气硬性胶凝材料 2.1 石灰 2.2 石膏 2.3 水玻璃 概述：胶凝材料的定义与分类 2.1 石灰 石灰生产简介 石灰的技术要求 石灰的应用 石灰的特性 一、石灰生产简介 1.生产原理： 煅烧时间过长或温度过高→过火石灰； 温度过低或煅烧时间不足→欠火石灰→降低产量。 2.石灰的品种 生石灰（块灰）：石灰石煅烧而成。 生石灰粉（磨细生石灰）:块灰破碎、磨细而成。 消石灰粉（熟石灰）：块灰淋水消解而得。 石灰膏：块灰加入足量的水，淋制熟化而成（膏状）。 石灰乳（石灰水）：石灰膏用水冲淡而成（浆液状）。 自行消解：热量促硬化，膨胀促致密； 磨细：过火石灰消解加快，混合均匀； 若条件许可，尽可能采用。 石灰的“熟化”或“消化”； 自身粉化，不需磨细； 大量放热，不断搅拌，减少逆反应； 防潮，防火防爆； 体积增大，注意容器匹配； 二、石灰的技术要求 1.建筑生石灰 产品标准：《建筑生石灰》（JC/T 479-92） 钙质生石灰（MgO≤5%），镁质生石灰（MgO＞5%） 。 建筑生石灰的技术指标 项目 钙质生石灰 镁质生石灰 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 CaO+MgO含量≥ ，（%） 90 85 80 85 80 75 CO2含量≤ ，（%） 5 7 9 6 8 10 未消解残渣含量（5mm圆孔筛余） ≤ ，（%） 5 10 15 5 10 15 产浆量≥ ，（L/kg） 2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0 2.建筑生石灰粉 产品标准：《建筑生石灰粉》（JC/T 480-92）； 分类：钙质生石灰粉（MgO≤5%），镁质生石灰粉（MgO＞5%） 。 建筑生石灰粉的技术指标 项目 钙质生石灰 粉 镁质生石灰粉 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 CaO+MgO含量≥,（%） 85 80 70 80 75 70 CO2含量≤,（%） 7 9 11 8 10 12 细度 0.90mm筛的筛余≤,（%） 0.2 0.5 1.5 0.2 0.5 1.5 0.125mm筛的筛余≤,（%） 7.0 12.0 18.0 7.0 12.0 18.0 3.建筑消石灰粉 产品标准：《建筑消石灰粉》（JC/T 481-92）； 分类：钙质消石灰粉（MgO＜4%），镁质消石灰粉（4%≤ MgO＜24%），白云石消石灰粉（24%≤MgO＜30%）。 建筑消石灰粉的技术指标 项目 钙质消石灰 粉 镁质消石灰粉 白云石消石灰粉 优 等 品 一 等 品 合格品 优 等 品 一 等 品 合格品 优 等 品 一 等 品 合格品 CaO+MgO含量≥,（%） 70 65 60 65 60 55 65 60 55 游离水（%） 0.4~2 体积安定性 合格 合格 — 合格 合格 — 合格 合格 — 细度 0.90mm筛的筛余≤,(%) 0 0 0.5 0 0 0.5 0 0 0.5 0.125mm筛的筛余≤,(%) 3 10 15 3 10 15 3 10 15 三、石灰的特性 1.可塑性和保水性较好。 高度分散的Ca(OH)2胶体表面吸附较厚水膜。 2.生石灰水化时水化热大，体积增大（增大1.0～2.5倍）。 石灰的“熟化”或“消化” 过火石灰：硬化后慢慢水化膨胀→局部隆起和开裂→需“预水化”（陈状）二周左右。 根据《砌筑砂浆配合比设计规程》（JGJ 98-2000）：生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3mm×3mm的网过滤，熟化时间不得小于7d；磨细生石灰粉的熟化时间不得小于2d。 石灰的陈伏 《建筑装饰装修工程质量验收规范》（ GB 50203-2001 ）规定：抹灰用的石灰膏的熟化期不应小于15d；罩面用的磨细石灰粉的熟化期不应小于3d。 3.硬化缓慢。 石灰浆的硬化过程： 结晶作用。水分蒸发，Ca(OH)2逐渐结晶析出。 碳化作用。 表层以CaCO3为主，内层以Ca(OH)2晶体为主，内部水分脱出缓慢，因而石灰凝结硬化缓慢。 4.硬化时体积收缩大。 游离水分蒸发所致。 除调成石灰乳做薄层粉刷外，不宜单独使用。 施工时常加入骨料或纤维材料（如麻刀、纸筋）。 6.耐水性差。 大部分尚未碳化的Ca(OH)2易溶于水所制。 石灰不宜用于潮湿环境。 7.吸湿性强，是传统的干燥剂。 5.硬化后强度低。 生石灰消化理论需水量32.13%，实际消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸发留下大量孔隙。 1:3石灰砂浆28d抗压强度只有0.2~0.5MPa。 四、石灰的应用 品种 适用范围 生石灰 配置石灰膏；磨细成生石灰粉。 生石灰粉（磨细生石灰粉） 调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；配置无熟料水泥（石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等）；制作硅酸盐制品（如灰砂砖等）；制作碳化制品（如碳化石灰空心板）；石灰土（灰土）和三合土 。 消石灰粉 制作硅酸盐制品；石灰土和三合土 。 石灰膏 调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；稀释成石灰乳（石灰水）涂料。 石灰乳 用于内墙和平顶刷白抹面砂浆。 2.气硬性胶凝材料 2.1 石灰 2.2 石膏 2.3 水玻璃 概述：胶凝材料的定义与分类 2.2 石膏 建筑石膏生产简介 石膏的技术要求 建筑石膏的应用 建筑石膏的特性 一、建筑石膏生产简介 1.生产原理： 2.原材料： 天然二水石膏。又称生石膏、软石膏。分子式 。 天然硬石膏。主要由无水硫酸钙 组成，又名无水石膏。 工业副产石膏。如磷石膏、氟石膏、盐石膏、苏打石膏。 天然二水石膏 3. 在 系统中公认的石膏相有5种形态、7个变种。 二水石膏 α型与β型半水石膏 α与βⅢ型硬石膏 Ⅱ型硬膏石 Ⅰ型硬石膏 ，只在1180℃以上才存在。 为建筑石膏，又称熟石膏。 为高强石膏。 4.石膏的脱水转变图 试验室理想条件 高温脱水 难溶或者不溶 工业生产条件 二、石膏的技术要求 产品标准：《建筑石膏》（GB 9776-88）， 分为优等品、一等品和合格品。 建筑石膏技术指标 技术指标 优等品 一等品 合格品 抗折强度，MPa，≥ 2.5 2.1 1.8 抗压强度，MPa，≥ 4.9 3.9 2.9 细度（0.2mm方孔筛筛余，%），≤ 5.0 10.0 15.0 凝结时间 初凝时间≥6min；终凝时间≤30min。 1.凝结硬化快。常温下完全水化的时间为5～15min，终凝时间不超过30min，7d左右完全硬化。 三、建筑石膏的特性 凝结硬化原理： 的溶解度很小，约半水石膏的1/5，很快达到饱和析出晶体，晶体长大、连生、交错，并产生强度。 建筑石膏凝结硬化示意图 石膏缓凝剂：硼砂、酒石酸钾钠、柠檬酸、聚乙烯醇、石灰活化动物骨胶或皮胶等。 作用：降低半水石膏的溶解度和溶解速度。 1－半水石膏；2－二水石膏胶粒；3－二水石膏晶体；4－交错的晶体 胶化 结晶开始 结晶长大与交错 2.硬化时体积微膨胀 膨胀率约为1%； 注模后能真实反映模子的细致纹理； 石膏制品表面光滑饱满、棱角清晰，表面洁白细腻，适用于浇注各种建筑花饰和雕塑； 干燥时不开裂。 5.防火性好 石膏制品遇火时，二水石膏的结晶水蒸发，吸收热量，并在表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层。 不宜长期靠近65℃以上高温的部位，以免脱水分解。 3.孔隙率大，表观密度小，强度低。 半水石膏水化，理论需水量18.6%，实际加水量约为60~80%，多余水分硬化后蒸发，留下孔隙。 4.隔热、吸声性良好。 孔隙率高，且为微细的毛细孔。 7.耐水性和抗冻性差。 潮湿条件→晶粒间的结合力减弱，强度下降； 水中浸泡→水化物二水石膏晶体逐渐溶解而破坏； 吸水受冻→空隙中水分会结冰膨胀破坏。 提高石膏耐水性 加入水硬性材料，如水泥、矿渣。 加入水溶性树脂氨基、密胺、聚乙烯醇等 加入有机乳液，如沥青、石蜡 6.具有一定的调温调湿性。 热容量大，吸湿性强，可以保持室内“小气候”均衡状态。 8.加工性能好。可锯，可刨，可钉，可打眼。 四、建筑石膏的应用 1.制备粉刷石膏。 2.石膏砂浆。抹灰； 3.建筑石膏制品。如石膏墙板、石膏砌块； 4.艺术装饰石膏。如装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑制品； 3.气硬性胶凝材料 2.1 石灰 2.2 石膏 2.3 水玻璃 概述：胶凝材料的定义与分类 2.3 水玻璃 概述 水玻璃的生产 水玻璃的应用 水玻璃的特性 概述 水玻璃俗称泡花碱，化学通式为 ，其中，n 是二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比，为水玻璃的模数，一般在1.5～3.5之间。 按碱金属氧化物，分为钠水玻璃、钾水玻璃和钾钠水玻璃。 按含水程度的不同，分为以下三类： 块状或粉状水玻璃。溶解度很小，尤其是高模数的水玻璃； 含有化合水的固体水玻璃或水合水玻璃。溶解度提高。 块状水玻璃的水溶液，即液体水玻璃。 我国目前最常用的仍然是液体钠水玻璃，简称水玻璃。 一、水玻璃的生产 湿法：将磨细的石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅（2.06×105～3.09×105Pa）内用蒸气加热，并搅拌，使之直接反应而成液体水玻璃。 干法：将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内于1300～1400℃温度下熔化，生成固体水玻璃，再将它装进蒸压釜内，通入蒸汽熔（溶）化后，即制成液体水玻璃。 1.在空气中凝结硬化情况 （无定形硅胶） 空气中CO2浓度低，反应较慢，提高反应速度，可将水玻璃加热或加入氟硅酸钠 促硬剂。 二、水玻璃的特性 3.耐酸（不耐碱）：SiO2在强氧化性酸中化学稳定性高。 4.耐热：水玻璃不燃烧，在高温下不分解。 5.防水：水玻璃硬化时析出的硅胶能堵塞材料的毛细孔隙。 2.良好的粘结性能。 模数越大，粘结能力越强； 模数相同，则浓度越高，粘结力越强； 加入尿素，粘度不变，粘结力提高25%左右。 三、水玻璃的应用 涂刷在建材表面； 配制耐酸浆体、耐酸砂浆和耐酸混凝土； 配制耐热砂浆和耐热混凝土； 土壤加固； 配制快凝防水剂。 本章结束！ $$