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1、土木工程材料课件-第三章气硬性胶凝材料 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望掌握：掌握：胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、胶凝材料的定义、分类；建筑石灰、石膏技术要求、性质石膏技术要求、性质熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用熟悉：石灰的、石膏的的熟化、硬化和应用了解：石灰的生产、石灰的品种了解：石灰的生产、石灰的品种 本章教学目标胶凝材料胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后，能够：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
2、材由浆体变成固体，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。料或块状材料胶结成具有一定强度的整体。定义与分类定义与分类 特征：特征：严格意义上胶凝材料应指浆体；严格意义上胶凝材料应指浆体；能在常温下凝结硬化为固体；能在常温下凝结硬化为固体；有较强的胶结能力；有较强的胶结能力；具有一定的使用性能具有一定的使用性能将在第四章将在第四章进行讲解进行讲解胶凝材料胶凝材料有机胶凝材料（树脂、沥青等有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料无机胶凝材料水硬性胶凝材料（水泥）水硬性胶凝材料（水泥）气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃）气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃）本章的重点本章的重点
3、二者有何区别二者有何区别定义与分类定义与分类气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别气硬性胶凝材气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只能只能在在空气空气中硬化，并且在空中硬化，并且在空气中保持和发展其强度；气中保持和发展其强度；关键：干燥状态下，其硬化体才有较好关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！的性能！水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料不仅不仅能在能在空气空气中，而且能更好中，而且能更好地在地在水中水中硬化，保持并发展其强度。硬化，保持并发展其强度。关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能！有很好的性能！第一节第一节 建筑石灰建
4、筑石灰千千锤锤百百炼炼出出深深山山烈烈火火焚焚烧烧若若等等闲闲粉粉身身碎碎骨骨浑浑不不怕只只留留清清白白在在人人间间煅烧石灰石煅烧石灰石或白垩或白垩,内内含含CaCOCaCO3 3温度在温度在900900左右时左右时温度过高时温度过高时温度过低时温度过低时正火石灰正火石灰欠火石灰欠火石灰过火石灰过火石灰因煅烧温度过高使粘土杂质因煅烧温度过高使粘土杂质融化并包裹石灰，从而延缓融化并包裹石灰，从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的石灰的熟化，导致已硬化的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象砂浆产生鼓泡、崩裂等现象碳酸钙没有完全碳酸钙没有完全分解，降低了生分解，降低了生石灰的产量石灰的产量如何解决它如何解决它的危害？
5、的危害？一、石灰的生产一、石灰的生产水化过程中体积增大水化过程中体积增大1-2.51-2.5倍，迅速放出大量热（倍，迅速放出大量热（1h1h放放放放热是混凝土热是混凝土热是混凝土热是混凝土1d1d放热量的放热量的放热量的放热量的9 9倍多）倍多）倍多）倍多）二、生石灰的熟化二、生石灰的熟化生石灰+水熟石灰工程上使用的石灰大都是工程上使用的石灰大都是熟石灰熟石灰，有时，有时需要使用需要使用石灰膏石灰膏，有时使用，有时使用熟石灰粉熟石灰粉。熟化为石灰膏：将生石灰放入水将生石灰放入水中，注意水要过量中，注意水要过量池中透明液体为氢氧池中透明液体为氢氧化钙饱和溶液，下部化钙饱和溶液，下部沉淀即为熟石灰
6、沉淀即为熟石灰生石灰要在水中放置两周以上，此过程生石灰要在水中放置两周以上，此过程即为即为“陈伏陈伏”。在这段时间里生石灰会完在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过火石灰造成全和水反应，不会因含有过火石灰造成熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。将生石灰块淋水，使石灰充分熟化，又将生石灰块淋水，使石灰充分熟化，又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。石灰粉。熟化为熟石灰粉：熟化为熟石灰粉：三、石灰的硬化三、石灰的硬化结晶作用结晶作用生石灰或熟石灰水成为生石灰或熟石灰水成为Ca(OH)2Ca(OH)2浆体；浆体；浆体中游离水的不
7、断损失，导致浆体中游离水的不断损失，导致Ca(OH)2Ca(OH)2结晶；结晶；晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网硬化。硬化。碳化作用碳化作用Ca(OH)2Ca(OH)2与空气中的与空气中的CO2CO2气体反应，在表面形成气体反应，在表面形成CaCO3CaCO3膜层。膜层。提高耐久性。提高耐久性。结晶和碳化两个过程同时进行，但极为结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢缓慢。碳。碳化过程长时间只限于表面，化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部结晶过程主要在内部发生。发生。原因空气中空气中COCO2 2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，同时表
8、面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，阻止了阻止了COCO2 2的渗入，同时又使内部的水分无的渗入，同时又使内部的水分无法析出，影响硬化过程的进行。法析出，影响硬化过程的进行。四、石灰的技术要求四、石灰的技术要求五、常用建筑石灰的品种五、常用建筑石灰的品种石灰石石灰石10001200 C磨细磨细生石生石灰粉灰粉生石灰生石灰水喷淋水喷淋熟石熟石灰粉灰粉(水)化灰池石灰浆浓缩浓缩石灰膏石灰膏陈伏煅烧温度较低，时间较短时，煅烧温度较低，时间较短时，欠火石灰欠火石灰煅烧温度较高，时间较长时，煅烧温度较高，时间较长时，过火石灰过火石灰减轻或消除过火石灰的危害过火石灰的危害过火
9、石灰的危害 与水反应很慢，石灰硬化与水反应很慢，石灰硬化后再与水反应发生体积膨胀而引后再与水反应发生体积膨胀而引起开裂起开裂 。可塑性好和保水性好吸湿性好凝结硬化慢Ca(OH)Ca(OH)2 2粒子表粒子表面可以吸附水膜面可以吸附水膜六、石灰的特性和应用六、石灰的特性和应用1.石灰的特性生石灰可以用来生石灰可以用来做干燥剂做干燥剂石灰硬化收缩产生的裂缝石灰硬化收缩产生的裂缝石灰砂浆墙面因受潮而脱落石灰砂浆墙面因受潮而脱落六、石灰的特性和应用六、石灰的特性和应用强度低体积收缩大耐水性差1.1.石灰的特性石灰的特性2.2.石灰的应用石灰的应用 石灰在建筑工程中的应用范围很广，常作石灰在建筑工程中的
10、应用范围很广，常作以下几种用途。以下几种用途。（1.1.）配制砂浆配制砂浆 石灰具有良好的可塑性和粘结性，常用来石灰具有良好的可塑性和粘结性，常用来配制砂浆用于墙体的砌筑和抹面。石灰浆或配制砂浆用于墙体的砌筑和抹面。石灰浆或消石灰粉与砂和水单独配制成的砂浆称石灰消石灰粉与砂和水单独配制成的砂浆称石灰砂浆，与水泥、砂和水一起配制成的砂浆称砂浆，与水泥、砂和水一起配制成的砂浆称混合砂浆。为了克服石灰浆收缩大的缺点，混合砂浆。为了克服石灰浆收缩大的缺点，配制时常加入纸筋等纤维质材料。配制时常加入纸筋等纤维质材料。三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土用作铺筑步道砖的垫层三三合合土土桩桩灰灰土土桩桩（2)拌
11、制三合土和灰土拌制三合土和灰土 三合土按生石灰粉三合土按生石灰粉(或消石灰粉或消石灰粉)粘土粘土砂子砂子(或碎石、炉渣或碎石、炉渣)=123)=123的比例来配的比例来配制。灰土按石灰粉制。灰土按石灰粉(或消石灰粉或消石灰粉)粘土粘土=12=124 4的比例来配制。它们主要用于建筑的比例来配制。它们主要用于建筑物的基础、路面或地面的垫层，也就是说用物的基础、路面或地面的垫层，也就是说用于与水接触的环境，这与其气硬性相矛盾。于与水接触的环境，这与其气硬性相矛盾。这可能是三合土和灰土在强力夯打之下，密这可能是三合土和灰土在强力夯打之下，密实度大大提高，粘土中的少量活性实度大大提高，粘土中的少量活性
12、SiO2SiO2和活和活性性Al2O3Al2O3与石灰粉水化产物作用，生成了水与石灰粉水化产物作用，生成了水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，从而有一硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，从而有一定耐水性之故。定耐水性之故。拌制三合土和灰拌制三合土和灰土土 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入适量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一适量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价易得得涂料，主要用于内墙和天种廉价易得得涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度，我国农棚刷白，增加室内美观和亮度，我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各种颜色村也用于外墙。石灰乳可加入各种颜色的耐碱材料，以获得更好
13、的装饰效果。的耐碱材料，以获得更好的装饰效果。(3)(3)制作石灰乳涂料制作石灰乳涂料(4)(4)生产硅酸盐制品生产硅酸盐制品 以石灰和硅质材料以石灰和硅质材料(如粉煤灰、石英砂、如粉煤灰、石英砂、炉渣等炉渣等)为原料，加水拌合，经成型，蒸养或为原料，加水拌合，经成型，蒸养或蒸压处理等工序而成的建筑材料，统称为硅蒸压处理等工序而成的建筑材料，统称为硅酸盐制品。如蒸压灰砂砖、粉煤灰砌块、硅酸盐制品。如蒸压灰砂砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等，主要用作墙体材料。生石灰的酸盐砌块等，主要用作墙体材料。生石灰的水化产物水化产物Ca(OH)2Ca(OH)2能激发粉煤灰、炉渣等硅质能激发粉煤灰、炉渣等硅质工业
14、废渣的活性，起碱性激发作用，工业废渣的活性，起碱性激发作用，Ca(OH)2Ca(OH)2能与废渣中的活性能与废渣中的活性SiO2SiO2、Al2O3Al2O3反应，生成有反应，生成有胶凝性、耐水性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，胶凝性、耐水性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，这一原理在利用工业废渣来生产建筑材料时这一原理在利用工业废渣来生产建筑材料时广泛采用。广泛采用。(5)(5)磨制生石灰粉磨制生石灰粉 建筑工程中大量用磨细生石灰来代建筑工程中大量用磨细生石灰来代替石灰膏和消石灰粉配制灰土或砂浆，替石灰膏和消石灰粉配制灰土或砂浆，或直接用于生产硅酸盐制品。磨细生石或直接用于生产硅酸盐制品。磨细生石灰可不经
15、预先消化和陈伏直接应用。因灰可不经预先消化和陈伏直接应用。因为这种石灰具有很高的细度，水化反应为这种石灰具有很高的细度，水化反应速度快，水化时体积膨胀均匀，避免了速度快，水化时体积膨胀均匀，避免了产生局部膨胀过大现象。另外，石灰中产生局部膨胀过大现象。另外，石灰中的过火石灰和欠火石灰被磨细，提高了的过火石灰和欠火石灰被磨细，提高了石灰的质量和利用率。石灰的质量和利用率。(6)(6)加固软土地基加固软土地基 块状生石灰可用来加固含水的块状生石灰可用来加固含水的软土地基软土地基(称为石灰桩称为石灰桩)。它是在桩。它是在桩孔内灌入生石灰块，利用生石灰吸孔内灌入生石灰块，利用生石灰吸水熟化产生体积膨胀
16、的特性来加固水熟化产生体积膨胀的特性来加固地基。地基。(7)(7)制造静态破碎剂和膨胀剂制造静态破碎剂和膨胀剂 将含有一定量将含有一定量CaOCaO晶体、粒径为晶体、粒径为10100m10100m，的过火石灰粉，与，的过火石灰粉，与5%70%5%70%的水硬的水硬性胶凝材料及性胶凝材料及0.1%0.5%0.1%0.5%的调凝剂混合，可制的调凝剂混合，可制得静态破碎剂。使用时将它与适量的水混合得静态破碎剂。使用时将它与适量的水混合调成浆体，注入到欲破碎物的钻孔中。由于调成浆体，注入到欲破碎物的钻孔中。由于水硬性胶凝材料硬化后，过火石灰才水化，水硬性胶凝材料硬化后，过火石灰才水化，水化时体积膨胀，
17、从而产生很大的膨胀压力，水化时体积膨胀，从而产生很大的膨胀压力，使物体破碎。该破碎剂可用于拆除建筑物和使物体破碎。该破碎剂可用于拆除建筑物和破碎分割岩石。用石灰制膨胀剂详见破碎分割岩石。用石灰制膨胀剂详见5.1.55.1.5“膨胀剂膨胀剂”。工程实例分析工程实例分析1：石灰砂浆层起拱现象：现象：某住宅使用石灰厂处理的下脚石灰作某住宅使用石灰厂处理的下脚石灰作 粉刷。数月后粉刷层多处向外拱起，还看粉刷。数月后粉刷层多处向外拱起，还看见一些裂缝，请分析原因。见一些裂缝，请分析原因。分析讨论分析讨论：石灰厂处理的下脚石灰往往含有过烧石灰厂处理的下脚石灰往往含有过烧的的CaOCaO或较高的或较高的Mg
18、OMgO，其水化速度慢于正常，其水化速度慢于正常石灰。这些过烧石的氧化钙或氧化镁在已石灰。这些过烧石的氧化钙或氧化镁在已经水化硬化的石灰砂浆中慢慢水化，体积经水化硬化的石灰砂浆中慢慢水化，体积膨胀，就会导致砂浆层起拱和开裂。膨胀，就会导致砂浆层起拱和开裂。工程实例分析工程实例分析2 2：石灰的选用石灰的选用现象现象：某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰：某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰处理可供选用。因生石灰粉、生石灰粉及生石灰处理可供选用。因生石灰价格相对叫便宜，便选用，并马上加水配制石灰价格相对叫便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数月后，石灰砂浆
19、出膏，再配制石灰砂浆。使用数月后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因。现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因。分析讨论分析讨论：该石灰的陈伏时间不够。数日后部分：该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在已硬化的石灰砂浆中熟化，体积膨胀，过火石灰在已硬化的石灰砂浆中熟化，体积膨胀，以致产生膨胀性裂纹。因工期紧，若无现成合格以致产生膨胀性裂纹。因工期紧，若无现成合格的石灰膏，可选用消石灰粉。消石灰粉在磨细过的石灰膏，可选用消石灰粉。消石灰粉在磨细过程中，把过火石灰磨成细粉，易于克服过火石灰程中，把过火石灰磨成细粉，易于克服过火石灰在熟化时造成的体积安定性不良的危害。在熟化时造成的体积安定性
20、不良的危害。问问 题？题？1.过火石灰有什么危害？应如何消除？过火石灰有什么危害？应如何消除？答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包答：过火石灰密度较大，且颗粒表面有玻璃釉状物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸湿水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延水化，产生体积膨胀，影响体积稳定性。可采用延长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。长石灰的熟化和陈伏期，或过滤掉。2.2.石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应石灰硬化过程中，为什么容易开裂？使用时应如何避免？如何避免？答：石灰浆体的硬化是靠水分的大量挥发，体积显著收答：石灰浆体的硬化
21、是靠水分的大量挥发，体积显著收缩，因而容易导致开裂。在使用时，避免单独使用，缩，因而容易导致开裂。在使用时，避免单独使用，可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。第二节第二节 建筑石膏建筑石膏古老的胶凝材料古老的胶凝材料 具具有有质质轻轻、强强度度较较高高、绝绝热热、防防火火、质质地细腻美观：优良的装饰材料地细腻美观：优良的装饰材料 易于加工、成品多样：各类石膏线易于加工、成品多样：各类石膏线 资源丰富、分布广、储量大资源丰富、分布广、储量大 理想的高效节能材料：重点发展的新型理想的高效节能材料：重点发展的新型材料材料 进一步研究开发的课题进一步研究开发的课题先进纤维石
22、膏基复合材料先进纤维石膏基复合材料高强石膏及其制品高强石膏及其制品提高石膏及其制品的耐水性提高石膏及其制品的耐水性外墙保温砂浆及其装饰外墙保温砂浆及其装饰钢结构防火涂层钢结构防火涂层1.建筑石膏2.高强石膏一、石膏的生产 型半水石膏 型半水石膏二、建筑石膏的凝结硬化凝结硬化过程中的水化反应：凝结硬化过程中的水化反应：CaSO4 0.5H2O 1.5H2O CaSO42H2OQ 即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应凝结硬化机理凝结硬化机理“溶解沉淀理论溶解沉淀理论”l 溶解溶解l 沉淀沉淀l 硬化硬化 半水石膏的溶解度半水石膏的溶解
23、度(8.16g/L)大于二水石大于二水石膏膏(2.05g/L)，因此，前者在水中不断溶解，因此，前者在水中不断溶解，生成生成Ca2+、SO42-离子的饱和溶液离子的饱和溶液半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是半水石膏的饱和溶液，对于二水石膏是过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。过饱和溶液，后者不断结晶沉淀。二水石膏晶体不断生长、连生、交错，二水石膏晶体不断生长、连生、交错，构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网构成晶体颗粒堆聚的结晶结构网三、建筑石膏的技术性质和特性三、建筑石膏的技术性质和特性1、技术性质、技术性质建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。建筑石膏按细度、强
24、度和凝结时间分为三级。建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。建筑石膏技术要求建筑石膏技术要求（GB977688）技技技技 术术术术 指指指指 标标标标 优等品优等品优等品优等品 一等品一等品一等品一等品 一等品一等品一等品一等品 抗折强度，抗折强度，抗折强度，抗折强度，MPaMPa，不小于，不小于，不小于，不小于 2.5 2.5 2.1 2.1 1.8 1.8 抗压强度，抗压强度，抗压强度，抗压强度，MPaMPa，不小于，不小于，不小于，不小于 4.9 4.9 3.9 3.9 2.9 2.9 细度，细度，细度，细度，0.2mm0.2mm孔筛余量，不大孔筛余量，不大孔筛余量，不大孔筛余量，不大
25、于于于于 5.0 5.0 10.0 10.0 15.0 15.0 凝凝凝凝 结结结结 时时时时 间间间间 初凝时间不早于初凝时间不早于初凝时间不早于初凝时间不早于6min6min，终凝时，终凝时，终凝时，终凝时间不迟于间不迟于间不迟于间不迟于30min30min硬化后体积微膨胀性硬化后体积微膨胀性硬化后体积微膨胀性硬化后体积微膨胀性硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性较强、吸湿性较强。较强、吸湿性较强。较强、吸湿性较强。较强、吸湿性
26、较强。耐水性与抗冻性较差耐水性与抗冻性较差耐水性与抗冻性较差耐水性与抗冻性较差凝结硬化快凝结硬化快凝结硬化快凝结硬化快防火性好但耐火性差防火性好但耐火性差防火性好但耐火性差防火性好但耐火性差凝结硬化速度快，初凝凝结硬化速度快，初凝 6 6分，终凝分，终凝 3030分。分。石膏制品的耐水性差抗冻性差，不宜用于潮湿部位。石膏制品的耐水性差抗冻性差，不宜用于潮湿部位。2、建筑石膏的特性、建筑石膏的特性四、建筑石膏的应用四、建筑石膏的应用（1 1）制成石膏抹灰材料）制成石膏抹灰材料（2 2）各种墙体材料如纸面石膏板、石膏空心）各种墙体材料如纸面石膏板、石膏空心砌块、石膏空心条板砌块、石膏空心条板（3
27、3）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑）各种装饰石膏板、石膏浮雕花饰、雕塑制品。制品。使用时应注意问题：使用时应注意问题：在运输及储存时应防止在运输及储存时应防止受潮，一般储存三个月后强度降低受潮，一般储存三个月后强度降低30%30%左右左右 学会分析、思考和回答问题！1.石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，为什么？答：答：半水石膏需加水半水石膏需加水6080，才能使浆体达到成型所需可，才能使浆体达到成型所需可塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需塑性；而半水石膏全部水化成二水石膏只需18.6的水量；的水量；即，有即，有4060多的水不能参与反应，硬化后多余水分的挥多的水不能参与反应，硬化后多余
28、水分的挥发留下大量孔隙。发留下大量孔隙。2、孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点、孔隙率较大在应用上，有哪些优点和缺点？答：答：优点优点保温隔热性、吸声隔声性好；质轻。可作为墙板、保温隔热性、吸声隔声性好；质轻。可作为墙板、天花板、墙面粉刷砂浆等。天花板、墙面粉刷砂浆等。缺点缺点强度低、吸水率较大、耐水性差。不能用作结构强度低、吸水率较大、耐水性差。不能用作结构材料，不宜用于潮湿环境等。材料，不宜用于潮湿环境等。3.为什么石膏制品的耐水性差Why？答：答：石膏晶体是亲水性很强的离子晶体，而且晶体内有明石膏晶体是亲水性很强的离子晶体，而且晶体内有明显的解理面，层间和晶体颗粒间是较弱的氢键结合，因
29、此，显的解理面，层间和晶体颗粒间是较弱的氢键结合，因此，水分子进入，降低了晶体层间和颗粒间的相互作用力，导水分子进入，降低了晶体层间和颗粒间的相互作用力，导致强度下降；其软化系数只有致强度下降；其软化系数只有0.300.45；另一方面，二水石膏在水中的溶解度较大，石膏制品另一方面，二水石膏在水中的溶解度较大，石膏制品长期在水中的强度将更低长期在水中的强度将更低。学会分析、思考和回答问题！4、如何改善石膏制品的耐水性 How?答：答：降低孔隙率，改善孔隙结构，对毛细缝隙进行憎水处降低孔隙率，改善孔隙结构，对毛细缝隙进行憎水处理，以减小吸水率；理，以减小吸水率；掺加其它矿物或有机物，以降低晶体水化
30、物的溶解度，掺加其它矿物或有机物，以降低晶体水化物的溶解度，阻止水分子对晶体颗粒间的削弱作用。阻止水分子对晶体颗粒间的削弱作用。二水石膏晶体解理面5、为什么石膏制品的防火性好、为什么石膏制品的防火性好Why?答：答：石膏制品的孔隙率大，隔热性较好；二水石膏晶体含石膏制品的孔隙率大，隔热性较好；二水石膏晶体含有两个结晶水分子，在受热后，二水石膏晶体脱去水分子，有两个结晶水分子，在受热后，二水石膏晶体脱去水分子，并蒸发吸收和带走热量；硫酸钙分子的分解温度很高，因并蒸发吸收和带走热量；硫酸钙分子的分解温度很高，因此，在高温下，主要发生脱水和烧结。此，在高温下，主要发生脱水和烧结。学会分析、思考和回答
31、问题！6、进一步思考的问题、进一步思考的问题:试验证明石膏板有调节室内湿度的功能，为什么？试验证明石膏板有调节室内湿度的功能，为什么？如何在土木工程建设中正确地使用或选用石膏，为什么？如何在土木工程建设中正确地使用或选用石膏，为什么？四、建筑石膏的应用四、建筑石膏的应用纸面石膏板四、建筑石膏的应用四、建筑石膏的应用纸面石膏板四、建筑石膏的应用四、建筑石膏的应用装饰石膏板四、建筑石膏的应用吸声用穿孔石膏板石膏艺术制品 四、高强度建筑石膏四、高强度建筑石膏1 1、高强石膏与建筑石膏相比较、高强石膏与建筑石膏相比较（1 1）建筑石膏是片状的、有裂隙的晶体，结晶很细，）建筑石膏是片状的、有裂隙的晶体，
32、结晶很细，比表面积比高强石膏大的多，拌制石膏制品时需比表面积比高强石膏大的多，拌制石膏制品时需水量高达水量高达60%-70%60%-70%，因而制品的空隙率大，强度低。，因而制品的空隙率大，强度低。（2 2）高强石膏结晶良好、坚实、粗大，因而比表面）高强石膏结晶良好、坚实、粗大，因而比表面积小，调制成可塑性石膏浆体时需水量约为积小，调制成可塑性石膏浆体时需水量约为35%-35%-45%45%，因此，高强石膏硬化后有较高的密实度与强，因此，高强石膏硬化后有较高的密实度与强度。度。2 2、高强石膏之应用、高强石膏之应用（1 1）强度要求较高的抹灰工程、装饰制品）强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石
33、膏板和石膏板（2 2）掺入防水剂，可用于湿度较高的环境。）掺入防水剂，可用于湿度较高的环境。（3 3）做粘结剂，须加入聚乙烯醇水溶液。）做粘结剂，须加入聚乙烯醇水溶液。其特点是无收缩。其特点是无收缩。工程实例工程实例：石膏饰条粘贴失效：石膏饰条粘贴失效现象：现象：石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。原因。分析讨论分析讨论：其原因有两个方面，可掺入缓凝剂，延：其原因有两个方面，可掺入缓
34、凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。在光滑的天花板上直接粘贴石膏条，粘贴难以在光滑的天花板上直接粘贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的石膏浆掺入部分粘结性强的粘结剂。结的石膏浆掺入部分粘结性强的粘结剂。第三节第三节 水玻璃水玻璃 水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅所组成。目前最常用的是物和二氧化硅所组成。目前最常用的是硅酸钠水玻璃硅酸钠水玻璃Na2ONa2OnS
35、iO2nSiO2，还有硅酸钾，还有硅酸钾水玻璃水玻璃K2OK2OnSiO2nSiO2。一、水玻璃的种类与生产一、水玻璃的种类与生产 水玻璃按其形态可分为液体水玻璃和固体水玻水玻璃按其形态可分为液体水玻璃和固体水玻璃两种。液体水玻璃无色透明，当含有不同杂质时璃两种。液体水玻璃无色透明，当含有不同杂质时可呈青灰色、绿色或微黄色等，可以与水按任意比可呈青灰色、绿色或微黄色等，可以与水按任意比例混合而成不同浓度的溶液，浓度越稠粘结力越强；例混合而成不同浓度的溶液，浓度越稠粘结力越强；固体水玻璃的形状呈块状、粒状或粉状。固体水玻璃的形状呈块状、粒状或粉状。水玻璃的生产方法有湿法生产和干法生产两种。水玻璃
36、的生产方法有湿法生产和干法生产两种。湿法生产是将石英砂和氢氧化钠水溶液在压蒸锅湿法生产是将石英砂和氢氧化钠水溶液在压蒸锅(0.2MPa(0.2MPa0.3MPa)0.3MPa)内用蒸汽加热溶解而制成水玻璃内用蒸汽加热溶解而制成水玻璃溶液。干法是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉溶液。干法是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉中于中于1 3001 3001 4001 400温度下熔融，其反应式如下：温度下熔融，其反应式如下：熔融的水玻璃冷却后得到固态水玻璃，熔融的水玻璃冷却后得到固态水玻璃，然后在然后在0.30.30.8MPa0.8MPa的蒸压釜内加热溶解成胶的蒸压釜内加热溶解成胶状玻璃溶液。状玻璃溶
37、液。水玻璃分子式中水玻璃分子式中SiO2SiO2与与Na2ONa2O分子数比值分子数比值n n称称为水玻璃硅酸盐模数，一般在为水玻璃硅酸盐模数，一般在1.51.53.53.5之间。之间。n n值越大，水玻璃中胶体组分越多，水玻璃粘值越大，水玻璃中胶体组分越多，水玻璃粘性越大，越难溶于水。性越大，越难溶于水。二、水玻璃的硬化与特性二、水玻璃的硬化与特性水玻璃溶液在空气中吸收水玻璃溶液在空气中吸收CO2CO2形成无定形硅胶，并逐形成无定形硅胶，并逐渐干燥而硬化，其反应为：渐干燥而硬化，其反应为：Na2ONa2OnSiO2+CO2+mH2O Na2CO3+nSiO2nSiO2+CO2+mH2O Na
38、2CO3+nSiO2mH2OmH2O 上述反应过程进行缓慢。为加速硬化，常在上述反应过程进行缓慢。为加速硬化，常在水玻璃中加入促硬剂氟硅酸钠，促使硅酸凝水玻璃中加入促硬剂氟硅酸钠，促使硅酸凝胶加速析出，其反应式如下：胶加速析出，其反应式如下：2Na2O2Na2OnSiO2+Na2SiF6+mH2O 6NaF+(2n+1)nSiO2+Na2SiF6+mH2O 6NaF+(2n+1)SiO2SiO2mH2OmH2O 氟硅酸钠的适宜掺量为水玻璃质量的氟硅酸钠的适宜掺量为水玻璃质量的12%12%15%15%。用量太少，硬化速度慢、强度低，且。用量太少，硬化速度慢、强度低，且未反应的水玻璃易溶于水，导致
39、耐水性差；未反应的水玻璃易溶于水，导致耐水性差；用量过多，则凝结过快，造成施工困难，且用量过多，则凝结过快，造成施工困难，且渗透性大，强度也低。渗透性大，强度也低。水玻璃有以下特性水玻璃有以下特性(1)(1)良好的粘结性。良好的粘结性。(2)(2)很强的耐酸性。水玻璃能抵抗多数酸的作很强的耐酸性。水玻璃能抵抗多数酸的作用用(氢氟酸除外氢氟酸除外)。(3)(3)较好的耐高温性。水玻璃可耐较好的耐高温性。水玻璃可耐12001200的高温，在高温下不燃烧，不分解，强的高温，在高温下不燃烧，不分解，强度不降低，甚至有所增加。度不降低，甚至有所增加。三、水玻璃的应用三、水玻璃的应用(1)(1)涂刷建筑材
40、料表面，提高密实度和抗风涂刷建筑材料表面，提高密实度和抗风化能力。化能力。用水将水玻璃稀释，多次涂刷或浸渍材料表面，用水将水玻璃稀释，多次涂刷或浸渍材料表面，可提高材料的抗风化能力或使其密实度和强度提高。可提高材料的抗风化能力或使其密实度和强度提高。如果在液体水玻璃中加入适量尿素，在不改变其粘度如果在液体水玻璃中加入适量尿素，在不改变其粘度情况下可提高粘结力情况下可提高粘结力25%25%左右。此方法对粘土砖、硅左右。此方法对粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等含酸盐制品、水泥混凝土等含Ca(OH)2Ca(OH)2的材料效果良好。的材料效果良好。不能用于涂刷或浸渍石膏制品，因为不能用于涂刷或浸渍石膏
41、制品，因为Na2ONa2OnSiO2nSiO2与与CaSO4CaSO4反应生成反应生成Na2SO4Na2SO4，Na2SO4Na2SO4在制品孔隙中结晶，在制品孔隙中结晶，结晶时体积膨胀，引起制品开裂破坏。结晶时体积膨胀，引起制品开裂破坏。(2)(2)配制成耐热砂浆和耐热混凝土。配制成耐热砂浆和耐热混凝土。水玻璃可与耐热骨料等一起来配制成耐热水玻璃可与耐热骨料等一起来配制成耐热砂浆和耐热混凝土。砂浆和耐热混凝土。(3)(3)配制成耐酸砂浆和耐酸混凝土。配制成耐酸砂浆和耐酸混凝土。水玻璃可与耐酸骨料等一起来配制成耐酸水玻璃可与耐酸骨料等一起来配制成耐酸砂浆和耐酸混凝土。砂浆和耐酸混凝土。(4)(
42、4)加固地基。加固地基。将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替注入土壤将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替注入土壤内，两者反应析出硅酸胶体，能起胶结和填内，两者反应析出硅酸胶体，能起胶结和填充孔隙的作用，并可阻止水分的渗透，提高充孔隙的作用，并可阻止水分的渗透，提高土壤的密度和强度。土壤的密度和强度。(5)(5)以水玻璃为基料，配制各种防水剂。以水玻璃为基料，配制各种防水剂。水玻璃能促进水泥凝结，如在水泥中掺入约为水水玻璃能促进水泥凝结，如在水泥中掺入约为水泥重量泥重量0.70.7倍的水玻璃，初凝为倍的水玻璃，初凝为2min2min，可直接用于堵塞，可直接用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。因凝结过速，不宜配制水泥防
43、漏洞、缝隙等局部抢修。因凝结过速，不宜配制水泥防水砂浆用于屋面和地面刚性防水。水砂浆用于屋面和地面刚性防水。(6)(6)在水玻璃中加入二至五种矾，能配制各种快凝防水在水玻璃中加入二至五种矾，能配制各种快凝防水剂剂 常见的矾有蓝矾、明矾、红矾、紫矾等。防水剂的常见的矾有蓝矾、明矾、红矾、紫矾等。防水剂的配制方法为选取二种、三种、四种或五种矾各配制方法为选取二种、三种、四种或五种矾各1 1份溶于份溶于6060份份100100的水中，冷却至的水中，冷却至5050后，投入后，投入400400份水玻璃中份水玻璃中搅拌均匀即可。这种防水剂分别称为二矾、三矾、四矾搅拌均匀即可。这种防水剂分别称为二矾、三矾、四矾或五矾防水剂。或五矾防水剂。(7)(7)配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝 将液体水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂和氟硅酸钠按将液体水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合，压入砖墙裂缝。粒化高炉矿渣粉的加入一定比例配合，压入砖墙裂缝。粒化高炉矿渣粉的加入不仅起填充及减少砂浆收缩的作用，还能与水玻璃起化不仅起填充及减少砂浆收缩的作用，还能与水玻璃起化学反应，成为增进砂浆强度的一个因素。学反应，成为增进砂浆强度的一个因素。