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1、CivilEngineeringMaterials第第2章章无机胶凝材料无机胶凝材料2.1气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料内容提要：内容提要：本本节节介介绍绍建建筑筑工工程程中中常常用用的的石石膏膏、石石灰灰、水水玻玻璃璃和和菱菱苦苦土土四四种种无无机机胶胶凝凝材材料料的的原原料料、生生产产、硬硬化化原原理理、技技术术性性质质及及其其在在工工程程中中的的应应用用。其其中中石石膏膏、石石灰灰的的技技术术性性质质、影影响响因因素素、工工程程应应用用是是学学习习的重点。的重点。胶凝材料胶凝材料cementingmaterialCivilEngineeringMaterials胶凝材料胶凝材料定定义义是是
2、指指在在一一定定的的条条件件下下，经经过过一一系系列列的的物物理理化化学学作作用用后后，能能将将散散粒粒状状（如如砂砂、石石子子）或或块块状状（砖砖、砌砌块块）材材料料粘粘结结成成为为具具有有一一定定强强度的整体的材料。度的整体的材料。分类：分类：气硬性石膏、石灰气硬性石膏、石灰无机胶凝材料无机胶凝材料水玻璃、菱苦土水玻璃、菱苦土水硬性各种水泥水硬性各种水泥有机胶凝材料沥青、树脂、橡胶有机胶凝材料沥青、树脂、橡胶CivilEngineeringMaterials2.1.1石石 膏膏古老的胶凝材料；古老的胶凝材料；具有质轻、强度较高、绝热、防火、质具有质轻、强度较高、绝热、防火、质地细腻美观优良
3、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；576亿吨亿吨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。CivilEngineeringMaterials一、石膏的制备一、石膏的制备原材料：原材料：天然二水石膏天然二水石膏CaSO4.2H2O（生石膏（生石膏、软石膏）软石膏）天然无水石膏天然无水石膏CaSO4只可用于生产无水石膏水只可用于生产无水石膏水泥和高温煅烧石膏泥和高温煅烧石膏化工石膏磷石膏、氟石膏（化工副产品）化工石膏磷石膏、氟石膏（化工副产品）工艺：
4、工艺：原材料破碎不同温度、压力煅烧磨细成品原材料破碎不同温度、压力煅烧磨细成品CivilEngineeringMaterials石膏制备工艺示意图石膏制备工艺示意图CivilEngineeringMaterials各类石膏的特点各类石膏的特点建建筑筑石石膏膏又又称称熟熟石石膏膏，晶晶体体较较细细，需需水水量量较较大大（80100），因而强度较低。，因而强度较低。高高强强石石膏膏晶晶粒粒粗粗大大，需需水水量量小小（3545），强强度高。高级室内抹灰、石膏线、石膏板等度高。高级室内抹灰、石膏线、石膏板等可可溶溶性性石石膏膏需需水水量量大大，凝凝结结很很快快，强强度度低低，不不宜宜直接使用。直接使用
5、。不溶性硬石膏难溶于水，生产无水石膏水泥。不溶性硬石膏难溶于水，生产无水石膏水泥。高高温温煅煅烧烧石石膏膏抗抗磨磨性性较较好好，导导热热系系数数低低，吸吸声声性性较好，耐久性较高较好，耐久性较高。CivilEngineeringMaterials二、建筑石膏的凝结硬化二、建筑石膏的凝结硬化凝结硬化过程：凝结硬化过程：流体塑性体固体流体塑性体固体反应式：反应式：C=8.16g/LC=2.05g/LCivilEngineeringMaterials硬化机理硬化机理半半水水石石膏膏的的溶溶解解溶溶液液过过饱饱和和二二水石膏晶体的析出；水石膏晶体的析出；浆浆体体水水分分的的蒸蒸发发和和晶晶体体的的生生
6、成成浆浆体变稠失去塑性石膏凝结；体变稠失去塑性石膏凝结；晶晶体体连连生生、搭搭接接，形形成成结结晶晶结结构构网网逐渐产生强度。逐渐产生强度。溶解析晶晶体结构网强度溶解析晶晶体结构网强度水结晶水、蒸发水结晶水、蒸发CivilEngineeringMaterials三、建筑石膏的等级与技术性质三、建筑石膏的等级与技术性质 GB/9776-2008 GB/9776-2008建筑石膏建筑石膏 按细度、凝结按细度、凝结时间和时间和2h2h强度将建筑石膏分为强度将建筑石膏分为3.0,2.03.0,2.0和和1.61.6三个三个等级。等级。CivilEngineeringMaterials建筑石膏的技术性质
7、建筑石膏的技术性质1.表观密度小、抗折强度低加筋、覆面；表观密度小、抗折强度低加筋、覆面；2.凝结硬化快凝结硬化快630min；加缓凝剂；加缓凝剂3.孔隙率大、导热系数小、质轻、吸声性好；孔隙率大、导热系数小、质轻、吸声性好；4.体积微膨胀制品密实、表面光滑细腻；体积微膨胀制品密实、表面光滑细腻；5.防火性好高温结晶水脱出；防火性好高温结晶水脱出；6.吸吸湿湿性性强强、耐耐水水性性差差防防水水剂剂、铝铝箔箔覆覆面面改改性。性。CivilEngineeringMaterials四、建筑石膏的用途四、建筑石膏的用途石膏砂浆及粉刷石膏高级室内抹灰；石膏砂浆及粉刷石膏高级室内抹灰；制备各种石膏板；制备
8、各种石膏板；各类装饰石膏线、花型；各类装饰石膏线、花型；无水石膏水泥；无水石膏水泥；水泥缓凝剂；水泥缓凝剂；涂料的填充料涂料的填充料陶瓷模具材料、外科医疗固定材料陶瓷模具材料、外科医疗固定材料制作雕塑艺术品等。制作雕塑艺术品等。CivilEngineeringMaterials石膏板石膏板石膏板有纸面石膏板石膏板有纸面石膏板无纸石膏板（即纤维石膏板）无纸石膏板（即纤维石膏板）石膏空心条板石膏空心条板纸面石膏板普通（防火）石膏板纸面石膏板普通（防火）石膏板高级防火石膏板高级防火石膏板防水石膏板等防水石膏板等CivilEngineeringMaterials建筑石膏板的特点：建筑石膏板的特点：石石
9、膏膏板板具具有有质质轻轻、强强度度高高、防防火火、防防蛀蛀、隔隔热热、吸吸声声、加加工工性性能能好好（可可刨刨），尺尺寸稳定、施工效率高等特点。寸稳定、施工效率高等特点。以以龙龙骨骨（轻轻钢钢龙龙骨骨、木木龙龙骨骨）为为骨骨架架，形形成成的的各各种种形形式式的的非非承承重重墙墙体体和和承承重重墙墙体体的的饰饰面面层层，具具有有装装饰饰新新颖颖，增增加加使使用用面面积积，改改善善建建筑筑物物功功能能，提提高高抗抗震震性性能能等优点。等优点。CivilEngineeringMaterials石膏顶棚石膏顶棚CivilEngineeringMaterials石膏顶棚石膏顶棚CivilEngineer
10、ingMaterials石膏隔墙石膏隔墙CivilEngineeringMaterials防火纸面石膏板防火纸面石膏板是是指指这这种种板板材材在在发发生生着着火火时时，在在一一定定长长的的时时间间内内保保持持结结构构完完整整（在在建建筑筑结结构构里里），从从而而起起到到阻阻隔隔火火焰焰蔓蔓延延的的作作用用。该该板板在在生生产产过过程程中中加加入入玻玻璃璃纤纤维维和和其其它它添添加加剂剂，能能够够有有效效地地在在遇遇火火时时起起到到增增强强板板材材完完整整性性的的作用。作用。CivilEngineeringMaterials防水石膏板防水石膏板该该板板是是在在石石膏膏芯芯材材里里加加入入一一定定
11、量量的的防防水水剂剂，或或在在表表面面覆覆盖盖铝铝箔箔、牛牛皮皮纸纸等等使使石石膏本身具有一定的防水性能。膏本身具有一定的防水性能。这这种种石石膏膏板板在在根根据据美美国国ASTM标标准准作作防防水水试试验验时时，其其吸吸水水率率为为5，即即能能够够用用于于湿湿度度较较大大的的区区域域，如如卫卫生生间间、沐沐浴浴室室和和厨房等厨房等这这是是一一种种比比较较好好的的具具有有更更广广泛泛用用途途的的板板材。但此板不可直接长时间进水浸泡。材。但此板不可直接长时间进水浸泡。CivilEngineeringMaterials石膏浮雕装饰制品石膏浮雕装饰制品石膏浮雕装饰制品是以石膏为基料和玻石膏浮雕装饰制
12、品是以石膏为基料和玻璃纤维及添加剂加工制成各种平板、小璃纤维及添加剂加工制成各种平板、小方板、墙身板、饰线、灯圈、浮雕、花方板、墙身板、饰线、灯圈、浮雕、花角、圆柱、方柱与数百种装饰件，用于角、圆柱、方柱与数百种装饰件，用于室内装饰。室内装饰。特点特点:加工性能好，能钉、锯、刨，可修加工性能好，能钉、锯、刨，可修补。完整性好，不变形，不开裂，无缝补。完整性好，不变形，不开裂，无缝隙。隙。耐久性强，防蛀不腐，防火防潮，耐久性强，防蛀不腐，防火防潮，质轻吸音，容易安装。质轻吸音，容易安装。CivilEngineeringMaterials石膏浮雕壁画石膏浮雕壁画石膏浮雕壁画有两种加工方法，一种是石
13、膏浮雕壁画有两种加工方法，一种是做石膏板，在板上放刀雕刻；而另一种做石膏板，在板上放刀雕刻；而另一种方法是用泥做形，然后翻制成品。一般方法是用泥做形，然后翻制成品。一般大型石膏壁画都是采用后者。大型石膏壁画都是采用后者。石膏板浮雕：此种方法与木浮雕相同，石膏板浮雕：此种方法与木浮雕相同，只是材料上的不同，石膏板更容易制作，只是材料上的不同，石膏板更容易制作，又不会出现开裂与木纹纤维方向的问题，又不会出现开裂与木纹纤维方向的问题，所以是一种性能较好的浮雕材料。所以是一种性能较好的浮雕材料。CivilEngineeringMaterials2.1.2石石灰灰一、石灰的制备一、石灰的制备原料：石灰岩
14、（原料：石灰岩（CaCO3）反应式：反应式：生石灰生石灰CivilEngineeringMaterials根根据据石石灰灰制制备备的的温温度度和和时时间间，生生石石灰灰可可分分为为两种：两种：过火石灰过火石灰欠火石灰欠火石灰temtime过过火火石石灰灰：粘粘土土杂杂质质熔熔融融、填填充充或或包包裹裹石石灰灰表表面面密密实实度度高高石石灰灰消消解解慢慢temtime 欠欠火火石石灰灰：CaCO3分分解解不不足足、产产率低。率低。CivilEngineeringMaterials二、生石灰的熟化二、生石灰的熟化反应式：反应式：特点：特点：放热量大、快（放热量大、快（1h1h放热是混凝土放热是混凝
15、土 1d 1d放热量的放热量的9 9倍多）倍多）体积增大：体积增大：1 12.52.5倍倍 CivilEngineeringMaterials二、生石灰的熟化二、生石灰的熟化依加水的多少，消化后的状态有：依加水的多少，消化后的状态有：块状生石灰消石灰粉块状生石灰消石灰粉石灰膏石灰膏石灰浆石灰浆生石灰粉直接粉磨生石灰粉直接粉磨CivilEngineeringMaterials石灰的陈伏石灰的陈伏定定义义石石灰灰膏膏在在储储灰灰池池中中隔隔离离空空气气下保存下保存“两周两周”以上的工艺过程。以上的工艺过程。目的消除过火石灰的危害目的消除过火石灰的危害过过火火石石灰灰过过烧烧、表表面面形形成成一一层
16、层釉釉质质，熟熟化化极极慢慢，当当这这种种未未充充分分熟熟化化的的石石灰灰抹抹灰灰后后，会会吸吸收收空空气气中中的的水水分分继继续续熟熟化化，体体积积膨膨胀胀，最最终终造造成成墙面的隆起、开裂墙面的隆起、开裂。CivilEngineeringMaterials三、石灰的硬化三、石灰的硬化硬化：塑性体固体，产生胶结力硬化：塑性体固体，产生胶结力机理：机理：干燥硬化砌体吸水、空气蒸发干燥硬化砌体吸水、空气蒸发结晶硬化结晶硬化Ca(OH)2晶体的析出晶体的析出碳化硬化碳化生成碳化硬化碳化生成CaCO3CivilEngineeringMaterials三、石灰的硬化三、石灰的硬化硬化过程硬化过程硬化过
17、程硬化过程结晶结晶碳化碳化碳化碳化Ca(OH)Ca(OH)22结晶析出结晶析出结晶析出结晶析出CaCOCaCO33结晶析出结晶析出结晶析出结晶析出主要变化主要变化主要变化主要变化特征特征特征特征内部反应快内部反应快内部反应快内部反应快由表及里由表及里由表及里由表及里CivilEngineeringMaterials四、石灰的品种四、石灰的品种依据石灰中氧化镁的含量：依据石灰中氧化镁的含量：钙质石灰钙质石灰MgO%5%镁质石灰镁质石灰MgO%5%依据成品加工方法：依据成品加工方法：块状生石灰块状生石灰消石灰粉消石灰粉石灰膏石灰膏石灰乳石灰乳磨细生石灰粉磨细生石灰粉CivilEngineering
18、Materials建筑生石灰粉的技术指标建筑生石灰粉的技术指标(JC/T480-1992)项项目目钙质生石灰粉钙质生石灰粉镁质生石灰粉镁质生石灰粉优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品CaO+MgO%858075807570CO2%791181012细度细度%（0.9mm）0.20.51.50.20.51.5CivilEngineeringMaterials五、石灰的技术性质五、石灰的技术性质1.可塑性好混合砂浆可塑性好混合砂浆2.硬化慢、强度低主要为失水硬化硬化慢、强度低主要为失水硬化3.耐水性差不宜用于潮湿、水侵环境耐水性差不宜用于潮湿、水侵环境4.收收缩
19、缩大大、抗抗折折强强度度低低加加砂砂、丝丝麻麻、纸筋纸筋CivilEngineeringMaterials六、石灰的用途六、石灰的用途拌制灰土或三合土拌制灰土或三合土配制水泥石灰砂浆、石灰砂浆配制水泥石灰砂浆、石灰砂浆石灰膏罩白石灰膏罩白制作碳化石灰板制作碳化石灰板制造加气混凝土砌块、粉煤灰砌块等制造加气混凝土砌块、粉煤灰砌块等配制无熟料水泥：矿渣石灰磨细配制无熟料水泥：矿渣石灰磨细CivilEngineeringMaterials2.1.3水玻璃水玻璃WaterGlass俗称泡花碱石英砂苛性钠（俗称泡花碱石英砂苛性钠（Na2CO3）品种品种:硅酸钠水玻璃（硅酸钠水玻璃（Na2O.nSiO2）
20、硅酸钾水玻璃（硅酸钾水玻璃（K2O.nSiO2）硅酸锂水玻璃（硅酸锂水玻璃（Li2O.nSiO2）通式：通式：R2O.nSiO2n-水玻璃模数水玻璃模数CivilEngineeringMaterials水玻璃的硬化水玻璃的硬化碳碳化化硬硬化化水水玻玻璃璃吸吸水水空空气气中中的的二二氧氧化化碳碳，形形成成无无定定形形的的硅硅酸酸凝凝胶胶，并并逐逐渐渐干干燥而硬化燥而硬化。晶晶体体（SiO2）胶胶体体(nSiO2.mH2O)晶体晶体(nSiO2)CivilEngineeringMaterials水玻璃的应用水玻璃的应用涂刷或浸渍材料外墙的抗风化剂涂刷或浸渍材料外墙的抗风化剂加固基础加固基础化学加固
21、法（水玻璃氯化钙）化学加固法（水玻璃氯化钙）亦称硅化加固法（亦称硅化加固法（consolidationbysilication）配防水砂浆堵漏、补裂缝配防水砂浆堵漏、补裂缝配耐酸砂浆耐酸工程配耐酸砂浆耐酸工程配耐热砂浆高炉基础配耐热砂浆高炉基础注意：不能长期浸水、不耐碱注意：不能长期浸水、不耐碱CivilEngineeringMaterials2.1.4镁质胶凝材料镁质胶凝材料一、制备：菱苦土一、制备：菱苦土MgCO3反应式：反应式：状态状态:白色或浅黄色粉末，密度白色或浅黄色粉末，密度3.13.4g/cm3CivilEngineeringMaterials二、菱苦土的硬化二、菱苦土的硬化不用
22、水调制，因：不用水调制，因：MgO+H2O=Mg(OH)2产物结构疏松、强度低产物结构疏松、强度低采用采用MgCl2.6H2O水溶液调制：水溶液调制：产物产物xMgO.yMgCl2.zH2O复盐复盐CivilEngineeringMaterials三、三、菱苦土的应用菱苦土的应用菱苦土木屑板、木丝板、刨花板菱苦土木屑板、木丝板、刨花板配比：木屑颜料填料菱苦土配比：木屑颜料填料菱苦土菱苦土地面：菱苦土地面：防防爆爆、防防静静电电、不不起起尘尘军军工工、纺纺织织、电子车间电子车间菱苦土制品菱苦土制品：门窗、楼梯扶手、包装箱：门窗、楼梯扶手、包装箱CivilEngineeringMaterials谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH