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1、第二章 气硬性胶凝材料,概 述,1、胶凝材料的定义2、胶凝材料的分类3、本章教学内容与学习要求4、学习重点与难点,1、胶凝材料的定义,凡能经过自身的在物理化学作用,在由可塑浆体变成坚硬石状体的过程中，能把散粒或块状物料胶结成一个整体，且有一定机械强度的材料，统称为胶凝材料(Cementitious Materials)。,2.胶凝材料的分类,胶凝材料,有机胶凝材料（如沥青和各种树脂）,无机胶凝材料,气硬性胶凝材料（Non-Hydraulic)（只能在空气中硬化,并保持或继续提高强度的胶凝材料。如石膏、石灰、水玻璃等）,水硬性胶凝材料（Hydraulic）（在拌水后不仅能在空气中硬化，而且能更好
2、地在水中硬化,保持并继续提高强度的胶凝材料。如各种水泥）,3.本章教学内容与学习要求,教学内容 本章主要介绍下列几种气硬性胶凝材料的特性、技术性质要求和应用：石 灰(Lime)石膏(Plaster)水玻璃(Water Glass)氯氧镁水泥(Sorel Cement)学习要求 通过学习要求了解这几种胶凝材料的特性与用途。,4.学习重点与难点,重点：石灰和石膏的特性与用途。难点：石灰的熟化和硬化特性；建筑石膏硬化过程的物理化学变化。,第一节 石 灰,一、石灰的生产,实际煅烧温度为10001100oC（目的：加快煅烧过程）。温度过低或煅烧时间过短 产生欠烧石灰。温度过高或煅烧时间过长 产生过火石灰
3、。,(一)石灰原料与煅烧 生产石灰（Lime）的原料有石灰石、白云石、白垩、贝壳等，经煅烧后得到块状生石灰：,(二)石灰产品,除了块状石灰，常用的石灰产品还有：生石灰粉：由块状石灰磨细得到的粉末，主要成分 为 CaO。消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca(OH)2，亦称熟石灰。石灰膏：将块状生石灰用过量水（约为生石灰体积的 34倍）消化，或将消石灰粉和水拌和，所得达一定稠度的膏状物，主要成分为Ca(OH)2和水。,二、石灰的熟化（消解）(一)石灰的熟化过程,石灰熟化过程放出大量热，体积膨胀12.5倍。,石灰在使用前，要加水熟化成熟石灰（消石灰，Quicklime)C
4、aO+H2O Ca(OH)2+Q,(二)欠火石灰和过火石灰的熟化,欠火石灰：欠火石灰的中心部分仍是碳酸钙硬块，不能熟化，形成渣子。过火石灰：过火石灰结构紧密，熟化很慢，当用于建筑上后，可能继续熟化产生体积膨胀，引起隆起鼓包和开裂。石灰浆的陈伏：为消除过火石灰的危害，石灰浆需在消解坑里存放两星期以上（称为“陈伏”），使未熟化的石灰充分熟化。陈伏期间石灰浆表面应覆盖以水，以免石灰浆碳化。,三、石灰的硬化,石灰浆在空气中逐渐硬化，其的硬化包括两个同时进行的过程：结晶过程 水分蒸发引起氢氧化钙从过饱和溶液中析出。碳化过程 氢氧化钙吸收空气中CO2，生成碳酸钙和水 Ca(OH)2+CO2+nH2O=Ca
5、CO3+(n+1)H2O,四、石灰的特性,可塑性和保水性好 水化时放热大，体积增大 硬化缓慢。这是因为碳化作用主要发生在与空气接触的表 面，且生成膜 CaCO3层较致密，阻碍了空气中CO2的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发，因此硬化缓慢。硬化时体积收缩大。因为硬化时大量水蒸发，导致毛细管失水收缩。,硬化后强度低。其原因是石灰消化时实际用水量比理论用 水量大得多，多余水在硬化后蒸发，留下空隙。耐水性差。因为 Ca(OH)2易溶于水。,五、石灰的技术指标,六、石灰的应用,制作石灰乳涂料 配制砂浆（石灰砂浆和石灰水泥混合砂浆）拌制灰土和三合土 石灰(消石灰粉)粘土 灰土 石灰(消石灰粉)粘土 砂等 三
6、合土 灰土和三合土硬化时,除Ca(OH)2发生结晶和碳化作用外，Ca(OH)2还能与粘土中少量活性SiO2及Al2O3作用而生成具有水硬性的水化硅酸钙及水化铝酸钙。,生产硅酸盐制品 磨细生石灰或消石灰与砂、粉煤灰、炉渣等硅质材料加水拌和、经成型蒸压或蒸压处理等工序制得的建筑材料，通称为硅酸盐制品。如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块等。,硅酸盐砌块,灰砂砖,灰砂砖,第二节 石 膏,一、石膏的生产,（一）石膏的原料 生产石膏胶凝材料的的原料有：天然二水石膏 CaSO42H2O 天然无水石膏 CaSO4 含硫酸钙工业废料 磷石膏、氟石膏、芒硝石膏等。,（二）石膏的生产过程,石膏胶凝材料的主要生产工序是破
7、碎和煅烧。天然二水石膏在非密闭的窑炉中加热到107o180oC时，可得b型半水石膏，又称熟石膏，磨细后即为建筑石膏。,（三）二水石膏在不同温度下的生成物及性质,二、建筑石膏,（一）建筑石膏的凝结与硬化,（二）建筑石膏的特性,凝结硬化快硬化时体积微膨胀硬化后体积较大，表观密度和强度较低隔热、吸声性能好防火性能好具有一定调温、调湿性耐水性和抗冻性差加工性能好,（三）建筑石膏技术要求(GB97761988),（四）建筑石膏的应用,石膏的主要应用,粉刷石膏,石膏制品,面层粉刷石膏底层粉刷石膏保温层粉刷石膏,石膏砌块纸面石膏板纤维石膏板空心石膏条板艺术装饰石膏制品,空心石膏条板,空心隔墙板,纸面石膏板,
8、装饰石膏制品,壁花,天花板装饰花,装饰石膏制品,梁托,线条拐角、线条,艺术镜框,罗马柱,第三节 水 玻 璃,一、水玻璃的生产,水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比的碱金属氧化物和二氧化硅所组成。化学式为R2OnSiO2。二氧化硅和碱金属氧化物的摩尔比 n 称为水玻璃的模数，一般在2.63.0之间，密度为1.31.5g/cm3。,生产方法：湿法：石英砂和苛性钠溶液在在压蒸锅内(0.20.3MPa)用蒸汽加热，直接反应生成水玻璃。干法：石英砂和碳酸钙共同加热熔化，经冷却成固体，再与水加热溶解成水玻璃。,二、水玻璃的硬化,无定形硅凝胶 因空气中CO2较少，该过程较慢，通常加入1215氟
9、硅酸钠加速硅酸凝胶析出。,三、水玻璃的性能,胶结性能好热稳定性好耐酸性好耐水性和耐碱性差,四、水玻璃的应用,配制建筑涂料直接涂刷多孔制品表面，提高密实性和耐 久性、配制快凝防水剂配制耐酸混凝土和砂浆配制耐热混凝土和砂浆作为灌浆材料加固地基,思考题,1从硬化过程及硬化产物分析石膏及石灰属气硬性胶凝材料的原因。2用于墙面抹灰时，建筑石膏与石灰比较，具有哪些优点?何故?3石灰硬化体本身不耐水，但石灰土多年后具有一定的耐水性，你认为主要是什么原因?4生产菱苦土制品时常出现如下问题：硬化太慢，硬化过快，并容易吸湿返潮。你认为各是什么原因?如何改善?5某工程采用菱苦土砖砌筑屋面女儿墙，数年后出现大面积破坏，试分其原因。,
