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1、无机气硬性胶凝材料第1页，本讲稿共26页胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义 经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水 泥”第2页，本讲稿共26页无机胶凝材料气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。可用于干燥环境中。水硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强度。通称为
2、“水泥”。可用于干燥环境和潮湿环境或水中。第3页，本讲稿共26页3.1 石 灰第4页，本讲稿共26页3.1.1、石灰的生产及分类（化学成分与品种）原材料 生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3。生产工艺煅烧欠火石灰、正火石灰、过火石灰概念及特点、鉴别：石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。CaCO3 =CaO +CO2MgCO3=MgO+CO2900700生石灰第5页，本讲稿共26页3.1.1、石灰的生产及分类（化学成分与品种）石灰的品种 按石灰中的氧化镁含量的高低分按成品的加工方法分 块状生石灰、磨细生石灰粉、熟（消）石灰粉
3、、石灰膏、石灰乳等。生石灰钙质石灰镁质石灰MgO5%MgO5%第6页，本讲稿共26页3.1.2、石灰的熟化过程1.生石灰的熟化（主要问题：熟化的原理、熟化的过程、熟化的特点、熟化应注意的问题）熟化的过程 生石灰+水 熟石灰熟化的方式淋 灰消石灰粉 化 灰 熟石灰膏熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀1.53.5倍。熟化过程的注意事项熟化的过程石灰在使用前必须陈伏14d以上防止过火石灰的危害；（注意陈伏的概念及目的）P54中在化灰池表面保留一层水防止石灰碳化。注意安全：防火防爆，防烧伤熟化用水宜多勿少。理论用水30%左右，实际上100%以上，防止水量不足，温度过高，Ca（OH）2 晶体过粗，粘结
4、性及保水性差。MgO+H2O=Mg（OH）2 CaO +H2O=Ca（OH）2 +64.83kj第7页，本讲稿共26页3.1.2、石灰的硬化过程2.石灰的硬化（主要问题：硬化原理、硬化过程、硬化条件、硬化特点及原因、石灰浆体硬化后的主要产物？）1)硬化原理：Ca（OH）2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O2)硬化过程:干燥、结晶、碳化Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。3）硬化条件）硬化条件：含水状态：干燥，不能碳化，强度不增长；含水饱和，CO2无法进入，不能碳化。湿度70%
5、-80%的空气中最易碳化。CO2浓度：温度：第8页，本讲稿共26页3.1.2、石灰的硬化过程4、硬化特点及原因：1）硬化慢；2）体积较大收缩；3）强度低，不耐水。-实际硬化后的主要产物为Ca（OH）2第9页，本讲稿共26页3.1.3、石灰的技术性质1.石灰的性质（特性）1）.可塑性好，保水性好；砂浆中加入石灰胶的原因2）.凝结硬化慢、强度低；3）.硬化后体积收缩大，易开裂；决定石灰不宜单独使用。4）.耐水性差。决定石灰不能使用潮湿环境。5）.生石灰吸湿性强；2.石灰的质量等级（问题：划分依据及划分的等级）建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分为优等品、一等品和合格
6、品三个等级。具体指标见教材P55表3-13。第10页，本讲稿共26页3.1.4、石灰的应用1石灰乳；2.配制石灰砂浆；3.配制三合土和灰土；4.生产硅酸盐制品：蒸压灰砂砖、加气砼砌块、碳化石灰板；5.生产无熟料水泥。第11页，本讲稿共26页四、石灰的储存（P55中）生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。熟石灰在使用前必须陈伏(规范规定：抹灰14d以上，砌砖1周以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。第12页，本讲稿共26页3.2 石 膏第13页，本讲稿共26页3.2.1、石膏的种类1.天然二水石膏：CaSO42H2O（生石
7、膏）2.化工石膏：CaSO42H2O（磷石膏）3.天然无水石膏：CaSO4（硬石膏）4.建筑石膏：-CaSO41/2H2O（半水石膏或熟石膏）5.高强石膏：-CaSO41/2H2O6.地板石膏：CaSO4+CaO第14页，本讲稿共26页3.2.1、石膏的种类（生产、化学成分与品种）1 生产工艺不同，产品的成份及性能不同：石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏（生石膏）在一定的温度和压力下，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如下所示：二水石膏CaSO42H2O-CaSO40.5H2O-CaSO40.5H2OCaSO4 CaSO4 CaSO4+CaO1071
8、70加热、脱水125 0.13MPa蒸压锅170360加热、脱水400750800型建筑石膏型高强石膏可溶性硬石膏不溶性硬石膏高温煅烧石膏（地板石膏）在常温下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。第15页，本讲稿共26页3.2.2、建筑石膏的水化硬化1.建筑石膏的水化 建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：CaSO40.5H2O+1.5 H2O=CaSO42H2O2.建筑石膏的硬化 建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：建筑石膏凝结过程：是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的
9、继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。建筑石膏+水浆 体凝 结硬 化第16页，本讲稿共26页3.2.3、建筑石膏的技术性质及技术要求（二）、建筑石膏的特性及应用 1）表观密度小，强度较低；2）凝结硬化快；（为满足施工操作可加缓凝剂）3）凝结时体积产生微膨胀；（干燥不开裂，可单独使，用；制作各种建筑装饰模型，尺寸准确，棱角饱满）4）孔隙率大，热导率小；-保温、吸音性能好 5）防火性能好,但不耐热。5）吸湿性强，耐水性差,抗冻性差；（室内较理想的装饰材料）7）洁白、细腻，可钉可锯。第17页，本讲稿共26页3.2.3、建筑石膏的技术性质及技术要求2.建筑石膏的技术要求（一）建筑石膏的
10、质量等级及质量标准 建筑石膏按其细度、强度、凝结时间等指标，划分为优等品、一等品、合格品三个等级。具体指标见下表：技术指标名称优等品一等品合格品强度（2h)抗折强度2.52.11.8抗压强度4.93.92.9细度（0.2mm方孔筛筛余）5.010.015.0凝结时间初凝不早于6min，终凝不迟于30min第18页，本讲稿共26页3.2.4、建筑石膏的应用室内抹灰与粉刷生产建筑石膏制品生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中第19页，本讲稿共26页第三节 其它气硬性胶凝材料第20页，本讲稿共26页3.3.1、水玻璃一）、水玻璃的化学成份及组成：1化学成份：水玻璃又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而
11、成。Na2OnSiO2、K2OnSiO2，是一种能够溶解于水的硅酸盐材料,水玻璃模数 n的大小；n愈大，难溶于水。2 组成：n-水玻璃模数。N=SiO2克分子数/Na2O克分子数二）水玻璃的生产：第21页，本讲稿共26页二、水玻璃的硬化二、水玻璃的硬化（硬化原理、影响因素）1、硬化原理：自然条件下：液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：Na2OnSiO2+CO2+mH2ONa2CO3+nSiO2mH20此种条件下，硬化慢，分解不完全，强度低，耐水耐酸性差，不能满足使用要求。实际使用必须掺加促硬剂氟硅酸钠：2Na2OnSiO2+Na2SiF6+mH2
12、O6NaF+（2n+1）SiO2mH20为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入12%15%的促硬剂氟硅酸钠。2影响因素水玻璃的硬化 1）水玻璃模数 n的大小；n愈大，难溶于水，硬化快，强度高。建筑中常用n=2.6-2.8 2）水玻璃的浓度；浓度愈大，硬化慢，强度高 3）硬化的温度及湿度；4）促硬剂的种类及掺量第22页，本讲稿共26页三、水玻璃的特性及用途一）、水玻璃的特性 1.粘结力强；2.耐酸性好；3.不燃烧，耐高温好 4不耐水；5、不耐碱。二）水玻璃的用途1涂刷或浸渍材料，提高耐久性；（注意能涂刷什么材料而不能涂刷什么材料）2加固地基；3修补裂缝、堵漏；4配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；5配制耐热砂
13、浆和耐热混凝土。第23页，本讲稿共26页3.3.2 镁质胶凝材料第24页，本讲稿共26页镁质胶凝材料菱苦土菱苦土的生产 镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。菱苦土的水化硬化 一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧化镁。菱苦土的应用生产木屑地板、木丝板、刨花板等。菱苦土板材用于机械包装材料，可以节约大量木材。只能用于干燥状态下，而不能受潮、遇水或酸性介质侵蚀的部位。第25页，本讲稿共26页本章小结胶凝材料的定义和分类；石灰、石膏、镁质胶凝材料、水玻璃都是气硬性胶凝材料，在现代建筑中的应用是很常见的建筑材料。（1）石灰品种很多，各种石灰产品都统称石灰。石灰的强度很低，主要来源于Ca（OH）2的结晶和碳化。利用石灰的特性可将其用于拌制砂浆、配制灰土和三合土、制作石灰碳化板和硅酸盐制品等。（2）石膏的品种很多，不同品种的石膏，其生产条件不同，且性能及应用各异。建筑石膏是建筑工程中应用最多的一种石膏产品，建筑石膏凝结硬化速度很快，其技术性质要求主要表现在强度、细度、凝结时间三方面，利用它的特性可用于建筑室内抹灰及粉刷、并大量用于制作石膏制品。（3）简单了解镁质胶凝材料和水玻璃的特点与用途。第26页，本讲稿共26页