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1、广州城建职业学院1第一节 石膏v第二节 石灰v第三节 水玻璃本章主要内容第1页/共49页广州城建职业学院2l胶凝材料：能通过自身的物理、化学作用，从浆体变成坚硬的固体，并能将散粒状或块状材料粘结成为一个整体的材料。胶凝材料有机胶凝材料如沥青、树脂等无机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如石膏、石灰、水玻璃、菱苦土 各种水泥第2页/共49页广州城建职业学院3气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，且只能在空气中保持并发展其强度。水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。石灰水泥第3页/共49页广州城建职业学院4第一节 石膏第4页/共49页广州城建职业学院5第5页/共49页
2、广州城建职业学院6石膏雕像第6页/共49页广州城建职业学院7一、石膏的生产（1）主要原料：天然石膏（2）主要成分：建筑石膏是指由天然二水石膏（CaSO4.2H2O)经过加工而成的半水石膏（CaSO4.H2O）故又称熟石膏。煅烧、干燥第7页/共49页广州城建职业学院8 天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度和加热方式的不同，可以得到不同性质的石膏产品。1071700 干燥 （建筑石膏）1250C，0.13MPa，蒸汽 （高强石膏）天然二水石膏第8页/共49页广州城建职业学院9二、建筑石膏的水化、凝结和硬化1.1.石膏的水化石膏的水化 石膏的水化就是半水石膏和水反应生成二水石膏并放出热量的过程。由
3、于半水石膏的溶解度比二水石膏要大（约四倍），所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。第9页/共49页广州城建职业学院102.2.石膏的凝结硬化石膏的凝结硬化 凝结凝结：随着建筑石膏的水化反应不断进行，石膏浆中水分：随着建筑石膏的水化反应不断进行，石膏浆中水分 不断减少，浆体逐渐失去可塑性，开始产生强度的不断减少，浆体逐渐失去可塑性，开始产生强度的 过程。过程。硬化：失去可塑性的凝结浆体逐渐变硬并产生强度，直至 完全干燥的过程。第10页/共49页广州城建职业学院11三、建筑石膏的技术要求和特性1.技术要求：建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为
4、三级（按2h抗折强度将建筑石膏分为3.0、2.0、1.6三级）。2.特点：凝结硬化快凝结硬化快硬化体积微膨胀：石膏硬化过程中产生硬化体积微膨胀：石膏硬化过程中产生1%1%左左右的膨胀右的膨胀 孔隙率高：吸声性、吸湿性较强（调温调湿）孔隙率高：吸声性、吸湿性较强（调温调湿）强度低：早期强度发展快，但后期强度并不高强度低：早期强度发展快，但后期强度并不高 防火性能良好防火性能良好耐水性较差：石膏及制品只能在干燥环境中使耐水性较差：石膏及制品只能在干燥环境中使用用第11页/共49页广州城建职业学院12四、建筑石膏的应用l粉刷石膏：室内抹灰和粉刷l石膏砂浆：室内抹灰和粉刷l石膏板l艺术装饰石膏制品 第
5、12页/共49页广州城建职业学院13纸面石膏板第13页/共49页广州城建职业学院14石膏板吊顶第14页/共49页广州城建职业学院15石膏板浮雕第15页/共49页广州城建职业学院16吸音穿孔石膏板吸音穿孔石膏板第16页/共49页广州城建职业学院17室内抹灰和粉刷第17页/共49页广州城建职业学院18第二节 石灰第18页/共49页广州城建职业学院19 石灰吟 明 于谦 千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间。第19页/共49页广州城建职业学院20一、石灰的生产石灰广泛应用于建筑工程中。优点：（1）原材料丰富，分布广；（2）生产工艺简单，成本低。1.生产简介 主要原料是天然岩
6、石（以碳酸钙为主要原料），常用的有石灰石，白云石等，经过煅烧，逸出二氧化碳气体后得到的块状材料。块状生石灰第20页/共49页广州城建职业学院21石灰按氧化镁（石灰按氧化镁（石灰按氧化镁（石灰按氧化镁（MgO)MgO)MgO)MgO)含量分类：含量分类：含量分类：含量分类：钙质生石灰：氧化镁（MgO)含量5%;第21页/共49页广州城建职业学院22煅烧石灰石(内含CaCO3)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欠火石灰过火石灰第22页/共49页广州城建职业学院232.2.石灰按其形态和化学成分分以下四种：石灰按其形态和化学成分分以下四种：块状的生石
7、灰：块状的生石灰：即由天然岩石原料煅烧而得到的产品,主要成分是CaO；生石灰粉生石灰粉：把块状生水灰磨细而得到的粉末材料，主要成分为Cao消石灰粉（熟石灰粉）消石灰粉（熟石灰粉）：将生石灰加适量的水熟化而得到的粉末；Ca(OH)2;消石灰浆：消石灰浆：加多量的水（34倍的水）而得的浆体,主要成分为Ca(OH)2+水第23页/共49页广州城建职业学院24块状石灰石生石灰粉消石灰粉石灰浆第24页/共49页广州城建职业学院251.石灰的消化 烧制成的生石灰，在使用时必须加水使其“消化”成为“消石灰”，这一过程亦称“熟化”或“消解”，故消石灰亦称“熟石灰”。目的：使生石灰具有粘性和塑性。特点：放热 膨
8、胀（12.5倍）二、石灰的水化（熟化或消解）和硬化第25页/共49页广州城建职业学院26熟化方法 根据石灰熟化时加水量的不同，熟化方式分为两种：（1）熟化为熟石灰粉 将生石灰块分层淋适量的水，使石灰充分熟化，又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。第26页/共49页广州城建职业学院27（2）熟化为石灰膏：将生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成石灰膏。为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。第27页/共49页广州城建职业学院28严格控制加水量和加水速度 不同品质的石灰熟化速度不同活泼
9、性大的石灰：加水要快，水量充足，并加速搅拌散热，否则已消化的石灰颗粒包围于未消化颗粒周围，使内部石灰不易消化，称为“过烧”现象；活泼性小的石灰：加水要慢，水量少，如加水过快，则发热量少，水温过低，增加了未消化颗粒，称为“过冷”现象。第28页/共49页广州城建职业学院292.石灰的硬化 石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：石灰浆的干燥硬化（结晶作用）滞流在孔隙的游离水分蒸发或被周围砌体吸收，Ca(OH)2溶液饱和，Ca(OH)2结晶析出，但数量少，强度不高（缓慢）。石灰浆的碳化（碳化作用）氢氧化钙与潮湿空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙结晶体，从而使石灰浆硬化。第29页/共
10、49页广州城建职业学院30 结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生。由于空气中CO2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，阻止了CO2的渗入，同时又使内部的水分无法向外蒸发，影响硬化过程的进行。原因第30页/共49页广州城建职业学院31 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。解：引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是
11、由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。【应用案例】第31页/共49页广州城建职业学院32三、石灰的性质l1.保水性、可塑性好 生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面能吸附一层较厚的水膜，因而保水性好，水分不易秘出，颗粒间摩擦力减小，故可塑性也好。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。第32页/共49页广州城建职业学院33l2.硬化慢、强度低 从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面
12、碳化后，形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不利于内部水分的蒸发，因此，石灰是硬化缓慢的材料，硬化后的强度也不高。如1：3石灰砂浆28天抗压强度仅为0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜用于重要建筑物的基础。第33页/共49页广州城建职业学院34l3.硬化时体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。第34页/共49页广州城建职业学院35l4.耐水性差 氢氧化钙易溶于水，如果长期受潮或被水浸泡，会使已硬化的石灰溃散。若石灰浆体在完全硬化之前就处于潮湿的环境中，石灰中的水分不能蒸发出去，其
13、硬化就会被阻止，所以石灰不易在潮湿的环境中应用。第35页/共49页广州城建职业学院36四、石灰的应用和贮存l1.石灰的应用砌筑工程和抹面装饰工程 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。第36页/共49页广州城建职业学院37灰砂砖和硅酸盐制品 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌，经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖
14、、硅酸盐混凝土制品等。第37页/共49页广州城建职业学院38加固软土地基 在软土地基中打入生石灰桩，可以利用生石灰吸水产生膨胀对桩周土壤起挤密作用，利用生石灰和粘土矿物间产生的胶凝反应使周围的土固结，从而达到地基承载力的目的。第38页/共49页广州城建职业学院39用于道路工程的垫层 石灰和粘土按一定比例拌和制成石灰土，或与粘土、砂石、矿渣制成三合土，用于道路工程的垫层。第39页/共49页广州城建职业学院40l2.石灰的贮存磨细的生石灰粉应贮存于干燥仓库内，采取严格防水措施。块状生石灰放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生
15、石灰，不但要防止受潮，而且不宜贮存过久。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。第40页/共49页广州城建职业学院41第三节 水玻璃第41页/共49页广州城建职业学院421.水玻璃的定义：水玻璃是碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的能够溶解于水的一种硅酸盐材料。最常用的碱金属氧化物：Na2O,K2O 最常用的水玻璃：硅酸钠：Na2O.nSiO2 硅酸钾:K2O.nSiO2等 其中n称为水玻璃的模数，n=1.53.5第42页/共49页广州城建职业学院43固体水玻璃颗粒液体水玻璃第43页/共49页广州城建职业
16、学院442.水玻璃的制备方法（1）湿法生产（2）干法生产3.水玻璃硬化 水玻璃与空气中的CO2反应，生成无定型的硅酸凝胶，随着水分挥发干燥，硅酸凝胶转变成SiO2而硬化。l水玻璃的促硬剂：氟硅酸钠 其原理是氟硅酸钠加速水玻璃中硅酸凝胶的析出和SiO2的形成。第44页/共49页广州城建职业学院454.水玻璃的特性（1）粘结性能较好 （2）耐热性好、不燃烧（3）较好的耐酸性能 （4）耐水性和耐碱性差第45页/共49页广州城建职业学院465.水玻璃在建筑上应用 配制耐酸混凝土与砂浆配制耐酸混凝土与砂浆 配制耐热混凝土与砂浆配制耐热混凝土与砂浆 配制快凝防水剂配制快凝防水剂 加固地基基础加固地基基础第
17、46页/共49页广州城建职业学院47一、名词解释1、气硬性胶凝材料；2、过火石灰；3、陈伏；4、建筑石膏；5、水玻璃模数。二、是非判断题1、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化（）。2、生石灰熟化时，石灰浆流入储灰池中需要“陈伏”两周以上，其主要目的是为了制得和易性很好的石灰膏，以保证施工质量。练习题第47页/共49页广州城建职业学院483、石灰可用来改善砂浆的保水性。（）4、建筑石膏技术性质之一是耐火性较好。（）5、石灰的技术性质之一是凝结硬化快，并且硬化时体积收缩大。（）6、生石灰块加水，经熟化就得到消石灰粉。（）7、生石灰在空气中受潮消解为消石灰，并不影响使用。（）8、建筑石膏孔隙率高，因此它具有一定调温调湿性。（）9、建筑石膏板因为其强度高，所以在装修时可用于潮湿环境中。（）10、水玻璃硬化后耐水性好，因此可以涂刷在石膏制品的表面，以提高石膏的耐久性。（）第48页/共49页广州城建职业学院49感谢您的观看！第49页/共49页